elektrische veiligheid

HOOFDSTUK 4: ELEKTRISCHE VEILIGHEID
1: Stroom en spanning
Bij het uitvoeren van werken en schakelingen op elektrische installaties is de
veiligheid steeds erg belangrijk. Elk jaar vinden er mensen ten gevolge van
elektrocutie de dood. Meestal zijn deze ongelukken te wijten aan onkunde, slordigheid
en het niet of onvoldoende naleven van de veiligheidsvoorschriften. Ook een gebrek
aan onderhoud van de elektrische installatie ligt aan de bron van flink wat ongevallen.
1.1: Het menselijk lichaam en de elektrische stroom
Een elektrische stroom kan onder bepaalde omstandigheden dodelijk inwerken op het
menselijk lichaam. De grootte van het risico is afhankelijk van
-
de weg die de stroom door het lichaam neemt
de stroomsterkte
hoe lang deze stroom doorheen het lichaam vloeit
de frequentie van de stroom
Hoewel de gevolgen afhankelijk zijn van de leeftijd, de gezondheidstoestand, het
geslacht, … van de persoon, kunnen de gevolgen samengevat worden in de
onderstaande tabel:
Stroomsterkte
1 mA tot 2 mA
Inwerking op het lichaam
Zwakke gevoeligheid,
kribbelen
Gevolgen
Schrikken
tot 10 mA
Spierkrampen
Verlammingsverschijnselen,
loslaten is nog mogelijk
tot 25 mA
Oplopen van de bloeddruk
25 mA tot 50 mA
Hevige spierkrampen,
maagkrampen,
hartkamerfibrillatie
meer dan 50 mA
meer dan 3000 mA
Hartkamerfibrillatie
Hevige verbrandingen
Bewusteloosheid,
ademhalingsstoornissen
Sterke
verlammingsverschijnselen,
ademhalingsstilstand,
hersenen zonder zuurstof
Harststilstand, dood
Hartstilstand, dood door
verbranding
Pas op, ook voor lage stroomsterktes moet goed opgelet worden. Op de bovenstaande
tabel is te zien dat stromen tussen 1 mA en 2 mA een schrikreactie veroorzaken. Een
persoon welke bijvoorbeeld op een ladder aan het werk is kan tengevolge van de
schrikreactie van de ladder vallen en zo ergere verwondingen oplopen. Er zijn dus ook
indirecte gevaren.
1.2: De wet van Ohm
De grootte van de stroom doorheen het menselijk lichaam bepaalt dus in grote mate de
risico’s. Deze stroom is volgens de wet van Ohm gelijk aan I = U/R.
De stroom I wordt beperkt door ofwel U beperkt te houden ofwel door voor een
voldoende grote R te zorgen. Opdat er geen gevaar zou zijn voor personen, moet de
contactspanning U bij wisselstroom kleiner zijn dan een conventionele grensspanning
UL. Volgens het AREI is UL (bij AC):
UL = 50 V in normale droge omstandigheden
UL = 25 V in natte omstandigheden
UL = 12 V in ondergedompelde toestand
De bovenstaande grenzen vloeien voort uit het feit dat de lichaamsweerstand kleiner
wordt naarmate de huid vochtiger is (dus grotere stroom bij zelfde spanning). In droge
toestand kan de huidweerstand meer dan 30 000  bedragen. Bij een doornatte huid
neemt deze weerstand soms af tot minder dan 600 . Voor spanningen boven 500 V
kan deze huidweerstand verwaarloosd worden omdat de huid dan onmiddellijk
doorgeslagen wordt.
Beperken van de spanning U is uiteraard niet altijd mogelijk. En zeker bij
hoogspanning is U erg groot. De stroom I wordt beperkt door grote elektrische
weerstanden in serie met het menselijk lichaam te schakelen. Wanneer bijvoorbeeld bij
een 11 kV installatie een schakeling uitgevoerd wordt, dan let men op het volgende:
-
-
de schakeling wordt uitgevoerd met behulp van een voldoende lange stok welke
vervaardigd is uit een elektrisch isolerend materiaal (= grote weerstand in serie met
het menselijk lichaam).
de persoon draagt elektrisch isolerende handschoenen, veiligheidsschoenen en staat
op een elektrisch isolerend (houten) bankje (= steeds een grote weerstand in serie
met het menselijk lichaam).
1.3: De tijdsduur
Tot nu toe hebben we ons vooral gericht op de gevolgen van een elektrische stroom in
functie van de stroomsterkte. Ook de tijdsduur welke het menselijk lichaam aan deze
stroom blootgesteld is, speelt een rol. Dit is weergegeven in de onderstaande figuur.
Zoals reeds eerder gezegd heeft ook het pad welke de stroom aflegt zijn effect. Deze
figuur (met 50 Hz AC) is geldig in de veronderstelling dat de stroom vloeit van hand
naar hand of van hand naar voet.
In zone 1: zeer zwakke gevoeligheid
In zone 2: geen schadelijke gevolgen op medisch vlak
In zone 3: nog geen hartkamerfibrillatie, ademhalingsstoornissen
In zone 4: onomkeerbare hartfibrilaltie mogelijk
In zone 5: hartkamerfibrillatie meer dan waarschijnlijk
Zoals er een veiligheidscurve bestaat voor de stroom, bestaat deze ook voor de
spanning. Hierbij slaat de kengeving BB1 op droge normale omstandigheden. BB2
slaat op natte omstandigheden en BB3 slaat op een ondergedompelde toestand.
2: Veiligheidsprincipes
2.1: Algemeen
Zoals reeds aangehaald, betekent het werken aan elektrische installaties en het
uitvoeren van schakelingen steeds een zeker risico. Wanneer het menselijk lichaam
contact maakt met delen welke zich op een verschillend potentiaal bevinden, dan
vloeit er een elektrische stroom doorheen het menselijk lichaam. Als gevolg hiervan
kunnen er elektrisering- en elektrocutieverschijnselen optreden (De Nederlandse
Larousse encyclopedie spreekt van elektrocutie indien elektrische stroom de dood
veroorzaakt).
Brandwonden kunnen veroorzaakt worden door thermische werking van de elektrische
stroom doorheen het menselijk lichaam. Doch brandwonden kunnen ook veroorzaakt
worden door een kortsluiting of door een boog die ontstaan door het ongepast
onderbreken van een te grote stroom. Inderdaad, de boog die ontstaat kan
brandwonden veroorzaken maar kan er ook voor zorgen dat gesmolten deeltjes in de
luchtwegen terechtkomen en deze aantasten.
Bij het beschermen van personen wordt onderscheid gemaakt tussen persoonlijke en
collectieve beschermingsmiddelen. Bij de persoonlijke beschermingsmiddelen rekent
men ondermeer
- het dragen van veiligheidskledij (werkpak, stofjas)
- het dragen van veiligheidsschoenen
- het dragen van handschoenen (bij HS vervaardigd uit zwaar leder)
- het dragen van een veiligheidshelm (polyesterglasvezel) met een
aangezichtsscherm (polycarbonaat) en eventueel een nekbeschermer
Collectieve bescherming is het beschermen van andere mensen wanneer er werken
uitgevoerd worden die hinderlijk of gevaarlijk kunnen zijn. Indien er bijvoorbeeld een
put gemaakt is, worden de nodige signalisatie en versperringen aangebracht welke
vermijden dat iemand in de put valt.
Wanneer aan een elektrische installatie gewerkt wordt, gebeurt dit liefst spanningsloos
(bij HS altijd spanningsloos werken). Indien men (bij LS) toch wenst te werken aan
onder spanning staande delen dan is het absoluut noodzakelijk
- gepaste werkmethoden en technieken te gebruiken
- isolerende gereedschappen te gebruiken
- collectieve en persoonlijke beschermingsmiddelen te voorzien
2.2: De vitale 5
Bij het uitvoeren van werken aan elektrische installaties bij hoogspanning moeten de
“vitale 5” in acht genomen worden. Zo zijn er vijf stappen welke steeds doorlopen
moeten worden:
-
vrijschakelen
vergrendelen
-
meten
aarden
afbakenen
Deze vijf stappen worden schematisch voorgesteld in Bijlage 2.
De eerste stap “vrijschakelen” onderbreekt de stroom via een vermogenschakelaar (of
lastschakelaar). Pas nadat de vermogenschakelaar of lastschakelaar geopend is, wordt
ook de scheidingsschakelaar geopend. Op deze manier “ziet” men dat de kring
geopend en spanningsloos is (bij het terug inschakelen is de schakelvolgorde net
omgekeerd, eerst sluit men de scheidingsschakelaar en dan pas de
vermogenschakelaar).
De tweede stap “vergrendelen” beveiligt de werkplaats tegen het herinschakelen van
de spanning tijdens de werken. Men zal signalisatieborden aanbrengen welke te
kennen geven dat er niet heringeschakeld mag worden en (belangrijk) via onder andere
hangsloten wordt vermeden dat per vergissing heringeschakeld kan worden.
De derde stap “meten” controleert of het elektrisch onderdeel ook effectief
spanningsloos is. Het meettoestel moet ondubbelzinnig zijn, als men geen spanning
meet moet dit zeker te wijten zijn aan een spanningsloze toestand en niet aan een
defect meettoestel.
De vierde stap “aarden” zorgt er voor dat de elektrische installatie op een degelijke
manier met de aarde verbonden is. De aardverbinding moet onder andere gebeuren via
geleiders met een voldoende sectie die voldoende stevig bevestigd zijn.
De vijfde stap “afbakenen” bakent het gebied af waarin er gewerkt wordt. Via
bijvoorbeeld een isolerende inschuifplaat of oplegplaat wordt er voor gezorgd dat men
niet in contact kan komen met andere elektrische installaties welke niet spanningsloos
zijn. Ook is het nodig via signalisatie, hangsloten, signalisatielint toegang te vermijden
tot andere onder spanning staande installaties.