أخطــــــار الكهربـــــــاء

أخطــــــار الكهربـــــــاء

حماية الأشخاص من التكهرب
يتعرض أحيانا بعض الأشخاص في المنازل والفنادق والمسابح إلى مخاطر الصدمة الكهربائية (التكهرب) من جراء ملامستهم سلكا ناقلا للتيار الكهربائي أو جهازا كهربائيا حصل خلل في عازلية أسلاكه ,ونتيجة لذلك يمر تيار كهربائي في جسم الإنسان تتوقف خطورته على شدة هذا التيار ,وشدته تعتمد على كل من الجهد المستخدم ومقاومة الجسم , فعندما يكون الجسم معزولا عن الأرض تماما فان المقاومة تكون كبيرة جدا وبالتالي فانه لا يمر أي تيار عبر الجسم , أما إذا كان الجسم ملامسا للأرض مباشرة فان المقاومة تكون صغيرة وفي حال وجود رطوبة عالية فان المقاومة تصبح صغيرة جدا وبالتالي يمر بالجسم تيار كبير .
وقد دلّت التجارب والأبحاث الى أن جسم الإنسان يمكن الإحساس بمرور تيار قيمته واحد ميلي أمبير (0.001 أمبير) وكلما زادت قيمته كلما زادت خطورته , وأن مرور تيار بجسم الإنسان تصل حتى (30 ميلي أمبير ) يؤدي الى ارتعاش وتقلص في العضلات ولا يشكل خطرا على الجسم وغير مميت (وذلك حسب طبيعة الجسم والعمر وحالة الشخص والشروط المحيطة به ), أما إذا زادت قيمة التيار أكثر من (30 ميلي أمبير) فانه يصبح خطرا ومميتا إذا بلغت قيمته (80 ميلي أمبير ) أو أكثر .
وحيث أن القواطع الكهربائية العادية(الحرارية – الحرارية المغناطيسية – الفواصم ) هي ضرورية لفصل التيار في حالة الحمولة الزائدة أو حالة القصر (التماس) بين الفازات أو بين الفازات والأرض ولكنها لا تستطيع القيام بفصل التيارات الصغيرة جدا (المنوه عنها أعلاه ) والتي يمكن أن تمر في جسم الإنسان نتيجة لملامسته سلك كهربائي، لذلك كان التفكير في إيجاد وسيلة لمنع مرور تيار في جسم الإنسان يشكل خطرا عليه, وتم استخدام قاطع تيار التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي) والذي يقوم بفصل التغذية عن الدارة مباشرة وفور حدوث أي تماس من قبل الأشخاص (مثلا لمس سلك عار أو عند قيام طفل بوضع مسمار في مأخذ كهربائي ) أو تسريب في التمديدات وأجسام الآلات الكهربائية .
ومبدأ عمل هذا القاطع يعتمد على مقارنة قيم التيارات في كل من الفاز والتيار المار في النتر (شبكة أحادية الفاز ) أو بين التيارات المارة في الفازات الثلاثة والتيار المار في النتر (شبكة ثلاثية الفازات + نتر ) ,وعند وجود اختلاف بين تلك القيم فان أمرا بالفصل يصدر للقاطع مباشرة.
يتألف القاطع التفاضلي (أحادية الفاز ) من محولة حلقية ملفوف عليها وشيعتان متساويتان تماما بعدد اللفات ومقطع الناقل (تمثل الدارة الابتدائية للمحول ) حيث يمر في الأولى تيار الفاز وفي الثانية تيار النتر , بالإضافة إلى وشيعة ثالثة (تمثل الدارة الثانوية للمحول ) ذات عدد لفات تتناسب وحساسية القاطع , أما القاطع التفاضلي (شبكة ثلاثية الفاز +نتر ) فانه يتكون من أربع وشائع في الدارة الابتدائية ووشيعة واحدة تمثل الدارة الثانوية للمحول .
وفي أحوال التشغيل الطبيعية فان تيار الفاز وتيار النتر متماثلان في القيمة ومتعاكسان في الاتجاه وبالتالي فان الأثر المغناطيسي لكل منهما سيلغي الأخر والمحصلة ستكون صفر ولن يتحرض أي توتر في الملف الثانوي للمحول التفاضلي , أما في حال حدوث عطل فانه سيحصل فرق بين تيار الفاز وتيار النتر ويؤدي ذلك الى نشوء تحريض وتوتر على الملف الثانوي ويؤدي أيضا الى إعطاء أمر لفصل القاطع التفاضلي .
وتتميز القواطع التفاضلية بقيم تياراتها الاسمية التي تحدد القيمة الأعظمية للتيار المسموح مروره ضمن القاطع دون إحداث أية أضرار فيه,لذلك من الضروري الانتباه إلى أن مهمة القاطع التفاضلي في الدارة هو لحماية الأشخاص من التكهرب وليست الحماية من زيادة التحميل أو القصر بين الفازات ,وبالتالي فانه من الضروري تركيب قواطع آلية (حرارية – مغناطيسية ) أو فواصم على أن تكون تياراتها الاسمية مساوية أو أقل من التيار الاسمي للقاطع التفاضلي المربوط معه على التسلسل وذلك للحفاظ على تماسات القاطع التفاضلي من الإجهاد الحراري .
ونود الإشارة بان وجود نظام التأريض في المباني هو لحماية الأشخاص من التكهرب نتيجة لملامستهم آلة كهربائية فيها تماس داخلي ولكنه لا يقوم بحماية الأشخاص من حوادث التكهرب من جراء ملامستهم بشكل مباشر للأسلاك الكهربائية , ومن هنا تكمن أهمية القاطع التفاضلي حيث أنه يقوم بفصل التيار الكهربائي مباشرة , ومن ناحية أخرى فان نظام التأريض يقوم بهدر القدرة الكهربائية الناتجة عن وجود تسريب في التمديدات أو الآلات بدون أن نعلم أن هناك تسريب بينما وجود القاطع التفاضلي يدلنا على أن هناك تسريب نتيجة لقيامه بفصل التيار عن الدارة الكهربائية , نستنتج من ذلك بأنه يجب استخدام قاطع تيار التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي ) إضافة الى نظام التأريض .
ويوجد أنواع من القواطع التفاضلية حسب درجة حساسيتها والتي يجب الانتباه لها عند اختيارها وعادة يتم تركيب قواطع بحساسية عالية جدا (10ميلي أمبير ) وتستخدم في (المسابح والحمامات و…) وقواطع ذات حساسية عالية (30ميلي أمبير) تستخدم في المنازل والفنادق والمدارس …
ومن الجدير بالذكر بأن استخدام القواطع التفاضلية محدود جداًُ حتى الآن ,قد يكون بسبب ارتفاع قيمتها نسبيا مقارنة مع القواطع العادية أو بسبب عدم معرفة فوائدها , إلا أن استخدامها يصبح ضروري جدا لحماية الأفراد من خطر التكهرب ولتلافي نشوء الحرائق التي قد تحدث نتيجة لتسريب التيار وخاصة في المنازل والمستشفيات والمدارس والمسابح والأماكن الرطبة أينما وجدت .
عندما يكون جسم الإنسان جزءً من دائرة كهربائية فان التيار سوف يمر خلاله ومن ثم يبدأ الإنسان يشعر بالصدمة وكلما زادت شدة التيار يصاب بصعقة كهربائية يصاحبها شعور بالألم وتشنج عضلي أو صعوبة في التنفس وفقدان الوعي وكذلك قد تؤدي إلى حدوث حروق وجروح خطيرة أو قد تؤدي للوفاة لا قدرة الله... وتعتمد الإصابة الكهربائية علي عدة عوامل منها ...
1- شدة التيار ( الأمبير ) :
هو العامل الرئيسي الذي يحدد شدة وقوع الصدمة الكهربائية فكلما زادت شدة التيار
(الأمبير) التي مرت خلال جسم الإنسان زادت خطورة الإصابة الكهربائية (أزيد من 200 ملى أمبير يعتبر خطر جداً ).
2- جسم الإنسان :
من المعروف أن التيار الكهربائي يأخذ المسار الأقل مقاومة وتختلف مقاومة كل شخص عن الآخر وأجزاء الجسم المختلفة تتفاوت في مقاومتها الكهربائية وتكون الإصابة أكثر خطورة إذا مر التيار بالقلب والدماغ (300 ملي أمبير لجزء من الثانية قد تؤدى للوفاة).
3- الفترة الزمنية للصدمة الكهربائية :
كلما زاد وقت تعرض المصاب لسريان التيار الكهربائي زادت شدة الإصابة وخطورتها وحيث أن صعوبة التعرض للصدمة الكهربائية هو عدم تمكن المصاب من التخلص من مصدر التيار (خاصة في حالة الجهد المنخفض) مما يزيد وقت التعرض للتيار الكهربائي .

أولا : تأثيرات التيار الكهربائي على الجسم..
قبل التطرق إلى ذكر تأثيرات التيار الكهربائي على جسم الإنسان لا بد من ذكر العناصر التي تحدث هذه التأثيرات ولو بإيجاز وهي تتلخص في قوة التيـار والمعروفة بالأمبير و مقاومة الجسـم (أوم) وقـوة الجهـد (الفولت) وأيضاً التردد( هرتز) إضافة إلى مدة الصعقة (ثانية) و مسار التيار داخل الجسم..
ومن هذه التأثيرات ما يسمى بالحينية ( الفورية) وتتمثل في تأثير حركي وتظهر ملامحه في ارتجاج كهربائي وانقباض عضلي وتشنج العضلات التنفسية ورجفان بطيني، وأيضا تأثير حراري ناتج عن الحروق.
أما التأثيرات الجانبية فتشمل المضاعفات على القلب والأوعية والمضاعفات العصبية والتي عادة تكون اضطرابات نفسية أو عضوية أو مضاعفات كلوية..
ومن التأثيرات؛ الحروق الكهرو حرارية ( حرارية كهربائية) التي تُحدث الجفاف وتحرر
(الميايقلوبين) العضلي من الأنسجة وكلا التأثيرين يؤثران مباشرة على الكلى فتظهر بعض المضاعفات ومنها شح البول أو انقطاعه..
ومما ذكر تظهر خطورة الصعقات الكهربائية التي قد تكون مميتة أو تصيب بالإعاقة التي تحد من حركة الفرد وتؤرقه..

ثانيا: حرائق التيار الكهربائي
تعتبر الكهرباء السبب الرئيسي لنشوب الحرائق في العديد من المنشآت والمباني بالإضافة إلى وسائل النقل ولعلنا ندرك أن مسئولية هذه الحرائق تقع بالمقام الأول على عاتق الإنسان من خلال اتباع بعض الممارسات الخاطئة التي يمكن حصرها في التالي :
1- استخدام معدات كهربائية تالفة .
2- استخدام الأجهزة الكهربائية بطريقة خاطئة .
3- استخدام عازلات تالفة .
4- تعرض المعدات الكهربائية لحوادث تؤدي لتلفها .
وتنشب حرائق التيار الكهربائي من إحدى حالتين :

الحالة الأولى : القوس الكهربائي

يحدث ذلك عند مرور التيار الكهربائي عبر الموصلات المرتخية أو المتلامسة مع بعضها البعض أو المتلامسة مع أجزاء معدنية . وفي هذه الحالة تنشب حرائق بمعدات كهربائية من النوعيات الآتية : معدات توزيع الطاقة ، الآلات والأدوات ، أجهزة التدفئة ، أجهزة المطبخ ، أجهزة خاصة ، معدات الخدمة والصيانة ، معدات الإنتاج.

الحالة الثانية: الحرارة الزائدة

يحدث ذلك عند تحميل الموصلات والمعدات الكهربائية فوق طاقتها مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الموصل أو المعدة، ومن ثم إنصهار مادتها العازلة وتكوين قوس كهربائي، وبالتالي إندلاع الحريق .

ثالثا:خطورة الكهرباء..

تكمن خطورة الكهرباء على الإنسان في أن التيار الكهربائي عند مروره خلال التركيبات الكهربائية ليس له لون أو طعم أو رائحة يمكن أن يتميز من خلاله وعلى هذا يأخذ الإنسان الحذر من عدم وجود تيار داخل التركيبات الكهربائية فإذا حدثت الملامسة المباشرة لجسم الإنسان لأي جزء من تركيبات كهربائية حية بطريق الخطأ ينتج عنها شلل مؤقت للعضو الملامس وحدوث تقلصات في عضلات القلب مما يؤثر على عملية التنفس وقد يحدث الوفاة بسبب الاختناق في مثل هذه الحالة أو قد يحدث اضطرابات في دقات القلب وحدوث انقباض عضلي في البطين قد يؤدي إلى حدوث الوفاة هذا بالإضافة إلى تأثيرات حرارية تظهر على هيئة حروق وتأثيرات كيميائية تؤدي إلى تحلل الدم والخلايا العصبية.

و حتى نتفادى خطورة الكهرباء يجب الأخذ في الاعتبار نقاط السلامة التالية:
- دراسة كتيبات تشغيل الأجهزة والمعدات جيداً لمعرفة المعلومات أو التحذيرات والاحتياطات المتعلقة بالسلامة.
- التعامل دائما بحذر مع جميع الأجهزة والمعدات الكهربائية أثناء تشغيلها.
- عدم استعمال الأجهزة أو المعدات الكهربائية إذا كانت يداك مبتلتين أو كنت تقف على سطح رطب.
- التعامل بحذر مع الأسلاك المتدلية أو التالفة ولا تحاول لمسها أو تعديلها وعدم إصلاح أي جهاز أو معدة كهربائية بنفسك بل اترك هذا العمل للفني المختص.
- تركيب قاطع التيار في لوحة التوزيع الرئيسية لقطع التيار عند لمس أي جهاز مكهرب.
كما أنه للحد من الخطر الكهربائي للعاملين في مجال الكهرباء يجب الانتباه إلى ما يلي:
- أن يكون لديهم دراسة وافية ومسبقة للدائرة الكهربائية.

الصدمة الكهربائية
هي حالة من الاضطراب والتغيير المفاجئ في عمل الجهاز العصبي والعضلي للجسم نتيجة مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان إلى الأرض وقد ينتج عن هذه الحالة شللاً لمراكز التنفس وغيبوبة، وقد تؤدي إلى توقف القلب أو التنفس أو الاثنين معاً وقد تسبب حروقاً حسب شدة التيار الكهربائي وزمنه. وإذا أدى مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان إلى الوفاة فتسمى الحالة بالصعقة الكهربائية
العوامل التي تؤثر على شدة الصدمة الكهربائية هي:
1.كمية التيار المار من خلال الجسم.
2.حالة جلد الإنسان.
3.المسار الذي يتخذه التيار الكهربائي في الجسم.
4.الزمن الذي يتعرض له الجسم لمرور تيار الصدمة.
5.نوع التيار الذي يتعرض له المصاب.
6.تردد التيار.
الفولطية أو فرق الجهد الكهربائي

الأسباب التي تؤدي إلى حدوث الصدمة الكهربائية
1.استعمال أدوات غير مأمونة أو تالفة.
2.عدم قطع التيار عن الآلة المطلوب إصلاحها.
3.الاستعمال الخاطئ للأجهزة.
4.العمل في مكان خطر دون أخذ الاحتياطات الكافية.
5.جهل العامل بأخطار الأدوات المستعملة لقلة الخبرة والتدريب.
6.عدم إجراء الصيانة الدورية للآلات والمعدات.
7.المزاح والإهمال داخل أماكن العمل.
8.عدم استخدام معدات الوقاية الشخصية

توضيح يبين مقدار شدة التيار الكهربائي
وتأثيره على جسم الإنسان
واحد او اقل لايشعر به الانسان
من 1 الى 8 يشعر بالصدمة بدون الم ويمكنه الابتعاد والتحكم في عضلاته

من 8 الى 15 صدمة مؤ لمة يمكنه الابتعاد والتحكم في عضلاته

من 15 الى 20 صدمة مؤ لمة ، يفقد السيطرة على العضلات القريبة من مكان الصدمة

من 20 الى 50 لا يتمكن من الحركة الم شديد وتقلص شديد في العضلات يتنفس بصعوبة

من 50 الى 100 اضطرب القلب الحالة الناتجة تسبب الوفاة

من 100 الى 200 لاعلاج لمثل هذه الحالة والوفاة نتيجة مؤكدة

200 فأكثر حروق شديدة تقلص شديد وتحدث الوفاة بصورة مؤكدة في فترة حدوث الصدمة

كيفية الوقاية من الصدمة الكهربائية
1.استعمال وسائل الوقاية المصنوعة من الجلد أو المواد العازلة وان تكون مواصفة مادة العزل قادرة على تحمل الجهد الكهربائي المستخدم.
2.استعمال مرحل تسريب التيار (Earth leakage Rely) حيث يتم تركيب هذا المرحل على القاطع الرئيسي للوحة الكهربائية والذي يعمل على فصل التيار الكهربائي عن المبنى أو اللوحة الكهربائية في حال حصول تسرب للتيار الكهربائي من خلال الأرض وبقيمة تحسس تصل 0,030 أمبير.
3.فصل التيار الكهربائي عن المعدات المراد عمل صيانة لها قبل العمل عليها.
4.استعمال قواطع كهربائية سريعة الفصل تلقائياً ومناسبة لقيم التيار الكهربائي المغذية للأجهزة والتي تعمل على فصل التيار الكهربائي تلقائياً إذا زادت قيمة التيار المار عن القيمة التصميمية للآلة.
5.تأريض المعدات والأجهزة الكهربائية والهياكل المعدنية في المنشأة.
6.استعمال المصهرات ذات القيم المناسبة لطبيعة الأجهزة الكهربائية.
7.استعمال أسلاك كهربائية تتحمل قيم تيار الأجهزة والمعدات وذات مواصفات جيدة في التمديدات الكهربائية لعمل الأجهزة.
8.عدم إزالة المواد العازلة أو الوقاية عن الأجهزة الكهربائية.
9.الانتباه والحذر وعدم المزاح أثناء العمل.
10.إجراء صيانة دورية للآلات والمعدات.
11.المعرفة التامة في مبادئ علم الكهرباء قبل القيام بأي عمل.
12.إجراء فحص دوري على التوصيلات الكهربائية والآلات وأدوات العمل والمعدات وصيانتها.
13.تدريب العمال على الأعمال الكهربائية المناطة بهم.
14.المحافظة على المقاومة عالية لجسم الإنسان (مقاومة جسم الإنسان تكون عالية إذا كانت طبقة الجلد الخارجية جافة ونظيفة وتقل هذه المقاومة مع زيادة نسبة الرطوبة وزيادة الأوساخ والشحوم والبلل على سطح الجلد).
15.استخدام معدات الوقاية الشخصية التي تصنع من المطاط أو الجلد أو البلاستيك ومن هذه المعدات:
16.خوذة عازلة للتيار الكهربائي وتتحمل الصدمات.
17.قفازات عازلة تكون مقاومتها تساوي(10-40) مليون أوم.
18.حذاء عازل.
19.ملابس مناسبة غير فضفاضة.
20.حصائر عازلة للتيار الكهربائي.
21.حواجز واقية وإرشادات تحذيرية لمنع اقتراب الأشخاص من الأماكن الخطرة التي يمكن ان يكون بها موصلات كهربائية.
22.استعمال معدات وأدوات عمل سليمة ومفحوصة ووذات غازلية ملائمة للجهد الكهربائي المستخدم.