Voltager större än 50 V som appliceras över torr obruten mänsklig hud kan orsaka hjärtflimmer om de producerar elektriska strömmar i kroppsvävnader som råkar passera genom bröstkorgen. Den spänning vid vilken det finns risk för elchock beror på den elektriska ledningsförmågan hos torr mänsklig hud. Levande mänsklig vävnad kan skyddas från skador av den torra hudens isolerande egenskaper upp till cirka 50 volt. Om samma hud blir våt, om det finns sår eller om spänningen appliceras på elektroder som penetrerar huden kan även spänningskällor under 40 V vara dödliga.
En oavsiktlig kontakt med någon högspänning som levererar tillräcklig energi kan leda till allvarlig skada eller dödsfall. Detta kan inträffa då en persons kropp tillhandahåller en väg för strömflödet, vilket orsakar vävnadsskador och hjärtsvikt. Andra skador kan vara brännskador från den ljusbåge som genereras av den oavsiktliga kontakten. Dessa brännskador kan vara särskilt farliga om offrets luftvägar påverkas. Skador kan också uppstå till följd av de fysiska krafter som människor upplever när de faller från en stor höjd eller kastas en avsevärd sträcka.
Låg energiexponering för högspänning kan vara ofarlig, till exempel den gnista som uppstår i ett torrt klimat när man rör vid ett dörrhandtag efter att ha gått över ett mattabelagt golv. Spänningen kan vara i tusenvoltsklassen, men den genomsnittliga strömmen är låg.
De vanliga försiktighetsåtgärderna för att undvika skador innefattar arbete under förhållanden som gör att man undviker att elektrisk energi flödar genom kroppen, särskilt genom hjärtregionen, t.ex. mellan armarna eller mellan en arm och ett ben. Elektricitet kan flöda mellan två ledare i högspänningsutrustning och kroppen kan sluta kretsen. För att undvika att detta händer bör arbetstagaren bära isolerande kläder, t.ex. gummihandskar, använda isolerade verktyg och undvika att röra utrustningen med mer än en hand åt gången. En elektrisk ström kan också flöda mellan utrustningen och jordmassan. För att förhindra detta bör arbetstagaren stå på en isolerad yta, till exempel på gummimattor. Säkerhetsutrustningen testas regelbundet för att säkerställa att den fortfarande skyddar användaren. Testbestämmelserna varierar beroende på land. Testföretag kan testa vid upp till 300 000 volt och erbjuder tjänster från handsktestning till testning av upphöjd arbetsplattform (eller EWP).
DistributionEdit
Kontakt med eller närhet till ledningsledare innebär en risk för elchock. Kontakt med luftledningar kan leda till skada eller dödsfall. Metallstegar, jordbruksutrustning, båtmaster, byggmaskiner, antenner och liknande föremål är ofta inblandade i dödlig kontakt med luftledningar. Obehöriga personer som klättrar upp på kraftledningsstolpar eller elektriska apparater blir också ofta offer för elstötar. Vid mycket höga överföringsspänningar kan även ett nära närmande vara farligt, eftersom högspänningen kan bildas över en betydande luftspalt.
Att gräva i en nedgrävd kabel kan också vara farligt för arbetare på en utgrävningsplats. Grävutrustning (antingen handverktyg eller maskindrivna) som kommer i kontakt med en nedgrävd kabel kan ge energi till rörledningar eller marken i området, vilket kan leda till elchock för närliggande arbetare. Ett fel i en högspänningsledning eller en transformatorstation kan leda till att höga strömmar flödar längs jordytan, vilket ger upphov till en höjning av jordpotentialen som också utgör en risk för elektrisk stöt.
För högspänningsledningar och överföringsledningar med extra hög spänning använder specialutbildad personal tekniker för ”strömförande ledningar” för att möjliggöra praktisk kontakt med spänningspåverkad utrustning. I detta fall är arbetstagaren elektriskt ansluten till högspänningsledningen men noggrant isolerad från jorden så att han befinner sig på samma elektriska potential som ledningen. Eftersom utbildningen för sådana arbeten är långvarig och fortfarande utgör en fara för personalen, är det endast mycket viktiga överföringsledningar som underhålls under spänning. Utanför dessa korrekt konstruerade situationer garanterar inte isolering från jorden att ingen ström flödar till jorden – jordning eller ljusbågar till jorden kan uppstå på oväntade sätt, och högfrekventa strömmar kan bränna även en ojordad person. Att röra vid en sändarantenn är farligt av denna anledning, och en högfrekvent Tesla-spole kan upprätthålla en gnista med endast en ändpunkt.
Skyddsutrustning på högspänningsöverföringsledningar förhindrar normalt bildandet av en oönskad ljusbåge, eller ser till att den släcks inom tiotals millisekunder. Elektrisk utrustning som avbryter högspänningskretsar är konstruerad för att på ett säkert sätt styra den uppkomna ljusbågen så att den försvinner utan skador. Högspänningsbrytare använder ofta en tryckluftstöt, en speciell dielektrisk gas (t.ex. SF6 under tryck) eller nedsänkning i mineralolja för att släcka ljusbågen när högspänningskretsen bryts.
Koppling i utrustning som röntgenapparater och lasrar kräver försiktighet. Högspänningsdelen hålls fysiskt avlägset från lågspänningssidan för att minska risken för att en ljusbåge bildas mellan de två. För att undvika koronala förluster hålls ledarna så korta som möjligt och fria från vassa punkter. Om den är isolerad ska plastbeläggningen vara fri från luftbubblor som resulterar i koronala urladdningar inom bubblorna.
Elektrostatiska generatorerRedigera
En högspänning är inte nödvändigtvis farlig om den inte kan leverera en betydande ström. Trots att elektrostatiska maskiner som Van de Graaff-generatorer och Wimshurst-maskiner producerar spänningar som närmar sig en miljon volt ger de ett kort stick. Det beror på att strömmen är låg, dvs. att endast ett relativt litet antal elektroner rör sig. Dessa apparater har en begränsad mängd lagrad energi, så den genomsnittliga strömmen som produceras är låg och vanligtvis under en kort tid, med impulser som toppar i 1 A-området under en nanosekund.
Utladdningen kan innebära extremt hög spänning under mycket korta perioder, men för att framkalla hjärtflimmer måste en elektrisk strömförsörjning producera en betydande ström i hjärtmuskeln som fortsätter under många millisekunder, och måste deponera en total energi i storleksordningen minst millijoules eller högre. Relativt hög ström vid allt mer än cirka femtio volt kan därför vara medicinskt betydelsefullt och potentiellt dödligt.
Under urladdningen applicerar dessa maskiner högspänning på kroppen under endast en miljondel av en sekund eller mindre. En låg ström appliceras alltså under en mycket kort tid, och antalet inblandade elektroner är mycket litet.
TeslaspolarRedigera
Trots att Teslaspolar ytligt sett ser ut att likna Van de Graaff-generatorer är de inte elektrostatiska maskiner och kan producera betydande radiofrekvensströmmar kontinuerligt. Den ström som tillförs en människokropp kommer att vara relativt konstant så länge kontakten upprätthålls, till skillnad från elektrostatiska maskiner som i allmänhet tar längre tid att bygga upp laddningar, och spänningen kommer att vara mycket högre än nedbrytningsspänningen hos mänsklig hud. Följaktligen kan utgången från en teslaspole vara farlig eller till och med dödlig.
Arc flash hazardRedigera
Avhängigt av den presumtiva kortslutningsströmmen som finns tillgänglig vid en ställverksuppställning, föreligger en fara för underhålls- och driftspersonal på grund av risken för en högintensiv elektrisk båge. Den maximala temperaturen i en ljusbåge kan överstiga 10 000 kelvin, och strålningsvärmen, den expanderande heta luften och den explosiva förångningen av metall och isoleringsmaterial kan orsaka allvarliga skador på oskyddad personal. Sådana ställverk och ljusbågskällor med hög energi förekommer ofta i understationer och generatorstationer för elkraftverk, industrianläggningar och stora kommersiella byggnader. I USA har National Fire Protection Association, publicerat en vägledande standard NFPA 70E för utvärdering och beräkning av ljusbågsblinkningsrisker och tillhandahåller standarder för de skyddskläder som krävs för elarbetare som utsätts för sådana risker på arbetsplatsen.
ExplosionsriskRedigera
Även spänningar som inte är tillräckliga för att bryta ner luft kan ge tillräckligt med energi för att antända atmosfärer som innehåller brandfarliga gaser eller ångor eller suspenderat damm. Till exempel kan vätgas, naturgas eller bensin- och bensinångor blandade med luft antändas av gnistor från elektriska apparater. Exempel på industrianläggningar med farliga områden är petrokemiska raffinaderier, kemiska fabriker, spannmålshissar och kolgruvor.
Mått som vidtas för att förhindra sådana explosioner är bl.a. följande:
- Intygssäkerhet genom användning av apparater som är utformade så att de inte ackumulerar tillräckligt mycket lagrad elektrisk energi för att utlösa en explosion
- Ökad säkerhet, vilket gäller för apparater som använder åtgärder som oljefyllda höljen för att förhindra gnistor
- Explosionssäkra (flamsäkra) höljen, som är konstruerade så att en explosion inom höljet inte kan ta sig ut och antända en omgivande explosiv atmosfär (denna beteckning innebär inte att apparaten kan överleva en intern eller extern explosion)
Under de senaste åren har standarderna för skydd mot explosionsrisker blivit mer enhetliga mellan europeisk och nordamerikansk praxis. Klassificeringssystemet ”zon” används nu i modifierad form i den amerikanska National Electrical Code och i den kanadensiska elkoden. Apparater med egensäkerhet är nu godkända för användning i nordamerikanska tillämpningar.
Giftiga gaserRedigera
Elektriska urladdningar, inklusive partiell urladdning och korona, kan ge upphov till små mängder giftiga gaser, som i ett begränsat utrymme kan utgöra en hälsofara. Dessa gaser omfattar oxidationsmedel som ozon och olika kväveoxider. De kan lätt identifieras genom sin karakteristiska lukt eller färg, och därför kan kontakttiden minimeras. Kväveoxid är osynlig men har en söt lukt. Den oxideras till kvävedioxid inom några minuter, som har en gul eller rödbrun färg beroende på koncentrationen och luktar klorgas som i en simbassäng. Ozon är osynligt men har en stickande lukt som luften efter ett åskväder. Det är en kortlivad art och hälften av den bryts ner till O
2 inom ett dygn vid normala temperaturer och atmosfäriskt tryck.
BlixtnedslagEdit
Faroror till följd av blixtnedslag innefattar uppenbarligen ett direkt nedslag på personer eller egendom. Blixten kan dock också skapa farliga spänningsgradienter i jorden, liksom en elektromagnetisk puls, och kan ladda utdragna metallföremål som telefonkablar, staket och rörledningar till farliga spänningar som kan transporteras många kilometer från platsen för nedslaget. Även om många av dessa föremål normalt sett inte är ledande, kan mycket hög spänning orsaka en elektrisk nedbrytning av sådana isolatorer och få dem att fungera som ledare. Dessa överförda potentialer är farliga för människor, boskap och elektronisk utrustning. Blixtnedslag utlöser också bränder och explosioner som leder till dödsfall, skador och egendomsskador. Till exempel startas varje år i Nordamerika tusentals skogsbränder av blixtnedslag.
Mått för att kontrollera blixtnedslag kan minska faran; dessa inkluderar åskledare, avskärmande ledningar och sammankoppling av elektriska och konstruktionsmässiga delar av byggnader för att bilda en kontinuerlig inhägnad.