Yli 50 V:n jännitteet, jotka kohdistuvat kuivalle ehjälle ihmisen iholle, voivat aiheuttaa sydämen värinää, jos ne tuottavat kehon kudoksissa sähkövirtaa, joka sattuu kulkemaan rintakehän alueen läpi. Jännite, jolla sähköiskun vaara on olemassa, riippuu ihmisen kuivan ihon sähkönjohtavuudesta. Kuivan ihon eristysominaisuudet voivat suojata elävää ihmiskudosta vaurioilta noin 50 voltin jännitteeseen asti. Jos sama iho kastuu, jos siinä on haavoja tai jos jännite kohdistuu ihon läpäiseviin elektrodeihin, jopa alle 40 V:n jännitelähteet voivat olla tappavia.
Tapaturmainen kosketus mihin tahansa riittävän energian syöttävään korkeaan jännitteeseen voi johtaa vakavaan loukkaantumiseen tai kuolemaan. Tämä voi tapahtua, kun henkilön keho tarjoaa väylän virran kululle, mikä aiheuttaa kudosvaurioita ja sydämen vajaatoimintaa. Muita vammoja voivat olla palovammat, jotka johtuvat tahattoman kosketuksen synnyttämästä valokaaresta. Nämä palovammat voivat olla erityisen vaarallisia, jos uhrin hengitystiet kärsivät. Vammoja voi aiheutua myös fyysisistä voimista, joita ihmiset kokevat, kun he putoavat suurelta korkeudelta tai heitetään huomattavan matkan päähän.
Matalan energian altistuminen suurelle jännitteelle voi olla vaaratonta, kuten kipinä, joka syntyy kuivassa ilmanalassa, kun kosketetaan ovenkahvaa käveltyään mattolattian yli. Jännite voi olla tuhannen voltin luokkaa, mutta keskimääräinen virta on pieni.
Vakiovarotoimiin loukkaantumisten välttämiseksi kuuluu työskentely olosuhteissa, joissa vältetään sähköenergian kulkeutuminen kehon läpi, erityisesti sydämen alueen kautta, kuten käsivarsien tai käsivarren ja jalan välissä. Korkeajännitelaitteissa sähkö voi virrata kahden johtimen välillä ja keho voi täydentää virtapiirin. Jotta näin ei tapahtuisi, työntekijän olisi käytettävä eristävää vaatetusta, kuten kumikäsineitä, käytettävä eristettyjä työkaluja ja vältettävä koskemasta laitteisiin useammalla kuin yhdellä kädellä kerrallaan. Sähkövirta voi kulkea myös laitteen ja maadoituksen välillä. Tämän estämiseksi työntekijän olisi seisottava eristetyllä pinnalla, kuten kumimatolla. Turvalaitteet testataan säännöllisesti sen varmistamiseksi, että ne edelleen suojaavat käyttäjää. Testausmääräykset vaihtelevat maittain. Testausyritykset voivat testata jopa 300 000 voltin jännitteellä, ja ne tarjoavat palveluja käsineiden testauksesta aina korotetun työskentelytason (EWP) testaukseen.
JakeluEdit
Kosketus tai läheinen lähestyminen verkkojohtimiin aiheuttaa sähköiskun vaaran. Kosketus ilmajohtimiin voi johtaa loukkaantumiseen tai kuolemaan. Metallitikkaat, maatalouslaitteet, venemastot, rakennuskoneet, antenniantennit ja vastaavat esineet joutuvat usein kohtalokkaaseen kosketukseen ilmajohtojen kanssa. Myös luvattomat henkilöt, jotka kiipeävät sähköpylväisiin tai sähkölaitteisiin, joutuvat usein sähköiskun uhreiksi. Hyvin korkeilla siirtojännitteillä jopa läheltä lähestyminen voi olla vaarallista, koska korkeajännite voi valokaariutua huomattavan ilmavälin yli.
Hautautuneeseen kaapeliin kaivautuminen voi myös olla vaarallista kaivauspaikalla työskenteleville. Kaivutyökalut (joko käsityökalut tai konekäyttöiset), jotka joutuvat kosketuksiin haudatun kaapelin kanssa, voivat aiheuttaa jännitteen alueen putkistoon tai maahan, mikä voi johtaa lähellä työskentelevien työntekijöiden sähköiskuun. Suurjännitteisen siirtojohdon tai sähköaseman vika voi johtaa siihen, että maan pintaa pitkin kulkevat suuret virrat aiheuttavat maapotentiaalin nousun, joka aiheuttaa myös sähköiskun vaaran.
Korkeajännitteisten ja erittäin korkeajännitteisten siirtojohtojen osalta erikoiskoulutettu henkilökunta käyttää ”jännitteettömän linjan” tekniikoita, jotka mahdollistavat käsien kosketuksen jännitteisiin laitteisiin. Tällöin työntekijä on sähköisesti kytketty korkeajännitelinjaan, mutta perusteellisesti eristetty maasta niin, että hänellä on sama sähköinen potentiaali kuin linjalla. Koska tällaisten toimintojen koulutus on pitkäaikaista ja aiheuttaa edelleen vaaraa henkilöstölle, vain erittäin tärkeitä siirtojohtoja huolletaan jännitteettöminä. Näiden asianmukaisesti suunniteltujen tilanteiden ulkopuolella eristys maasta ei takaa, että maadoitukseen ei kulje virtaa – maadoitus tai valokaari voi tapahtua odottamattomalla tavalla, ja korkeataajuiset virrat voivat polttaa maadoittamattomankin henkilön. Lähetysantennin koskettaminen on tästä syystä vaarallista, ja korkeataajuinen Tesla-kela voi ylläpitää kipinää, jossa on vain yksi päätepiste.
Korkeajännitelinjojen suojalaitteet estävät yleensä ei-toivotun valokaaren muodostumisen tai varmistavat, että se sammuu kymmenissä millisekunneissa. Sähkölaitteet, jotka katkaisevat suurjännitepiirejä, on suunniteltu ohjaamaan syntyvä valokaari turvallisesti niin, että se hajoaa vahingoittumatta. Suurjännitekatkaisijat käyttävät usein korkeapaineilmapuhallusta, erityistä dielektristä kaasua (kuten SF6:ta paineen alaisena) tai upottamista mineraaliöljyyn valokaaren sammuttamiseksi, kun suurjännitepiiri katkaistaan.
Laitteiden, kuten röntgenlaitteiden ja laserien, johdotus vaatii huolellisuutta. Suurjänniteosa pidetään fyysisesti etäällä pienjännitepuolesta, jotta valokaaren muodostumisen mahdollisuus näiden kahden välille vähenee. Koronahäviöiden välttämiseksi johtimet pidetään mahdollisimman lyhyinä ja ilman teräviä kohtia. Jos johdin on eristetty, muovipinnoitteessa ei saa olla ilmakuplia, jotka aiheuttavat kuplien sisällä koronaalipurkauksia.
Sähköstaattiset generaattoritEdit
Korkea jännite ei välttämättä ole vaarallinen, jos se ei pysty antamaan merkittävää virtaa. Vaikka sähköstaattiset koneet, kuten Van de Graaffin generaattorit ja Wimshurstin koneet, tuottavat lähes miljoonan voltin jännitteitä, ne tuottavat lyhyen piston. Tämä johtuu siitä, että virta on pieni, eli vain suhteellisen harvat elektronit liikkuvat. Näissä laitteissa on rajallinen määrä varastoitua energiaa, joten keskimääräinen tuotettu virta on pieni ja yleensä lyhytaikainen, ja impulssit ovat suurimmillaan 1 A:n alueella nanosekunnin ajan.
Purkaukseen voi sisältyä erittäin suuri jännite hyvin lyhyiden ajanjaksojen aikana, mutta sydämen värinän aikaansaamiseksi sähköisen virtalähteen on tuotettava sydänlihakseen merkittävä virta, joka jatkuu useita millisekunteja, ja sen on talletettava kokonaisenergian suuruusluokkaa, joka on vähintään millijoulea tai enemmän. Suhteellisen suuri virta yli viidenkymmenen voltin jännitteellä voi siis olla lääketieteellisesti merkittävä ja mahdollisesti kuolemaan johtava.
Purkauksen aikana nämä koneet kytkevät korkeaa jännitettä kehoon vain sekunnin miljoonasosan tai vähemmän ajan. Pieni virta kohdistuu siis hyvin lyhyeksi ajaksi, ja mukana olevien elektronien määrä on hyvin pieni.
Tesla-käämit Muokkaa
Huolimatta siitä, että Tesla-kelat näyttävät pintapuolisesti samankaltaisilta kuin Van de Graaffin generaattorit, ne eivät ole sähköstaattisia koneita ja ne voivat tuottaa jatkuvasti merkittäviä radiotaajuusvirtoja. Ihmiskehoon syötettävä virta on suhteellisen vakio niin kauan kuin kosketus säilyy, toisin kuin sähköstaattisissa koneissa, joissa varausten muodostuminen kestää yleensä kauemmin, ja jännite on paljon korkeampi kuin ihmisen ihon hajoamisjännite. Tämän seurauksena Tesla-kelan teho voi olla vaarallinen tai jopa hengenvaarallinen.
ValokaarivaaraEdit
Kytkinlaitoksen kokoonpanossa käytettävissä olevasta mahdollisesta oikosulkuvirrasta riippuen huolto- ja käyttöhenkilökunnalle aiheutuu vaara suuritehoisen valokaaren mahdollisesta syntymisestä. Valokaaren maksimilämpötila voi ylittää 10 000 kelviniä, ja säteilylämpö, laajeneva kuuma ilma sekä metallin ja eristemateriaalin räjähdysmäinen höyrystyminen voivat aiheuttaa vakavia vammoja suojaamattomille työntekijöille. Tällaisia kytkinlaitekokonaisuuksia ja suurienergisiä valokaarilähteitä on yleisesti sähkölaitosten sähköasemilla ja voimalaitoksissa, teollisuuslaitoksissa ja suurissa liikerakennuksissa. Yhdysvalloissa National Fire Protection Association, on julkaissut ohjeellisen standardin NFPA 70E valokaarivaaran arvioimiseksi ja laskemiseksi, ja se antaa standardit suojavaatteille, joita vaaditaan sähköalan työntekijöiltä, jotka altistuvat tällaisille vaaroille työpaikalla.
RäjähdysvaaraEdit
Jopa jännitteet, jotka eivät riitä ilman hajottamiseen, voivat antaa riittävästi energiaa sytyttämään syttyviä kaasuja tai höyryjä tai leijuvaa pölyä sisältävän ilmakehän. Esimerkiksi vetykaasu, maakaasu tai ilmaan sekoittunut bensiini-/bensiinihöyry voi syttyä sähkölaitteiden tuottamista kipinöistä. Esimerkkejä teollisuuslaitoksista, joissa on räjähdysvaarallisia alueita, ovat petrokemianjalostamot, kemiantehtaat, viljamakasiinit ja hiilikaivokset.
Toimenpiteitä tällaisten räjähdysten estämiseksi ovat mm. seuraavat:
- Sisäinen turvallisuus käyttämällä laitteita, jotka on suunniteltu siten, että niihin ei kerry riittävästi varastoitunutta sähköenergiaa räjähdyksen laukaisemiseksi
- Lisätty turvallisuus, jota sovelletaan laitteisiin, joissa käytetään toimenpiteitä, kuten öljytäytteisiä koteloita kipinöinnin estämiseksi
- Räjähdyssuojatut (paloturvalliset) kotelot, jotka on suunniteltu siten, että kotelon sisällä tapahtuva räjähdys ei pääse purkautumaan ja sytyttämään ympäröivää räjähdyskelpoista ilmakehää (tämä nimitys ei tarkoita, että laite selviytyisi sisäisestä tai ulkoisesta räjähdyksestä)
Räjähdysvaaralliselta suojautumiselta suojautumista koskevat standardit ovat viime vuosina muuttuneet yhdenmukaisemmiksi eurooppalaisessa ja pohjoisamerikkalaisessa käytännössä. ”Vyöhyke”-luokitusjärjestelmää käytetään nyt muutetussa muodossa Yhdysvaltain kansallisessa sähkölainsäädännössä (U.S. National Electrical Code) ja Kanadan sähkölainsäädännössä (Canadian Electrical Code). Luonnostaan vaarattomat laitteet on nyt hyväksytty käytettäväksi pohjoisamerikkalaisissa sovelluksissa.
Myrkylliset kaasutEdit
Sähköpurkaukset, mukaan lukien osittaispurkaukset ja koronapurkaukset, voivat tuottaa pieniä määriä myrkyllisiä kaasuja, jotka suljetussa tilassa voivat olla terveysriski. Näitä kaasuja ovat hapettimet, kuten otsoni ja erilaiset typen oksidit. Ne tunnistetaan helposti niiden ominaishajun tai -värin perusteella, ja siten kosketusaika voidaan minimoida. Typpioksidi on näkymätöntä, mutta sillä on makea haju. Se hapettuu muutamassa minuutissa typpidioksidiksi, jonka väri on pitoisuudesta riippuen keltainen tai punaruskea ja joka haisee kloorikaasulta kuin uima-allas. Otsoni on näkymätöntä, mutta sen haju on pistävä, kuten salamamyrskyn jälkeisessä ilmassa. Se on lyhytikäinen laji, ja puolet siitä hajoaa O
2:ksi vuorokauden kuluessa normaaleissa lämpötiloissa ja ilmanpaineessa.
SalamaEdit
Salaman aiheuttamiin vaaroihin kuuluu ilmeisesti suora isku henkilöihin tai omaisuuteen. Salama voi kuitenkin myös synnyttää maahan vaarallisia jänniterajoja sekä sähkömagneettisen pulssin, ja se voi ladata laajoja metalliesineitä, kuten puhelinkaapeleita, aitoja ja putkistoja, vaarallisiin jännitteisiin, jotka voivat kulkeutua monen kilometrin päähän iskupaikasta. Vaikka monet näistä esineistä eivät normaalisti ole sähköä johtavia, hyvin korkea jännite voi aiheuttaa tällaisten eristeiden sähköisen rikkoutumisen, jolloin ne toimivat johtimina. Nämä siirtyvät jännitteet ovat vaarallisia ihmisille, karjalle ja elektronisille laitteille. Salamaniskut aiheuttavat myös tulipaloja ja räjähdyksiä, jotka johtavat kuolemantapauksiin, loukkaantumisiin ja omaisuusvahinkoihin. Esimerkiksi Pohjois-Amerikassa salamaniskut sytyttävät vuosittain tuhansia metsäpaloja.
Vaaraa voidaan lieventää salamaniskujen torjuntatoimenpiteillä, joita ovat esimerkiksi ukkosenjohdattimet, suojajohdot ja rakennusten sähkö- ja rakenneosien liittäminen toisiinsa siten, että muodostuu yhtenäinen kotelo.