IEC 60479 serien IEC 60479 består av følgende deler under den generelle tittel Virkninger av strøm på mennesker og husdyr Del 1: Generelle forhold Del 2: Spesielle forhold Kapittel 4: Virkninger av vekselstrøm med frekvenser over 100 Hz Kapittel 5: Virkninger av spesielle bølgeformer av strøm Kapittel 6: Virkninger av ensrettede enkeltimpulsstrømmer av kort varighet Del 3: Virkninger av strømmer gjennom kroppene av husdyr Del 4: Virkninger av lynnedslag på mennesker og husdyr
Utarbeidelse IEC 60479-1 Del 1 er en elektroteknisk spesifikasjon utarbeidet av IEC teknisk komité 64: Elektriske installasjoner og beskyttelse mot elektrisk sjokk. NK64 besluttet å få dokumentet oversatt til norsk for å: få frem et enhetlig norsk begrepsapparat gjøre den best mulig tilgjengelig for alle som arbeider med elsikkerhet i Norge
Referansedokument NEK IEC 60479-1 har status som grunnleggende sikkerhetspublikasjon og den er et grunnleggende referansedokument for en rekke elektrotekniske normer som spesifiserer beskyttelsestiltak mot elektriske sjokk Eksempler: Utforming av høy- og lavspennings jordingssystemer i FEF 2006: FORSKRIFT OM ELEKTRISKE FORSYNINGSANLEGG MED VEILEDNING NEK 400 Elektriske lavspenningsinstallasjoner NEK 440 Stasjonsanlegg over 1 kv NEK 445 Luftledninger over 1 kv
Terskel for ventrikkelflimmer NEK IEC 60479-1 omhandler terskelen for ventrikkelflimmer som er den viktigste dødsårsaken på grunn av strøm gjennomgang i kroppen. Analyse av ny forskning hvor hjertefysiologi og terskelen for ventrikkelflimmer er sett i sammenheng, har gitt en forbedret forståelse av virkningen de viktigste fysikalske parametre og da spesielt varigheten av strømgjennomgangen Ved strømgjennomgang i kroppen er det strømmens bane gjennom kroppen, strømmens størrelse og strømmens varighet som definerer terskelen for ventrikkelflimmer.
Sinusknuten - hjertets pacemaker Hjertets syklus (EKG)
Trigging av ventrikkelflimmer Ventrikkelflimmer EKG Blodtrykk
Dataunderlag Dataunderlaget for å vurdere terskel for ventrikkelflimmer er basert på: hovedsakelig fra eksperimenter på dyr tilgjenglige informasjon fra kliniske observasjoner få eksperimenter med strømsjokk på mennesker Data for kroppsimpedans er hovedsakelig basert på: måling av kroppsimpedans for 10 personer ved 25 V måling av kroppsimpedans for spenninger i området 25 V 200 V er målt på en person måling av kroppsimpedans for spenninger over 200 V er målt på avdøde personer Verdiene som fremkommer er så konservative at de kan benyttes for normale personer inklusive barn uavhengig av alder og vekt.
EKSEMPEL: Klassisk problemstilling ved bygging av kraftledninger Overslag til travers med strøm fase - jord 1. Hvis en påkjennes av elektrisk sjokk, hva er grenseverdiene for at en person skal unngå ventrikkelflimmer? 2. Hvordan skal kravene formuleres hensiktsmessig? I j 3. Hvordan skal en oppnå at grenseverdiene ikke overskrides? U b
Hvordan beregne strømgjennomgang i menneskekroppen? Ohms lov gjelder: U =Z I eller I = U Z Spenningen som kroppen utsettes for er berøringsspenningen, (dvs spenningen mellom berøringspunktene) og impedansen er kroppsimpedansen for den aktuelle strømbanen (I dette tilfellet fra venstre arm til begge føtter som er referansetilfellet ved angivelse av terskel for ventrikkelflimmer)
Kroppsimpedansen Hva består den av? Hvilke verdier (ohm) kan vi regne med? Z s1 Z i Z T Z s2 IEC 980/05 Z i Z s1, Z s2 Z T indre impedans hudens impedans total impedans
Kroppsimpedansen avhenger av en rekke forhold Kompliserende faktorer: Huden struktur består av små ledende porer og halvisolerende lag. Dette gjør at huden beskrives av at nettverk av resistanser og kapasiteter. I praksis bidrar dette til at hudimpedansen avhenger av: spenning frekvens varighet av strømgjennomgang berøringsflate kontakttrykk hudfuktighet og type temperatur hudtype Hudimpedansen synker når strømmen økes
Endringen av menneskelig hud som funksjon av strømtetthet i T og varighet av strømmen Forklaring: Sone 3 = forkulling av hud Sone 2 = strømmerker Sone 1 = huden blir rød Sone 0 = Ingen virkning
Total kroppsimpedans som funksjon av spennig (Pr i dag beste tilgjengelige kunnskap) 1 Tørre forhold 2 Ferskvannsvåte 3 Saltvannsvåte hånd til hånd store berøringsflater (100 cm 2 ) 50% verdier
Total kroppsimpedans som funksjon av spennig for veksel og likestrøm tørre forhold hånd til hånd store berøringsflater (100 cm 2 ) 50% verdier 1 kroppsresistans R T for likestrøm. 2 kroppsimpedans Z T for vekselstrøm
1,3 10,0 Hvordan er impedansen fordelt i menneskekroppen? 3,9 3,3 6,9 9,9 6,1 10,9 5,2 1,8 26,4 8,0 5,1 8,7 3,6 14,1 3,3 32,3 IEC 981/05
Forenklet fordeling av kroppens delimpedanser Z ip /5 Z ip Z ip Z ip Z ip IEC 982/05
Grenseverdistrøm ved forskjellige strømbaner I h I ref F Hjertestrømfaktoren tillater beregning av strømmer I h gjennom andre baner enn fra venstre hånd til føtter, som representerer den samme fare for ventrikkelflimmer som den som korresponderer til I ref fra venstre hånd til føtter
Hjertestrømfaktor F for forskjellige strømbaner Strømbane Venstre hånd til venstre fot, høyre fot eller begge føtter Begge hender til begge føtter Venstre hånd til høyre hånd Høyre hånd til venstre fot, høyre fot eller begge føtter Rygg til høyre hånd Rygg til venstre hånd Bryst til høyre hånd Bryst til venstre hånd Sete til venstre hånd, høyre hånd eller til begge hender Venstre fot til høyre fot Hjerte-strøm faktor F 1,0 1,0 0,4 0,8 0,3 0,7 1,3 1,5 0,7 0,04
Konvensjonelle tid/strøm soner for vekselstrøm venstre hånd - føtter
Tid/strøm soner for 15-100 Hz vekselstrøm Soner Grenser Fysiologiske virkninger AC-1 AC-2 AC-3 Opp til 0,5 ma kurve a 0,5 ma opp til kurve b Kurve b og høyere Det er mulig å føle strømmen, men vanligvis ingen umiddelbar muskelreaksjon Føling av strøm og ufrivillig muskelsammentrekning sannsynlig, men vanligvis ingen skadelige elektriske fysiologiske virkninger Kraftige, ufrivillige muskelsammentrekninger. Vansker med å puste. Reversible forstyrrelser i hjertefunksjonen. Ubevegelighet (lammelse) kan inntreffe. Virkningene øker med strømmens styrke. Vanligvis oppstår ikke organiske skader.
Tid/strøm soner for 15-100 Hz vekselstrøm bane venstre hånd - føtter Soner Grenser Fysiologiske virkninger AC-4 1) Over kurve c1 c1-c2 c2-c3 Fysiologiske skadevirkninger som hjertestans, pustestans og brannsår eller andre celleskader kan inntreffe. Sannsynlighet for ventrikkelflimmer øker med strømmens styrke og varighet. AC-4.1 Sannsynlighet for ventrikkelflimmer øker opp til omtrent 5 % AC-4.2 Sannsynlighet for ventrikkelflimmer opp til omtrent 50 % AC-4.3 sannsynlighet for ventrikkelflimmer over 50 % Over kurve c3 1) For varigheter av strømmen under 200 ms, blir ventrikkelflimmer bare initiert innenfor den sårbare perioden hvis den relevante terskel er passert. Med hensyn til ventrikkelflimmer, viser figuren virkninger av strøm som flyter fra venstre hånd til føtter. For andre strømbaner må hjertestrømfaktoren tas i betraktning.
Konvensjonelle tid/strøm soner for likestrøm venstre hånd føtter langsgående oppover rettet strømbane
Tid/strøm soner for likestrømbane hånd til føtter Soner Grenser Fysiologiske virkninger DC-1 DC-2 DC-3 Opp til 2 ma kurve a 2 ma opp til kurve b Kurve b og høyere Lett prikkende følelse er mulig når strømmen sluttes, brytes eller endres raskt Ufrivillige muskelsammentrekninger er mulig, spesielt når strømmen sluttes, brytes eller endres raskt, men vanligvis ingen skadelige elektriske fysiologidke virkninger Kraftige ufrivillige muskelreaksjoner og reversible forstyrrelser ved dannelse og ledning av impulser i hjertet kan inntreffe, og dette øker med økende strømstyrke og varighet. Vanligvis forventes ikke organisk skade
Soner Grenser Fysiologiske virkninger DC-4 1) Tid/strøm soner for likestrømbane hånd til føtter Høyere enn kurve c1 c1-c2 c2-c3 Over Skadelige fysiologiske virkninger kan inntreffe, som hjertestans, pustestans, og brannsår eller andre selleskader. Sannsynlighet for hjerteflimmer øker med økende strømstyrke og varighet DC-4.1 Sannsynlighet for ventrikkelflimmer økende opp til omtrent 5 % DC-4.2 Sannsynlighet for ventrikkelflimmer opp til omtrent 50 % DC-4.3 Sannsynlighet for ventrikkelflimmer over kurve c3 50 % 1) For varigheter av strømmen under 200 ms, blir ventrikkelflimmer bare initiert innenfor den sårbare perioden hvis den relevante terskel er passert. Med hensyn til ventrikkelflimmer, viser figuren virkninger av strøm som flyter i banen fra venstre hånd til føtter og for oppoverrettet strøm. For andre strømbaner må hjertestrømfaktoren tas i betraktning.
Virkninger av likestrøm sammenlignet med vekselstrøm Ved langevarig strømgjennomgang er forskjellen mellom terskel for ventrikkelflimmer størst Ved 10 s har vi 50% sannsynlighet for ventrikkelflimmer ved dvs mye høyere Ved 10 ms er de tilsvarende verdiene nesten like (1500 ma)
Slippe-strømmer for 60 Hz sinusformet strøm
Beregning av tillatt berøringsspenning Terskel for 5% sannsynlighet for ventrikkelflimmer er gitt i figuren langs rød linje foran (strømstyrke og varighet) Kroppsimpedanser (50% av populasjonen) er gitt i figur foran (uten eksterne tilleggsimpedanser) Ved å kombinere denne informasjonen i en iterativ prosess kan tillatt berøringsspenning som funksjon av varighet beregnes
Tillatte berøringspenninger i NEK 445 Varighet av feil s Tillatt berøringsspenning V 0,05 735 0,10 633 0,20 528 0,50 204 1,00 107 2,00 90 5,00 81 10,00 80
Berøringsspenning i FEF 2006
Takk for oppmerksomheten
Teknisk spesifikasjon Hovedoppgaven for IECs tekniske komiteer er å utarbeide Internasjonale Normer. I unntakstilfelle kan imidlertid en teknisk komité foreslå publikasjon av en teknisk spesifikasjon når: påkrevd støtte ikke kan oppnås for publisering av en Internasjonal norm, på tross av gjentatte forsøk, eller temaet er fortsatt under teknisk utvikling, eller hvor, av eventuelle andre grunner, det synes å være en fremtidig, men ikke øyeblikkelig mulighet for en enighet om en internasjonal norm. Tekniske spesifikasjoner er gjenstand for en gjennomgang innen tre år etter publiseringen for å avgjøre om de kan omformes til internasjonale standarder.