6-2.3. Oddziaływanie prądu elektrycznego na organizm ludzki

6-2.3.5. Urazy spowodowane łukiem elektrycznym

Łuk elektryczny albo wyładowanie łukowe jest to wyładowanie elektryczne w gazie (np. w powietrzu) o bardzo dużej wartości gęstości prądu (od 10 A/m2 do 100 kA/m2). Łuk elektryczny powoduje jonizację gazu i termoemisję elektronów. Wskutek tego występuje strumień plazmy o bardzo dużej temperaturze (10000 ÷ 20000 K).

Powstaje ciśnieniowa fala uderzeniowa, wywołana gwałtownym nagrzaniem się powietrza wzdłuż łuku, której siła uderzeniowa może osiągać wartość kilkudziesięciu kiloniutonów. Podczas łuku elektrycznego wytwarzane jest promieniowanie podczerwone (o długości fali 780 ÷ 4000 nm) i nadfioletowe (200 ÷ 380 nm).

Łuk elektryczny może wystąpić podczas zwarć w urządzeniach elektrycznych bądź wskutek braku ostrożności lub błędów człowieka, np. podczas przerywania obwodów elektrycznych w szczególności wysokiego napięcia.

Łuk elektryczny powoduje urazy wskutek:

  • działania fali uderzeniowej,
  • oddziaływania termicznego i termiczno-mechanicznego,
  • promieniowania nadfioletowego i podczerwonego,
  • wystąpienia tzw. rażenia skojarzonego (6-2. slajd 11).

 (6-2. slajd 13)

6-2. slajd 11

Zagrożenie spowodowane oddziaływaniem łuku elektrycznego

(rysunki: 22-23)

Rys. 22.

Rys. 23 

Łuk elektryczny może powodować następujące urazy:

  • uszkodzenia ciała odłamkami zniszczonych urządzeń elektrycznych lub wskutek upadku,
  • oparzenia ciała, których rozległość i głębokość są zależne od gęstości energii cieplnej łuku: I stopnia - przy gęstości energii 10 J/cm2, II stopnia - 20 J/cm2, III stopnia - 40 J/cm2,
  • uszkodzenia siatkówki oka, z powodu wzrostu temperatury płynu soczewkowego,
  • metalizację nieosłoniętych części ciała oraz uszkodzenia rogówki oka, wywołane roztopionymi, gorącym cząstkami metali i materiałów izolacyjnych, unoszonymi gorącym strumieniem gazów,
  • uszkodzenia rogówki oka na skutek promieniowania nadfioletowego,
  • ogrzanie płynu soczewkowego oka na skutek promieniowania podczerwonego,
  • rozległe oparzenia, a nawet spalenia kończyn i innych części ciała ludzkiego, często kończące się śmiercią na skutek rażenia skojarzonego (prąd łuku elektrycznego przepływa przez ciało ludzkie). Rażenia skojarzone zdarzają się w stacjach elektroenergetycznych wysokiego napięcia, gdy człowiek zbliży się do urządzenia elektroenergetycznego na odległość, przy której możliwe jest przebicie warstwy izolacyjnej powietrza. Wtedy następuje wyładowanie iskrowe, które inicjuje wystąpienie łuku elektrycznego pomiędzy tym urządzeniem i najbliższą od urządzenia częścią ciała ludzkiego.