Napětí vyšší než 50 V aplikované přes suchou neporušenou lidskou kůži může způsobit fibrilaci srdce, pokud vyvolá elektrický proud v tělesných tkáních, které náhodou projdou oblastí hrudníku. Napětí, při kterém hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem, závisí na elektrické vodivosti suché lidské kůže. Živá lidská tkáň může být chráněna před poškozením izolačními vlastnostmi suché kůže až do napětí kolem 50 voltů. Pokud tatáž kůže zvlhne, pokud dojde k poranění nebo pokud je napětí přiloženo k elektrodám, které pronikají kůží, pak mohou být smrtelné i zdroje napětí pod 40 V.
Náhodný kontakt s jakýmkoli vysokým napětím dodávajícím dostatečnou energii může mít za následek těžké zranění nebo smrt. K tomu může dojít, protože tělo člověka poskytne průchod proudu, což způsobí poškození tkání a selhání srdce. Mezi další zranění mohou patřit popáleniny od oblouku vzniklého při náhodném kontaktu. Tyto popáleniny mohou být obzvláště nebezpečné, pokud jsou zasaženy dýchací cesty oběti. K poranění může dojít také v důsledku působení fyzikálních sil u osob, které spadnou z velké výšky nebo jsou vrženy do značné vzdálenosti.
Nízkoenergetické působení vysokého napětí může být neškodné, například jiskra vzniklá v suchém klimatu při dotyku kliky dveří po chůzi po podlaze pokryté kobercem. Napětí může být v rozsahu tisíce voltů, ale průměrný proud je nízký.
Standardní bezpečnostní opatření k zabránění úrazu zahrnují práci za podmínek, které by zabránily průtoku elektrické energie tělem, zejména přes oblast srdce, například mezi pažemi nebo mezi paží a nohou. Elektrická energie může proudit mezi dvěma vodiči ve vysokonapěťovém zařízení a tělo může obvod uzavřít. Aby k tomu nedošlo, měl by pracovník nosit izolační oděv, například gumové rukavice, používat izolované nástroje a nedotýkat se zařízení více než jednou rukou najednou. Elektrický proud může protékat také mezi zařízením a uzemněním. Aby se tomu zabránilo, měl by pracovník stát na izolovaném povrchu, například na gumových rohožích. Bezpečnostní zařízení se pravidelně testuje, aby se zajistilo, že uživatele stále chrání. Předpisy pro testování se liší v závislosti na zemi. Zkušební společnosti mohou testovat až při napětí 300 000 V a nabízejí služby od testování rukavic až po testování zvýšené pracovní plošiny (EWP).
DistribuceEdit
Kontakt s vodiči vedení nebo těsné přiblížení k nim představuje nebezpečí úrazu elektrickým proudem. Kontakt s nadzemními vodiči může mít za následek zranění nebo smrt. Kovové žebříky, zemědělská zařízení, lodní stožáry, stavební stroje, antény a podobné předměty jsou často příčinou smrtelného kontaktu s nadzemními dráty. Obětí úrazu elektrickým proudem se často stávají také neoprávněné osoby, které lezou na stožáry nebo elektrická zařízení. Při velmi vysokém přenosovém napětí může být nebezpečné i těsné přiblížení, protože vysoké napětí se může obloukem přenést přes značnou vzduchovou mezeru.
Nebezpečné může být pro pracovníky na výkopu také kopání do zakopaného kabelu. Kopací zařízení (ať už s ručním nářadím, nebo se strojním pohonem), které se dotkne zakopaného kabelu, může způsobit napětí v potrubí nebo v zemi v okolí, což může mít za následek úraz elektrickým proudem blízkých pracovníků. Porucha na vysokonapěťovém přenosovém vedení nebo rozvodně může vést k tomu, že po povrchu země potečou vysoké proudy a vznikne zvýšení zemního potenciálu, které rovněž představuje nebezpečí úrazu elektrickým proudem.
U vysokonapěťových a velmi vysokonapěťových přenosových vedení používají speciálně vyškolení pracovníci techniku „vedení pod napětím“, která umožňuje praktický kontakt se zařízením pod napětím. V tomto případě je pracovník elektricky připojen k vysokonapěťovému vedení, ale důkladně izolován od země, takže je na stejném elektrickém potenciálu jako vedení. Vzhledem k tomu, že školení pro tyto činnosti je zdlouhavé a stále představuje nebezpečí pro pracovníky, provádí se údržba pod napětím pouze u velmi důležitých přenosových vedení. Mimo tyto správně navržené situace izolace od země nezaručuje, že do země nepoteče žádný proud – k uzemnění nebo obloukovému spojení se zemí může dojít neočekávaným způsobem a vysokofrekvenční proudy mohou popálit i neuzemněnou osobu. Dotyk vysílací antény je z tohoto důvodu nebezpečný a vysokofrekvenční Teslova cívka může udržet jiskru pouze s jedním koncovým bodem.
Ochranná zařízení na vysokonapěťových vedeních obvykle zabrání vzniku nežádoucího oblouku nebo zajistí jeho zhasnutí během desítek milisekund. Elektrická zařízení, která přerušují vysokonapěťové obvody, jsou konstruována tak, aby vzniklý oblouk bezpečně usměrnila a ten se bez poškození rozptýlil. Vysokonapěťové přerušovače často používají k uhašení oblouku při přerušení vysokonapěťového obvodu výstřik vysokotlakého vzduchu, speciální dielektrický plyn (např. SF6 pod tlakem) nebo ponoření do minerálního oleje.
Zapojení v zařízeních, jako jsou rentgenové přístroje a lasery, vyžaduje opatrnost. Vysokonapěťová část je fyzicky vzdálena od nízkonapěťové strany, aby se snížila možnost vzniku oblouku mezi nimi. Aby se zabránilo koronovým ztrátám, jsou vodiče co nejkratší a bez ostrých hrotů. V případě izolace by plastový povlak neměl obsahovat vzduchové bubliny, které mají za následek vznik koronálních výbojů uvnitř bublin.
Elektrostatické generátoryEdit
Vysoké napětí nemusí být nutně nebezpečné, pokud nemůže dodávat značný proud. Přestože elektrostatické stroje, jako jsou Van de Graaffovy generátory a Wimshurstovy stroje, produkují napětí blížící se jednomu milionu voltů, dodávají krátké žihadlo. Je to proto, že proud je nízký, např. pohybuje se jen relativně málo elektronů. Tato zařízení mají omezené množství uložené energie, takže průměrný produkovaný proud je nízký a obvykle po krátkou dobu, přičemž impulsy dosahují maxima v rozsahu 1 A po dobu nanosekundy.
Výboj může zahrnovat extrémně vysoké napětí po velmi krátkou dobu, ale aby vyvolal fibrilaci srdce, musí elektrický zdroj produkovat významný proud v srdečním svalu trvající po mnoho milisekund a musí ukládat celkovou energii v rozsahu nejméně milijoulů nebo vyšší. Relativně vysoký proud při napětí větším než přibližně padesát voltů proto může být z lékařského hlediska významný a potenciálně smrtelný.
Během výboje tyto přístroje působí na tělo vysokým napětím po dobu pouhé miliontiny sekundy nebo kratší. Nízký proud je tedy aplikován po velmi krátkou dobu a počet zapojených elektronů je velmi malý.
Teslovy cívkyUpravit
Přestože Teslovy cívky vypadají na první pohled podobně jako Van de Graaffovy generátory, nejsou to elektrostatické stroje a mohou nepřetržitě produkovat značné radiofrekvenční proudy. Proud dodávaný do lidského těla bude relativně konstantní po celou dobu udržování kontaktu, na rozdíl od elektrostatických strojů, u nichž obecně trvá déle, než se vytvoří náboje, a napětí bude mnohem vyšší než rozkladné napětí lidské kůže. V důsledku toho může být výstup z Teslovy cívky nebezpečný nebo dokonce smrtelný.
Nebezpečí úderu elektrickým obloukemUpravit
V závislosti na výhledovém zkratovém proudu, který je k dispozici na rozvodné soustavě, vzniká pro pracovníky údržby a obsluhy nebezpečí v důsledku možnosti vzniku elektrického oblouku vysoké intenzity. Maximální teplota oblouku může přesáhnout 10 000 kelvinů a sálavé teplo, rozpínající se horký vzduch a výbušné odpařování kovu a izolačního materiálu mohou způsobit vážná zranění nechráněných pracovníků. Taková rozvodná zařízení a zdroje vysokoenergetického oblouku se běžně vyskytují v rozvodnách a výrobnách elektrické energie, průmyslových závodech a velkých komerčních budovách. Ve Spojených státech vydala Národní asociace požární ochrany (National Fire Protection Association) doporučující normu NFPA 70E pro hodnocení a výpočet nebezpečí obloukového záblesku a poskytuje normy pro ochranné oděvy požadované pro pracovníky v elektrotechnice vystavené takovému nebezpečí na pracovišti.
Nebezpečí výbuchuUpravit
I napětí nedostatečné k rozbití vzduchu může dodat dostatek energie k zapálení prostředí obsahujícího hořlavé plyny nebo páry nebo suspendovaný prach. Například plynný vodík, zemní plyn nebo páry benzínu/benzínu smíšené se vzduchem mohou být zapáleny jiskrami, které vytváří elektrický přístroj. Příklady průmyslových zařízení s nebezpečnými prostory jsou petrochemické rafinérie, chemické závody, výtahy na obilí a uhelné doly.
Mezi opatření přijatá k prevenci takových výbuchů patří např:
- Vnitřní bezpečnost použitím přístrojů, které jsou navrženy tak, aby nehromadily dostatek akumulované elektrické energie pro vyvolání výbuchu
- Zvýšená bezpečnost, která se vztahuje na zařízení používající opatření, jako jsou kryty naplněné olejem, aby se zabránilo jiskření
- Kryty odolné proti výbuchu (ohnivzdorné), které jsou konstruovány tak, aby výbuch uvnitř krytu nemohl uniknout a zapálit okolní výbušnou atmosféru (toto označení neznamená, že přístroj může přežít vnitřní nebo vnější výbuch)
V posledních letech se normy pro ochranu proti nebezpečí výbuchu v evropské a severoamerické praxi sjednotily. Systém klasifikace „zón“ se nyní v modifikované podobě používá v americkém národním elektrotechnickém předpisu a v kanadském elektrotechnickém předpisu. Jiskrově bezpečné přístroje jsou nyní schváleny pro použití v severoamerických aplikacích.
Toxické plynyEdit
Elektrické výboje, včetně částečných výbojů a koróny, mohou produkovat malá množství toxických plynů, které mohou v uzavřeném prostoru představovat zdravotní riziko. Mezi tyto plyny patří oxidanty, jako je ozon a různé oxidy dusíku. Jsou snadno identifikovatelné podle charakteristického zápachu nebo barvy, a proto lze minimalizovat dobu kontaktu s nimi. Oxid dusnatý je neviditelný, ale má nasládlý zápach. Během několika minut se oxiduje na oxid dusičitý, který má v závislosti na koncentraci žlutou nebo červenohnědou barvu a zapáchá po plynném chlóru jako bazén. Ozon je neviditelný, ale má štiplavý zápach jako vzduch po bouřce. Je krátkodobý a polovina z něj se při normální teplotě a atmosférickém tlaku rozkládá na O
2 během jednoho dne.
BleskEdit
Mezi nebezpečí způsobená bleskem samozřejmě patří přímý úder do osob nebo majetku. Blesk však může také vytvořit nebezpečný gradient napětí v zemi a elektromagnetický puls a může nabít roztažené kovové předměty, jako jsou telefonní kabely, ploty a potrubí, na nebezpečné napětí, které se může přenést mnoho kilometrů od místa úderu. Ačkoli mnohé z těchto předmětů nejsou za normálních okolností vodivé, velmi vysoké napětí může způsobit elektrický průraz takových izolátorů a způsobit, že se začnou chovat jako vodiče. Tyto přenesené potenciály jsou nebezpečné pro lidi, hospodářská zvířata a elektronické přístroje. Údery blesku také způsobují požáry a výbuchy, které mají za následek smrtelné úrazy, zranění a škody na majetku. Například v Severní Americe každoročně vznikají tisíce lesních požárů v důsledku úderu blesku.
Nebezpečí mohou zmírnit opatření na ochranu před bleskem, mezi něž patří hromosvody, ochranné vodiče a propojení elektrických a stavebních částí budov do souvislého krytu.