Elektrosicherheit – wichtige Grundlagen
Teil 1: Wirkungen des elektrischen Stroms
„Sicherheit“ – wo dieses Wort auftaucht, ist es in der Regel mit hohem Anspruch verbunden. Geprüfte Elektrosicherheit signalisiert, dass wir uns vor einem „elektrischen Schlag“ sicher fühlen können. Wichtige Ausgangsparameter für eine definierte Sicherheitstechnik sind lebensbestimmende Abläufe bei Mensch und Tier, wie regelmäßiger Herzschlag, Blutdruck und Schmerzfreiheit [24, 25].
Zu beiden Wirkungsmechanismen liegen umfangreiche Untersuchungen und Interpretationen vor [1, 5, 11, 14, 21]. In drei Einzelbeiträgen der folgenden Ausgaben des ep wird wird zusammenfassend und unter Berücksichtigung neuer Erkenntnisse auf die Schwerpunkte
- Wechselspannung
- Gleichspannung und
- Blitzentladungen
näher eingegangen.
2.2 Wichtige Parameter der Reizwirkung
Die Reizwirkung hängt von messbaren physikalischen Größen ab. Für die Praxis sind diese vor allem: Amplitude, Stromform und Dauer einer Durchströmung.
Die Amplitude des Stromes stellt sich – für die Praxis der Elektrosicherheit mit ausreichender Genauigkeit – nach dem Ohmschen Gesetz aus anliegender Spannung und den im Stromkreis liegenden Widerständen ein. Im Körperinneren bestimmt dann vor allem der Stromweg die Stromdichte im Gewebe. Diese wiederum ist über den lokalen Spannungsabfall eines betrachteten Organs (beispielsweise das Herz) bis hin zu einer noch viel kleineren Gewebeeinheit, etwa der Einzelzelle, durch die elektrische Feldstärke zu bewerten.
Bezüglich der Stromform sind An- und Abstiegssteilheit von besonderer Bedeutung. Bei Wechselstrom bestimmt dessen Frequenz das Ausmaß der Reizwirkung entscheidend.
Die Dauer ist neben der Stromstärke oft entscheidend für den Ausgang einer lebensgefährdenden Durchströmung. Das wird besonders deutlich am Beispiel der Herzerregung.
Ingenieure und Techniker sind daran gewöhnt, mit einem Tabellensystem, z. B. der Elektrotechnik oder Werkstoffkunde, umzugehen. Mensch und Tier werden dann in breit angewandten Technologien – und dazu gehört die Elektrotechnik – als Individuen einbezogen. Es kann daher nicht deutlich genug darauf aufmerksam gemacht werden, dass Art und Anzahl von oft unübersichtlichen Einflußgrößen biologischer (wie zum Beispiel Alter, Geschlecht, Krankheiten, Handicaps) und technischer Art dann erwünschten Vorhersagen Grenzen setzen:
Über Formeln mit Konstanten verknüpfbare starre Gesetzmäßigkeiten sind bei einer Beurteilung der Gefährdung des Menschen durch elektrischen Strom nur bedingt zu erwarten!
2.3 Störungen der normalen Herztätigkeit durch elektrischen Strom
Wesentliche Grundlagen in Vorschriften zur Elektrosicherheit beziehen sich auf strombedingte Störungen des normalen Herzschlages [22, 23]. Auch im Rahmen der Diagnostik und Therapie nach Elektrounfällen spielen sie eine bedeutende Rolle, Gutachten bewerten diesen Zusammenhang besonders.