برق گرفتگی و اصول اولیه ایمنی برق

در بسیاری از مشاغل و محیط های کاری، کار با برق می تواند بسیار خطرناک باشد. به همین دلیل آشنایی با خطرات برق گرفتگی و رعایت الزامات ایمنی برق برای پیشگیری از حوادث ضروری است.

مهندسان، برقکاران و سایر متخصصان به طور مستقیم با برق کار می کنند، مانند کار روی خطوط هوایی، کابل کشی و مونتاژ مدارها. افراد دیگری مانند کارکنان اداری و فروشندگان نیز به طور غیرمستقیم با برق سروکار دارند و ممکن است در معرض خطر برق گرفتگی قرار بگیرند.

برق سال هاست که به عنوان یک خطر جدی در محیط کار شناخته شده و سازمان هایی مانند اداره ایمنی و بهداشت شغلی آمریکا (OSHA) استانداردهایی برای محافظت از کارکنان در برابر آن تدوین کرده اند. در این مقاله با برق گرفتگی، عوامل موثر بر شدت آن، انواع سوختگی الکتریکی و نکات ایمنی برق آشنا می شوید.

برق گرفتگی چیست؟

بدن انسان رسانای الکتریسیته است. بنابراین وقتی بخشی از بدن با منبع برق تماس پیدا می کند، بدن می تواند به بخشی از مدار الکتریکی تبدیل شود و جریان از آن عبور کند. به این اتفاق برق گرفتگی گفته می شود.

برق گرفتگی معمولا زمانی رخ می دهد که فرد با تجهیزات ناایمن یا سیم بدون عایق تماس پیدا می کند. مهم ترین آسیب های ناشی از برق گرفتگی عبارت اند از:

• شوک الکتریکی

• سوختگی الکتریکی

• آسیب های ثانویه مانند سقوط از ارتفاع

• مرگ

ایمنی برق یا حفاظت الکتریکی به مجموعه اقدامات احتیاطی گفته می شود که برای محافظت در برابر جریان الکتریکی و پیشگیری از برق گرفتگی انجام می شود.

چه مقدار جریان برق برای بدن خطرناک است؟

شدت آسیب برق گرفتگی به میزان جریان عبوری، مقاومت بافت ها و اندام های بدن، مسیر جریان و مدت زمان تماس بستگی دارد. جریان های بسیار کم ممکن است احساس نشوند یا فقط کمی سوزن سوزن شدن ایجاد کنند.

با این حال، حتی جریان های کمتر از ۳ میلی آمپر هم می توانند باعث آسیب غیرمستقیم شوند. واکنش غیرارادی عضلات به شوک ممکن است باعث کبودی، شکستگی استخوان و حتی مرگ شود؛ مثلا سقوط از نردبان پس از یک شوک کوچک.

حداقل جریانی که انسان احساس می کند به نوع جریان (AC یا DC) و فرکانس آن بستگی دارد. یک فرد می تواند جریان متناوب ۶۰ هرتز کمتر از ۱ میلی آمپر و جریان مستقیم کمتر از ۵ میلی آمپر را احساس کند.

در جریان حدود ۱۰ میلی آمپر AC که از بازوی یک فرد ۶۸ کیلوگرمی عبور کند، انقباض شدید عضلات رخ می دهد و فرد دیگر نمی تواند جسم برقدار را رها کند. این مقدار به آستانه رها کردن (Let-go Threshold) معروف است و یکی از معیارهای خطر شوک در مقررات برق محسوب می شود.

شوک شدید می تواند باعث گرفتگی دردناک عضلات شود، به حدی که مفاصل دررفته یا استخوان ها بشکنند. جریان های بیشتر نیز ممکن است به بافت ها آسیب بزنند و باعث فیبریلاسیون بطنی یا ایست قلبی شوند.

اثر جریان های مختلف بر بدن انسان

جدول زیر اثرات تقریبی جریان متناوب (۶۰ هرتز) بر بدن انسان را بر اساس داده های OSHA نشان می دهد. لطفا آن را جدی بگیرید:

مقاومت بدن انسان در برابر جریان برق

طبق قانون اهم، میزان جریان عبوری از بدن به ولتاژ و مقاومت بدن بستگی دارد. مقاومت پوست از فردی به فرد دیگر متفاوت است و حتی در ساعات مختلف روز هم تغییر می کند.

بر اساس اطلاعات موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی آمریکا (NIOSH):

• در شرایط خشک، مقاومت بدن ممکن است تا ۱۰۰۰۰۰ اهم باشد.

• پوست خیس یا زخمی می تواند مقاومت بدن را تا حدود ۱۰۰۰ اهم کاهش دهد.

• برق ولتاژ بالا به سرعت پوست را تخریب کرده و مقاومت بدن را تا حدود ۵۰۰ اهم پایین می آورد.

چرا نمی توان جریان برق گرفتگی را دقیق محاسبه کرد؟

رفتار الکتریکی پوست انسان خطی نیست و به عواملی مانند شدت، مدت و فرکانس جریان، فعالیت غدد عرق، دما و ویژگی های فردی بستگی دارد. به همین دلیل اندازه گیری مقاومت پوست با یک اهم متر معمولی در ولتاژ پایین، رفتار واقعی پوست را در شرایط برق گرفتگی نشان نمی دهد.

در ولتاژهای کمتر از حدود ۱۰ ولت، رفتار پوست تقریبا خطی است. اما در ولتاژهای بالاتر، رفتار پوست غیرخطی می شود و رسانایی آن می تواند ظرف چند میلی ثانیه چندین برابر افزایش یابد. در ولتاژهای بالا (بیش از ۶۰۰ ولت) نیز خاصیت عایقی پوست از بین می رود و جریان بسیار بیشتری از بدن عبور می کند.

به همین دلایل، جریان برق گرفتگی را نمی توان با قانون اهم و یک مقدار مقاومت ثابت به طور دقیق محاسبه کرد.

عوامل موثر بر شدت برق گرفتگی

میزان جریان الکتریکی

هرچه جریان بیشتر باشد، احتمال مرگبار بودن برق گرفتگی بیشتر است. چون با مقاومت ثابت، جریان با ولتاژ رابطه مستقیم دارد، ولتاژ بالا به طور غیرمستقیم خطر جریان های بیشتر را به همراه دارد.

مدت زمان تماس با جریان

هرچه مدت شوک طولانی تر باشد، احتمال مرگ بیشتر می شود. استفاده از کلیدهای حفاظتی مانند کلید محافظ جان (RCD) می تواند مدت عبور جریان را به شدت محدود کند.

مسیر عبور جریان از بدن

اگر جریان از اندام های حیاتی، به ویژه قلب، عبور کند، احتمال مرگبار بودن آن بسیار بیشتر است. برای مثال، جریانی که از یک دست به دست دیگر یا از دست به پا عبور می کند، از قفسه سینه و قلب می گذرد.

تجهیزات پزشکی کاشتنی

افرادی که تجهیزات پزشکی کاشتنی مانند ضربان ساز مصنوعی قلب یا دفیبریلاتور کاشتنی (ICD) دارند، به جریان های بسیار کوچک حساس ترند.

وضعیت فردی

شرایط پزشکی و وضعیت سلامت فرد، سن و وزن نیز روی شدت آسیب برق گرفتگی تاثیر دارند.

خطرات سوختگی ناشی از برق

پوست در شرایط عادی از بدن محافظت می کند، اما در برابر گرمای شدید ناشی از برق محافظت کمی دارد. سوختگی های مرتبط با برق به سه دسته تقسیم می شوند:

• سوختگی مستقیم الکتریکی

• سوختگی ناشی از قوس یا جرقه الکتریکی

• سوختگی حرارتی ناشی از آتش گرفتن لباس یا اجسام اطراف

سوختگی مستقیم الکتریکی

این نوع سوختگی زمانی رخ می دهد که جریان برق از بافت ها و اندام ها عبور کند. مقاومت بدن در برابر جریان، گرما تولید می کند و این گرما اغلب به اندام های داخلی آسیب می زند.

سوختگی مستقیم الکتریکی می تواند بسیار جدی باشد و آسیب ظاهری روی پوست همیشه نشان دهنده میزان واقعی آسیب داخلی نیست. ولتاژهای ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت معمولا باعث سوختگی داخلی می شوند. اگر برق از طریق دست وارد بدن شود، انقباض غیرارادی عضلات مانع رها کردن جسم برقدار می شود و با طولانی شدن تماس، سوختگی شدیدتر می شود.

سوختگی ناشی از قوس الکتریکی

بر اساس گزارش ها، بخش بزرگی از آسیب های الکتریکی (تا حدود ۸۰ درصد) سوختگی های حرارتی ناشی از قوس الکتریکی هستند. دمای قوس الکتریکی می تواند به حدود ۳۵۰۰۰ درجه فارنهایت (حدود ۱۹۰۰۰ درجه سانتیگراد) برسد.

قوس الکتریکی پدیده ای است که در آن جریان برق مسیر اصلی خود را ترک کرده و از طریق هوا از یک رسانا به رسانای دیگر یا به زمین می رود. علاوه بر گرمای شدید، انفجار قوس (Arc Blast) موج فشار قدرتمندی ایجاد می کند و قطعات فلز مذاب را به اطراف پرتاب می کند که می تواند باعث شکستگی استخوان و آسیب به اندام های داخلی شود.

قوس الکتریکی به دلایل مختلفی ایجاد می شود، از جمله:

• گرد و غبار

• ابزار جاافتاده روی تجهیزات برقدار

• تماس تصادفی

• رطوبت و میعان

• خرابی قطعات یا تجهیزات

• خوردگی

• نصب نادرست

مرزهای حفاظتی در برابر قوس و شوک الکتریکی

میزان خطر در هر محل را می توان با آنالیز دقیق سیستم برق تعیین کرد. اگر کار روی تجهیزات برقدار اجتناب ناپذیر باشد، باید حفاظت مناسب انجام شود.

انجمن ملی حفاظت در برابر آتش آمریکا (NFPA) در استاندارد NFPA 70E مرزهایی را برای محافظت از کارکنان هنگام کار روی تجهیزات برقدار یا نزدیک آنها تعیین کرده است:

• مرز قوس الکتریکی (Arc Flash Boundary): فاصله ای که اگر قوس رخ دهد، فرد در آن در معرض سوختگی درجه دو قابل درمان (انرژی ۱.۲ کالری بر سانتی متر مربع) قرار می گیرد.

• مرز نزدیک شدن محدود (Limited Approach Boundary): فاصله ای که از آن به بعد خطر شوک الکتریکی وجود دارد و افراد غیرمتخصص نباید بدون همراهی فرد متخصص وارد آن شوند.

• مرز نزدیک شدن ممنوع (Restricted Approach Boundary): فاصله ای که در آن خطر شوک به شدت افزایش می یابد و فقط افراد متخصص با تجهیزات حفاظتی مناسب اجازه ورود دارند.

این فاصله ها برای همه تجهیزات یکسان نیست و بسته به ولتاژ و نوع تجهیزات تعیین می شود.

نکات ایمنی برای پیشگیری از برق گرفتگی

• از کلید محافظ جان (RCD) در مدارهای برق استفاده کنید.

• از سالم بودن سیستم اتصال زمین (ارت) تجهیزات مطمئن شوید.

• پیش از هر کار تعمیراتی، برق را قطع کرده و با قفل و برچسب (Lockout/Tagout) از وصل شدن ناگهانی آن جلوگیری کنید.

• از ابزار عایق و تجهیزات حفاظت فردی مانند دستکش و کفش عایق استفاده کنید.

• با دست یا پای خیس به تجهیزات برقی دست نزنید.

• کابل ها و تجهیزات را به طور منظم بازرسی کنید و موارد آسیب دیده را فورا تعویض کنید.

• کار روی تجهیزات برق را فقط به افراد متخصص و آموزش دیده بسپارید.

• از خطوط برق هوایی فاصله ایمن را حفظ کنید.

کمک های اولیه در برق گرفتگی

1. به فرد برق گرفته دست نزنید. تا زمانی که او در تماس با منبع برق است، ممکن است شما هم دچار برق گرفتگی شوید.

2. در صورت امکان، برق را از کلید یا فیوز اصلی قطع کنید.

3. اگر قطع برق ممکن نیست، روی یک سطح خشک و عایق بایستید و با یک جسم خشک و نارسانا مانند چوب، فرد را از منبع برق دور کنید. این کار برای برق فشار قوی ایمن نیست؛ در این حالت فاصله بگیرید و فورا با اورژانس برق (۱۲۱) تماس بگیرید.

4. با اورژانس (۱۱۵) تماس بگیرید.

5. تنفس و ضربان قلب فرد را بررسی کنید و اگر آموزش دیده اید، در صورت نیاز احیای قلبی ریوی (CPR) انجام دهید.

6. حتی اگر فرد حالش خوب به نظر می رسد، حتما به پزشک مراجعه کند، زیرا ممکن است آسیب داخلی داشته باشد.

سوالات متداول درباره برق گرفتگی

چند میلی آمپر جریان برای انسان کشنده است؟

جریان های ۵۰ تا ۱۵۰ میلی آمپر می توانند باعث توقف تنفس و مرگ شوند و جریان های حدود ۱۰۰۰ میلی آمپر به بالا معمولا باعث فیبریلاسیون بطنی می شوند.

آستانه رها کردن در برق گرفتگی چیست؟

حدود ۱۰ میلی آمپر جریان متناوب، عضلات را به حدی منقبض می کند که فرد نمی تواند جسم برقدار را رها کند.

چرا پوست خیس خطر برق گرفتگی را افزایش می دهد؟

پوست خیس مقاومت بدن را از حدود ۱۰۰۰۰۰ اهم به حدود ۱۰۰۰ اهم کاهش می دهد و جریان بسیار بیشتری از بدن عبور می کند.

خطرناک ترین مسیر عبور جریان از بدن کدام است؟

مسیری که از قلب عبور کند، مانند مسیر دست به دست یا دست به پا، خطرناک ترین مسیر است.

بعد از برق گرفتگی خفیف هم باید به پزشک مراجعه کرد؟

بله، چون آسیب داخلی ممکن است بدون علامت ظاهری وجود داشته باشد.

جمع بندی

برق گرفتگی زمانی رخ می دهد که بدن انسان به بخشی از مدار الکتریکی تبدیل شود. شدت آسیب به میزان جریان، مدت تماس، مسیر عبور جریان و مقاومت بدن بستگی دارد و حتی جریان های چند میلی آمپری هم می توانند خطرناک باشند. علاوه بر شوک، سوختگی مستقیم و قوس الکتریکی از مهم ترین خطرات برق هستند.

رعایت نکات ایمنی برق، استفاده از تجهیزات حفاظتی و آشنایی با کمک های اولیه، نقش مهمی در پیشگیری از حوادث و کاهش آسیب ها دارد.

منابع

• Occupational Safety and Health Administration (OSHA)

• National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)

• NFPA 70E: Standard for Electrical Safety in the Workplace

• Health and Safety Executive (HSE)