EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC LA TRECEREA PRIN ORGANISMUL UMAN
Electrocutările sunt accidente datorate trecerii curentului electric prin organismul uman şi se pot
produce prin:
– atingeri directe (contact direct) a elementelor conductoare care se găsesc în mod normal sub tensiune (părţile active ale instalaţiei);
– atingeri indirecte (contact indirect) care constau în contactul cu mase, carcase sau alte elemente conductive intrate accidental sub tensiune.
Cauzele producerii electrocutărilor pot fi diverse (defect de izolaţie, influenţe electromagnetice, neatenţie, etc.) iar tensiunea aplicată organismului uman se numeşte tensiune de contact Uc.
Electrocutările pot produce efecte fiziopatologice asupra organismului uman precum: şocuri electrice,
fibrilaţie cardiacă, arsuri, etc. Gravitatea acestora depinde în mod direct de produsul intensitate curent x timp, adică de cantitatea de electricitate ce se scurge prin om. De asemenea, un rol important revine traseului curentului prin corp, cel mai periculos fiind traseul longitudinal (cap – picioare), urmat de traseul cu cea mai mare probabilitate în instalaţiile electrice, mâna dreaptă – picioare.
La durate mai reduse ale electrocutării, limitele curentului admisibil prin om sunt prezentate în
Experienţa a arătat că la durate de sub 0,2 sec., electrocutările nu sunt în general mortale.
Pentru durate ale electrocutării mai mari de 3 sec., valorile maxim admisibile ale curenţilor prin corp
sunt (valori la care omul se desprinde fără ajutor):
10mA – pentru curent alternativ;
50mA – pentru curent continuu.
Intensitatea curentului Ih prin corpul omenesc de impedanţă electrică Zh este:
Impedanţa organismului este formată, în principal, de impedanţa pielii ce are valori de 40…100kW. Dar conductivitatea epidermei poate creşte mult datorită transpiraţiei, a umidităţii din atmosferă, a oboselii sau stării febrile a organismului etc. Atunci când pielea este străpunsă (la tensiuni mai mari de 60…100V) impedanţa organismului devine şi mai mică (cca. 200W). În practică, ca valori orientative, impedanţa corpului omenesc se consideră:
Zh = 1000W în cazul atingerilor directe şi
Zh = 3000W în cazul atingerilor indirecte.
Tensiunea limită de securitate UL (tensiunea la care nu există risc major pentru om) este considerată
50V pentru medii de activitate uscate sau cu umiditate redusă, respectiv 25V pentru activităţi în medii
umede, pe amplasamente conductoare sau direct pe sol.
Efectele electrocutărilor se încadrează în două categorii: electroşocurile şi electrotraumatismele.
Electroşocurile pot provoca leziuni ale ţesuturilor, contracţii spasmodice ori alte tulburări funcţionale în
organism (comoţiile, fibrilaţia, stopul cardiac). Cel mai periculos efect îl reprezintă fenomenul de fibrilaţie ventriculară a inimii (tulburarea ritmului cardiac prin pierderea sincronismului pereţilor acesteia) care poate conduce la oprirea circulaţiei sanguine şi a respiraţiei. Fenomenul apare cu precădere la curenţi alternativi cu frecvenţa cuprinsă între 15 şi 100 Hz. În curent continuu sau pentru curenţi alternativi cu frecvenţa mai mare de 100 Hz pragul limită de apariţie a fibrilaţiei este mai ridicat. Prin acordarea unui ajutor adecvat (respiraţie artificială, masaj cardiac) victima poate fi adesea reanimată după un timp îndelungat de la apariţia morţii aparente.
Spre deosebire de curentul alternativ, în curent continuu un mai mare pericol îl reprezintă încleştarea
mâinii pe conductorul aflat sub tensiune.
Electrotraumatismele reprezintă un alt risc important al electrocutărilor şi constau în arsuri care pot fi
interne (prin efect Joule prin ţesuturile parcurse) sau externe (datorită arcului electric) când sunt însoţite uneori de metalizarea pielii. Frecvenţa curentului electric influenţează intensitatea curentului de prag. Cu cât frecvenţa creşte cu atât riscul fibrilaţiei ventriculare se diminuează, dar în schimb creşte riscul arsurilor. La frecvenţe mai mari de 400Hz nu se mai produc electroşocuri, iar mărimea arsurilor depinde de valoarea curentului.
CAZURI DE ELECTROCUTARE
Reţelele electrice indiferent de modul lor de realizare (aeriene, în cabluri, în conductoare trase prin
tuburi, etc.) prezintă faţă de pământ o impedanţă oarecare Z. După natura şi mărimea acesteia se
deosebesc:
– reţele electrice legate la pământ – care au punctul neutru numit “nul” legat la pământ;
– reţele electrice izolate faţă de pământ – au toate punctele curenţilor de lucru izolate faţă de pământ.
La joasă tensiune se utilizează aproape în exclusivitate reţelele legate la pământ care, deşi prezintă
un pericol de electrocutare mai ridicat, oferă avantajul unei tensiuni constante între fazele reţelei şi neutral (legat la pământ) indiferent de natura sarcinii, echilibrată sau dezechilibrată. Reţelele izolate faţă de pământ sunt utilizate mai rar, pentru alimentarea unui receptor de putere mare sau a unui grup de receptoare cu sarcinile identice pe faze, sau pentru alimentarea unor reţele cu mare pericol de electrocutare (exploatări miniere, petroliere, hidrologice etc.).
- Electrocutarea prin atingere directă
Electrocutarea prin atingere directă poate avea loc fie prin atingerea simultană a unei linii electrice şi a pământului (atingere unipolară), fie prin atingerea simultană a două linii electrice (atingere bipolară).
Indiferent de situaţie şi tipul reţelei, prin corpul omului se va stabili un curent electric a cărui valoare depinde de impedanţa circuitului care se formează.
În cazul atingerii bipolare, indiferent de tipul reţelei, curentul prin om este acelaşi (v.fig.10.5).
În cazul atingerii unipolare, dacă reţeaua trifazată are nulul la pământ, atingând un element oarecare
aflat în circuitul curenţilor de lucru (un conductor neizolat, o bornă, etc.) omul este supus nemijlocit tensiunii reţelei faţă de pământ (fig.10.5.a). Dacă reţeaua trifazată este izolată faţă de pământ, impedanţa Zi provine din capacitatea naturală a fiecărui conductor faţă de pământ şi din rezistenţa de izolaţie a acestuia faţă de pământ, legate în paralel (fig.10.5.b). La atingerea directă a unei faze, prin corpul omenesc trece un current mai mic decât în cazul reţelei cu neutrul legat la pământ. De aceea, reţelele izolate faţă de pământ sunt în principal mai puţin periculoase decât cele legate la pământ, din punct de vedere al electrocutărilor. Dar fiindcă există oricând pericolul unei puneri la pământ simple (monofazate), în practică se vor prevedea instalaţii de protecţie împotriva electrocutării pentru ambele tipuri de reţele.
- Electrocutarea prin atingere indirectă
Electrocutarea prin atingere indirectă constă în contactul cu mase, carcase sau alte elemente conductive intrate accidental sub tensiune. Cauzele pot fi diverse:
– desprinderea uneia sau mai multor faze din circuitele electrice, datorită unor solicitări mecanice sau accidentale
– defecte de izolaţie a conductoarelor de fază, datorită îmbătrânirii izolaţiei (naturală, prin suprasolicitare), distrugerii izolaţiei (loviri, tasări ale construcţiei, rozătoare etc.) sau a unor defecte de execuţie nedetectate la timp.