A villamos áram élettani hatása



Villamos áramütéses baleset akkor következik be, ha az emberi test a villamos áramkörbe kapcsolódik. A leggyakrabban olyankor következik be, ha azonos áramkör két vezetékét vagy a földpotenciál és egy feszültség alatt álló pontot megérintünk. A villamos áram vegyi, hő- és sokkhatása révén fejti ki káros hatását.

  • A villamos áram vegyi hatása során az emberi szervezetben gázképződés jön létre, amely embóliához vezethet.
  • A villamos áram hőhatása égési sérüléseket okoz, amelyet előidézhet a testen átfolyó áram által kifejtett és az ellenállás mértékétől függő hőhatás, valamint a villamos ívet kísérő hőmérséklet.
  • A villamos áram sokkhatása a váratlan áramütés eredménye, amely hatás nagymértékben függ az egyén egészségétől.

A villamos áramütés súlyosságát az áramerősség, a behatás időtartama, az áram útja, az áram nem, az áram frekvenciája, az emberi test ellenállása és az áthidalt feszültség nagysága befolyásolja. Az áramütéskor további tényezők is számottevőek: az egyén testi, lelki állapota, egészségi állapota, számít-e az áramütésre.

A veszélyesség szempontjából az érzékelhető áramerősség átlagosan 0,5-1 mA, amelyet érzetküszöbnek nevezünk. Veszélyes az a határ, amely a végtagizmok görcseit kiváltja. Ez az elengedési áramerősség kb. 10-20 mA körüli áramerősség már a szívkamra és a pitvar egyidejű összehúzódását okozza, aminek következtében a normális szívműködés az áram megszűnése után is szünetelhet. A klinikai, majd a biológiai halál állapotát okozhatja a 100 mA vagy nagyobb áramerősség.

Az áramütés az idegközpontok zavarát, az izmok görcsös összehúzódását okozza, aminek következménye eszméletvesztés is lehet. Az áram a testen belül nem vékony területen, hanem a test részeinek ellenállása függvényében halad. Így pl. a legkedvezőbb eset, amikor a két láb hidalja át a feszültséget.

Az egyenárammal szemben az emberi szervezet nem annyira érzékeny, mint a váltakozó árammal szemben. Míg az egyenáram a hő- és vegyi hatása miatt káros az emberi szervezetre, addig a váltakozó áram az idegekre fejt ki sokkhatást.

Az áramütésre sokkal érzékenyebbek a szívbetegek, az alkoholisták, a magas vérnyomásban szenvedők stb.

A villamos áram káros hatásait a villamos berendezések megfelelő létesítésével, érintésvédelemmel és a munkavégzés szabályainak betartásával tudjuk megakadályozni.

Érintésvédelem:

Az érintésvédelem a testzárlatok következtében felléphető érintési és/vagy lépésfeszültségek által okozott élettani veszélyek megelőzésére, ill. csökkentésére szolgáló műszaki intézkedések összessége.

Az érintésvédelem célja, hogy intézkedésekkel megelőzze a villamos berendezések aktív részével való érintkezést (közvetlen érintésvédelem), valamint elhárítsa a villamos berendezések üzemszerűen feszültség alatt nem álló, de meghibásodás folytán feszültség (testzárlat) alá kerülő részének érintéséből származó veszélyeket (közvetett érintésvédelem).

Egyenpotenciálra hozás (EPH) a testek és más vezető anyagú szerkezetek vezetőinek összekötése, azok azonos vagy közel azonos potenciálra hozása.

Lehetséges megoldási módjai:

  • Egyenpotenciálra hozó hálózattal, egy épület vagy más nagyobb, körülhatárolt terület általános egyenpotenciálra hozására.
  • Helyi egyenpotenciálú összekötéssel, azokban az esetekben, amikor a kikapcsolási idő megfelelő csökkentése nehézségekbe ütközik.
  • Földeletlen egyenpotenciálra hozással, amely önálló érintésvédelmi mód.

Nem kötelező érintésvédelmet alkalmazni a következő esetekben:

  • A villamos szerkezetek azon fémrészeinél, amelyeknek érinthető felülete kicsi (50×50 mm-nél nem nagyobb). Ilyenek pl. a csavarok, szegecsek, kábelbilincsek.
  • A vezetékek védőcsöveinél és –csatornáinál, ha azok falba, vakolatba vannak süllyesztve, ill. nem tartalmaznak érinthető fémrészt. Ilyen pl. a kábel, MM-fal.
  • A vezetékek önmagukban nem nagy kiterjedésű fém tartószerkezeteinél, ha azokon legalább kétrétegű szigetelés van.
  • Az erősáramú szabadvezetékek oszlopainál.
  • A földhöz képest legfeljebb 250 V-os névleges feszültségű villamos berendezés olyan szerelési anyagainál, amelynek nincs fémrésze.

Érintésvédelem szempontjából a talaj és a talajjal érintkező minden, nem szigetelő anyagú tárgyat földnek nevezzük.

Érintésvédelem szempontjából a villamos berendezés, gép, készülék fémből vagy más, villamos vezető anyagból készült részét, amely nem áll feszültség alatt, de meghibásodás folytán feszültség alá kerülhet, testnek, nevezzük.

Érintésvédelmi osztályok

A villamos gyártmányokat érintésvédelmi osztályokba soroljuk:

  • Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az áramütés elleni védelem az üzemi szigetelésen alapul. A gyártmány testén védővezető csatlakoztatására nincs lehetőség, az üzemi szigetelés meghibásodása esetén a védelem a környezetre hárul. Pl. a környezet elszigetelése.
  • Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az üzemi szigetelés mellett járulékos óvintézkedéseket is alkalmaztak. A gyártmány testéhez csatlakoztatható a villamos hálózat vezetője úgy, hogy a megérinthető villamos vezető részek még az üzemi szigetelés meghibásodása esetén sem kerülhetnek veszélyes feszültség alá. Pl. nullázás, védőföldelés.
  • II. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az üzemi szigetelés mellett járulékos óvintézkedésként a gyártmányt kettős szigeteléssel vagy megerősített szigeteléssel látják el. A védelem független a villamos hálózattól. A felhasználó az adattáblán látható kettős négyzet jelről ismeri fel.
  • III. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az áramütés elleni védelem megoldása az érintésvédelmi törpefeszültségű tápláláson alapul.

Érintésvédelmi módok:

Az érintésvédelmet védővezetővel vagy védővezető nélkül valósíthatják meg. A védővezetős érintésvédelmi módok olyan érintésvédelmi módok, amelyek működéséhez az érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek testét védővezetővel kell összekötni. Ilyen megoldás a nullázás és a védőföldelés.

A nullázás (TN-rendszer, ahol t a latin terro=föld szóból ered) olyan érintésvédelmi mód, amelynél a tápláló rendszernek közvetlenül földelt üzemi vezetője van, és ezt kötik az érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek testére védővezetőként.

A nemzetközi szabvány (IEC) három fajtáját különbözteti meg:

  • A TN-C rendszerben, az üzemi nullavezető közös a védővezetővel.
  • A TN-S rendszerben, az üzemi nullavezetőt a hálózat teljes hosszában szétválasztják a védővezetőtől.
  • A TN-C-S rendszerben, a védővezető a hálózat egy részén közös, más részén el van választva az üzemi nullavezetőtől.

A védőföldelésnek két módja van:

  • Védőföldelésnek közvetlenül földelt rendszerben (TT-rendszer). A tápláló rendszernek közvetlenül földelt pontja, és az érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek teste a tápláló rendszerrel össze nem kötött földeléshez van kötve.
  • Védőföldelés földeletlen és közvetve földelt rendszerben (IT-rendszer). A tápláló rendszernek nincs közvetlenül földelt pontja, és az érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek teste védőföldeléshez van kötve.

Az érintési feszültség tartósan megengedett UL határértéke 100 Hz-nél nem nagyobb frekvenciájú, színuszosan váltakozó áram esetén 50 V, állandó értékű egyenáram esetén 120 V.

Védővezető céljára csak villamos vezetéket vagy megbízható villamos vezetőképességű fémszerkezetet szabad alkalmazni.

Az áram-védőkapcsolás a védővezetős érintésvédelmi módok olyan kikapcsoló szerve, amely az áramkör valamennyi üzemi vezetőjén folyó pillanatnyi váltakozó áram előjeles összegének a nagyságára működik.

Az áram-védőkapcsolás alkalmazásának néhány feltétele:

  • Az üzemi áramot vezető nullvezetőt mindig át kell vezetni a kapcsolón.
  • A védővezetőt soha nem szabad a kapcsolón átvezetni.
  • Háromfázisú áramkörben csak háromfázisú kapcsoló alkalmazható.
  • Lehetőleg a legérzékenyebb, 30 mA-es kapcsolót használjuk.
  • A kapcsoló villám esetén kikapcsol.

A védővezető nélküli érintésvédelmi módok

Érintésvédelmi törpefeszültség alkalmazásakor a villamos szerkezeteket törpefeszültségű rendszerrel tápláljuk. Törpefeszültségű az a berendezés, amely névleges feszültsége 50 V-nál nem nagyobb (pl. biztonsági transzformátor). Egyenfeszültség esetén a feszültségérték 120 V.

Villamos szerkezetek elszigetelésekor a szerkezeteknek azokat a villamosan vezető részeit szigetelik el az ember által érinthető részeitől, amelyek a testzárlat következtében feszültség alá kerülhetnek.

A környezet elszigetelésekor azokat a személyeket szigetelik el a környezetben levő földpotenciálú, nem szigetelő részektől, akik a villamos szerkezet testét érinthetik.

Földeletlen egyenpotenciálra hozás esetén az egyidejűleg érinthető villamos szerkezetek teste villamosan vezető összekötés révén egyenpotenciálra kerül. Az érintkező személyek nem kerülhetnek földpotenciálra.

Védőelválasztás alkalmazásakor a védendő villamos szerkezetet nem közvetlenül a hálózathoz, hanem biztonsági transzformátorhoz csatlakoztatjuk.

Az érintésvédelem ellenőrzése

A villamos berendezések érintésvédelmének ellenőrzését szerelői ellenőrzéssel és szabványossági felülvizsgálattal kell végrehajtani.

A szerelői ellenőrzés végrehajtása során a védővezetős érintési módokon során következő vizsgálatokat kell elvégezni.

Megtekintéssel, ill. működési próbával kell ellenőrizni:

  • a védővezetőnek és kötéseinek, valamint a csatlakozások sértetlen állapotát,
  • a biztosítóbetétek, kikapcsolószervek sértetlen állapotát,
  • az állandó szigetelő-ellenőrző berendezések működését korlátozott áramú mesterséges földzárlattal.