Voltages van meer dan 50 V die over een droge, ongebroken menselijke huid worden aangelegd, kunnen hartfibrillatie veroorzaken als zij elektrische stromen in lichaamsweefsels opwekken die toevallig door de borststreek lopen. Het voltage waarbij gevaar voor elektrocutie bestaat, hangt af van het elektrisch geleidingsvermogen van de droge menselijke huid. Levend menselijk weefsel kan tot ongeveer 50 volt tegen beschadiging worden beschermd door de isolerende eigenschappen van droge huid. Als diezelfde huid nat wordt, als er wonden zijn, of als de spanning wordt toegepast op elektroden die de huid binnendringen, dan kunnen zelfs spanningsbronnen van minder dan 40 V dodelijk zijn.
Accidenteel contact met een hoge spanning die voldoende energie levert, kan leiden tot ernstig letsel of de dood. Dit kan gebeuren als het lichaam van een persoon een pad vormt voor de stroom, waardoor weefselschade en hartfalen ontstaan. Andere verwondingen kunnen brandwonden zijn van de vlamboog die door het toevallige contact wordt opgewekt. Deze brandwonden kunnen vooral gevaarlijk zijn als de luchtwegen van het slachtoffer worden aangetast. Verwondingen kunnen ook worden opgelopen als gevolg van de fysieke krachten die worden ondervonden door mensen die van grote hoogte vallen of over een aanzienlijke afstand worden gegooid.
Blootstelling aan hoogspanning met lage energie kan onschadelijk zijn, zoals de vonk die in een droog klimaat wordt geproduceerd bij het aanraken van een deurknop na het lopen over een vloerbedekking. Het voltage kan in het duizend-volt bereik liggen, maar de gemiddelde stroom is laag.
De standaard voorzorgsmaatregelen om letsel te voorkomen omvatten het werken onder omstandigheden die zouden voorkomen dat elektrische energie door het lichaam stroomt, in het bijzonder door de hartstreek, zoals tussen de armen, of tussen een arm en een been. In hoogspanningsapparatuur kan elektriciteit tussen twee geleiders stromen en het lichaam kan het circuit voltooien. Om dat te voorkomen moet de werknemer isolerende kleding dragen, zoals rubber handschoenen, geïsoleerd gereedschap gebruiken en vermijden dat hij de apparatuur met meer dan één hand tegelijk aanraakt. Er kan ook een elektrische stroom vloeien tussen de apparatuur en de aarding. Om dat te voorkomen, moet de werknemer op een geïsoleerde ondergrond staan, zoals op rubberen matten. Veiligheidsuitrusting wordt regelmatig getest om na te gaan of zij de gebruiker nog steeds beschermt. De testvoorschriften verschillen per land. Testbedrijven kunnen testen tot 300.000 volt en bieden diensten aan van het testen van handschoenen tot het testen van hoogwerkers (Elevated Working Platform of EWP).
DistributieEdit
Contact met of dicht in de buurt komen van leidinggeleiders brengt het gevaar van elektrocutie met zich mee. Contact met bovenleidingen kan letsel of de dood tot gevolg hebben. Metalen ladders, landbouwwerktuigen, scheepsmasten, bouwmachines, antennes en soortgelijke voorwerpen zijn vaak betrokken bij fataal contact met bovenleidingen. Onbevoegden die op hoogspanningsmasten of elektrische apparaten klimmen, worden ook vaak het slachtoffer van elektrocutie. Bij zeer hoge transmissiespanningen kan zelfs een nadering gevaarlijk zijn, aangezien de hoge spanning een boog kan vormen over een aanzienlijk luchtgat.
Het graven in een ondergrondse kabel kan ook gevaarlijk zijn voor werknemers op een graafplaats. Graafuitrusting (zowel handgereedschap als machinaal aangedreven) die in contact komt met een begraven kabel kan leidingen of de grond in het gebied onder spanning zetten, wat kan leiden tot elektrocutie van nabijgelegen werknemers. Een defect in een hoogspanningstransmissielijn of onderstation kan leiden tot hoge stromen die langs het aardoppervlak stromen, waardoor een aardpotentiaalstijging ontstaat die ook een gevaar voor elektrische schokken inhoudt.
Voor hoogspannings- en extra-hoogspanningstransmissielijnen gebruikt speciaal opgeleid personeel “onder spanning staande lijn”-technieken om hands-on contact met onder spanning staande apparatuur mogelijk te maken. In dit geval is de werknemer elektrisch verbonden met de hoogspanningslijn, maar grondig geïsoleerd van de aarde, zodat hij zich op hetzelfde elektrische potentiaal bevindt als dat van de lijn. Aangezien de opleiding voor dergelijke werkzaamheden veel tijd in beslag neemt en nog steeds een gevaar voor het personeel inhoudt, worden alleen zeer belangrijke transmissielijnen onder spanning onderhouden. Buiten deze goed ontworpen situaties garandeert isolatie van de aarde niet dat er geen stroom naar de aarde vloeit – aarding of vonkvorming naar de aarde kan op onverwachte manieren optreden, en hoogfrequente stromen kunnen zelfs een niet-geaard persoon verbranden. Het aanraken van een zendantenne is om deze reden gevaarlijk, en een hoogfrequente Tesla-spoel kan een vonk met slechts één eindpunt onderhouden.
Beschermingsapparatuur op hoogspanningstransmissielijnen voorkomt gewoonlijk de vorming van een ongewenste vlamboog, of zorgt ervoor dat deze binnen tientallen milliseconden wordt gedoofd. Elektrische apparatuur die hoogspanningscircuits onderbreekt, is ontworpen om de resulterende boog veilig te leiden, zodat deze zonder schade verdwijnt. Hoogspanningsschakelaars maken vaak gebruik van een explosie van lucht onder hoge druk, een speciaal diëlektrisch gas (zoals SF6 onder druk), of onderdompeling in minerale olie om de boog te doven wanneer het hoogspanningscircuit wordt onderbroken.
Bedrading in apparatuur zoals röntgenmachines en lasers vereist zorgvuldigheid. Het hoogspanningsgedeelte wordt op een fysieke afstand van de laagspanningszijde gehouden om de mogelijkheid van een vlamboog tussen beide te verminderen. Om coronale verliezen te vermijden, worden de geleiders zo kort mogelijk gehouden en vrij van scherpe punten. Indien geïsoleerd, moet de plastic coating vrij zijn van luchtbellen die resulteren in coronale ontladingen binnen de bellen.
Elektrostatische generatorenEdit
Een hoog voltage is niet noodzakelijk gevaarlijk als het geen substantiële stroom kan leveren. Hoewel elektrostatische machines zoals Van de Graaff-generatoren en Wimshurst-machines voltages produceren die een miljoen volt benaderen, leveren zij een kortstondige prik. Dat komt omdat de stroom laag is, d.w.z. dat slechts een betrekkelijk gering aantal elektronen beweegt. Deze apparaten hebben een beperkte hoeveelheid opgeslagen energie, zodat de gemiddelde stroom die wordt geproduceerd laag is en gewoonlijk voor korte tijd, met impulsen die gedurende een nanoseconde in het bereik van 1 A pieken.
De ontlading kan extreem hoge spanning gedurende zeer korte perioden impliceren, maar om hartfibrillatie te veroorzaken, moet een elektrische voeding een significante stroom in de hartspier produceren die vele milliseconden aanhoudt, en moet een totale energie in het bereik van ten minste millijoule of hoger deponeren. Relatief hoge stroomsterkte bij meer dan ongeveer vijftig volt kan daarom medisch significant en potentieel dodelijk zijn.
Tijdens de ontlading brengen deze machines hoogspanning op het lichaam aan gedurende slechts een miljoenste van een seconde of minder. Er wordt dus gedurende zeer korte tijd een lage stroom toegepast en het aantal betrokken elektronen is zeer klein.
Tesla spoelenEdit
Ondanks dat Tesla spoelen oppervlakkig op Van de Graaff generatoren lijken, zijn het geen elektrostatische machines en kunnen zij continu aanzienlijke radiofrequente stromen produceren. De stroom die aan een menselijk lichaam wordt geleverd zal vrij constant zijn zolang het contact wordt gehandhaafd, in tegenstelling tot met elektrostatische machines die over het algemeen langer duren om lasten op te bouwen, en het voltage zal veel hoger zijn dan het afbraakvoltage van menselijke huid. Dientengevolge kan de output van een Tesla spoel gevaarlijk of zelfs dodelijk zijn.
Gevaar door vlamboogEdit
Afhankelijk van de te verwachten kortsluitstroom die beschikbaar is bij een schakelinstallatie, bestaat er gevaar voor onderhouds- en bedieningspersoneel door de mogelijkheid van een elektrische boog van hoge intensiteit. De maximumtemperatuur van een vlamboog kan meer dan 10.000 kelvin bedragen, en de stralingswarmte, uitzettende hete lucht en explosieve verdamping van metaal en isolatiemateriaal kunnen onbeschermd personeel ernstig letsel toebrengen. Dergelijke schakelkasten en boogbronnen met hoge energie zijn vaak te vinden in onderstations en centrales van elektriciteitsbedrijven, industriële installaties en grote commerciële gebouwen. In de Verenigde Staten heeft de National Fire Protection Association, een richtlijnnorm NFPA 70E gepubliceerd voor het evalueren en berekenen van vlambooggevaar, en biedt normen voor de beschermende kleding die vereist is voor elektrisch personeel dat op de werkplek aan dergelijke gevaren wordt blootgesteld.
ExplosiegevaarEdit
Zelfs spanningen die onvoldoende zijn om lucht te breken, kunnen voldoende energie leveren om atmosferen te ontsteken die ontvlambare gassen of dampen, of zwevend stof bevatten. Bijvoorbeeld, kunnen het waterstofgas, het aardgas, of de benzine/benzinedamp die met lucht worden gemengd door vonken worden ontstoken die door elektroapparaten worden veroorzaakt. Voorbeelden van industriële faciliteiten met gevaarlijke gebieden zijn petrochemische raffinaderijen, chemische fabrieken, graanelevatoren, en kolenmijnen.
Maatregelen ter voorkoming van dergelijke explosies zijn onder meer:
- Intrinsieke veiligheid door het gebruik van apparaten die zodanig zijn ontworpen dat zij niet genoeg opgeslagen elektrische energie kunnen accumuleren om een explosie te veroorzaken
- Verhoogde veiligheid, die van toepassing is op apparaten met maatregelen zoals met olie gevulde behuizingen om vonken te voorkomen
- Explosieveilige (vlambestendige) behuizingen, die zo zijn ontworpen dat een explosie binnen de behuizing niet kan ontsnappen en een omringende explosieve atmosfeer kan ontsteken (deze benaming impliceert niet dat het apparaat een interne of externe explosie kan overleven)
In de afgelopen jaren zijn de normen voor de bescherming tegen explosiegevaar tussen de Europese en de Noord-Amerikaanse praktijk uniformer geworden. Het “zone”-classificatiesysteem wordt nu in gewijzigde vorm gebruikt in de U.S. National Electrical Code en in de Canadian Electrical Code. Intrinsieke veiligheidsapparatuur is nu goedgekeurd voor gebruik in Noord-Amerikaanse toepassingen.
Giftige gassenEdit
Elektrische ontladingen, met inbegrip van partiële ontlading en corona, kunnen kleine hoeveelheden giftige gassen produceren, die in een afgesloten ruimte een gevaar voor de gezondheid kunnen vormen. Deze gassen omvatten oxidatiemiddelen zoals ozon en verschillende stikstofoxiden. Zij zijn gemakkelijk te herkennen aan hun karakteristieke geur of kleur, zodat de contacttijd tot een minimum kan worden beperkt. Stikstofoxide is onzichtbaar maar heeft een zoete geur. Het oxideert binnen enkele minuten tot stikstofdioxide, dat afhankelijk van de concentratie een gele of roodbruine kleur heeft en naar chloorgas ruikt zoals in een zwembad. Ozon is onzichtbaar maar heeft een doordringende geur als die van de lucht na een onweersbui. Het is een kortlevende soort en de helft ervan valt bij normale temperaturen en atmosferische druk binnen een dag uiteen in O
2.
BliksemEdit
Gevaren door bliksem omvatten uiteraard een directe inslag op personen of eigendommen. De bliksem kan echter ook gevaarlijke spanningsgradiënten in de aarde veroorzaken, evenals een elektromagnetische puls, en kan uitgebreide metalen voorwerpen zoals telefoonkabels, hekken en pijpleidingen opladen tot gevaarlijke spanningen die vele kilometers van de plaats van de inslag kunnen worden overgebracht. Hoewel vele van deze voorwerpen normaal niet geleidend zijn, kan het zeer hoge voltage de elektroonderbreking van dergelijke isolatie veroorzaken, veroorzakend hen om als leiders te werken. Deze overgedragen spanningen zijn gevaarlijk voor mensen, vee en elektronische apparatuur. Blikseminslagen veroorzaken ook branden en explosies, met dodelijke slachtoffers, gewonden en materiële schade tot gevolg. In Noord-Amerika bijvoorbeeld ontstaan elk jaar duizenden bosbranden als gevolg van blikseminslagen.
Maatregelen om de bliksem onder controle te houden kunnen het gevaar verminderen; deze omvatten bliksemafleiders, afschermingsdraden, en het verbinden van elektrische en constructiedelen van gebouwen om een ononderbroken omhulling te vormen.