مخـــاطر الكهربـــاء

بسم الله الرحمن الرحيم
مخـــاطر الكهربـــاء ( الدنياميكية – الاستاتيكية ) والوقايـــــة منهـــــا


مخاطر الكهرباء ( الدنياميكية – الاستاتيكية ) الوقايـــة منهـــا :

تعتبر الكهرباء من أهم مصادر الطاقة والقوى المحركة فى العصر الحديث وهى تستخدم بكثره فى الصناعة وفى الكثير من الخدمات والأعمال اليومية .

ولقد كان للكهرباء فضل كبير فى الحد من حوادث وإصابات العمل التى كانت تنشأ من الأجهزة الميكانيكية والآلات التجارية وآلات الاحتراق الداخلى كما أنها قللت إلى حد كبير من مخاطر نقل الحركة بواسطة الأعمدة والسيور والتروس والكهرباء مصدر طاقة سهل النقل والتحويل والتوزيع وأجهزتها لا تأخذ حيزاً كبيراً ولا تحتاج لصيانة صعبة وهى أقل خطورة من أى مصدر طاقة آخر إذا كنا حذرين فى استخدامها واتخذنا الاحتياجات المناسبة، إلا أن أى تهاون أو تراخى فى الاحتياط يؤدى إلى حوادث جسيمة قد يتسبب عنها إصابة أو وفاة الأشخاص نتيجة الصعق أو الصدمة الكهربائية علاوة على تلف المهمات والمواد والآلات نتيجة احتراقها أو انفجارها .
* هناك نوعان من الكهرباء :
النوع الأول : وهو الكهرباء التيارية التى تتولد من المولدات الكهربائية أو البطاريات على شكل مستمر أو ذى ذبذبات متغيرة يسرى فى مسالك محددة كالأسلاك .

النوع الثانى : هو الكهرباء الاستاتيكية وهى التى تتولد نتيجة احتكاك بعض المواد وتتكون على شكل شحنات مختلفة تتراكم على أسطح هذه المواد حتى إذا زادت كميتها ولا مست موصلاً كهربياً وجدت سبيلها إلى تفريغ الشحنة وإذا تواجد فاصل بين القطبين حدثت شرارة كهربية بشدة تناسب كمية الشحنة التى تولدت من الاحتكاك وقد ينجم عنها اشتعال أو انفجار لما يقابل هذه الشرارة من مواد الاشتعال أو الانفجار .

ولكل من النوعين مخاطره – ولكن التحكم فى هذه المخاطر ليس صعباً ولا يكلف
كثير ولكن قلة الخبرة والتهاون والجهل بالأمور قد يسببا الهلاك سواء للإنسان أو
المواد أو الآلات وقد يكون الدمار للمنشأة هو النهاية .
الخواص الأساسية للكهرباء

أولاً - الكهرباء التيارية :

تتولد الكهرباء من مولدات خاصة تُدار بآلات الاحتراق الداخلى أو آلات بخارية
أو تربينات تعمل بالبخار أو الغاز أو من مساقط المياه، أو من بطاريات جافة أو
سائلة ثم تنتقل إلى أماكن استخدامها بواسطة أسلاك أو كابلات وتمر فى طريقها على
عدة مراحل تختلف حسب قوتها ونوعها .
التيار الكهربائى يسرى فى دوائر مغلقة وهذه الدوائر نوعان : دائرة التيار المستمر : ولها قطبان أحدهما موجب والثانى سالب ويسرى فيها التيار فى اتجاه واحد دائماً . دائرة التيار المتغير : وطرفيها أحدهما يكون فى لحظة قطباً سالباً والآخر يكون موجباً ثم ينعكس الوضع فيصير الطرف السالب موجباً والطرف الموجب سالباً لذلك سُمى بالتيار النتردد وتتراوح ذبذبة التيار المتغير أى تغيره سالب إلى موجب بين 50 – 60 ذبذبة أو تردد فى الثانية . 

يلاحظ فى التوصيل على شكل النجمة : أن الثلاثة أوجه توصل فى نقطة تعرف بنقطة التعادل التى توصل بالأرض . والمعمول به الأن فى تصميم المولدات أن يكون قوة ضغط التيار على الوجه الواحد فى نوعى التوصيل 220 فولت فلو أخذنا دائرة كهربية أحد طرفيها نقطة التعادل فى دائرة التوصيل بطريقة النجمة والطرف الثانى أحد الأوجه لكانت قوة ضغط التيار المار بها 220 فولت ولو أخذنا دائرة كهربية أحد طرفيها هو أحد الأوجه وطرفها الثانى طرف وجه آخر لكانت قوة ضغط التيار المار بها مساوية لـ 3 مضروبه فى ضغط الوجه الواحد أى مساوياً لـ 380 فولت . أما فى حالة التوصيل على شكل دلتا :  فقوة ضغط التيار بين كل وجه وآخر لا يمكن تغييره عن 220 فولت إلا عن طريق محولات الضغط العالى أو الضغط المنخفض . ولذا يفصل فى حالات كثيرة استخدام طريقة على شكل النجمة وبالأخص فى تشغيل المحركات الكهربائية التى بتيار ذى ضغط 380 حتى لا تكون هناك حاجة لاستخدام محولات . ولو أن هناك خطراً فى هذا النوع من التوصيل إذا لمس الإنسان طرف وجه واحد وهو واقف على الأرض دون وجود ما يعزله فتكمل الدائرة الكربية فى جسمه والتى تكون الأرض أحد قطبيها .
انتقال الكهرباء :  تنتقل الكهرباء من المولدات إلى مصادر استخدامها بواسطة أسلاك أو كابلات إما أن تكون أسلاك هوائية معلقة فى عوازل مثبتة على أبراج ( صوارى ) أو كابلات أرضية ولكل من النوعين مميزاته ومساوئه . فالأسلاك الهوائية عرضه للتلف من العوامل الجوية الطبيعية أو عرضه للقطع وهنا يمكن الخطر الداهم عندما تسقط هذه الأسلاك ولهذا يفصل استخدامها فى الأماكن البعيدة عن العمران والغير مأهولة بالسكان وتوصل بأسلاك فرعية إلى أماكن استخدام الكهرباء . ومميزاتها هى امكان تحديد مكان القطع أو الخطأ بمجرد حدوثه لوجود الأسلاك مكشوفة والكابلات الأرضية أكثر أماناً كما أنها بعيدة عن التأثير بالعوامل الجوية الطبيعية وقد كانت هناك صعوبة فى تحديد مكان القطع أو الخطأ إذا حدث للكابلات الموضوعة تحت الأرض، ولكن أمكن التغلب على ذلك باستخدام المجسات وهى تعمل بنظام أتوماتيكى وهذا النوع من الكابلات يستخدم لنقل القوى الكهربائية داخل المدن .
المحولات الكهربائية  التيار الكهربائى يصدر عن المولدات الكبيرة تحت ضغط عالى وفى منطقة استخدام الكهرباء تحول هذه الطاقة إلى تيار ذى ضغط مناسب للعمل الذى ستستخدم فيه بواسطة المحولات كذا تستخدم المحولات فى تحويل الضغط المنخفض إلى ضغط عالى فى بعض الحالات . لوحات التوزيع  نظراً لتعدد استخدامات الكهرباء فى مكان العمل الواحد وحتى يمكن التحكم فى فصل أو توصيل التيار الكهربائى لكل وحدة عمل أو جهاز على حده وللحاجة فى قياس قوة وشدة التيارات المارة لاختلاف استخداماتها كان من الضرورى استخدام لوحات لتوزيع التيار يوصل إليها كابلات حمل التيار الخارج من المحول ثم يجرى توزيعه على وحدات العمل بواسطة العمل أسلاك أو كابلات فرعية صادره عن هذه اللوحة، كما يركب عليها عدادات القياس الخاصة ببيان ضغط التيار وشدته وكمية المستهلك منه وعليها يمكن وضع مفاتيح التوصيل والقطع عن كل وحده من وحدات العمل .
ثانياً - الكهرباء الاستاتيكية أو الكهرباء الاحتكاكية :  عند احتكاك مادتين مختلفتين أحداهما أو كلاهما غير موصله للكهرباء أو عند تلامس أحداهما بالأخرى ثم انفصالها عنها وتكرار ذلك تتولد شحنات استاتيكية على كل منهما أو على أحداهما وتتراكم الشحنات على الأسطح المعزولة عزلاً تاماً . من أمثلة ذلك : 1- حركة السيور المصنوعة من الجلد أو المطاط على الطارات أو الطنابير المعدنية أو الخشبية . 2- أثناء مرور أتربه بعض المواد الناعمة مع الهواء خلال الأنابيب أو المواسير . 3- حركة بعض السوائل فى المستودعات أو فى المواسير أو عند ملئ أو تفريغ  المستودعات أو الأوانى . 4- أثناء مرور بعض الغازات أو الأبخرة فى أنابيب أو مواسير أو خراطيم . 5- حركة الورق على السلندرات الكاوتشوك أو احتكاك الأقمشة أو السليلوز أو  البلاستيك أو الكتان وكثير غيرها . 6- احتكاك بعض أنواع الأقمشة على جسم الإنسان .
تجمع الشحنات الكهربائية :  تتراكم الشحنات الكهربائية الاستاتيكية على الأسطح المعزولة عزلاً تاماً وفى الجو الجاف وتتوقف كمية هذه الشحنات على ما يأتى : 1- معدل تولد الشحنة الاستاتيكية وهذه تتوقف على أنواع المواد وسرعة الحركة بينها . 2- سعة الجسم المعزول الذى يتجمع عليه الشحنة . 3- مقاومة مرور وتجمع الشحنات . 4- نسبة رطوبة الجو المحيط بالمواد فكلما زادت نسبة الرطوبة عن 60% قلت كمية الشحنة المتجمعة حيث تعمل الرطوبة كموصل وتساعد على تفريغ . انتقال الشحنات الاستاتيكية :  قد يصل تراكم الشحنات الاستاتيكية إلى قوة ضغط عالية قد تصل فى بعض الأحيان إلى أكثر من 10.000 فولت فى الجو الجاف وعند ملاقاتها لأى موصل تسرى فيه – فإذا اقتربت شحنة موجبة من شحنة سالبة تحدث شرارة تعبر المسافة بين القطبين .
مخاطـــــر الكهربـــــاء
مخاطر الكهرباء لها شقين : الأول : تأثيرها على الإنسان بحدوث الصدمات الكهربائية والصعق الكهربائى . الثانى : تأثيرها على المواد بحدوث الحرائق والانفجارات . أولاً - أثر الكهرباء على الإنسان : يتوقف تأثير الإنسان من الكهرباء على العوامل الآتية : 1- كمية التيار المار فى جسم الإنسان، وتتوقف شدة التيار المار على قوة ضغط التيار ( الفولت ) ومقاومة الجسم : فكلما زاد الفولت زادت شدة التيار وكلما زادت مقاومة الجسم قلت شدة التيار السارية فيه . 2- حالة جلد الإنسان : فكلما كان الجلد جافاً كانت مقاومته كبيرة وبالعكس إذا كان الجلد رطباً أو مبللاً قلت مقاومته ووجد التيار طريقة للوصول إلى الدم وخلايا الجسم، كذا وجد الجروح بالجلد تقلل مقاومته .3- العضو الذى يمر به التيار : فيختلف أثر الكهرباء على الإنسان حسب حيوية الجزء الذى يسرى فيه التيار من الجسم فلو مر التيار فى أحد الأطراف مثل من أصبع إلى أصبع آخر فى نفس اليد يكون أثره بسيط لا يتعدى الرعشة أو الحروق حسب شدة التيار وبالعكس إذا مر التيار بسيط على مركز الجهاز العصبى أو على القلب أو على جزء حيوى من أجزاء الجسم قد يؤثر تأثيراً خطيراً على حياة الإنسان وقد اثبتت التجارب أن تيار متغير شدته 1/10 أمبير إذا مر عضو حيوى كالقلب يؤدى إلى الوفاه .
4- مدة سريان التيار فى الجسم : فكلما زادت مدة الملامسة أو التعرض أو سريان التيار فى الجسم الإنسان زاد أثر الكهرباء عليه فقد تزداد شدة الحروق التى تصيبه وبذلك تضعف مقاومة المنطقة المحترقة من الجلد ويؤدى ذلك إلى سهولة سريان التيار إلى الدم وخلايا الجسم وتزداد شدة الصدمة . 5- نوع التيار المار : فالتيار المستمر أقل تأثيراً من التيار المتغير المتساوى معه فى الشدة . 6- عدد الذبذبات بالنسبة للتيار المتغير : فكلما زادت ذبذبات التيار قلت خطورته ويأخذ التيار الكهربائى مساره فى الجسم مع الدم وليس الأعصاب لأن الأعصاب مكونة من مواد دهنية رديئة التوصيل للكهرباء بينما الأملاح الموجودة فى الدم تجعله جيد التوصيل لها .
الجدول التالى يبين تأثير المقادير المختلفة لشدة التيار على الإنسان
وتتوقف كمية التيار المار فى جسم الإنسان على مقدار مقاومة الجسم وعلى الأخص الجلد عند نقطة دخول التيار ونقطة خروجه وعلى درجة عزل الجسم عن الأرض، وعندما يكون الجلد جافاً تتراوح مقاومته بين مائة ألف أوم وستمائة ألف أوم، وذلك يتوقف على سمك الجلد وعلى درجة الحرارة التى يعمل بها الشخص فإرتفاع درجة الحرارة تزيد من إفراز الجسم للعرق الذى يجعل الجلد رطباً وبذلك تقل مقاومته لمرور التيار وقد تصل إلى حوالى ألف أوم، وإذا كان الجلد متشققاً أو مجروحاً تنخفض المقاومة حتى تصل إلى مئات قليلة من الأومات والجدول التالى يبين مقاومة جسم الإنسان فى حالاته المختلفة وعلى حسب نقطة دخول وخروج التيار .
طبقاً لقانون أوم ( شدة التيار = فرق الجهد / المقاومة ) * إذا تعرض شخص تحت الظروف العاديةلتيار ذو ضغط 110 فولت وجلده أى مقاومته حوالى مائة ألف أوم وكان يقف على أرضية من الخشب العازل عن الأرض يكون التيار المار بجسمه = 110 / 100.000 = 0.0011 أمبير [ أى واحد مللى أمبير حيث لا يصيبه بضرر ] . * ولكن عندما يكون جلد الشخص رطباً أى أن مقاومته ألف أوم وذلك نتيجة افرازه للعرق أو كان الشخص واقفاً على أرض رطبة أو مبللة تصبح قيمة شدة التيار بجسمه = 110 / 1000 = 0.11 أمبير [ أى أكثر من مائة مللى أمبير وهى أكثر مما يتسبب عنه الوفاء ] .
الإصابات التى يتعرض لها الإنسان من الكهرباء : 1- الصدمات الكهربائية :  وتكون هذه الصدمات أقل خطراً إذا لم يمر التيار الكهرائى فى خلال أو بقرب المراكز العصبية أو الأعضاء الحيوية أما إذا سرى التيار فى أحدهذه الأعضاء تعرض المصاب للحالات المبينة بالجدول السابق . 2- الحروق :  وتختلف فى شدتها ابتداء من الحروق البسيطة التى تنشأ من التيارات الضعيفة إلى الحروق الشديدة الناتجة من التيارات الكهربائية ذات الضغط العالى والتى تؤدى إلى إبادة جميع طبقات الجلد وتشمل مساحة كبيرة منه أى أننا قد نجد الحروق فى أى درجة من درجاتها الثلاث : - حروق الدرجة الأولى : عبارة عن احمرار الطبقة السطحية بالجلد فقط والإحمرار فى هذه الحالة يكون مصحوباً بألم أما الجلد فهو جاف فى مظهره وهناك مبادئ أو استعداد لتكوين فقاعات . - حروق الدرجة الثانية : وفى هذه الحالة يتشقق الجلد . - حروق الدرجة الثالثة : وفيها يحدث تهتك لجميع الأنسجة بما فيها العضلات والأعصاب والعظام .
3- انبهار العين :  يتسبب انبهار العين أثر الصدمة الكهربية على العين فتحدث عتامة فى عدستها أما كنتيجة مباشرة لدخول التيار أو كمضاعفات عقب الصدمة فتحدث العتامة فى الحالة الأولى فى مكان دخول التيار أما فى الحالة الثانية فتحدث العتامة فى الغشاء الأمامى للعدسة ويؤدى تعرض العين إلى ومضات الكهرباء إلى التهابات العين نتيجة تقليل مقاومتها للميكروبات .

طرق الوقاية من مخاطر الكهرباء

ما يجب مراعاته بالنسبة لبعض الأجهزة والأدوات المستعملة فى التوصيلات الكهربائية
تـم بحمـد الله...