Gefahren des elektrischen Stromes

Hochspannung / LebensgefahrMit der Nutzung der elektrischen Energie gehen auch einige für den Menschen gefährliche Situationen einher. Hat man die elektrische Spannung gefühlt und keinen erkennbaren Schaden davongetragen, dann war sie glücklicherweise nicht hoch genug, um Sie ernsthaft zu verletzen!

Was kann Strom und Spannung anrichten?

Wenn Sie schon mal einen spannungsführenden Leiter berührt haben, werden Sie bemerkt haben wie sich Ihre Muskeln zusammengezogen und Sie irgendwie gezittert haben. Genau das bewirkt die Spannung nämlich, sie bringt die Muskeln zum kontrahieren. Dasselbe macht Ihr Hirn auch, es sendet elektrische Impulse an die Muskeln damit Sie einen Finger oder Ihren Arm bewegen. Diese Signale sind natürlich winzig klein und somit nicht gefährlich. Erhöhen wir die Spannung allerdings, ziehen sich unsere Muskeln z.B. in der zufassenden Hand zusammen und verkrampfen regelrecht. Dieses Szenario bedeutet jetzt aber nicht die große Gefahr, vielmehr die Kontraktion eines sehr viel wichtigeren Muskels, der des Herzens!
Wirkt hier eine zu hohe Spannung auf den Herzmuskel gepaart mit einer ungewohnten Frequenz von 50 Hz kommt es zum sogenannten Herzkammerflimmern in dessen Folge das Blut nicht mehr vernünftig durch den Körper zirkuliert, was wiederum zum Tod führen kann. In der Klinik versucht man in solchen Fällen mit Hilfe von gezielten Stromschlägen die Herzfrequenz wieder in normale Bahnen zu lenken. Hat man einen elektrischen  Schlag bekommen, raten Mediziner dazu, sich zur Beobachtung einige Zeit in einem Hospital aufzuhalten, da es auch im Nachhinein noch zu Herzkammerflimmern kommen kann.    
Die andere große Gefahr birgt der elektrische Strom in sich. Er ist dafür verantwortlich, dass es zu Verbrennungen, Verkohlung und zu Blasenbildung kommen kann. Berührt man einen Leiter bekommt man einen elektrischen Schlag, der die Muskeln z.B. des Armes zum Zusammenziehen bringt. Gleichzeitig gewährt die Spannung den Stromfluss durch unseren Körper, wobei es darauf ankommt  ob wir auf der Erde stehen und mit welchem Körperteil wir in Berührung mit der Spannung gekommen sind. Angenommen Sie haben Kontakt mit einer Steckdose in Ihrer Wohnung und stehen auf dem Boden. In dem Fall fließt der Strom von Ihrer Hand durch den Arm weiter durch den Oberkörper und gelangt schließlich über die Beine wieder in die Erde, wo er unbedingt stets und ständig hin möchte. Nun hat das Ganze natürlich Auswirkungen, war die Stromstärke ausreichend  und klebten Sie lange genug am Kabel, könnten Sie innerlich gekocht sein und könnten sogenannte Strommarken an den Ein- und Austrittstellen aufweisen. Ein kurzer Stromschlag ist nicht so gefährlich, dauerte er aber länger sind die inneren Organe möglicherweise verbrüht und irreparabel versehrt. War die Spannung sehr hoch, kam es folglich auch zu einer hohen Stromstärke, wodurch man regelrecht verbrennt bzw. verkohlen kann. Diese Unfälle kommen  glücklicherweise aber im normalen Alltag  nicht häufig vor, passieren eher beim Arbeiten an Hochspannungsanlagen. Weiterhin kommt es in diesem Umfeld gerne zu Kurzschlüssen im Starkstrombereich, wobei gefährliche Lichtbögen, ähnlich einem Blitz, auftreten und so zu schweren Verbrennungen  der Haut führen.

Schutzmaßnahmen

In weiser Voraussicht der Gefahren des Stromes, haben hier natürlich verantwortungsbewusste Elektroingenieure ein paar wichtige Schranken zwischen Mensch und Strom eingebaut. Bei unseren heimischen Elektrogeräten finden sich eine Vielzahl von Schutzmaßnahmen vor. Hier sind an erster Stelle natürlich die Sicherungen zu nennen, die in Zusammenarbeit mit dem allseits bekannten  Schutzleiter dafür sorgen, dass der Strom im Ernstfall automatisch abschaltet. Maschinen mit großem Blechgehäuse wie der Kühlschrank oder die Waschmaschine sind mit einem Schutzleiter ausgerüstet, zu erkennen am Netzstecker mit drittem Schutzkontakt. Sollte im Kühlschrank ein Isolationsfehler auftreten und die Ader Berührung mit der Außenwand bekommen, würde die Sicherung auslösen bevor der Mensch am Gehäuse einen Schlag bekommen kann.
Viele unserer Haushaltsgeräte sind weiterhin mit einer Schutzisolierung ausgestattet, die das Berühren des Menschen mit einem elektrischen Leiter verhindern soll. Unser Fön und die Kaffemaschine besitzen in der Regel so etwas.

Fehlerstromschutzschalter

In diesem Zusammenhang sei der Fehlerstromschutzschalter zu nennen auch kurz als FI bekannt. Diese Sicherung misst permanent den Strom der ins Gerät hineinfließt, ebenso wie der der herauskommt. Treten im Vergleich auch nur geringste Unterschiede auf, unterbricht er sofort die Stromzufuhr. Der Fehlerfall kann unter anderem bei Waschmaschinen auftreten, in deren Inneren Feuchtigkeit zum Stromfluss zwischen Anschluss und Außenwand führt.

Schutzkleinspannung

Eine weitere Schutzmaßnahme wäre die Schutzkleinspannung, bei der die Spannung im Gerät klein transformiert wird und so für uns Menschen ungefährlich bleibt. Zu nennen sei hier die Spannungshöhe, die für uns Menschen unbedenklich ist. Man unterscheidet die Wechsel- und die Gleichspannung, die im ersten Fall nicht höher als 50 Volt und bei der Gleichspannung max. 120 Volt betragen darf. Alle höheren Nennspannungen führen im direkten Berührungsfall zu Störungen des Organismus. Besonders Spieleisen- und Autobahnen gehören zu dieser Kategorie sowie Batterie betriebene Spielzeuge. Aber auch im industriellen Bereich in sogenannten Schaltwarten werden Bedienelemente unter Kleinspannung betrieben.

Schutztrennung

Als seltene Schutzart sei noch die Schutztrennung erwähnt, die ähnlich der Kleinspannung funktioniert. Bei dieser Methode wird die Versorgungsspannung in einen Transformator geleitet, im Gegensatz zur oben dargestellten Maßnahme aber nicht verkleinert sondern nur galvanisch vom Wechselstromnetz getrennt. Dadurch hat die im Sekundärkreis benutzte Energie keinen Bezug zu Erde und kann im Berührungsfall keinen Stromfluss zwischen Mensch und Boden hervorrufen.

Zuasmmenfassung

Zusammenfassend sei gesagt, dass es unter allen Umständen vermieden werden sollte spannungsführende Teile, Geräte oder Leiter zu berühren. Unsere Häuser und Wohnungen werden vom Energieversorger mit Wechselstrom versorgt, welcher die Eigenschaft besitzt in die Erde fließen zu wollen. Begründet ist das mit der Erdung des Nullleiters im Kraftwerk, was  technisch notwendig ist. Kontaktiert man nun ein unter Spannung stehendes Teil, ermöglicht unser physiologisch geeigneter  Körper dem Strom die Flucht durch uns hindurch in die Erde, wobei wir Schaden nehmen. Verhindern könnten wir dies nur mit sehr stark isolierten Schuhen oder dem Tragen von Isolationskleidung, eine Maßnahme die beim Arbeiten unter Spannung Anwendung findet.
Natürlich fließt der Strom auch von einer Hand zur anderen, vorausgesetzt wir halten beide Leiter in den Händen. Das Gleiche gilt für Gleichstrom, der allerdings keinen Bezug zur Erde besitzt, so dass  wir keinen Schlag bekommen, wenn wir einen Pol der Autobatterie berühren. Beim Auto wurde zudem die Schutzkleinspannung angewandt, sodass beim Berühren beider Pole keine Gefahr besteht.