Zagrożenia związane z prądem

URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – WWW.EDUNET.TYCHY.PL
Zagrożenia związane z prądem
Pojęcia podstawowe

Przewód neutralny N (Neutral) jest przewodem bezpośrednio uziemionym, w
którym płyną prądy robocze linii.

Przewody fazowe np. L1, L2, L3, (linie) to przewody łączące zaciski źródła zasilania i odbiornika, które nie są połączone z punktem neutralnym lub gwiazdowym.

Przewód ochronny PE (Protection Earth) łączy obudowę, która w wypadku
przebicia może być pod napięciem, z przewodem neutralnym względnie uziemieniem.

Przewód ochronno-neutralny PEN to przewód neutralny, który pełni jednocześnie rolę przewodu ochronnego.

Bezpieczne odległości zasięgu ręki to odległości zasięgu rozpostartych przez
człowieka rąk, uniemożliwiające dotyk części będącej pod napięciem

Uziemienie to przewód zakopany w ziemi, np.: taśma metalowa, rury wodociągowe (metalowe)

Uziemienie robocze to uziemienie przewodu neutralnego

Wyrównanie potencjałów to połączenie przewodzące, które usuwa różnicę potencjałów, np. pomiędzy przewodami ochronnymi i przewodzącą uziemioną rurą.

Części aktywne to wszystkie przewody lub przewodzące części urządzenia przeznaczone do pracy pod napięciem w warunkach normalnych, łącznie z przewodem
neutralnym N. ale z wyjątkiem przewodu ochronno-neutralnego PEN

Część przewodząca dostępna to część przewodząca instalacji elektrycznej, która może być dotykana i która w warunkach normalnej pracy instalacji nie znajduje
się pod napięciem, lecz może się znaleźć pod napięciem w wyniku uszkodzenia
izolacji

Dotyk bezpośredni występuje wtedy, gdy w pracy normalnej człowiek dotknie
do części aktywnej lub części przewodzącej, która jest pod napięciem. W tym
przypadku przez ciało płynie prąd.
Wewnątrz obszaru bezpiecznego zasięgu rąk nie powinno być możliwości bezpośredniego dotyku części będącej pod napięciem.
Zagrożenia związane z prądem
Ruchy mięśni człowieka są sterowane przez słabe impulsy elektryczne wysyłane
przeważnie przez mózg. Pracą serca steruje stymulator znajdujący się w przegrodzie.
Opr.: Grzegorz Szymkowiak
URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – WWW.EDUNET.TYCHY.PL
Obce napięcia zakłócają te sygnały sterujące. Zależnie od natężenia prądu mogą wywołać
uczucie strachu, skurcze mięśni, migotanie komór serca.
Przy silniejszych prądach powstają oparzenia, a towarzyszące im produkty rozkładu
zatruwają organizm. Skurcz mięśni uniemożliwia często odsunięcie się od elementów
znajdujących się pod napięciem. Migotanie komór sercowych prowadzi do śmierci, ponieważ komórki organizmu zostają pozbawione tlenu.
Nasilenie skutków porażenia prądem zależy od natężenia prądu, czasu działania
prądu, drogi przepływu i rodzaju prądu. Szczególnie niebezpieczne są pochodzące z sieci
prądy przemienne, przekraczające 50 mA, jeżeli czas ich działania jest dłuższy niż 1/10
sekundy, a droga przepływu prowadzi przez serce.
Prądy powyżej 50 mA są niebezpieczne dla życia
Natężenie prądu płynącego przez ciało zależy od przyłożonego napięcia i rezystancji
ciała. Rezystancja ciała składa się z wewnętrznej rezystancji ciała oraz rezystancji przejścia przez skórę w miejscach wpływu i wypływu prądu. Im większa jest powierzchnia styku, tym mniejsza jest rezystancja przejścia. Wilgoć, np. pot lub mokra podłoga, zmniejsza rezystancję ciała do około 1 kΩ.
Zgodnie z normą PN-IEC-60364 napięcia przemienne (AC) do 50V i napięcia stałe
(DC) do 120 V uważa się za bezpieczne. Jeśli chodzi o zabawki napędzane silnikami elektrycznymi dopuszcza się jedynie napięcia do 25 V AC lub 60 V DC.
Napięcia przekraczające 50 V AC lub 120 V DC zagrażają życiu
Niebezpieczne jest przypadkowe dotknięcie przewodu znajdującego się pod napięciem względem ziemi albo dwóch elementów, między którymi występuje napięcie. Nawet
na elementach normalnie pozbawionych napięcia, np. obudowach, może pojawić się napięcie z powodu uszkodzenia izolacji. Wskutek zwarcia do obudowy na korpusie urządzenia może pojawić się napięcie.
Oddziaływanie prądu elektrycznego na organizm ludzki
Opr.: Grzegorz Szymkowiak
URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – WWW.EDUNET.TYCHY.PL
Prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz i napięciu 400/230 V jest najbardziej rozpowszechnionym środkiem przenoszenia energii elektrycznej. Z tego powodu większość
porażeń i oparzeń ludzi prądem elektrycznym, nazywanych wypadkami elektrycznymi,
występuje przy styczności człowieka z urządzeniami elektroenergetycznymi prądu przemiennego, przy czym najczęstsze są rażenia na drodze ręka - nogi lub ręka - ręka. Ponadto prąd przemienny o częstotliwości od 15 do 100 Hz powoduje najgroźniejsze dla
życia reakcje organizmu, stąd skutki rażenia nim rozpatruje się szczególnie wnikliwie.
Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki może być pośrednie lub bezpośrednie.
1. Działanie pośrednie, powstające bez przepływu prądu przez ciało człowieka,
powoduje takie urazy, jak:

oparzenia ciała wskutek pożarów wywołanych zwarciem elektrycznym lub spowodowane dotknięciem do nagrzanych elementów

groźne dla życia oparzenia ciała łukiem elektrycznym, a także metalizacja skóry spowodowana osadzaniem się roztopionych cząstek metalu

uszkodzenia wzroku wskutek dużej jaskrawości łuku elektrycznego

uszkodzenia mechaniczne ciała w wyniku upadku z wysokości lub
upuszczenia trzymanego przedmiotu
2. Działanie bezpośrednie - porażenie elektryczne wskutek przepływu prądu elektrycznego przez ciało ludzkie (tzw. prądu rażeniowego) może wywołać wiele zmian
fizycznych, chemicznych i biologicznych w organizmie (a nawet śmierć człowieka)
poprzez oddziaływanie na układ nerwowy oraz w wyniku elektrolizy krwi i płynów
fizjologicznych.
Porażenie elektryczne może objawiać się:

odczuwaniem bólu przy przepływie prądu, kurczami mięśni (skurcz
mięśni dłoni może uniemożliwić samouwolnienie się porażonego)

zatrzymaniem oddechu, zaburzeniami krążenia krwi

zaburzeniami wzroku, słuchu i zmysłu równowagi

utratą przytomności

migotaniem komór sercowych (fibrylacja) - bardzo groźnym dla życia
człowieka, gdyż zazwyczaj prowadzi ono do zejścia śmiertelnego

oparzeniami skóry i wewnętrznych części ciała, do zwęglenia włącznie
Bezpośrednio po rażeniu prądem, tzn. po przerwaniu przepływu prądu, może wystąpić wstrząs elektryczny, objawiający się przerażeniem, bladością, drżeniem ciała
lub kończyn, nadmiernym wydzielaniem potu, stanem apatii lub euforii. Może również
wystąpić obrzęk mózgu i utrata przytomności, połączona z zatrzymaniem krążenia krwi i
brakiem oddechu. Skutki te mogą się ujawnić także po pewnym czasie - od kilku minut
do kilku miesięcy.
Zjawisko porażenia ma miejsce wówczas, gdy występuje droga dla prądu rażeniowego i istnieje źródło napięcia wymuszającego przepływ takiego prądu. W praktyce dochodzi do tego, gdy człowiek styka się jednocześnie z dwoma punktami znajdującymi się
pod różnymi potencjałami i zamyka się w ten sposób elektryczny obwód dla prądu rażeniowego.
W miarę wzrostu natężenia prądu występują: mrowienie w palcach i drętwienie,
skurcze włókien mięśniowych i uczucie bólu. Im wyższa wartość prądu rażeniowego i
Opr.: Grzegorz Szymkowiak
URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – WWW.EDUNET.TYCHY.PL
dłuższy czas jego przepływu, tym liczniejsze włókna mięśni dłoni ulegają skurczowi, również tzw. skurczowi tężcowemu, który trwa tak długo, jak długo płynie prąd.
Przyjmuje się, że prąd o wartości natężenia 30 mA powoduje początek paraliżu dróg
oddechowych.
Rażonego człowieka można jeszcze uratować, jeżeli udzieli mu się skutecznej pomocy przed upływem 3 do 5 min, tzn. przed upływem czasu, jaki bez dopływu tlenu może
przeżyć kora mózgowa.
Opr.: Grzegorz Szymkowiak