شوک الکتریکی چگونه بوجود می آید

 

شوک الکتریکی چگونه بوجود می آید؟

 

زمانی شوک الکتریکی اتفاق می افتد که جریان از بدن عبور نماید. جریان از بدن در موقعیت های مختلف عبور می کند. هر جایی که دو سیم با ولتاژهای مختلف وجود داشته باشند، اگر به یکدیگر متصل شوند جریان بین آنها عبور خواهد کرد. اگر هر دو سیم بطور همزمان لمس گردند، جریان از بدن عبور خواهد نمود.

در اغلب سیم کشی های خانگی، سیم های سیاه و قرمز ۲۲۰ ولت و سیم های سفید صفر ولت می باشند زیرا سیم سفید به زمین متصل می شود. اتصال به زمین اغلب از طریق اتصال یک سیم به زمین و یا از طریق لوله های فلزی آب انجام می شود. لوله کشی ها اغلب متصل به زمین هستند. اگر فرد با سیم سیاه برق دار تماس پیدا کند و همزمان در تماس با سیم سفید خنثی باشد جریان از بدن وی عبور نموده و دچار شوک الکتریکی خواهد شد.

اگر در تماس با یک سیم زنده (برق دار) یا هر نوع تجهیزات برق دار و یا هر شی مرتبط با زمین (متصل به زمین) قرار بگیرید، دچار شوک الکتریکی خواهید شد. ریسک دریافت شوک برای شما در صورتی که در چاله ای از  آب بایستید، بیشتر خواهد بود. لباس خیس، رطوبت بالا و عرق کردن شانس برق گرفتگی را افزایش می دهند. البته، احتمال برق گرفتگی حتی در شرایط خشک نیز وجود دارد.

اگر شخصی بطور همزمان در تماس با زمین و یک سیم برق دار باشد، دچار شوک خواهد شد. وقتی یک مدار، تجهیزات الکتریکی با تجهیزات دیگر برق دار هستند، پتانسیل خطر شوک وجود دارد.

شما حتی وقتی در تماس با زمین متصل به الکتریسیته نباشید، احتمال شوک نیز وجود دارد. تماس با دو سیم برق دار ۲۲۰ ولتی از یک کابل، باعث شوک خواهد شد. (این نوع شوک به این دلیل اتفاق می افتد که در طی سیکل تغییرات، جریان یک سیم ممکن است ۱۱۰+ ولت باشد در حالی که سیم دیگر ۱۱۰- ولت باشد. اختلاف آنها ۲۲۰ ولت خواهد بود).

همچنین ممکن است بدلیل اتصال نادرست تجهیزات الکتریکی به فرد دچار شوک گردد. حتی تماس با افراد دیگری که دچار شوک الکتریکی شده اند می تواند موجب شود تا شما نیز دچار شوک گردید. همیشه قبل از کار با مدار، آن را تست کنید تابرق دار نباشد.

شدت شوک ناشی از برق گرفتگی بستگی به میزان جریانی دارد که به بدن وارد می شود و این هم به میزان ولتاژ و مقاومت مدار تشکیل شده بستگی دارد. مقاومت مدار معمولاً شامل مقاومت قسمتی از مدار برق رسانی، مقاومت بدن و در بیشتر موارد مقاومت مربوط به تماس با اتصال بدن با زمین است. برای روشن شدن موضوع به شکل (۱) دقت کنید.

 

نمایش دو مدار مختلف در برق گرفتگی

شکل (۱) نمایش دو مدار مختلف در برق گرفتگی

 

 

در شکل (A) مصدوم با یک دست به سیم فاز بدون عایق و با دست دیگر به سیم خنثی متصل است و از طریق بدن وی و قسمتی از سیم ها مدار بسته ای تشکیل می شود. بدن انسان دارای مقادیر زیادی آب و املاح هادی الکتریسیته می باشد لذا دارای مقاومت نسبتاً کمی است. لیکن پوست بدن دارای مقاومت بیشتری است و از یک شخص به شخص دیگر متغیر است و شدیداً با شرایط پوست مثل خشک بودن یا مرطوب بودن تغییر می کند.

اگر پوست مرطوب باشد آب به سوراخ های پوست نفوذ می کند و مسیرهایی با مقاومت کم ایجاد می کند. در شرایط عادی با بدن کاملاً خشک مقاومت بین دو دست در حدود یک مگا اهم است ولی در بدن تر تا ۱۰۰۰ اهم پایین می آید. ولتاژ ۲۲۰ ولت، جریانی در حدود ۲۲۰ میلی آمپر در بدن برقرار می کند که بسیار خطرناک و به احتمال قوی کشنده است. کمترین ولتاژی که سبب برق گرفتگی منجر به مرگ شده در تاریخ، ۳۸ ولت ثبت شده است.

چون اتفاقی که در عمل می افتد این است که پوست بدن در نقاط اتصال به سیم می سوزد و مقاومت لایه چربی از بین می رود و لذا مقاومت مدار کم می شود. در شكل (B) مدار از طریق بدن و اتصال به زمین و نوترال که در پست ترانسفورماتور به زمین متصل است تکمیل می شود. مقاومت اتصال بدن به زمین بستگی به وضعیت سطح زمین و پاپوش شخص دارد. مثلاً اگر شخصی کفش با کف لاستیکی به پا داشته باشد و روی قالی کلفت خشکی ایستاده باشد مقاومت بسیار زیاد خواهد بود و این برق گرفتگی معمولاً منجر به مرگ نمی گردد. ليكن در صورتی که شخص با پای برهنه روی زمین مرطوب یا تر ایستاده باشد مقاومت مدار کم شده و جریانهایی که برقرار می شود کشنده خواهند بود.

به طوری که ملاحظه می کنید در حالات عادی، برق گرفتگی در اثر اتصال قسمتی از بدن به سیم فاز (hot) صورت می گیرد و لذا برای جلوگیری از برق گرفتگی ،سیم ها و دیگر اجزاء فلزی را که در شرایط عادی حامل الکتریسیته هستند عایق بندی نموده و قسمت های برق دار وسایل را طوری در داخل جعبه ها با محفظه ها تعبیه کنید که دست زدن به آنها به طور سهوی ممکن نباشد.

بسیاری از وسایل برقی دارای بدنه فلزی هستند که در صورت خرابی عایق سیم ها یا دیگر اجزاء داخلی و اتصال فاز به بدنه برقدار و خطرناک می شوند. برای جلوگیری از چنین رخدادی به دو روش می توان عمل کرد:

١- عایق بندی دوبل:

پوشاندن بدنه فلزی با پوشش پلاستیکی به طوری که تماس غیرممکن گردد.

۲- زمین کردن حفاظتی:

اتصال بدنه فلزی دستگاه به زمین.

 

 

رفع خطر برق گرفتگی از طریق زمین کردن حفاظتی در حالت اتصال فاز به بدنه

شکل (۲) رفع خطر برق گرفتگی از طریق زمین کردن حفاظتی در حالت اتصال فاز به بدنه

 

بدیهی است که مقاومت اتصال به زمین باید از حد معمولی کمتر باشد تا این روش حفاظتی به درستی عمل کند. برای مثال اگر فیوز ۱۰ آمپری باشد و مقاومت اتصال به زمین ۳۰ اهم باشد جریانی برابر با ۷/۳ آمپر در مدار برقرار می شود که قادر به ذوب فیوز و رفع خطر نخواهد بود و بدنه دستگاه برقدار باقی خواهد ماند.

در چنین حالات بایستی از وسایل حفاظتی حساس تری مانند رله های اتصال زمین استفاده کرد که در صورت برقرار شدن جریان های خیلی کوچک در مدار زمین در مدت کوتاهی عمل می کند و مدار را قطع می نماید. کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک ولتاژ برق متناوب و مستقیم که در صورت تماس با بدن شخصی که روی زمین ایستاده، بی خطر می باشد.

ولتاژ ۵۰ ولت را می توان برای مدت طولانی تحمل کرد. ليكن ولتاژ ۱۰۰ ولت برای مدتی بیشتر از ۰/۳ ثانیه و ولتاژ ۲۲۰ ولت برای مدتی بیشتر از ۰٫۰۵ ثانیه قابل تحمل نمی باشد. بنابراین وسایل حفاظتی باید طوری انتخاب شوند که در مدت مجاز مدار را قطع کنند. برای مثال اگر سیم فاز ۲۲۰ ولت مستقیما به بدنه برخورد کند ولتاژ بدنه برابر ۲۲۰ ولت خواهد شد و وسیله حفاظتی باید در مدت ۰٫۰۵ ثانیه عمل کند تا شخصی که با بدنه در تماس است آسیب نبیند.

 

 

 

مقالات مرتبط