Des tensions supérieures à 50 V appliquées sur une peau humaine sèche et non rompue peuvent provoquer une fibrillation cardiaque si elles produisent des courants électriques dans les tissus du corps qui se trouvent passer par la zone de la poitrine. La tension à laquelle il y a danger d’électrocution dépend de la conductivité électrique de la peau humaine sèche. Les tissus humains vivants peuvent être protégés des dommages par les caractéristiques isolantes de la peau sèche jusqu’à environ 50 volts. Si cette même peau devient humide, s’il y a des blessures, ou si la tension est appliquée à des électrodes qui pénètrent la peau, alors même les sources de tension inférieures à 40 V peuvent être mortelles.
Un contact accidentel avec toute haute tension fournissant une énergie suffisante peut entraîner des blessures graves ou la mort. Cela peut se produire lorsque le corps d’une personne fournit un chemin pour le flux de courant, causant des dommages aux tissus et une insuffisance cardiaque. D’autres blessures peuvent inclure des brûlures dues à l’arc électrique généré par le contact accidentel. Ces brûlures peuvent être particulièrement dangereuses si les voies respiratoires de la victime sont affectées. Des blessures peuvent également être subies en raison des forces physiques subies par les personnes qui tombent d’une grande hauteur ou qui sont projetées sur une distance considérable.
L’exposition à la haute tension à faible énergie peut être inoffensive, comme l’étincelle produite dans un climat sec en touchant une poignée de porte après avoir marché sur un sol moquetté. La tension peut être de l’ordre de mille volts, mais le courant moyen est faible.
Les précautions standard pour éviter les blessures comprennent le travail dans des conditions qui éviteraient que l’énergie électrique circule dans le corps, en particulier dans la région du cœur, comme entre les bras, ou entre un bras et une jambe. L’électricité peut circuler entre deux conducteurs dans un équipement à haute tension et le corps peut compléter le circuit. Pour éviter que cela ne se produise, le travailleur doit porter des vêtements isolants tels que des gants en caoutchouc, utiliser des outils isolés et éviter de toucher l’équipement avec plus d’une main à la fois. Un courant électrique peut également circuler entre l’équipement et la terre. Pour éviter cela, le travailleur doit se tenir sur une surface isolée, par exemple sur des tapis en caoutchouc. Les équipements de sécurité sont testés régulièrement pour vérifier qu’ils protègent toujours l’utilisateur. Les réglementations relatives aux tests varient selon les pays. Les entreprises de test peuvent tester jusqu’à 300 000 volts et offrent des services allant du test des gants au test des plates-formes de travail élevées (ou EWP).
DistributionEdit
Le contact ou l’approche rapprochée des conducteurs de ligne présente un danger d’électrocution. Le contact avec les fils aériens peut entraîner des blessures ou la mort. Les échelles métalliques, les équipements agricoles, les mâts de bateaux, les machines de construction, les antennes aériennes et autres objets similaires sont fréquemment impliqués dans des contacts mortels avec les fils aériens. Les personnes non autorisées qui grimpent sur les pylônes électriques ou les appareils électriques sont également souvent victimes d’électrocution. À des tensions de transmission très élevées, même une approche rapprochée peut être dangereuse, car la haute tension peut provoquer un arc électrique à travers un espace d’air important.
Le fait de creuser dans un câble enterré peut également être dangereux pour les travailleurs sur un site d’excavation. L’équipement de creusement (qu’il s’agisse d’outils manuels ou de machines) qui entre en contact avec un câble enterré peut mettre sous tension la tuyauterie ou le sol de la zone, entraînant l’électrocution des travailleurs à proximité. Un défaut dans une ligne de transmission à haute tension ou une sous-station peut entraîner des courants élevés circulant le long de la surface de la terre, produisant une élévation du potentiel terrestre qui présente également un danger de choc électrique.
Pour les lignes de transmission à haute et très haute tension, le personnel spécialement formé utilise des techniques de « ligne sous tension » pour permettre un contact direct avec l’équipement sous tension. Dans ce cas, le travailleur est relié électriquement à la ligne à haute tension mais soigneusement isolé de la terre, de sorte qu’il se trouve au même potentiel électrique que celui de la ligne. Étant donné que la formation pour de telles opérations est longue et qu’elle présente toujours un danger pour le personnel, seules les lignes de transmission très importantes sont soumises à une maintenance sous tension. En dehors de ces situations correctement conçues, l’isolation par rapport à la terre ne garantit pas qu’aucun courant ne circule vers la terre, car des mises à la terre ou des arcs électriques vers la terre peuvent se produire de manière inattendue, et des courants à haute fréquence peuvent brûler même une personne non mise à la terre. Toucher une antenne d’émission est dangereux pour cette raison, et une bobine Tesla à haute fréquence peut entretenir une étincelle avec un seul point d’extrémité.
Les équipements de protection sur les lignes de transmission à haute tension empêchent normalement la formation d’un arc indésirable, ou assurent son extinction en quelques dizaines de millisecondes. Les appareils électriques qui interrompent les circuits haute tension sont conçus pour diriger en toute sécurité l’arc qui en résulte afin qu’il se dissipe sans dommage. Les disjoncteurs haute tension utilisent souvent un souffle d’air à haute pression, un gaz diélectrique spécial (tel que le SF6 sous pression), ou une immersion dans de l’huile minérale pour éteindre l’arc lorsque le circuit haute tension est interrompu.
Le câblage d’équipements tels que les machines à rayons X et les lasers nécessite des précautions. La section haute tension est maintenue physiquement éloignée du côté basse tension pour réduire la possibilité qu’un arc se forme entre les deux. Pour éviter les pertes coronaires, les conducteurs sont maintenus aussi courts que possible et exempts de pointes. S’ils sont isolés, le revêtement plastique doit être exempt de bulles d’air qui entraînent des décharges coronales à l’intérieur des bulles.
Générateurs électrostatiquesEdit
Une haute tension n’est pas forcément dangereuse si elle ne peut pas délivrer un courant important. Malgré le fait que les machines électrostatiques telles que les générateurs Van de Graaff et les machines Wimshurst produisent des tensions approchant le million de volts, elles délivrent une brève piqûre. Cela est dû au fait que le courant est faible, c’est-à-dire que seuls quelques électrons se déplacent. Ces appareils ont une quantité limitée d’énergie stockée, donc le courant moyen produit est faible et généralement de courte durée, avec des impulsions culminant dans la gamme de 1 A pendant une nanoseconde.
La décharge peut impliquer une tension extrêmement élevée sur des périodes très courtes, mais pour produire une fibrillation cardiaque, une alimentation électrique doit produire un courant significatif dans le muscle cardiaque se poursuivant pendant de nombreuses millisecondes, et doit déposer une énergie totale de l’ordre d’au moins des millijoules ou plus. Un courant relativement élevé à tout ce qui dépasse une cinquantaine de volts peut donc être médicalement significatif et potentiellement fatal.
Lors de la décharge, ces machines appliquent une haute tension au corps pendant seulement un millionième de seconde ou moins. Un faible courant est donc appliqué pendant un temps très court, et le nombre d’électrons impliqués est très faible.
Bobines TeslaEdit
Malgré le fait que les bobines Tesla semblent superficiellement similaires aux générateurs Van de Graaff, elles ne sont pas des machines électrostatiques et peuvent produire des courants radiofréquences importants en continu. Le courant fourni à un corps humain sera relativement constant tant que le contact sera maintenu, contrairement aux machines électrostatiques qui mettent généralement plus de temps à accumuler des charges, et la tension sera beaucoup plus élevée que la tension de rupture de la peau humaine. Par conséquent, la sortie d’une bobine Tesla peut être dangereuse, voire mortelle.
Danger d’éclair d’arc électriqueEdit
Selon le courant de court-circuit prospectif disponible à un alignement d’appareillage de commutation, un danger est présenté pour le personnel de maintenance et d’exploitation en raison de la possibilité d’un arc électrique de haute intensité. La température maximale d’un arc peut dépasser 10 000 kelvins, et la chaleur rayonnante, l’expansion de l’air chaud et la vaporisation explosive du métal et du matériau isolant peuvent causer des blessures graves aux travailleurs non protégés. De telles lignes de commutation et sources d’arc à haute énergie sont couramment présentes dans les sous-stations et les centrales électriques, les usines industrielles et les grands bâtiments commerciaux. Aux États-Unis, la National Fire Protection Association, a publié une norme directrice NFPA 70E pour l’évaluation et le calcul du risque d’éclair d’arc, et fournit des normes pour les vêtements de protection requis pour les travailleurs électriques exposés à de tels risques sur le lieu de travail.
Danger d’explosionModifier
Même des tensions insuffisantes pour décomposer l’air peuvent fournir suffisamment d’énergie pour enflammer des atmosphères contenant des gaz ou des vapeurs inflammables, ou des poussières en suspension. Par exemple, l’hydrogène gazeux, le gaz naturel ou les vapeurs d’essence/de pétrole mélangées à l’air peuvent être enflammés par des étincelles produites par des appareils électriques. Des exemples d’installations industrielles comportant des zones dangereuses sont les raffineries pétrochimiques, les usines chimiques, les élévateurs à grains et les mines de charbon.
Les mesures prises pour prévenir de telles explosions comprennent :
- Sécurité intrinsèque par l’utilisation d’appareils conçus pour ne pas accumuler suffisamment d’énergie électrique stockée pour déclencher une explosion
- Sécurité accrue, qui s’applique aux appareils utilisant des mesures telles que des enceintes remplies d’huile pour empêcher les étincelles
- Enveloppes antidéflagrantes (anti-flamme), qui sont conçus de manière à ce qu’une explosion à l’intérieur du boîtier ne puisse pas s’échapper et enflammer une atmosphère explosive environnante (cette désignation n’implique pas que l’appareil puisse survivre à une explosion interne ou externe)
Ces dernières années, les normes de protection contre les risques d’explosion sont devenues plus uniformes entre les pratiques européennes et nord-américaines. Le système de classification par « zones » est maintenant utilisé sous une forme modifiée dans le Code national de l’électricité des États-Unis et dans le Code canadien de l’électricité. Les appareils à sécurité intrinsèque sont maintenant approuvés pour une utilisation dans les applications nord-américaines.
Gaz toxiquesEdit
Les décharges électriques, y compris les décharges partielles et l’effet corona, peuvent produire de petites quantités de gaz toxiques qui, dans un espace confiné, peuvent constituer un danger pour la santé. Ces gaz comprennent des oxydants tels que l’ozone et divers oxydes d’azote. Ils sont facilement identifiables par leur odeur ou leur couleur caractéristique, et le temps de contact peut donc être minimisé. L’oxyde nitrique est invisible mais a une odeur douce. Il s’oxyde en quelques minutes en dioxyde d’azote, qui a une couleur jaune ou rouge-brun selon la concentration et sent le chlore gazeux comme dans une piscine. L’ozone est invisible mais a une odeur âcre comme celle de l’air après un orage. C’est une espèce à courte durée de vie et la moitié se décompose en O
2 en une journée à des températures et une pression atmosphérique normales.
La foudreEdit
Les dangers dus à la foudre comprennent évidemment une frappe directe sur les personnes ou les biens. Cependant, la foudre peut également créer des gradients de tension dangereux dans la terre, ainsi qu’une impulsion électromagnétique, et peut charger des objets métalliques étendus tels que des câbles téléphoniques, des clôtures et des pipelines à des tensions dangereuses qui peuvent être transportées à plusieurs kilomètres du site de la frappe. Bien que nombre de ces objets ne soient pas normalement conducteurs, la très haute tension peut provoquer la rupture électrique de ces isolants et les faire agir comme des conducteurs. Ces transferts de potentiel sont dangereux pour les personnes, le bétail et les appareils électroniques. Les coups de foudre provoquent également des incendies et des explosions, qui entraînent des décès, des blessures et des dégâts matériels. Par exemple, chaque année en Amérique du Nord, des milliers de feux de forêt sont déclenchés par des coups de foudre.
Les mesures de contrôle de la foudre peuvent atténuer le danger ; elles comprennent les paratonnerres, les fils de blindage et la liaison des parties électriques et structurelles des bâtiments pour former une enceinte continue.