من يكهرب .. التيار ام الجهد؟؟ وطرق الحماية

من يكهرب التيار ام الجهد؟؟ وطرق الحماية:

الجهد والتيار كلاهما يشكل خطر على الانسان ويكمن الخطر أساسا في التيار حيث أن جسم الإنسان يتحمل قيمة بسيطة من التيار (تقريبا 100 ملي أمبير = 0.1 امبير قد تقتل). أما فيما يخص الجهد فهي المسوؤلة عن مقدار التيار المار في الجسم مقدار الجهد الذي قد يسبب خطر على الانسان يعتمد بالدرجة الاولى على مقاومة جسم الانسان ولكن تتراوح تقريبا للانسان البالغ بين 50 الى 60 فولت ويعتمد ايضا على مسار التيار الذي سوف يمر في الجسم والزمن. فإذا كان الإنسان مبلل بالماء او جسمه رطباً مثلا تنخفض مقاومته بشكل كبير فيزيد مقدار التيار الذي سوف يمر في جسمه بشكل خطير.

ملاحظة :

إن مرور تيار بجسم الإنسان يصل حتى (30 ميلي أمبير ) يؤدي الى ارتعاش وتقلص في العضلات ولا يشكل خطراً على الجسم وغير مميت (وذلك حسب طبيعة الجسم والعمر وحالة الشخص وغيرها من الشروط), أما إذا زادت قيمة التيار أكثر من (30 ميلي أمبير) فانه يصبح خطراً على جسم الانسان ويصبح مميتاً إذا بلغت قيمته (80 ميلي أمبير) أو أكثر.

حيث يشكل الانسان بلمسه للكهرباء مع الارض دارة كهربائية متكاملة ومقاومة الانسان تمثل المقاومة الكهربائية حسب قانون اوم.

قانون اوم :                         V=I.R

V: الجهد

I: التيار

R: المقاومة

مثال عملي:جهد 220 فولت يتعرض له انسان مبلل (نفترض ان مقاومته 2200 أوم) >> قيمه التيار المار بجسمه حسب قانون أوم تساوي 100 ملي أمبيرفهي تشكل خطر على حياة الانسان
جهد 380 فولت يتعرض له انسان جاف (نفرض مقاومته 3.8 ميجاأوم) >> قيمه التيار المار بجسمه حسب قانون أوم تساوي 0.1 ملي أمبير لا تشكل خطر على حياته
ملاحظة : 

• الانسان المبلل مقاومته اقل لان الماء يساعد على نقل التيار الكهربائي
• أرقام المقاومة أعلاه لمجرد التوضيح فقد و ليست بالضرورة صحيحة و لذلك لا تحول لمس أي مصدر جهد كهربائي مهما كانت الظروف (و قد أعذر من أنذر).

ليست الفولتية العالية دائما خطرة. هل سبق لك أن تكهربت من لمس مقبض الباب بعد المشي على بعض أنواع السجاد أو لاحظت بعض الشرار يتطاير عند خلع بعض الملابس. هذا نتيجة الكهرباء الساكنة والتي قد تصل إلى عدة كيلو فولت. لكن خطرها عادة محدود لعدة أسباب منها قله كمية الشحنات والزمن القليل الذي تلامس فيه جسم الانسان.

في ما يخص بطارية السيارة (أو أي بطارية أخرى) او الجهد المستمر فقيمة التيار المبين عليها يدل على مقدار التيار الذي بإستطاعة البطارية توفيره في ظروف العمل الطبيعية لكن قيمة التيار المسحوب تعتمد على الحمل ومقاومته حسب قانون أوم.

مثلا بطارية السياره (12 فولت, 60 امبير) و أخرى (12 فولت, 120 امبير)ر ليس بينهما أي فرق ما دام تيار الحمل أقل من ( 60 امبير) لكن إذا احتاج الحمل لتيار أكبر من ( 60 امبير) فإن البطارية الأولى لا يمكنها تامين هذا التيار لأن مقاومتها الداخلية تعمل على تحديد التيار و قد ترتفع حرارتها بشكل كبير عند محاولة تحميلها فوق قدرتها.

ملاحظة: لايمكن اعطاء قيمه ثابته لجسم الانسان لانها تختلف من انسان لاخر وايضا تختلف من وقت لاخر في نفس الجسم وذلك اعتمادا على كمية السوائل في الجسم وطبيعه العازل بينه وبين الارض.

حماية الأشخاص من التكهرب

يتعرض أحيانا بعض الأشخاص في المنازل والفنادق والمسابح إلى التكهرب (الصدمة الكهربائية) من خلال ملامستهم سلكاً ناقلاً للتيار الكهربائي أو جهازاً كهربائياً حصل خلل في عازلية أسلاكه او اي خطأ اخر, ونتيجة لذلك يمر التيار الكهربائي في جسم الإنسان وتتوقف خطورته على شدة هذا التيار كما ذكرنا سابقا, وشدة التيار تعتمد على الجهد ومقاومة جسم الانسان, فعندما يكون الجسم معزولا عن الأرض تماما فان المقاومة ستكون كبيرة جداً وبالتالي لا يمر التيار عبر الجسم, أما إذا كان الجسم ملامسا للأرض مباشرة او مقاومته صغيرة فان المقاومة تكون صغيرة وفي حال وجود رطوبة عالية فان المقاومة تصبح صغيرة جداً وبالتالي يمر بالجسم تيار كبير.

إن القواطع الكهربائية العادية (الحرارية – الحرارية المغناطيسية – الفيوزات ) هي ضرورية لفصل التيار في حالة الحمولة الزائدة (Overload)  أو حالة القصر (Short ) بين الفازات أو بين الفازات والنيوترال ولكنها لا تستطيع القيام بفصل التيارات الصغيرة مثل 80 ميلي امبير والتي يمكن أن تمر في جسم الإنسان نتيجة لملامسته سلك كهربائي، لذلك كان التفكير في إيجاد وسيلة لمنع مرور تيار في جسم الإنسان الذي يشكل خطرا عليه, لذا تم استخدام قاطع تيار التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي) والذي يقوم بفصل التغذية عن الدارة مباشرة عند حدوث أي تماس من قبل الأشخاص أو عند تسريب في التمديدات وأجسام الاجهزة الكهربائية.

مبدأ عمل القاطع التفاضلي:

يعتمد القاطع التفاضلي على مقارنة قيم التيارات في كل من الفاز والنيوترال (في الشبكة أحادية الفاز) أو بين التيارات المارة في الفازات الثلاثة والنيوترال (في شبكة ثلاثية الفازات ) ,وعند وجود اختلاف بين تلك القيم فيعطي امراً بالفصل مباشرة.
يتألف القاطع التفاضلي (أحادية الفاز) من محولة حلقية ملفوف عليها وشيعتان متساويتان تماما بعدد اللفات ومقطع الناقل (تمثل الدارة الابتدائية للمحول ) حيث يمر في الوشيعه الأولى تيار الفاز وفي الوشيعه الثانية تيار النيوترال, بالإضافة إلى وشيعة ثالثة (تمثل الدارة الثانوية للمحول) ذات عدد لفات تتناسب حساسية القاطع, أما في القاطع التفاضلي (شبكة ثلاثية الفازات) فانه يتكون من أربع وشائع في الدارة الابتدائية لكل من الفازات الثلاثة والنيوترال ووشيعة واحدة تمثل الدارة الثانوية للمحول.

وفي أحوال التشغيل الطبيعية فان تيار الفاز وتيار النيوترال متماثلان في القيمة ومتعاكسان في الاتجاه وبالتالي فان الأثر المغناطيسي للاول سوف يلغي الأخر والمحصلة ستكون معدومة (صفر) ولن يتحرض أي توتر في الملف الثانوي للمحول الثانوي التفاضلي, أما في حال حدوث عطل فانه سيحصل فرق بين تيار الفاز وتيار النيوترال ويؤدي ذلك الى نشوء تحريض وتوتر على الملف الثانوي الذي يؤدي  بدوره الى إعطاء أمر لفصل القاطع التفاضلي.
وتتميز القواطع التفاضلية بقيم تياراتها الاسمية التي تحدد قيمة فرق التيار الأعظمي بين الفاز والنيوترال المسموح مروره ضمن القاطع دون إحداث أية أضرار فيه (اي الحساسية), لذلك من الضروري الانتباه إلى أن مهمة القاطع التفاضلي في الدارة هو لحماية الأشخاص من التكهرب وليست الحماية من زيادة الحمل أو القصر وبالتالي فانه من الضروري تركيب قواطع آلية (حرارية – مغناطيسية ) أو فيوزات على أن تكون تياراتها الاسمية مساوية أو أقل من التيار الاسمي للقاطع التفاضلي المتصل معه على التسلسل وذلك للحفاظ على تماسات القاطع التفاضلي من الإجهاد الحراري.

إن وجود نظام التأريض في المباني هو لحماية الأشخاص من التكهرب نتيجة لملامستهم جهاز كهربائي فيه ماس داخلي ولكنه لا يقوم بحماية الأشخاص من حوادث التكهرب من جراء ملامستهم بشكل مباشر للأسلاك الكهربائية الغير معزولة, ومن ناحية أخرى فان نظام التأريض يقوم بهدر القدرة الكهربائية الناتجة عن وجود تسريب في التمديدات أو الآلات بدون أن نعلم أن هناك تسريب بينما وجود القاطع التفاضلي يبين لنا أن هناك تسريب لانه يفصل التيار عن الدارة الكهربائية, نستنتج من ذلك بأنه يجب استخدام القاطع التفاضلي إضافة الى نظام التأريض واذافة الى القواطع (حرارية – مغناطيسية ).

ويوجد أنواع من القواطع التفاضلية حسب درجة حساسيتها والتي يجب الانتباه لها عند شراءها وعادة يتم تركيب قواطع بحساسية عالية جدا (10ميلي أمبير ) وتستخدم في (المسابح والحمامات و…) وقواطع ذات حساسية عالية (30ميلي أمبير) تستخدم في المنازل والفنادق والمدارس وغيرها

عوامل الاضابة بصدمه كهربائية: 

1- شدة التيار ( الأمبير ) : هو العامل الاساسي الذي يحدد شدة الصدمة الكهربائية فكلما زادت شدة التيار (الأمبير) التي تمرت في جسم الإنسان زادت خطورة الإصابة الكهربائية
2- جسم الإنسان : من المعروف أن التيار الكهربائي يأخذ المسار الأقل مقاومة وتختلف مقاومة كل شخص عن الآخر وأجزاء الجسم المختلفة تتفاوت في مقاومتها الكهربائية وتكون الإصابة أكثر خطورة إذا مر التيار بالقلب والدماغ (300 ملي أمبير لجزء من الثانية قد تؤدى للوفاة).
3- الفترة الزمنية للصدمة الكهربائية : كلما زاد وقت تعرض المصاب لسريان التيار الكهربائي زادت شدة الإصابة وخطورتها وحيث أن صعوبة التعرض للصدمة الكهربائية هو عدم تمكن المصاب من التخلص من مصدر التيار (خاصة في حالة الجهد المنخفض) مما يزيد وقت التعرض للتيار الكهربائي .