برق گرفتگی

میزان خطر برق گرفتگی بطور کلی به عوامل زیر بستگی دارد:

• مسیر عبور جریان برق از بدن
• میزان جریان و ولتاژ
• مدت زمان
• نوع جریان و فرکانس

مسیر عبور جریان برق از بدن

مسیر جریان برق ممکن است از قلب و سیستم تنفس و یا مغز عبور کند و در مراکز عصبی اختلال ایجاد کند. عبور جریان از قلب باعث اضافه شدن ضربان قلب و در جریان های بیشتر موجب از کار افتادن قلب و ایجاد شوک می نماید. عبور جریان برق از سیستم تنفسی موجب انقباض شدید در ریه ها شده و مانع از ادامه تنفس گشته و خفگی به همراه خواهد داشت.

حالت های مختلفی که ممکن است انسان دچار برق گرفتگی شود عبارتند از:

الف) تماس دست راست: در این حالت جریان از طریق دست راست، شانه راست، کبد، ران و ساقه پاها به زمین هدایت می شود و طرف نیمه راست بدن در معرض تشنج و انقباض عضلات قرار می گیرد.

ب) تماس دست چپ: در این حالت جریان از طریق دست چپ، شانه چپ، ریه چپ، قلب، طحال به پاها و از آنجا به زمین هدایت می شود. در این حالت چون قلب در مسیر جریان قرار می گیرد، تحت تأثیر قرار گرفته و منقبض می شود و ممکن است از کار بیفتد. بنابراین کار کردن با دست چپ خطر بیشتری دارد.

ج) اگر دو دست با برق تماس حاصل نمایند: در این حالت جریان از طریق دو دست، ریه ها و قلب برقرار می شود که ممکن است هم تنفس قطع گردد و هم قلب از کار باز بماند. به همین دلیل توصیه اکید می شود که با هر دو دست با سیم ها و دستگاه های برقی که احتمال برق گرفتگی در آن ها بیشتر است کار نشود.

د) اتصال به سر: اتصال برق به فرق سر نیز دارای خطرات بالا است و علاوه بر آن در سیستم های عصبی اختلال ایجاد کرده و همچنین ممکن است دارای عوارض های بعدی نیز باشد.

ه) قسمت های دیگر بدن: اگر برق با قسمتی از بدن مثل پشت دست یا بازوها اتصال پیدا کند، در اثر شوکی که وارد می شود احتمال پرت شدن و دور شدن از خطر برق زیاد است و اغلب در این حالت ها انسان نجات می یابد، ولی پرت شدن ممکن است به انسان صدمه جدی وارد نماید.

و) خطرناکترین حالت: وقتی است که جریان از یک دست وارد و از دست دیگر خارج شود، زیرا در این هنگام جریان برق از قلب و ریه می گذرد و می تواند باعث از کار افتادن آن ها و در نتیجه مرگ شود.

مقاومت الکتریکی بدن

پوست بدن انسان اگر سالم و خشک باشد (رطوبت نداشته باشد) عایق نسبتا خوبی است و مقاومتی حدود 100KΩ  یا بیشتر از آن را دارا است، اما مقاومت درون بدن کم است. اگر پوست بدن مرطوب (عرق کردن – شستن) یا پوست معیوب (بریدگی - زخم) باشد، مقاومت داخلی بدن خیلی کم می تواند باشد و تا حدود 500Ω  می رسد، که در این حالت برق گرفتگی خطرناک است.

مقاومت زمین

در خیلی از برق گرفتگی ها اتصال از طریق زمین برقرار می گردد و مقدار این جریان بستگی به وضعیت اتصال بدن با زمین و همچنین مقاومت زمین دارد. معمولا مقاومت زمین کم است، مخصوصا وقتی زمین خیس باشد یا داخل زمین دارای رطوبت نسبی باشد و این خطر برق گرفتگی و مرگ را بیشتر می کند. لذا در حال کار با برق باید دقت کنیم که زیر پای ما مرطوب نباشد و چوب خشک یا مواد پلاستیکی که عایق خوبی هستند در زیر پا قرار دهیم. در ضمن دست و بدن ما با لوله آب که با درون زمین ارتباط دارد و از این قبیل مواد تماس نداشته باشد، زیرا در این حالت مقاومت زمین خیلی کم بوده برق گرفتگی چند برابر می شود.

مقدار جریان و ولتاژ

عاملی که باعث عبور جریان از بدن انسان می شود و مقدار آن را تعیین می کند ولتاژ الکتریکی است، که اگر این ولتاژ از حدی پایینتر باشد خطری برای انسان ندارد، که می توان آن را به عنوان فشار الکتریکی مجاز در نظر گرفت. ولتاژ متناوب تا 30 ولت بی خطر می باشد و ولتاژ 50 ولت به بالا خطرناک می باشد. بر طبق استانداردهای بین المللی فشار الکتریکی بر حسب مقدار به دسته های ضعیف، متوسط، قوی و خیلی قوی تقسیم بندی می شود، که ولتاژهای 110 و 120 و 320 ولت و کمتر از آن جز دسته اول، فشار ضعیف می باشد. در عمل مشاهده شده که ولتاز 65 ولت که در دستگاه های جوشکاری بکار می رود در مواردی برق گرفتگی همراه با مرگ را نیز در بر داشته است. در فشار قوی که تا چند هزار ولت است، هوای اطراف سیم ها یونیزه شده و هادی برق می باشد. لذا نزدیک شدن به سیم های فشار قوی بسیار خطرناک می باشد، چون از فاصله چند سانتیمتری از طریق هوای یونیزه و بدون تماس بدن می تواند منجر به برق گرفتگی و مرگ شود، چون از فاصله چند سانتیمتری از طریق هوای یونیزه و بدون تماس بدن آنان دچار برق گرفتگی می شود و بدلیل اینکه ولتاژ بالاست، آمپر خیلی زیادی از بدن عبور کرده و سوختگی های شدیدی بوجود می آرود، قلب و ریه ها از کار افتاده و در لحظه انسان را می کشد. عاملی که در برق گرفتگی مؤثر است مقدار جریانی است که از بدن عبور می کند. مقدار جریانی که برای بدن خطرناک است، در حدود 10 تا 20 میلی آمپر می باشد و در مقایسه با جریانی که انسان درمنزل (در حدود 15 الی 25 آمپر) و یا در کارهای صنعتی معمولی با آن سر و کار دارد بسیار ناچیز می باشد و این مسئله خطر بزرگی برای انسان محسوب می شود.

ولتاژ خطرناک برای انسان

حداکثر ولتاژ بی خطر برای انسان در شرایط نرمال و عادی در فرکانس 50 هرتز در برق متناوب AC بر اساس استاندارد انگلیس حدود 50 ولت و بر اساس استاندارد آلمان 65 ولت می باشد. و در رابطه با برق مستقیم یا DC در هر دو استاندارد یاد شده (صدو بیست) 120 ولت را اعلام نموده اند.

تفاوت جریان برق AC با جریان برق DC

در شرایط مساوی، به دلیل وجود فرکانس در جریان برق متناوب (AC)، صدمات بیشتر و این نوع جریان ها از جریان برق مستقیم (DC) خطرناک تر هستند، چرا که تغییر مداوم جهت جریان در برق متناوب باعث ضربات شدیدی بر سلسله اعصاب شده و باعث کاهش مقاومت بدن انسان نیزمی گردند و به همین دلیل عبور جریان حدود 25 میلی آمپر در فرکانس 50 تا 60 هرتز می تواند باعث از کار افتادن سیستم تنفسی و مرگ انسان شوند، در صورتیکه جریان حدود 50 میلی آمپر در برق مستقیم این شرایط را موجب شده و باعث مرگ در انسان می گردد. البته این مقادیر در استانداردهای مختلف متفاوت هستند ولی اصل موضوع تفاوت نمی کند. شایان ذکراست در جریان های برق متناوب (AC) با فرکانس 100 تا 200 کیلوهرتز نحوه اثر گذاری جریان برق روی بدن به جای شوک و خارش به صورت حرارت ظاهر می شود و اساسا حرارت و سوختگی تنها اثرات شوک ناشی از عبور جریان با فرکانس های بالای 100 کیلو هرتز می باشند.

تاثیر شدت جریان

مهمترین عامل تعیین کننده، میزان جریان عبوری می باشد ( قانون اهم). بر طبق مطالعات انجام شده جریان های مختلف آثار متفاوتی را ایجاد می نمایند:

• 1 میلی آمپر: ایجاد سوزش مختصر در پوست
• 5 میلی آمپر: ترمور ماهیچه ها
• 17-15 میلی آمپر: انقباض ماهیچه ها (جلوگیری از جدا شدن قربانی با منبع تماس)
• 50 میلی آمپر: انقباض کلیه ماهیچه ها از جمله ماهیچه های تنفسی و مرگ متعاقب آن
• 75 میلی آمپر: فیبریلاسیون بطنی
• جریان های بالاتر و حدود 1 آمپر سبب ایجاد فیبربلاسیون بطنی نمی گردند ولی ممکن است ایست قلبی ایجاد نمایند که این اثر نیز در صورت قطع فوری جریان از بین رفته و قلب بصورت طبیعی به فعالیت خود ادامه خواهد داد.

آثار برق گرفتگی

عبور جریان الکتریکی از بافت های زنده با توجه به جریان عبوری، نوع برق گرفتگی، مدت زمان برق گرفتگی و... می تواند آثار مختلفی را در پی داشته باشد و عمق آثار نیز با توجه به هر کدام از عوامل، متفاوت خواهد بود. آثار جدی و مهم برق گرفتگی بر روی بدن جانداران و به ویژه انسان دو دسته هستند.

سوختگی:

زمانی که جریان الکتریکی در یک ماده جاری می شود، در قسمت هایی که در برابر جریان مقاومت می کنند اتلاف انرژی به وجود می آید، این انرژی اتلاف شده معمولا به صورت گرما آزاد می شود. این ساده ترین تاثیر جریان الکتریکی بر روی بافت های زنده است. جریان الکتریکی باعث افزایش حرارت در این بافت ها می شود و در این حالت اگر میزان حرارت به اندازه کافی زیاد باشد، بافت زنده خواهد سوخت. از نظر ظاهری این سوختگی شبیه سوختگی به وجود آمده بر اثر شعله است با این تفاوت که به علت عبور جریان از داخل بدن می تواند بافت های داخلی بدن مصدوم و حتی اندام های حساس را نیز بسوزاند.

تأثیر برق گرفتگی بر روی دستگاه عصبی:

یکی از اثرات مهم عبور جریان الکتریکی از بدن که از نظر مهلک بودن می توان آن را پر اهمیت ترین اثر جریان الکتریکی بر روی بدن دانست، آثار آن بر روی سیستم عصبی است. منظور از سیستم عصبی، شبکه بین سلول های عصبی یا همان نرون هاست، که وظیفه آن ها تنظیم فرآیندهایی است که در اعضای بدن انجام می پذیرد. از جمله بخش های مهم سیستم عصبی می توان از مغز، نخاع و سلول های حسی بدن را نام برد. ارتباط بین سلول های عصبی به وسیله جریان الکتریکی انجام می پذیرد. این سلول ها برای برقراری ارتباط از سیگنال های الکتریکی با جریان و ولتاژ بسیار پایین استفاده می کنند. به وسیله این سیگنال ها دستورات از سیستم عصبی به قسمت های مختلف بدن مانند ماهیچه ها یا غدد درون ریز می رسد. حال اگر جریان برق در بدن یک موجود زنده به اندازه کافی زیاد باشد، سیگنال های الکتریکی فرستاده شده به وسیله مغز را خنثی خواهد کرد، بنابراین از ایجاد عکس العمل در بدن مصدوم جلوگیری خواهد کرد. همچنین عبور جریان الکتریکی از رگ های عصبی موجب به وجود آمدن حرکات غیر ارادی در بدن مصدوم خواهد شد به طوری که مصدوم نمی تواند هیچ اقدامی در مدت برق گرفتگی انجام دهد. این حالت زمانی که مصدوم هادی برق دار را به وسیله دست خود گرفته، می تواند خیلی خطرناک تر باشد چراکه ماهیچه های قرار گرفته بر روی ساعد که مسئول خم کردن انگشتان هستند از ماهیچه هایی که مسئول صاف کردن انگشت ها هستند قوی ترند.