Yazar;Halil Kale, halil_kale@hotmail.com
ANSI/IEEE Std 100-1988 elektrik arkını şu şekilde tanımlamaktadır; “genelde ani olarak eksi uç etrafında gaz iyonizasyon potansiyeline kadar voltaj düşmesi nedeniyle, elektrik boşalmasının gaz içerisinden geçmesi” elektrik arkı yeterli elektrik akımı hava içerisinden geçmesiyle oluşur. Hava iyi bir iletken değildir, akımın çoğu ark sonrası ortaya çıkan buhar(genelde bakır ve alüminyum buharı) ve havadaki iyonize partiküller üzerinden geçer. Çok yüksek sıcaklıktaki bu karışıma plazma denir.
Ark Çeşitli yollarla oluşur;
- İki nokta arasındaki voltaj farkı havanın dielektrik gücünü(yalıtkanlık sınırı) aştığı durumlar. Aşırı voltaj yükselmesi genelde yıldırım çarpması ve akım dalgalanmalarında oluşur.
- Akımın iletken içerisinden geçerken etrafındaki havanın aşırı ısınması örneğin iyi bir iletkenin üzerindeki plastik iletken üzerindeki aşırı akımdan dolayı ısınır ve yanarsa etrafında hava da aşırı ısınır ve arka neden olabilir.
- Çok yüksek akım taşıyan iki parça birbirinden ayrılırsa, bu durumda son ayrılan yer çok ısınacaktı ve burada indükleyici volan etkisinden dolayı ark oluşacaktır.
Elektrik arkı son derece yüksek sıcaklıktadır, arkın uç noktası 49000 dereceye kadar çıkar, uç noktadan uzaklaştıkça 20000 dereceye kadara düşebilir, bu derecedeki arkın etkisi arka olan mesafeye, çevre şartlarına ve ark enerjisine göre değişiklik göstermektedir. Amerika Elektrik Elektronik Enstitüsünün yaptığı deneysel çalışmalar şu sonuçları göstermektedir;
- Arktan kaynaklı ısı enerjisi insanı çok uzak mesafelerden bile öldürebilir veya yaralayabilir örneğin 3.6 metre uzaklıktan 2. Derece yanığa neden olabilir.
- Her tip kumaş ark sıcaklığı nedeniyle tutuşabilir alev yürütmez kumaştan yapılmış kıyafetler ark bittikten sonra bile yanmaya devam eder.
Ark Enerjisi Boşalması
Ark enerjisi elektrik, termal, mekanik, fotonik veya ışık enerjisi gibi birden çok yolla boşalır. Mekanik enerjisi genelde patlama şeklinde ortaya çıkar. Çeşitli faktörler elektrik arkından çıkan erk enerjisini etkilemektedir.
| Enerji Türü | Zarar Verme Şekli |
| Işık | Öncelikle gözlere zarar verir eğer ışık enerjisi çok yüksekse ultraviyole yanıklar meydana getirir. |
| Sıcaklık | Radyasyondan veya eriyik metal gibi çeşitli nesnelerin temasından dolayı ciddi yanıklar |
| Mekanik | Uçan parçaların çarpması, patlama etkisi, hava basıncından dolayı kulakların, akciğerlerin ve sindirim sisteminin zarar görmesi |
Arkın Zararını Etkileyen Faktörler;
| Mesafe | Zararın büyüklüğü yaklaşık olarak arka uzaklığın karesi ile orantılı olarak azalmaktadır. Uzaklığı 2 katına çıkarmak zararı 4 kat azaltmaktadır.(Ampirik çalışmalar çevre etkisinden dolay bu değerlerden farklı çıkabilmektedir.) |
| Sıcaklık | Arkın sıcaklığının 4. üssü ile vücut sıcaklığının 4. üssü arasındaki fark ile alınan enerji arasında oran bulunmaktadır. |
| Emiş katsayısı | Vücuda gelen enerji ile vücudun aldığı enerji arasındaki oran |
| Zaman | Maruz kalınan zaman arttıkça alınan enerji de artar |
| Ark uzunluğu | Ark uzunluğu transfer edilen enerjinin bir fonksiyonudur mesel 0 uzunluğunda bir arkın transfer ettiği enerji de sıfırdır. |
| Arka Maruz Kalan Vücut Bölgesi | Arka maruz kalan vücut bölgesi ne kadar büyürse emilen enerji de o kadar artar. |
| Arkın isabet açısı | İsabet açısı ile alınan enerji orantılıdır en fazla enerjiye 900 lik açıda isabet ederse maruz kalınır. |
Ark Yanıkları
Ark yanıklarını 4 kategoride toplamak mümkündür;
- Birinci derece yanıklar; Birinci derece yanıklar derinin süt kısmında oluşan yanıklardır, genelde kolay iyileşir ve yara izi kalmaz.
- İkinci derece yanıklar; Derinin epidermis ve dermis katmanlarında oluşan yanıklardır, ikinci derece yanıklar çok ağrı vericidir ve deride kabarcıklar oluşur ama iz kalmadan iyileşir.
- Üçüncü derece yanıklar; Derinini epidermis, dermiş tabakalarına zarar verir, genelde deri atına da zarar verir. Bu tip yanıklar büyüme merkezlerini yok eder. Genelde iz kalır.
- Dördüncü derece yanıklar; Dördüncü derece yanıklar derinin tüm tabakalarını yakar ve kaslara, organlara, iskelet sistemine zarar verebilir ciddi elektrik arkları 4. Derece yanığa neden olur.
Patlama
Elektrik arkı oluştuğunda iletken maddedeki buharlaşma çevrenin ani şekilde aşırı ısınmasına yol açan ekzotermik bir reaksiyon oluşturur. Bu durum da metalik uçucular kimyasal yapısından ve ısısından dolayı solunum bölgesi ve akciğerler için zehirli olabilir. Çevredeki havanın aşırı ısınması akustik tarvma ve doku bozulmasına yol açan patlama etkisine neden olabilir. Havanın ani genişlemesi sonucu oluşan basınç dalgası 488-976 kgf/m2 arası basınca neden olur. Bu tip bir basınç elektrik panosunu patlatabilecek ve metal sacı şarapnel olarak fırlatabilecek, beton duvarı yıkabilecek niteliktedir. Patlama her zaman meydana gelmeyebilir bazen ark sonrası patlama meydana gelmez, meydan gelirse ölümcül olur.
Elektrik Tehlikeleri ile Mücadele
Yaralanmaya neden olanlar;
Elektrikten yaralanmalar direk ve endirek kaynaklardan şu şekilde meydana gelmektedir;
- Akım geçmesi esnasında refleks hareketi sonucu düşmeler ve kesikler kırıklar.
- Şoklar ve yanıklar sonucu sinir sisteminin zarar görmesi(motor fonksiyonları kaybı, sızlama vs)
- Akım geçmesi veya ısıdan dolayı oluşan yanıklar ve bu yanıklar sonucu oluşan çok yüksek acı.3. ve 4. Derece yanıklar deride ize de neden olabilir.
- Yoğun ışık veya eriyik metal nedeniyle gözde zarar ve körlük
- Patlamanın etkisiyle duyma yetisinin kaybı
- Vücut içerisini etkileyen yanıklar nedeniyle organ kaybı
- Aşırı sıcak plazmanın yutulması sonucu iç yanıklar
- Metal buharının yutulması nedeniyle akciğerde toksik zararlar.
Ölüme neden olanlar;
Eğer elektrikten kaynaklı yaralanma ciddi ise ölüme neden olabilir;
- Elektrik nedeniyle düşmeler sonucu ölüm
- Vücut ciddi şekilde yanmışsa yanmış olan kısımlardan çok fazla vücut sıvısı kaybına neden olur ve sıvı kaybı da organ yetmezlikleri ve vücutta şok nedeniyle ölüme neden olabilir.
- Çok büyük yanıklarda ciddi travma sonucu genel vücut sisteminin durması sonucu ölüm,
- İç organlarız yanması sonucu işlev görememesi ölüme neden olabilir.
- Patlamanın dalga etkisi kişiyi ön kısımdan vurursa akciğerleri etkileyip zarar verebilir bu da ölüme neden olur.
- Elektrik nedeni ile kalp durması sonucu ölüm,
Koruma Yöntemleri
Tüm tehlikeler için korunma yöntemleri benzerdir. Korunma yöntemleri yukarıdaki tabloda kısaca açıklanmıştır. Yukarıda anlatılan koruma önlemleri bazen işyeri için kullanılamayabileceği de göz önüne alınmalıdır. Örneğin;
- Bazen ekipmandaki problemden dolayı enerjisinin kesilmesi mümkün olmayabilir.
- Enerji kesme ek veya beklenmeyen tehlikeye neden olabilir. Örneğin enerji kesme havalandırma sistemini de kapatabilir ve çalışanlar zararlı kimyasala maruz kalabilir.
- Tüm sistemi kapatmak ekonomik olarak ciddi zarara yol açabilir.
Elektrikli Ekipmanın enerjisi kesilemiyorsa aşağıdaki hiyerarşik önlemler uygulanmalıdır;
- Neden enerji kesilemediği ayrıntılı olarak açıklanarak belgelendirilmelidir.
- Sorumlu yöneticinin bilgisi ve izni dahilinde enerjili ekipmanda çalışma yapıldığı konusunda yöneticinden imzalı belge alınmalıdır.
- Yapılacak iş ile ilgili risk değerlendirmesi yapılmalıdır.
- Çalışma şekli ve safhaları ile ilgili plan hazırlanmalıdır.
- Ark veya patlama oluşabilecek alana yaklaşan çalışan yeterli eğitimli olduğu ve gerekli kişisel koruyucu kıyafet ve donanımları kullandığından emin olunmalıdır.
Kaynak;
Electrıcal Safety Handbook, John Cadick, P.E., Mary Capelli-Schellpfeffer, M.D., M.P.A., Dennis K. Neitzel, C.P.E., Al Winfield
