Elektrik Çarpması Riski
Elektrik çarpması sonucunda, normal koşullarda kalp ritim döngüsünde geri dönüşü olmayan hasara; ventriküler fibrilasyona veya ölüme neden olması açısından yalnızca insan vücudundan akan çok küçük bir sürekli elektrik akımına; ki bu 40 mA (bir amperin yirmi beşte biri) veya daha fazlasına ihtiyaç vardır. Birisi #şebekevoltajı ve toprakla doğrudan temas ettiğinde, vücuttan akan #akım 230 mA civarındadır; ki bu fazlasıyla ölüme yol açabilir.
Ciddi yaralanma veya ölüme karşı uygun koruma, 230 mA'da saniyenin çok küçük bir bölümünde (40 ms veya saniyenin yirmi beşte biri) enerji bağlantısının kesilmesini gerektirir. Daha düşük #şokakımı değerleri için, daha uzun bağlantı kesme süreleri kabul edilebilir ancak bağlantının kesilmesi 40 ms içinde gerçekleşirse fibrilasyonun meydana gelmesi olası değildir.
30 mA ve hatta 10 mA olarak derecelendirilen "yüksek hassasiyetli" RCD'ler, kullanıcıyı korumak için 150 mA'da 40 ms içinde ve nominal tetikleme akımında 300 ms içinde beslemeyi kesecek şekilde tasarlanmıştır. 100 mA veya daha yüksek olarak derecelendirilen 'orta hassasiyet' cihazlar, yangın risklerine karşı koruma sağlar ancak tam kişisel koruma sağlamaz.
Sigorta veya devre kesici tek başına bu etkilere karşı koruma sağlamayacaktır.
Elektrik şokunun gerçek doğası ve etkisi birçok faktöre bağlıdır: zira mağdurun yaşı ve cinsiyeti, vücudun hangi bölümlerinin temas halinde olduğu, 'temas edilen devre'de başka dirençli unsurların olup olmadığı, örneğin kıyafet veya temas noktalarından herhangi biri nemliyse veya suya batırılmışsa, ayakkabılar gibi vs.
10 mA veya 30 mA #RCD takılmış olsa bile, şebeke voltajına temas eden kişinin elektrik çarpmasına maruz kalacağı unutulmamalıdır. Böyle bir şokun etkileri, yukarıda tanımlananlar gibi spesifik koşullara bağlı olacaktır.
Elektrik Çarpması Risk Türleri
Temel olarak iki farklı #elektrikçarpması riski vardır. Birinci tür elektrik çarpması riski, kabloların ve kabloların etrafındaki metalik olmayan kaplama gibi yalıtımın kazara hasar görmesi ve canlı iletkenlerin açığa çıkması durumunda ortaya çıkar.
Bir kişinin 'aktif' ve 'toprak' iletkenleriyle temas etmesi halinde daha ciddi bir risk ortaya çıkar çünkü toprağa akan akım sigortayı veya devre kesiciyi çalıştırmak için yeterli olmayacaktır.
Bunun nedeni insan vücudunun elektriği zayıf bir iletken olmasıdır. Sonuç olarak sigortalar veya devre kesiciler, canlı iletkenlerle temasa karşı hiçbir KORUMA sağlamaz.
Bir RCD takılmışsa, bu durumda gövdeden toprağa sızan akım bir dengesizliğe neden olur ve RCD tetiklenir. RCD'nin çalışma hızı elektrik çarpmasını önlemese de elektrik çarpması riskini en aza indirecektir.
İkinci risk, elektrikli ekipmanın metal muhafazası veya lavabo veya sıhhi tesisat sistemi gibi herhangi bir metal donanımın kazara canlı bir iletkenle temas etmesi ve metal aksamın canlı hale gelmesine neden olması durumunda ortaya çıkar.
Birleşik Krallık'ta bir sigorta veya devre kesici normalde bu riske karşı koruma sağlar çünkü açıkta kalan tüm metal yapılar toprağa bağlıdır. Doğru tasarlanmış bir tesisatta, toprağa akan akım sigortayı attırmaya veya devre kesiciyi attırmaya yetecektir.
Elektrik Çarpmasının İnsan Vücuduna Etkileri
30 mA veya daha düşük açma akımına sahip kaçak akım cihazları artık her türlü elektrik tesisatında yaygın olarak kullanılmaktadır ve elektrik çarpması riskine karşı değerli ek koruma sağlamaktadır. Bu önemli güvenlik cihazlarının doğru şekilde uygulanmasını tam olarak anlamak için, elektrik çarpmasının insan vücudu üzerindeki fizyolojik etkilerinin biraz anlaşılması gerekir
'Elektrik çarpması' terimi, BS 7671'de 'Bir elektrik akımının bir insan vücudundan veya hayvandan geçmesinden kaynaklanan tehlikeli bir fizyolojik etki' olarak tanımlanmaktadır. Akan akımın miktarı, çarpmanın şiddetini belirleyecektir. Her ne kadar tanım hayvancılık üzerindeki etkileri içerse de bu oldukça özel bir alandır ve bu bölümün amaçları doğrultusunda yalnızca insan vücudu üzerindeki etkiler dikkate alınacaktır.
Çarpma voltajı ve normal 50 Hz koşulları altında vücuttan akan akımın miktarı, pratikte, giysi/eldiven/ayakkabı vb. dahil olmak üzere o kişinin empedansına (elektrik akımı geçişine karşı vücudun etkin direnci) bağlı olacaktır.
Kazaların çoğunluğu, gerilim taşıyan parçalarla ve topraklanmış metalle eş zamanlı doğrudan teması içermektedir, dolayısıyla çarpma voltajının tam şebeke voltajında olacağı varsayılabilir.
Vücut empedansının değerini değerlendirmek çok daha zordur çünkü koşullara, ilgili bireyin özelliklerine ve ayrıca vücuttan geçen mevcut yola göre büyük ölçüde değişebilir. Çoğu durumda mevcut yol elden ele olurken, çok nadiren elden ayağa veya vücudun başka bir kısmına da olabilir. Ayakkabı, çorap ve diğer kıyafetlerin giyilmesi nedeniyle bu daha az görülür.
Vücut empedanslarında meydana gelebilecek geniş değişiklikleri anlamak için insan vücudu, iç empedansın yaklaşık 1000 ohm'da makul ölçüde sabit olduğu, elektrolitlerle dolu esnek bir kap olarak görülebilir. Daha geniş farklılıklar kabın dışındaki iki temas noktasındaki nispeten yüksek dirençten (cilt direnci) kaynaklanmaktadır.
Bu dış empedanslar, cildin durumuna (ıslak veya kuru), temas alanına ve temas basıncına bağlı olarak birkaç bin ohm kadar yüksek olabilir. Başlangıçtaki akım akışı oldukça düşük olabilir ancak küçük akımlar bile cildin yüzeyini hızla yakıp dış empedansta önemli bir düşüşe neden olacağından hızla artmaya başlayacaktır. En kötü senaryoda, 230 V 50 Hz'de şok alan bir kişi, merkezi vücut bölgesinden maksimum 230 mA'lık bir akım akışı yaşayacaktır. Bunun elektrik çarpması da dahil olmak üzere tehlikeli fizyolojik sonuçları olacaktır.
İnsan vücudundan geçen elektrik akımının etkileri, akım arttıkça giderek daha şiddetli hale gelir. Bireyden bireye önemli ölçüde farklılık gösterse de aşağıdaki liste alternatif akımlar için iyi bir genel rehberdir.
Yukarıdaki açıklamalardan insan vücudundan geçen akımın etkisinin çok değişken olduğu görülebilmektedir ancak normal şebeke voltajındaki elektrik çarpmasının genellikle ventriküler fibrilasyonun sonucu olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Bu durum, elektrik akımının kalp bölgesinden geçmesiyle tetiklenir ve hemen uzman tıbbi yardım alınmadığı sürece normalde geri döndürülemez. Fibrilasyonun başlangıcı, akımın büyüklüğüne ve süresine ve normal kalp döngüsünde şokun meydana geldiği noktaya bağlıdır.
Konuyu daha detaylı incelemek isteyenler için bu ilişki IEC TS 60479 standardında (Çarpmanın insanlar ve hayvanlar üzerindeki etkileri) belgelenmiştir.
IEC 60479'u temel alan aşağıdaki Şekil-1 ve tablo, alternatif akımların (15-100 Hz) geleneksel bölgelerini göstermektedir; 30 mA hassasiyetle RCD'lerin temas süresine ve buna karşılık gelen maksimum kırılma sürelerine bağlı olarak sol elden ayağa kadar olan akım yolu.
Bu, 30 mA RCD'lerin neden bu parametreler dahilinde çalışacak şekilde tasarlandığını ve ek koruma sağladığının kabul edildiğini göstermektedir. RCD'lerin ek koruma sağlamasına rağmen RCD'lerin elektrik çarpmasını önlemeyeceğini unutmamak gerekir.
İnsan vücudundan geçen farklı değerdeki elektrik akımının etkileri (50 Hz'de):
0 – 0,5 mA: Bu akım algı seviyesinin altındadır ve genellikle reaksiyona neden olmaz.
0,5 mA – 5 mA: Tehlikeli fizyolojik etkileri olmamasına rağmen, bu seviyedeki bir akım kişiyi yeterince ürkütebilir ve düşme, eşya düşürme vb. nedeniyle ikincil yaralanmaya neden olabilir.
5 mA – 10 mA: Bu, yukarıdakiyle aynı etkiyi yaratır ancak ayrıca kas reaksiyonu, ekipmanı bırakamamaya neden olabilir. Genel olarak kadın bedeni bu duruma erkeğe göre daha duyarlıdır. Akım akışı kesildiğinde kurban kendini bırakabilir.
10 mA – 40 mA: Akım arttıkça şiddetli ağrı ve şok yaşanır. 20 mA'in üzerindeki akımlarda mağdur nefes alabilir. Akım akışı kesintisiz ise asfiksi ile ilgili zorluklar ile daha yüksek akım ve zaman değerlerinde kalp ritminde geri dönüşlü bozulma ve hatta kalp durması mümkündür.
40 mA – 250 mA: Bu seviyede şiddetli şok ve “ventriküler fibrilasyon” olarak adlandırılan normal kalp döngüsünde geri dönüşü olmayan bozulma olasılığı meydana gelir. Akım ve zaman arttıkça fibrilasyon olasılığı da artar. Daha yüksek akımlarda ağır yanıklar veya kalp durması yaşanması da mümkündür.
Şu ana kadarki ayrıntılar, normal çevre koşullarının geçerli olduğu ve elektrik çarpmasının kaynağının 50 Hz'lik bir alternatif akım kaynağı olduğu varsayılarak büyük ölçüde basitleştirilmiştir. Özel koşullar altında, örneğin bir cisim suya daldırıldığında veya topraklanmış metalle yakın temas halinde olduğunda, vücut empedansı genellikle en düşük seviyede olacak ve bunun sonucunda yüksek şok akımları oluşacaktır.
15-100 Hz frekansların en ciddi riski oluşturduğu kabul edilmektedir. Doğru akım dahil diğer frekanslarda fibrilasyon eşiği farklı bir akım seviyesinde meydana gelir. Özel uygulamalar için RCD seçimi yapılırken tüm bu faktörler dikkate alınmalıdır. Bu koşullar altında, potansiyel kullanıcının uygun tavsiye için üreticiye danışması şiddetle tavsiye edilir.