Ryzyko porażenia prądem przez maszyny elektryczne wyłączane z ruchu

Ryzyko porażenia prądem elektrycznym zależne jest od jego natężenia i czasu przepływu. W samoczynnym wyłączaniu zasilania, stanowiącym środek ochrony przeciwporażeniowej, istotny jest czas własny zadziałania urządzeń wyłączających, a więc spodziewany czas ewentualnego rażenia prądem. Prąd elektryczny przepływając przez organizm człowieka wywołuje w nim zmiany biologiczne, które nazywamy porażeniem elektrycznym. W niektórych instalacjach zasilających układy napędowe, pomimo wyłączenia napięcia przez zabezpieczenie, nadal występuje niebezpieczne dla zdrowia człowieka napięcie rażeniowe indukowane przez maszynę pozostającą w stanie wybiegu.

zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym
Przy rozpatrywaniu aspektów bezpieczeństwa elektrycznego istnieje możliwość określenia spodziewanych skutków wypadku, a więc prognozowanie ryzyka. Za podstawę należy przyjąć fizjologiczne reakcje organizmu człowieka na bodźce elektryczne. Dopuszczalne wartości czasów i prądów rażeniowych zostały opracowane przez komitet IEC oraz w opracowaniach dotyczących działania prądu elektrycznego na organizm żywy. Przewidywane skutki rażenia ocenia się na podstawie przyjmowanego powszechnie jako najbardziej miarodajnego raportu nr 479 Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej [10].

Jako zdarzenie niepożądane przyjmuje się porażenie zagrażające życiu, w wyniku mogącej wystąpić fibrylacji komór serca u porażonego. Inne skutki porażenia powodujące urazy niezagrażające życiu, nawet szokujące dla poszkodowanych, mieszczą się w granicach tolerowanego ryzyka.

Skutki rażenia prądem elektrycznym oceniać można ilościowo posługując się wykresem zależności wartości spodziewanego prądu rażeniowego od czasu rażenia [10]. Dla prądów przemiennych o częstotliwości od 15 Hz do 100 Hz charakterystyki skutków rażenia przedstawiono na rysunku 1. Wykres ten podzielony został na cztery strefy oddzielone krzywymi a, b, c. Krzywa b wyznacza wartość prądu samouwolnienia, to znaczy powyżej którego nie jest możliwe samodzielne uwolnienie się rażonego spod napięcia. Zdarzenie zagrażające życiu następuje wówczas, gdy wartości prądu rażeniowego lub czasu rażenia przekraczają wartości graniczne wynikające z krzywej c rozdzielającej strefy AC3 i AC4 (rys. 1.).

W strefie AC-4 ograniczonej krzywą c prawdopodobne jest niebezpieczeństwo wystąpienia skutków patofizjologicznych, takich jak: zatrzymanie pracy serca, zatrzymanie oddechu, oparzenia ciała. Wraz ze wzrostem wartości prądu rażeniowego, w tej strefie rośnie prawdopodobieństwo wystąpienia u porażonych zjawiska migotania komór serca. Migotanie komór serca jest uznawane za główną przyczynę śmiertelnych porażeń prądem elektrycznym.

Wartość spodziewanego prądu rażeniowego, którą można wyznaczyć ze znajomości napięcia rażeniowego i impedancji ciała człowieka, powinna być ograniczona do wartości bezpiecznej mieszczącej się w strefie ryzyka AC-3. Na podstawie wartości wyznaczonego prądu rażeniowego określa się z krzywej c graniczny czas rażenia, od którego nie powinien być dłuższy czas działania urządzenia ochronnego, zapewniającego samoczynne wyłączenie zasilania. Krzywa c jest granicą tolerowanego ryzyka.