تويت
حمايه من اخطار كهرباء
Protection from risks of electricity - Protection contre les risques de l'électricité
الحماية من أخطار الكهرباء
تسبب الكهرباء عند تعرض جسم الإنسان لها، خطراً محدداً على الحياة. وتتعلق درجة الخطورة هذه بمجموعة من العوامل التي يجب أن تدرس جيداً لاتخاذ إجراءات الوقاية اللازمة لحماية الإنسان من الأخطار المحتملة. ومما لاشك فيه أن العامل الحاسم في تجنب أخطار الكهرباء هو التقيد الصارم بقواعد الأمان والسلامة المهنية والاستخدام الصحيح لمختلف الأجهزة والإنشاءات الكهربائية. ومن ناحية أخرى فإن التصميم الصحيح والحالة الفنية السليمة والقيام بأعمال الصيانة الدورية للتجهيزات والإنشاءات الكهربائية يساعد أيضاً على الحد من أخطار الإصابة بالتيار الكهربائي، وعلى كل حال لابد من معرفة آلية تأثير الكهرباء على الجسم الحي لتجنب أخطارها.
الأشكال المختلفة لتأثير التيار الكهربائي على الجسم الحي
يؤثر التيار الكهربائي على الجسم الحي تأثيرات مختلفة تبعاً لكيفية التعرض له، فهناك الأثر الحراري الذي يتمثل بالإصابة بالحروق المختلفة لأعضاء الجسم وتعرض الأنسجة الداخلية للحرارة الزائدة،مما يتسبب باختلال خطير في وظائف هذه الأعضاء. كما يتميز التيار الكهربائي بالأثر الكهروليتي المتمثل بالتحلل الكهربائي للسوائل العضوية والدم وتغير الخصائص الفيزيائية - الكيمياوية لهذه السوائل، وهناك أيضاً الأثر البيولوجي للتيار الذي يهدد الوظائف الحيوية لأعضاء الجسم.
يمكن تصنيف الإصابات بالتيار الكهربائي ضمن مجموعتين أساسيتين، وهما الإصابات الكهربائية الموضعية والإصابات الكهربائية العامة، أو ما يسمى بالصدمة الكهربائية electrical shock. وتبين الإحصائيات أن نسبة الإصابات الموضعية تؤلف 20%من مجمل الإصابات بالتيار الكهربائي، وتصل نسبة الصدمات الكهربائية حتى 25% وتذهب النسبة المتبقية 55% إلى الإصابات المختلطة الموضعية والعامة بآن واحد. تتمثل الإصابات الموضعية بالحروق الكهربائية المحددة وعلامات الصعق الكهربائي وتمعدن الجلد والتهاب قرنية العين وأغشيتها والجروح والإصابات الميكانيكية. أما الصدمة الكهربائية فتتمثل بتعرض الأنسجة الحية من الجسم للتهيج الشديد عند مرور التيار فيها، ويترافق ذلك بتقلص لاإرادي للعضلات. ويختلف تأثير الصدمة الكهربائية بحسب شدتها، إذ يمكن أن تؤدي في حالات كثيرة إلى الوفاة.
المقاومة الكهربائية لجسم الإنسان
يعد جسم الإنسان ناقلاً للتيار الكهربائي، إلا أن ناقليته تختلف من جزء لآخر، ففي حين تصل المقاومة النوعية للجلد الجاف بالنسبة للتيار المتناوب عند التردد 50 هرتز إلى عدة آلاف أوم/متر، فإن المقاومة النوعية للسوائل الداخلية لا تتجاوز الأوم/متر الواحد. وتتحدد عملياً مقاومة جسم الإنسان للتيار الكهربائي بصورة أساسية بمقاومة الطبقات الجلدية التي تتعرض أكثر ما يمكن للتماس مع العناصر الناقلة للتيار الكهربائي. وتتغير المقاومة الكهربائية للجسم تبعاً لعدة عوامل، منها قيمة التوتر والتردد ودرجة جفاف الجلد وثخانته وحالته الصحية. فوجود جروح أو تقرحات على الجلد يؤدي لخفض قيمة المقاومة الكهربائية للجسم إلى حد كبير وجعلها قريبة من المقاومة الداخلية للجسم التي لا تتجاوز 500-700 أوم، كما أن تبلل الجلد بالماء العادي أو التعرق يمكن أن يخفض مقاومة الجسم بمقدار30-50%. ولابد من الإشارة إلى أن المقاومة الكهربائية التي يبديها الجسم عند التعرض للتيار الكهربائي تتعلق إلى حد كبير بمكان تعرضه للتيار، إذ إن مقاومة الجلد تختلف في الجسم من جزء لآخر. فهي أدنى ما يمكن في جلد الوجه والرقبة وتزداد كثيراً في جلد باطن الكف أو القدم. كما أن مقاومة الجسم تتعلق بشدة التيار وتوتره، فمع ازدياد شدة التيار المار في الجسم تتضاءل لسوء الحظ المقاومة الكهربائية للجسم، كما أن هذه المقاومة تنخفض بحدة مع ازدياد قيمة التوتر الذي يتعرض له الجسم. من ناحية أخرى فإن مقاومة جسم الإنسان تتعلق بالتردد، إذ تبين التجارب أن هذه المقاومة تتناقص بازدياد تردد التيار الكهربائي.
العلاقة بين قيمة التيار الكهربائي ونتيجة الإصابة
تتعلق درجة خطورة الإصابة بالكهرباء ونتيجتها قبل كل شيء بشدة التيار الذي يسري عبر الجسم في أثناء الإصابة، فكلما كانت شدة هذا التيار وزمن تأثيره أكبر كانت آثار الإصابة ودرجة خطورتها أشد. وتراوح خطورة الإصابة بين الشعور الخفيف بالتيار والوفاة.يبدأ الشعور بتأثير التيار عندما تتجاوز شدته التي تسري عبر الجسم 1-2 ميلي أمبير بالنسبة للتيار المتناوب 50 هرتز و5-7 ميلي أمبير بالنسبة للتيار المستمر، وحين تصل شدة التيار المتناوب المار في الجسم إلى حدود 10-15 ميلي أمبير تصبح درجة الشعور بالألم شديدة لا تطاق ويتسبب ذلك بتقلص العضلات وعدم القدرة على الاسترخاء. ويسبب التيار الذي تصل شدته حتى 25-50 ميلي أمبير تقلص معظم عضلات الجسم بما في ذلك عضلات القفص الصدري، مما يجعل التنفس صعباً. أما حين تقارب شدة التيار المار في الجسم عبر اليدين أو إحدى اليدين وإحدى الرجلين 100 ميلي أمبير، فإن التأثير يمتد حتى العضلة القلبية، وإذا تجاوزت استمرارية الإصابة ثانيتين يمكن أن تحدث الوفاة. وفيما يتعلق بالتيار المستمر تعد القيمة الدنيا التي يمكن أن تسبب الوفاة 300 ميلي أمبير، وتتعلق نتيجة الإصابة إلى حد كبير بالطريق الذي يسلكه التيار الكهربائي عبر الجسم، وتعد أخطر الطرق تلك التي تمر عبر العضلة القلبية كالحالة التي يسري التيار فيها بين اليدين أو عبر اليد اليسرى إلى القدم اليمنى. وعموماً كلما كان طريق التيار الكهربائي أقرب إلى أعضاء الجسم الحساسة كالقلب والرئتين والجملة العصبية كانت درجة خطورة الإصابة أشد.
سبل الحماية من الإصابة بالتيار الكهربائي
من أجل تحديد سبل حماية الإنسان من التيار الكهربائي لابد من تحديد قيم التيارات المسموحة مع حساب جميع العوامل المؤثرة الأخرى التي تشمل قيم التوتر والتردد وزمن مرور التيار في الجسم. ويبين الجدول الحدود التقريبية المسموحة لتوتر اللمس والتيار المار في جسم الإنسان مع مراعاة قيمة التردد ومدة التأثير.
إن جميع الإجراءات الهادفة لحماية الإنسان من التيار الكهربائي تحاول عدم تجاوز قيم التوتر والتيار التي يتعرض لها الإنسان في المدد الزمنية والشروط المشار إليها أعلاه الحدود المسموحة الواردة في الجدول. ويمكن تلخيص سبل حماية الإنسان من خطر الإصابة بالتيار الكهربائي بالنقاط الآتية:
1- السعي لاستخدام توترات منخفضة آمنة في الحالات التي يخشى فيها تعرض الإنسان للكهرباء. مثلاً تصنع تجهيزات اللحام الكهربائي على توتر 50-55 فولت بدلاً من 230 فولت كون الإنسان الذي يقوم بهذا العمل يتعرض بشدة لاحتمال ملامسة مع العناصر الناقلة للتيار الكهربائي.
2- التأريض الوقائي لجميع الهياكل والأجزاء المعدنية للتجهيزات والآلات التي تتغذى بالطاقة الكهربائية.
3- التقيد الصارم بقواعد الأمان والسلامة المهنية لدى استثمار مختلف أنواع التجهيزات والتمديدات والمنشآت الكهربائية. ويجب على العاملين في مجال صيانة المنشآت الكهربائية عند العمل فيها، وهي تحت التوتر، ارتداء الأحذية والقفازات المطاطية وخوذة الرأس وحزمة الأمان وغير ذلك من التعليمات التي تنص عليها قواعد السلامة المهنية.
4- استخدام مختلف تجهيزات الحماية التي تعمل آلياً وبسرعة كبيرة على فصل منبع التوتر عند تعرض الإنسان للتيار الكهربائي، وبالتالي توفر الحماية المضمونة له من التيار. وتستخدم اليوم بفعالية الحماية التفاضلية التي تقوم بفصل منبع التوتر الكهربائي لدى حصول تماس ما بين دارة الكهرباء والإنسان بزمن لايتجاوز بضع عشرات ميلي ثانية ًًًَويمكن معايرتها للعمل عندما تصبح قيمة التيار قريبة من الحدود الخطرة (بحدود 30 ميلي أمبير).
5- القيام بأعمال الفحص والصيانة الدورية للتجهيزات والمنشآت الكهربائية والحفاظ عليها بوضع فني محقق لشروط الأمان والسلامة المهنية تجنباً للحوادث المؤسفة.
الإسعافات الأولية الواجب تقديمها للمصاب بالتيار الكهربائي
حين تعرض شخص ما للإصابة بالتيار الكهربائي يجب اتخاذ مجموعة من الإجراءات السريعة التي تشمل إبعاد مصدر التيار الكهربائي عن جسم المصاب، إذ يكون المصاب في الغالب عاجزاً عن تحرير نفسه من التيار بسبب تشنج عضلاته أو فقدان الوعي، ويتم ذلك بفصل منبع التوتر أولاً، ثم إبعاد نواقل التيار عن جسم المصاب. ويجب أن يتم تخليص المصاب من التيار بطريقة سليمة تراعي قواعد الأمن والسلامة، منها سحب المصاب عن مصدر التيار من ثيابه الجافة وليس بحمله خشية انتقال التكهرب إلى جسم المسعف، كما يجب إبعاد نواقل التيار عن جسم المصاب باستخدام أدوات عازلة ذات طول كاف يضمن سلامة المسعف. وفي حال وقوع المصاب في قبضة النواقل الكهربائية وعدم إمكانية فصل منبع التيار ينبغي فصل التيار عن جسم المصاب عن طريق قص هذه النواقل بأية أداة حادة ذات غطاء عازل يحمي المنقذ من التكهرب. وفي بعض الأحيان يتم اللجوء لفصل التوتر الكهربائي عن المصاب عن طريق تشكيل دارة قصر بين الأطوار، ليساعد ذلك على إقلاع أجهزة الحماية الآلية التي تقوم بفصل منبع التوتر عند ذلك أتوماتيكياً. ويمكن استخدام هذه الطريقة في شبكات التوتر المنخفض والعالي على حد سواء،كما يمكن تطبيقها في خطوط الكهرباء الهوائية أيضاً.
بعد تخليص المصاب من التيار الكهربائي يجب تقديم الإسعافات الأولية اللازمة، وتتعلق طبيعة هذه الإسعافات بدرجة الإصابة وحالة المصاب، وغالباً ما يجب وضع المصاب ممدداً أفقياً مما يسمح له بالتنفس بارتياح، وإذا كان التنفس متوقفاً يجب إجراء عملية التنفس الاصطناعي. وعند توقف العضلة القلبية يجب القيام بعملية تدليك وما يمكن القيام به من إسعافات أولية قبل وصول الطبيب أو إيصال المصاب إلى المشفى.
عبد المطلب أبو سيف
Protection from risks of electricity - Protection contre les risques de l'électricité
الحماية من أخطار الكهرباء
تسبب الكهرباء عند تعرض جسم الإنسان لها، خطراً محدداً على الحياة. وتتعلق درجة الخطورة هذه بمجموعة من العوامل التي يجب أن تدرس جيداً لاتخاذ إجراءات الوقاية اللازمة لحماية الإنسان من الأخطار المحتملة. ومما لاشك فيه أن العامل الحاسم في تجنب أخطار الكهرباء هو التقيد الصارم بقواعد الأمان والسلامة المهنية والاستخدام الصحيح لمختلف الأجهزة والإنشاءات الكهربائية. ومن ناحية أخرى فإن التصميم الصحيح والحالة الفنية السليمة والقيام بأعمال الصيانة الدورية للتجهيزات والإنشاءات الكهربائية يساعد أيضاً على الحد من أخطار الإصابة بالتيار الكهربائي، وعلى كل حال لابد من معرفة آلية تأثير الكهرباء على الجسم الحي لتجنب أخطارها.
الأشكال المختلفة لتأثير التيار الكهربائي على الجسم الحي
يؤثر التيار الكهربائي على الجسم الحي تأثيرات مختلفة تبعاً لكيفية التعرض له، فهناك الأثر الحراري الذي يتمثل بالإصابة بالحروق المختلفة لأعضاء الجسم وتعرض الأنسجة الداخلية للحرارة الزائدة،مما يتسبب باختلال خطير في وظائف هذه الأعضاء. كما يتميز التيار الكهربائي بالأثر الكهروليتي المتمثل بالتحلل الكهربائي للسوائل العضوية والدم وتغير الخصائص الفيزيائية - الكيمياوية لهذه السوائل، وهناك أيضاً الأثر البيولوجي للتيار الذي يهدد الوظائف الحيوية لأعضاء الجسم.
 أ- الحروق الكهربائية |
 ج- تمعدن الجلد |
|
 ب- العلامات الكهربائية |
||
| الشكل (1) آثار الإصابة بالتيار الكهربائي | ||
المقاومة الكهربائية لجسم الإنسان
يعد جسم الإنسان ناقلاً للتيار الكهربائي، إلا أن ناقليته تختلف من جزء لآخر، ففي حين تصل المقاومة النوعية للجلد الجاف بالنسبة للتيار المتناوب عند التردد 50 هرتز إلى عدة آلاف أوم/متر، فإن المقاومة النوعية للسوائل الداخلية لا تتجاوز الأوم/متر الواحد. وتتحدد عملياً مقاومة جسم الإنسان للتيار الكهربائي بصورة أساسية بمقاومة الطبقات الجلدية التي تتعرض أكثر ما يمكن للتماس مع العناصر الناقلة للتيار الكهربائي. وتتغير المقاومة الكهربائية للجسم تبعاً لعدة عوامل، منها قيمة التوتر والتردد ودرجة جفاف الجلد وثخانته وحالته الصحية. فوجود جروح أو تقرحات على الجلد يؤدي لخفض قيمة المقاومة الكهربائية للجسم إلى حد كبير وجعلها قريبة من المقاومة الداخلية للجسم التي لا تتجاوز 500-700 أوم، كما أن تبلل الجلد بالماء العادي أو التعرق يمكن أن يخفض مقاومة الجسم بمقدار30-50%. ولابد من الإشارة إلى أن المقاومة الكهربائية التي يبديها الجسم عند التعرض للتيار الكهربائي تتعلق إلى حد كبير بمكان تعرضه للتيار، إذ إن مقاومة الجلد تختلف في الجسم من جزء لآخر. فهي أدنى ما يمكن في جلد الوجه والرقبة وتزداد كثيراً في جلد باطن الكف أو القدم. كما أن مقاومة الجسم تتعلق بشدة التيار وتوتره، فمع ازدياد شدة التيار المار في الجسم تتضاءل لسوء الحظ المقاومة الكهربائية للجسم، كما أن هذه المقاومة تنخفض بحدة مع ازدياد قيمة التوتر الذي يتعرض له الجسم. من ناحية أخرى فإن مقاومة جسم الإنسان تتعلق بالتردد، إذ تبين التجارب أن هذه المقاومة تتناقص بازدياد تردد التيار الكهربائي.
العلاقة بين قيمة التيار الكهربائي ونتيجة الإصابة
تتعلق درجة خطورة الإصابة بالكهرباء ونتيجتها قبل كل شيء بشدة التيار الذي يسري عبر الجسم في أثناء الإصابة، فكلما كانت شدة هذا التيار وزمن تأثيره أكبر كانت آثار الإصابة ودرجة خطورتها أشد. وتراوح خطورة الإصابة بين الشعور الخفيف بالتيار والوفاة.يبدأ الشعور بتأثير التيار عندما تتجاوز شدته التي تسري عبر الجسم 1-2 ميلي أمبير بالنسبة للتيار المتناوب 50 هرتز و5-7 ميلي أمبير بالنسبة للتيار المستمر، وحين تصل شدة التيار المتناوب المار في الجسم إلى حدود 10-15 ميلي أمبير تصبح درجة الشعور بالألم شديدة لا تطاق ويتسبب ذلك بتقلص العضلات وعدم القدرة على الاسترخاء. ويسبب التيار الذي تصل شدته حتى 25-50 ميلي أمبير تقلص معظم عضلات الجسم بما في ذلك عضلات القفص الصدري، مما يجعل التنفس صعباً. أما حين تقارب شدة التيار المار في الجسم عبر اليدين أو إحدى اليدين وإحدى الرجلين 100 ميلي أمبير، فإن التأثير يمتد حتى العضلة القلبية، وإذا تجاوزت استمرارية الإصابة ثانيتين يمكن أن تحدث الوفاة. وفيما يتعلق بالتيار المستمر تعد القيمة الدنيا التي يمكن أن تسبب الوفاة 300 ميلي أمبير، وتتعلق نتيجة الإصابة إلى حد كبير بالطريق الذي يسلكه التيار الكهربائي عبر الجسم، وتعد أخطر الطرق تلك التي تمر عبر العضلة القلبية كالحالة التي يسري التيار فيها بين اليدين أو عبر اليد اليسرى إلى القدم اليمنى. وعموماً كلما كان طريق التيار الكهربائي أقرب إلى أعضاء الجسم الحساسة كالقلب والرئتين والجملة العصبية كانت درجة خطورة الإصابة أشد.
سبل الحماية من الإصابة بالتيار الكهربائي
من أجل تحديد سبل حماية الإنسان من التيار الكهربائي لابد من تحديد قيم التيارات المسموحة مع حساب جميع العوامل المؤثرة الأخرى التي تشمل قيم التوتر والتردد وزمن مرور التيار في الجسم. ويبين الجدول الحدود التقريبية المسموحة لتوتر اللمس والتيار المار في جسم الإنسان مع مراعاة قيمة التردد ومدة التأثير.
| مواصفات المنبع الكهربائي | القيمة الاسمية المسموحة | زمن مرور التيار عبر الجسم بالثانية | |||||
| 0.1 | 0.2 | 0.5 | 0.7 | 1.0 | 3-10 | ||
| منبع تيار متناوب 50هرتز وتوتر حتى 35ك.ف | التوتر، فولت | 500 | 250 | 100 | 75 | 50 | 36 |
| التيار، أمبير | 500 | 250 | 100 | 75 | 50 | 6 | |
| منبع تيار متناوب 400هرتز | التوتر، فولت | - | 500 | 200 | 140 | 100 | 36 |
| التيار، أمبير | - | 500 | 200 | 140 | 100 | 8 | |
| منبع تيار مستمر | التوتر، فولت | 500 | 400 | 250 | 200 | 150 | 100 |
| التيار، أمبير | 500 | 400 | 250 | 200 | 150 | 50 | |
1- السعي لاستخدام توترات منخفضة آمنة في الحالات التي يخشى فيها تعرض الإنسان للكهرباء. مثلاً تصنع تجهيزات اللحام الكهربائي على توتر 50-55 فولت بدلاً من 230 فولت كون الإنسان الذي يقوم بهذا العمل يتعرض بشدة لاحتمال ملامسة مع العناصر الناقلة للتيار الكهربائي.
2- التأريض الوقائي لجميع الهياكل والأجزاء المعدنية للتجهيزات والآلات التي تتغذى بالطاقة الكهربائية.
3- التقيد الصارم بقواعد الأمان والسلامة المهنية لدى استثمار مختلف أنواع التجهيزات والتمديدات والمنشآت الكهربائية. ويجب على العاملين في مجال صيانة المنشآت الكهربائية عند العمل فيها، وهي تحت التوتر، ارتداء الأحذية والقفازات المطاطية وخوذة الرأس وحزمة الأمان وغير ذلك من التعليمات التي تنص عليها قواعد السلامة المهنية.
4- استخدام مختلف تجهيزات الحماية التي تعمل آلياً وبسرعة كبيرة على فصل منبع التوتر عند تعرض الإنسان للتيار الكهربائي، وبالتالي توفر الحماية المضمونة له من التيار. وتستخدم اليوم بفعالية الحماية التفاضلية التي تقوم بفصل منبع التوتر الكهربائي لدى حصول تماس ما بين دارة الكهرباء والإنسان بزمن لايتجاوز بضع عشرات ميلي ثانية ًًًَويمكن معايرتها للعمل عندما تصبح قيمة التيار قريبة من الحدود الخطرة (بحدود 30 ميلي أمبير).
5- القيام بأعمال الفحص والصيانة الدورية للتجهيزات والمنشآت الكهربائية والحفاظ عليها بوضع فني محقق لشروط الأمان والسلامة المهنية تجنباً للحوادث المؤسفة.
الإسعافات الأولية الواجب تقديمها للمصاب بالتيار الكهربائي
حين تعرض شخص ما للإصابة بالتيار الكهربائي يجب اتخاذ مجموعة من الإجراءات السريعة التي تشمل إبعاد مصدر التيار الكهربائي عن جسم المصاب، إذ يكون المصاب في الغالب عاجزاً عن تحرير نفسه من التيار بسبب تشنج عضلاته أو فقدان الوعي، ويتم ذلك بفصل منبع التوتر أولاً، ثم إبعاد نواقل التيار عن جسم المصاب. ويجب أن يتم تخليص المصاب من التيار بطريقة سليمة تراعي قواعد الأمن والسلامة، منها سحب المصاب عن مصدر التيار من ثيابه الجافة وليس بحمله خشية انتقال التكهرب إلى جسم المسعف، كما يجب إبعاد نواقل التيار عن جسم المصاب باستخدام أدوات عازلة ذات طول كاف يضمن سلامة المسعف. وفي حال وقوع المصاب في قبضة النواقل الكهربائية وعدم إمكانية فصل منبع التيار ينبغي فصل التيار عن جسم المصاب عن طريق قص هذه النواقل بأية أداة حادة ذات غطاء عازل يحمي المنقذ من التكهرب. وفي بعض الأحيان يتم اللجوء لفصل التوتر الكهربائي عن المصاب عن طريق تشكيل دارة قصر بين الأطوار، ليساعد ذلك على إقلاع أجهزة الحماية الآلية التي تقوم بفصل منبع التوتر عند ذلك أتوماتيكياً. ويمكن استخدام هذه الطريقة في شبكات التوتر المنخفض والعالي على حد سواء،كما يمكن تطبيقها في خطوط الكهرباء الهوائية أيضاً.
 |
 |
|
| أ- فصل منبع التوتر | ب- إبعاد نواقل الكهرباء عن جسم المصاب | |
| الشكل (2) الإجراءات الأولية الواجب اتباعها لإنقاذ المصاب بالتيار الكهربائي | ||
عبد المطلب أبو سيف