Érintésvédelem (alapvédelem és hibavédelem).
Szinte biztos a legtöbbünk valamilyen formában már megtapasztalta azt, hogy mennyire fájdalmas és sokkoló élmény az áramütés. Nem vagyunk egyformák, mindenki másképp reagálna az azonos körülmények között létrejött áramütésre. Van, akiből mindössze egy hangos káromkodást vált ki, de más számára már végzetes lehet az azonos nagyságú áthajtott áram. Az áramütés súlyossága alapvetően az áthajtott áram nagyságától és a behatás idejétől függ. De a helyzet azért nem ennyire egyszerű, mert sokegyéb tényező is behatással van az áramütés kimenetelére. Ilyen tényező például az emberi test impedanciája, ami már önmagában is rendkívül összetett kérdés. De fontos kérdés az áthidalt potenciálkülönbség nagysága, az áramnem, illetve a frekvencia. A háztartásokban rendszerint ez 230VAC feszültséget jelent 50Hz-es hálózati frekvencián.
Az áramütés súlyosságát leginkább befolyásoló tényezők:
Az emberi test bőrfelületének az impedanciája (ellenállása): elsősorban függ a feszültségszintjétől, a frekvenciától, a behatás idejétől, az érintkezés felületének a méretétől, az érintkezés nyomásától, a bőr hidratációjától, hőmérsékletétől, és a bőrtípustól. Az egykori elektrotechnika tanárom, azzal viccelődött neki még meg is kell az ujjait nyálazni, hogy érezzen egy kis bizsergést az akkor még 220V AC feszültségtől, amit még demonstrált is. Persze egy átlagembert azonnal súlyos áramütés ért volna. Az öreg dehidratált, bőrkeményedéssel teli és nikotin sárgított ujján a bőrfelületnek az impedanciája akkora volt, hogy csak olyan nagyon pici áram tudott megindulni, ami éppen csak átlépte az érzékelhetőség küszöbét, persze csak az ő esetében.
A szabványalkotók az emberi test ellenállását 1kohm-ban határozták meg.
Egy átlagember bőre közel sem rendelkezik ekkora impedanciával. És a bőrünk ellenállása sem mindig ugyanakkora. Például télen a mínuszokban sokkal szárazabb a bőrünk és ezért nagyobb ellenállással is rendelkezik, mint egy párás forró nyári napon megizzadt bőrfelület.
Az emberi test belső impedanciája (ellenállása): Az emberi test belső impedanciája az esetek többségében ohmosnak tekinthető. Értéke elsősorban az áram útjától és az érintkezés felületétől függ.
Az áthidalt potenciálkülönbség: Az a feszültségszint ami az áramot áthajtja az emberi szervezeten.
Az áram útja a szervezetben: Szintén nagymértékben befolyásolja az sérülés súlyosságát. Mindig kritikus kérdés az, hogy érint-e létfontosságú szerveket az áram.
15Hz -100Hz közötti váltakozó áram hatása az emberi szervezetre:
Az izmok görcsbe rándulása: A kb.: 10mA feletti áthaladó áram az izmokat stimulálja. Rosszabb esetben az alkart és az ujjakat mozgató izmok a stimulálás hatására, az ujjakat összezárja és az áldozat nem tudja elengedni az áramforrást.
Légzési nehézségek, légzés leállás: Ha az áram a légzést irányító izmokon keresztül halad, akkor az akaratlan összehúzódások megváltoztatják a normális légzési folyamatokat. Légzési nehézségek, illetve fulladás lehet a következmény.
Szívkamraremegés: A szív szintén izom, aminek a feladata talán mindenki számára nyilvánvaló. A szív dobogásának a ritmusát elektromos impulzusok irányítják. Például az EKG vizsgálaton is ezeket az impulzusokat monitorozzák. Amennyiben a külső forrásból származó bizonyos nagyságú áram halad át ezen az életben maradás szempontjából nélkülözhetetlen szerven, akkor az ütemet szabályozó impulzusokat elfedheti, és megzavarhatja a szívverésnek a ritmusát. Ha az áram mennyisége elegendő a szívkamraremegés kiváltásához, a szív és a vérkeringés leáll, aminek a következtében az áldozat hamar elveszti az eszméletét. Azért jelent rendkívüli veszélyt mert a jelenség állandósul, még annak ellenére is, ha már nem csatlakozik aktív részhez az illető. Ha nincs segítség a közvetlen közelben az áramütés végzetes.
Na most, hogy látjuk milyen könnyedén végezhet az emberrel az áram, nézzük meg, hogy milyen módokon jöhet létre az áramütés és milyen megoldásokat dolgoztak ki a szakemberek annak elkerülésének az érdekében.
Közvetlen érintés és közvetett érintés, azaz alap és hibavédelem:
a, A közvetlen érintés azt jelenti, hogy a berendezés vagy egy elektromos szerkezet aktív (üzemszerűen feszültség alatt lévő) részét megérintve áramütés jön létre. Ez a típusú áramütés rendszerint figyelmetlenség, alapvető szabályok be nem tartása, rendellenes fizikai behatás a szerkezetben/berendezésben, vagy emberi mulasztás következményeként jön létre.
b, A közvetett értés viszont azt jelenti, hogy a berendezés vagy egy elektromos szerkezet olyan szabadon érinthető része válik aktívvá, ami üzemszerűen nem lehetne feszültség alatt. Ezt a feszültség alá került részt megérintve áramütés jön létre. Ez a típusú áramütés a legtöbb esetben meghibásodás, pontosabban szigetelési hiba következménye.
Közvetlen érintés elleni védelem (Alapvédelem): Az aktuális szabványokban a közvetlen érintés elleni védelem (amúgy beszédes) kifejezést az Alapvédelem szó váltotta le, de a jelentése ettől még ugyanaz maradt. Az alapvédelmi intézkedéseknek a célja, hogy az üzemszerűen aktív (feszültség alatt lévő) részek közvetlenül történő megérintését megakadályozza.
Közvetett érintés elleni védelem (Hibavédelem): Az aktuális szabványokban a közvetett érintés elleni védelem kifejezést a Hibavédelem szó váltotta le, de a jelentése megmaradt. A hibavédelmi intézkedéseknek a célja, hogy meghibásodás következtében bekövetkező áramütéses baleseteket megakadályozza.
A háztartások esetében négy hibavédelmi módszer alkalmazható:
Táplálás önműködő lekapcsolása: Az alapvédelem az aktív részek alapszigetelésével, védőburkolatokkal van megoldva. Háromféle hálózat típust különböztetünk meg. A TN rendszereket (Nullázás), TT rendszert (Védőföldelés) és a többnyire ipari és egészségügyi területen alkalmazott IT (szigetelt, vagy nagy impedancián keresztül földelt) rendszert. Hibavédelem egyen potenciájú összekötéssel és a táplálás önműködő lekapcsolásával van megoldva. Az első érintésvédelmi osztályba sorolt készülékek a táplálás önműködő lekapcsolása hibavédelmi módot követelik meg.
Kettős vagy megerősített szigetelés: Ebben az esetben az alapvédelmet alapszigetelés biztosítja, és a hibavédelmet kiegészítő szigetelés látja el. A megerősített szigetelés olyan megoldás, ami önmagában, együttesen tudja biztosítani az alap és hibavédelmet.
Villamos elválasztás: Az alapvédelmet az aktív részek alapszigetelése, védőburkolatok biztosítják, hibavédelmet az áramkör földpotenciáltól és más áramköröktől történő villamos elválasztásával biztosítja. Vagyis a hibavédelem azon alapszik, hogy az elválasztott áramkör és a táplálótranszformátor földelt nullpontja, vagy a hálózat földpotenciálon lévő bármely pontja, vagy földpotenciálon lévő szerkezet között, nincs galvanikus kapcsolat. A villamos elválasztást, elválasztótranszformátor segítségével lehet megvalósítani.
SELV és PELV törpefeszültség: Ennek a módszernek biztonsági transzformátor vagy forgó áramátalakító segítségével létrehozott alacsony feszültségszint az alapja. Ez AC esetében maximum 50V-ot, DC esetében maximum 120V-ot jelent. A táplálóhálózat és a törpefeszültségű hálózat között nincs galvanikus kapcsolat.
Kiegészítővédelem áram-védőkapcsoló (RCD) alkalmazásával:
Az áram-védőkapcsolót (fi-relé) 10mA vagy 30mA névleges hibaáram-érzékenység mellett, mint kiegészítő alapvédelmi és hibavédelmi eszközként alkalmazzuk. 20A-nál nem nagyobb névleges áramú csatlakozóaljzatok esetében, és kültéren használt 32A-nál nem nagyobb névleges áramú mobilfogyasztók esetében, ha azokat szakképzetlen személyek használják, kötelező az áram-védőkapcsolót alkalmazni.