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Elektrotechnik von A - Z

Gefahren des elektrischen Stromes

Kommt ein Mensch oder Tier in den Stromkreis, kann es dabei zu folgenden Schädigungen bzw. Verletzungen kommen:

  • Verbrennungen (Strommarken bis zu Verkohlungen)
  • Muskelkrämpfen
  • Bewusstlosigkeit
  • Herzkammerflimmern oder Herzstillstand
  • Atemlähmung
  • Schockwirkung und Tod
  • Sekundärverletzungen (Sturz von der Leiter, ...)

 

Die schädliche Wirkung des elektrischen Stromes hängt dabei von mehreren Größen ab:

  • der Stromstärke, die durch den Körper fließt,
  • dem Stromweg durch den Körper,
  • der Zeitdauer der Stromeinwirkung,
  • der Stromart bzw. Frequenz,
  • der körperlichen Verfassung des Verunglückten.

Die meisten Strom Unfälle geschehen durch Unachtsamkeit und menschliches Versagen. Um die Gefahr zu vermeiden oder zu verringern, ist beim Arbeiten an elektrischen Anlageteilen besondere Sorgfalt erforderlich.

Wirkungen des elektrischen Stroms auf den Körper

Der elektrische Strom ist für Menschen und Tiere aus mehreren Gründen gefährlich.
Alle Flüssigkeiten des Körpers wie z. B. Schweiß, Speichel, Blut oder Zellflüssigkeiten, sind Elektronen, und daher hervorragende elektrische Leiter.

Fast alle Organe funktionieren mittels elektrischer Impulse, die vom Gehirn ausgesendet werden. So steuern schwache elektrische Impulse von etwa 50 mV z.B. die Bewegung der Muskeln. Die Impulse werden vom Gehirn durch die Nerven an die Muskeln herangeführt. Ist ein Nerv unterbrochen, so arbeitet der Muskel nicht mehr, da er gelähmt wird. Selbst im Gehirn fließen zwischen den einzelnen Gehirnzentren ebenfalls schwache elektrische Ströme. Der Gehirntod kann durch Messen dieser Gehirnströme festgestellt werden.

Viele körpereigene Ströme können über Elektroden erfasst und gemessen werden. So kann man mittels EKG (Elektrokardiogramm) die elektrische Aktivität des Herzens messen, das EEG (Elektroenzephalogramm) misst die elektrische Aktivität des Gehirns.

Auch das Herz funktioniert durch elektrische Ströme, die es selbst erzeugt. Es ist also nicht vom Gehirn abhängig. Das Herz erzeugt pro Minute etwa 80 Impulse, die der Herzmuskel mit je einer Kontraktion des Herzens beantwortet.
Wird die nötige Anzahl an Impulsen pro Minute nicht mehr geliefert, dann schlägt es zu langsam.

 

Fremdströme können die Funktion von Organen beeinflussen

Fließt ein Strom durch den menschlichen Körper, z.B. beim Berühren eines unter Spannung stehenden Leiters, so verkrampfen sich die Muskeln, und infolge dessen, ist der Körper dann unfähig, die Berührungsstelle wieder loszulassen.
Die Reaktionen auf den menschlichen Körper sind abhängig von der Einwirkdauer und der Stromstärke durch den Körper.

Fließt Wechselstrom über das menschliche Herz, so versucht es den schnelleren und stärkeren Impulsen von außen zu folgen. Es arbeitet deshalb schneller. Dabei kommt es zu Rhythmusstörungen des Herzens, d.h. das Herz arbeitet unregelmäßig. Fällt der Stromfluss in die sogenannte vulnerable (verletzliche) Phase, kommt es zu dem gefährlichen Herzkammerflimmern. Als Folge davon fällt die Herztätigkeit aus mit anschließendem Kreislaufstillstand.
Aufgrund des Sauerstoffmangels kommt es bereits nach kurzer Zeit zur Schädigung der Gehirnzellen und führt im weiteren Verlauf zum Tod.

 

Bei Berührungsspannungen ab ca. 100V beträgt der Widerstand des Menschen ca. 1000Ώ bis 3000Ώ. Für Nutztiere kann ein Widerstand von ca. 300Ώ angenommen werden.

Da es bei Elektrounfällen in Niederspannungsanlagen nur zu Körperströmen von einigen mA bis zu max. einigen Zehntelampere kommen kann, sind Schutzmaßnahmen, die im Fehlerfall rasch abschalten, ein guter Schutz gegen das gefährliche Herzkammerflimmern (z.B. die Fl- Schutzschaltung).

FI- Schutzschalter mit einem Nennfehlerstrom < 30mA sind in der Lage, einen Stromfluss zwischen Mensch (Tier) und Erde von mehr als 30mA zu verhindern. Es werden daher in Neuanlagen alle Steckdosen bis 16A Nennstrom mit solchen Fl- Schutzschaltern ausgestattet und damit dem Auslösen des Herzkammerflimmerns vorgebeugt.

Körperwiderstand und Auswirkungen eines Stromschlags

Entscheidend für die Folgen eines elektrischen Unfalls ist die Höhe des Stromes, der beim Berühren unter Spannung stehender Teile durch den Körper fließt. Aus Erfahrung weiß man, dass schon eine Stromstärke von 50 mA den Tod herbeiführen kann, wenn der Strom über das Herz fließt.

Der durch den Körperfließende Strom hängt von der Spannung und vom Widerstand des Körpers ab. Dieser Körperwiderstand setzt sich aus dem Körperinnenwiderstand und den Übergangswiderständen an der Stromeintritts und Stromaustrittsstelle zusammen.

Die Übergangswiderstände hängen auch von äußeren Verhältnissen ab. Trockene Haut und trockene Kleidung haben einen großen Widerstand. Bei Feuchtigkeit, z.B. Schweiß oder nassem Fußboden, ist der Übergangswiderstand dagegen gering. Der Übergangswiderstand wird außerdem umso kleiner, je größer die Berührungsfläche ist.

Wechselspannungen über 50 V sind lebensgefährlich.
Gleichspannungen über 120 V sind lebensgefährlich.
Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz ist gefährlicher als Gleichstrom, weil es bereits bei dieser Frequenz zu Herzkammerflimmern kommen kann.

Wegen dieser hohen Unfallgefahr ist das Arbeiten an unter Spannung stehenden Anlageteilen generell verboten!

Bei Betriebsspannungen über 50V Wechselspannung oder 120V Gleichspannung sind Arbeiten an unter Spannung stehenden Teilen nur dann gestattet, wenn diese Teile aus wichtigen Gründen nicht abgeschaltet werden können. Solche Arbeiten dürfen jedoch nur durch Elektrofachkräfte mit Zusatzausbildung ausgeführt werden jedoch nicht durch Auszubildende Lehrlinge.

 

Direktes und indirektes Berühren

Bei direktem Berühren hat der menschliche Körper mit betriebsmäßig unter Spannung stehenden Teilen (aktive Teile) Kontakt, z.B. mit einem Außenleiter. Um direktes Berühren zu verhindern, sind betriebsmäßig spannungsführende Teile mit Isolierungen oder Abdeckungen zu versehen.

Indirektes Berühren ist möglich, wenn durch einen Isolationsfehler Spannung an Teile gelangt, die betriebsmäßig keine Spannung führen, z. B. an das Gehäuse einer elektrischen Maschine. Die durch einen Isolationsfehler entstandene Leitende Verbindung nennt man Körperschluss.

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