Elektrische Gefährdungen: Risiken und Schutz

Arten elektrischer Gefährdungen

Ein Stromunfall wird definiert als ein Ereignis, bei dem eine Person einen elektrischen Schlag oder Stromschlag erleidet, mit oder ohne Schäden.

• Direkte Kontakte (34%): Kontakt mit aktiven Teilen der Anlage, die normalerweise unter Spannung stehen.
• Indirekte Kontakte (18%): Kontakt mit Metallteilen oder Elementen, die versehentlich unter Spannung stehen.
• Lichtbogenverbrennungen (48%): Entstehen durch die Verbindung zweier Punkte mit unterschiedlichem Potenzial über ein Element mit geringem elektrischen Widerstand.

Einflussfaktoren auf die elektrischen Auswirkungen

• Stromstärke (Stromdichte):
  • Elektrischer Schlag kann zu Muskelverkrampfungen, Vorhofflimmern und Herzstillstand führen.
• Anliegende Spannung:
  • Sicherheitsspannung: Spannung, die dauerhaft ohne Gefahr für den menschlichen Körper angelegt werden kann. Sie gilt sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrom und ist abhängig vom Standort:
  • Trocken: 50 V
  • Feucht: 24 V
  • Untergetaucht: 12 V
• Dauer des elektrischen Kontakts:
  • Wahrnehmungsschwelle: Der Mindeststromwert, der ein Gefühl in einer Person hervorruft, beträgt 0,5 mA, unabhängig von der Zeit.
  • Loslassschwelle: Der maximale Stromwert, bei dem eine Person, die Elektroden hält, diese noch loslassen kann, beträgt 10 mA für Zeiten länger als 5 Sekunden. Dieser Wert erhöht sich für deutlich kürzere Zeiten.
  • Fibrillationsschwelle: Der Mindeststromwert, der Kammerflimmern verursacht, liegt bei 40 mA für Zeiten länger als 3 Sekunden. Er variiert zwischen 500 und 400 mA für Zeiten zwischen 10 und 100 ms.
• Elektrischer Widerstand des menschlichen Körpers:
  • Der Hautwiderstand nimmt mit steigender Stromstärke ab. Bei Spannungen von 50 V ist der Kontaktwiderstand sehr unterschiedlich. Bei Werten über 100 V nimmt er schnell ab und wird vernachlässigbar, wenn die Haut durchbrochen wird.
  • Der innere Widerstand des menschlichen Körpers hängt entscheidend vom Weg des Stroms durch den Körper ab.
• Weg des Stroms durch den menschlichen Körper:
  • Senkrechte Wege sind viel gefährlicher als transversale.
  • Gefährliche Wege:
    • Linke Hand => rechte Hand
    • Linke Hand => rechter Fuß
    • Rechte Hand => linker Fuß
    • Linke Hand => Kopf
• Frequenz des Stroms:
  • Bei höheren Frequenzen als 50 Hz nehmen die gefährlichen Auswirkungen des Kammerflimmerns ab, obwohl die thermischen Effekte zunehmen.
  • Gleichstrom ist im Allgemeinen weniger gefährlich als Wechselstrom, da er leichter loszulassen ist und die Fibrillationsschwelle viel höher liegt.

Auswirkungen des elektrischen Stroms

Wenn Strom durch den Körper fließt:

• Tod durch Kammerflimmern
• Tod durch Ersticken
• Atemstillstand
• Muskelverkrampfung
• Innere und äußere Verbrennungen (tödlich oder nicht tödlich)
• Nierenversagen durch toxische Auswirkungen von Verbrennungen
• Elektrolytische Wirkung im Blut
• Leichtere Verletzungen durch Stürze, Stöße usw.

Ohne dass Strom durch den Körper fließt:

• Verbrennungen durch elektrischen Lichtbogen, Projektion von Partikeln usw.
• Augenverletzungen durch Lichtbogenstrahlung (Bindehautentzündung, Erblindung)
• Schäden durch Einwirkung von Gasen oder Dämpfen, die von Lichtbögen freigesetzt werden

Schutzsysteme

Systeme der Klasse A:

Verhindern das Risiko durch Vermeidung des Kontakts zwischen leitenden Elementen und Massen und stellen sichere Kontakte her.

• Trennung von Stromkreisen
• Verwendung von Kleinspannungen
• Trennung zwischen Phasen und zugänglichen Massen durch Schutzisolierung
• Unzugänglichkeit von gleichzeitig leitenden Elementen und Massen
• Beschichtung von Massen mit Schutzisolierung
• Verbindung

Systeme der Klasse B:

Trennen oder unterbrechen die Stromversorgung, wenn gefährliche Bedingungen erkannt werden, und gewährleisten die Abschaltung der Anlage so schnell wie möglich.

• Geringe Empfindlichkeit: Fehlerstrom von 300 mA
• Hohe Empfindlichkeit: Fehlerstrom von 30 mA
• Sehr hohe Empfindlichkeit: Fehlerstrom von 10 mA