إلى: تصفح, البحث

أصبحت الكهرباء منذ اكتشاف استخداماتها واحدة من مصادر الطاقة المحركة الأكثر استعمالا وانتشارا. ونشأ عن ذلك تبعية وارتباطا وثيقا لحياة الإنسان المتحضر باستعمال الكهرباء في كل النشاطات. إلا أنه بالمقابل، يعرض التهاون في الوقاية من الكهرباء لتأثيرات متعددة على جسم الإنسان ومحيطه.
محتويات

1 أثر مرور تيار كهربائي في جسم الإنسان
2 تأثير مدة التكهرب
2.1 خاصية التيار(t = f(Ic
2.2 خاصية الجهد (t=f(Uc
3 مقاومة جسم الإنسان
4 أخطارالكهرباء
5 التكهرب والصعق الكهربائي
6 الحروق
7 الحريق
7.1 ارتفاع درجة حرارة النواقل
7.2 العزل التالف
7.3 سوء الاتصال
7.4 الاستعمال غير الصحيح للأجهزة الكهربائية
8 فقدان البصر بالقوس الكهربائي
8.1 تعريف القوس الكهربائي
8.2 نشأة القوس الكهربائي
9 الصدمة الكهربائية
10 الانفجار
11 الإجراءات الوقائية
12 مراجع

أثر مرور تيار كهربائي في جسم الإنسان

عند مرور التيار المتناوب في جسم الإنسان، تظهر عليه بعض الصفات تختلف باختلاف قيم التيار :

من 0.5 إلى 1 (ميلي أمبير) : عتبة الشعور حسب حالة الجلد.
8 (ميلي أمبير) : حدوث صدمة عند اللمس ويكون رد فعل مفاجئ.
10 (ميلي أمبير) : حدوث صدمة كهربائية + تقلص العضلات، بالإضافة إلى انقباض مستمر.
20 (ميلي أمبير) : صدمة كهربائية وبداية شلل القفص الصدري من أضلاع القفص الصدري.
30 (ميلي أمبير) : صدمة كهربائية وكزاز في الصدر
40 (ميلي أمبير) : صدمة كهربائية + كزاز تام.
من 70إلى 100 (ميلي أمبير) : صدمة كهربائية، ضيق صدري وتقلص الألياف البطنية بالإضافة إلى حروق
1000 (ميلي أمبير) : وقوف دقات القلب فجأة، حروق عميقة وتحلل كيميائي للدم(آثار غير رجعية ما يعني موتا مؤكدا).
أكثر من 1000 (ميلي أمبير) : تدمر المراكز العصبية وتحلل كيميائي داخلي.


تأثير مدة التكهرب

عند حدوث صدمة بتيار 30 ميلي أمبير وخلال 5 ثواني، هناك احتمالين للنجاة من الموت. كما هو الحال إذا كانت الصدمة في جسم الإنسان بقيمة 300 ميلي أمبير ولكن خلال فترة قصيرة جدا 0.5ثانية. توجد خاصيتان توضح تأثير الزمن t بدلالة التيار والجهد في جسم الإنسان.
خاصية التيار(t = f(Ic
تأثير مرور التيار الكهربائي

هذه الخاصية توضح تأثير الزمن في حالة الصدمة بالتيار الكهربائي : ينقسم الشكل أدناه إلى أربعة مناطق ومنحنى L وهي :

المنطقة1: لا يوجد أي رد فعل.
المنطقة2: لا يوجد أي أثر فيزيولوجي خطير.
المنطقة3: لا يوجد أي ضرر عضوي، لكن هناك تقلص عضلي يمنع الفرد من إطلاق الجهاز.
المنطقة4: خطر على النبضات القلبية، النتائج تكون خطيرة والحوادث مميتة.
المنحنى L: يبين المنحنى L حدود منطقة الأمان على أساس القواعد NF C 15- 100. المعمول بها في فرنسا ابتداءا من 2003.

خاصية الجهد (t=f(Uc
تأثير الزمن على الجهد المطبق

هذه الخاصية توضح تأثير الزمن في حالة تطبيق جهد كهربائي.
مقاومة جسم الإنسان
مقاومة جسم الإنسان بدلالة الجهد

تتغير مقاومة جسم الإنسان بشكل كبير بدلالة المقاييس المختلفة التالية :

التعب، الصحة وعمر الإنسان.
حالة جلد عند نقطة التلامس.
نوعية الجلد.
سطح التلامس.
الجهد المطبق في نقطة التلامس.

أخطارالكهرباء

الأخطار الناجمة عن استعمالات التيار المختلفة، نلخصها في ستة عناصر وهي:

التكهرب والصعق الكهربائي.
الحروق.
الحريق.
فقدان البصر بالقوس الكهربائي.
الصدمة الكهربائية.
الانفجار الكهربائي.

التكهرب والصعق الكهربائي

التيار الكهربائي الذي يمر في جسم الإنسان يحفز ويقلص العضلات لما يتجاوز قيمة 15 ميلي أمبير (مصباح استطاعته 40 واط تعادل 175 ميلي أمبير).مما يمنعنا من التحرر، ويسبب تقلص العضلات وصعوبة التنفس وتسارع ضربات القلب فيؤدي إلى الوفاة.

الصاعقة

صورة للبرق إلتقطت في سماء تولوز في فرنسا

الصاعقة مثال حي على الصعق الكهربائي فهي عبارة عن شحنة كهربائية تنشأ في الغلاف الجوي نتيجة عاصفة تفرغ الصاعقة انطلاقا من كتلة من السحب في الأرض مباشرة وبصورة خاطفة.وتقدر كثافتها الهائلة ما بين 3000 أمبير بالنسبة للصاعقة الضعيفة وأكثر من 300000 أمبير للصاعقة القوية، وبلغ متوسط الكثافة حوالي 30000 أمبير. وتوجد ميزة ثابتة التي تتمثل في نشأة السريعة لتيارات كبيرة الشدة.التغيرات السريعة لهذه التيارات الكبيرة هي سبب إشعاعات الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتقل في الفراغ كموجات الراديو.يمكن تشبيه ممر الصاعقة كهوائي عملاق.هذا الإشعاع الكهرومغناطيسي القوي يسبب عدد كبير من الإزعاج الذي يمكن أن يؤدي إلى تدمير المعدات الكهربائية الحساسة ,رغم عدم ملامستها مباشرة للصاعقة..

2.آثار الصاعقة تصنف إلى مجموعتين:الآثار المباشرة وغير المباشرة

الآثار المباشرة

أثر مباشر للصاعقة

تحدث عندما الصاعقة تلامس مباشرة الأشياء، والتيار الكهربائي يتدفق على الأرض من خلال مروره بالأشياء. (شجرة، منزل، السور، الخط الكهربائي، الخ....).

الآثار غير المباشرة

أثر غير مباشر للصاعقة

هي الأكثر تواجدا, ويمكن أن نتحسس بها عن بعد، دون أن يتعرض الشخص مباشرة للإشعاع ويمكن رؤيته على مسافات بعيدة من نقطة التأثير، وحتى من دون الاستماع إلى الرعد.

ملاحظة

غالبا ما يكون من الصعب التمييز بين هذين الآثار، لأنه في كثير من الحالات تكون النتيجة النهائية هي نفسها، وتحدث مع مرور الوقت.
الحروق

ينشأ القوس الكهربائي من خلال قصر الدارة الذي يكون سببا في ارتفاع درجة الحرارة فتؤدي إلى حروق شديدة وضرر في البصر.
الحريق

ينجم الحريق في الدارة الكهربائية عن عدة مسببات أهمها:
ارتفاع درجة حرارة النواقل

كلما يمر تيار كهربائي (يجب أن تكون الدارة مغلقة) يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الأجهزة المستعملة من قبل المستخدم خصوصا عندما يكون بعدها غير محدد.بما أن الشبكة الكهربائية تجهز بمقدار كافي من الطاقة ،مما يؤدي إلى فتح الدارة الكهربائية وتزبل ارتفاع درجة حرارة النواقل.لمنع نشوب الحريق في كل الدارة الكهربائية يجب أن يكون كل خط محمي بوضع(المنصهر أو قاطع التفاضلي) عند ارتفاع درجة حرارة النواقل ينقطع التيار تلقائيا.
العزل التالف

في هذه الحالة لاتكون الدارة الكهربائية محمية، لوجود خطأ في العزل، على أي حال في مرحلته الابتدائية الذي يمكنه الدوام لساعات أو أيام. خطأ في عزل النواقل يمكن أن يصدر من أسلاك متلفة وقت تركيب الخطوط، الأسلاك المعزولة التي خربت من طرف القوارض أو الرطوبة...إلخ. في كل هذه الحالات هناك ضياع لبعض التيار (0.3 امبير أو بعض امبيرات)وهو لا يكفي لضياع المنصهر ولكن يكفي لنشوب حريق.
سوء الاتصال

بإضافة لخطأ العزل يبقى خطر آخر للحريق غير مهمل لأنه متكرر، الذي هو غير فاصل وغير قابل للانصهار ؟ المقصود من سوء الاتصال التي تحدث في المنصهر والقاطع التفاضلي وكذلك بالنسبة للاتصال. في كل مرة من الاتصال السيئ (تخفيف أكسدة المواد) يؤدي إلى السخونة عند مرور التيار، ضعيف في بداية الوقت وزيادة عن ذلك مهم، الاتصال القاطعات والمآخذ هم دائما موضع التجربة لأن النتيجة سوء الاتصال، يليه التسخين وهذا يعني حريق.
الاستعمال غير الصحيح للأجهزة الكهربائية

يعتبر سبب آخر للحروق وبشكل متكرر كما أنه يسبب أضرار مادية كبيرة ناتجة عن الاستعمال غير الصحيح للأجهزة الكهربائية (المصابيح، المدافئ الكهربائية. ما هو معروف أننا نتجاهل أحيانا التوهج الشديد للمصباح الذي يسبب حريق بكل سهولة. نأخذمصباح ذو استطاعة تقدر ب100 واط هذه الأخيرة تحول 97% من الطاقة المستهلكة إلى حرارة و 3% منها إلى ضوء.ومن الأحسن استعمال مصطلح المدفأة الكهربائية المنتجة للضوء. عكس ذلك في المدافئ المائية أي أن درجة الحرارة بالرغم من تراكمها لا تسبب أي خطر (كأقصى حد 80 °C).المدافئ الكهربائية تحتوي على عناصر داخلية التي درجة حرارتها تتجاوز c°600.

عندما تغطى بمواد قابلة للاشتعال مثل :النواقل، الستائر...إلخ.يمكن أن تبلغ درجة حرارتها قيم مرتفعة تسبب اشتعال هذه المواد.
فقدان البصر بالقوس الكهربائي
قوس كهربائي في محطة قطار بلندن
تعريف القوس الكهربائي

هو إشعاع ضوئي حراري ناتج عن فتح ماستين تحت الضغط.
نشأة القوس الكهربائي
قوس كهربائي

بفضل التيار الكهربائي، ينشأ قوس كهربائي بين قطب كهربائي والقطعة المراد تلحيمها. يسمح هذا القوس الكهربائي بإنشاء حمام للذوبان بين المعادن الداخلة والمعادن الأساسية في حالة سائلة.وهذه الأخيرة تنتج شعاع مضيء يسمى بالأشعة فوق البنفسجية.
الصدمة الكهربائية
لوحة تنبيه عن صدمة كهربائية

تسلك الصدمة الكهربائية طريقا، ويستخدم كوسيلة للكهرباء بين الناقل والأرض أو بين ناقل وناقل آخر. والنتائج المترتبة عن الاتصال مع جسم خاضع لجهد قد تكون جداً مختلفة، يمكن أن تتراوح من بسيطة وخز، حروق داخلية أو خارجية، تعطيل معدل ضربات القلب، والتوقف عن التنفس، وحتى الموت.
الانفجار

في وجود بخار، لهب الغاز أو الغبار والوقود، وشرارة صغيرة كافية للتسبب في احتراق أو الانفجار وغالبا ما تكون عنيفة. وفي الواقع القوس الكهربائي للقاطعة ومعدلة المبرد، قاطع جرس بطارية لديه الطاقة الكافية لاشتعال هذا النوع من الوقود.