DGUV Information 203-052 - Elektrische Gefahren an der Einsatzstelle Vortrag für Einsatzkräfte

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Im Modul 1 werden die Gefahren des elektrischen Stromes und mögliche Sicherheitsmaßnahmen erläutert.

Im ersten Teil werden die physiologischen Einwirkungen des Stromes gezeigt.

Nachfolgend wird auf die Gefährdungen bei verschiedenen Einsatzbereichen im Niederspannungs- und Hochspannungsbereich eingegangen.

Gefahren des elektrischen Stromes

Körperstrom

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Werden spannungsführende elektrische Anlagen/-teile direkt berührt oder wird der erforderliche Schutzabstand unterschritten, kann es zu einem gefährlichen Stromfluss durch den menschlichen Körper kommen.

Bereits eine Annäherung kann ausreichen, sodass es zu einem Überschlag kommt und Strom durch den menschlichen Körper fließt.

Der elektrische Strom hat verschiedene Wirkungen auf den Menschen:

• Körperdurchströmung

  Durch einen elektrischen Stromfluss im menschlichen Körper können die körpereigenen Muskelsteuerungen und die Tätigkeit des Herzens außer Kraft gesetzt werden.

• Lichtbogenwirkung

  Lichtbögen entstehen z.B. bei Kurzschlüssen. Dabei können Temperaturen von mehreren 1 000 °C auftreten. Verbrennungen und Zellzerstörungen können die Folge sein.

• Sekundäreinwirkung

  Unkontrollierte Bewegungen - beispielsweise wenn sich jemand erschreckt - können selbst bei einem leichten Stromschlag zu schweren Folgeunfällen (z.B. Sturzunfällen) führen.

Vom elektrischen Strom geht eine "schwer erkennbare Gefahr" aus, weil er nicht zu hören, zu riechen oder zu sehen ist. Der menschliche Körper reagiert sehr empfindlich auf Körperdurchströmungen. Das macht den elektrischen Strom besonders gefährlich.

Deswegen müssen Personen vor den Gefahren geschützt werden, die entstehen können beim:

• Berühren ungeschützter aktiver Teile (z.B. herabhängende Freileitungsseile, unverschlossene elektrische Anlagen),

• Unterschreiten der Schutzabstände z.B. durch Körperteile oder Gegenstände.

Körperwiderstand

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Die Stromstärke durch den menschlichen Körper ist abhängig vom Körperwiderstand. Der Körperwiderstand ergibt sich aus dem Stromweg im menschlichen Körper.

Folgende Körperwiderstände werden angenommen:

Mit diesen Werten und der jeweils vorhandenen Berührungsspannung kann die Stromstärke errechnet werden.

Bei einer Spannung U von 230 Volt beträgt der Strom I durch den Körper nach dem Ohmschen Gesetz

I = U/R

I = 230 V /1 000 Ohm

I = 230 mA.

Der Weg des Stromes im menschlichen Körper bestimmt, welche Körperteile oder Organe betroffen sind und ob der Stromfluss auch die Atemmuskulatur oder das Herz betrifft.

Die Auswirkungen auf den Körper hängen von der Stromstärke (Höhe des Stromes) und der Einwirkdauer ab.

Neben den hier genannten Werten, die den Körperwiderstand darstellen, wirken Schuhe, Kleidung usw. als weitere Widerstände. Diese zusätzlichen Widerstände können bewirken, dass nicht jede Körperdurchströmung zwangsläufig zu den aufgezeigten Folgen führen muss.

Der Umstand, dass nicht jede Körperdurchströmung zu den aufgezeigten Folgen führt, darf nicht dazu verleiten, das Risiko zu unterschätzen.

Auswirkungen des elektrischen Stromes auf den menschlichen Körper

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Jede Bewegung unseres Körpers wird durch das Dehnen oder Zusammenziehen einzelner Muskeln hervorgerufen. Dadurch werden Gelenke bewegt. Diese Muskelaktivitäten steuern ganz geringe, im Körper selbst erzeugte Ströme. Ob unsere Hand einen Gegenstand umschließt oder loslässt, ist also die Folge von kleinen, gezielt gesteuerten Strömen.

Durch einen Stromfluss von außen durch den menschlichen Körper (z.B. weil spannungsführende elektrische Anlagen/-teile berührt werden) werden körpereigene Ströme von wesentlich größeren Strömen überlagert. Das führt dazu, dass gezielte und gewollte Bewegungen nicht mehr möglich sind und Muskeln verkrampfen.

Fließt der Strom dabei durch die Muskeln einer Hand, kann man einen erfassten Gegenstand nicht mehr loslassen. Ist der Brustkorb betroffen, können Atembeschwerden bis hin zu Atemstillstand eintreten.

Auch die Tätigkeit unseres Herzens wird durch elektrische Ströme gesteuert und kann durch eine Körperdurchströmung nachhaltig beeinträchtigt werden. Der geregelte Ablauf der einzelnen Herzmuskelbewegungen, die die Pumpwirkung des Herzens bewirken, wird durcheinandergebracht:

Eine ungeordnete Bewegung ohne Pumpwirkung entsteht - das Herzkammerflimmern. Es kann aber auch ein Herzstillstand ausgelöst werden.

Ströme größer 1 A können zu inneren Verbrennungen, Verkochungen und damit zu schweren Zellzerstörungen führen.

Lichtbögen, als Folge von Kurzschlüssen, führen zu Verbrennungen der Haut sowie zu Verblitzungen der Augen durch die starke UV-Strahlung.

Sekundärwirkungen des elektrischen Stromes

Eine elektrische Durchströmung kann einem Menschen auch indirekt schaden, wenn er beispielsweise durch einen elektrischen Schlag unkontrollierte Bewegungen ausführt oder sein Gleichgewicht verliert und stürzt. Sturzunfälle können schwerwiegende Folgen haben.

Wichtig:

Verunfallte müssen nach einem Elektrounfall immer zur medizinischen Behandlung ins Krankenhaus gebracht werden. Folgeschäden können noch nach mehreren Stunden eintreten.

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Wirkungen von 50-Hz-Wechselstrom auf den Menschen

• ab 4,0 ... 5,0 μA (1 000 μA = 1 mA)

  mit der Zunge wahrnehmbar

• ab 1,0 ... 1,5 mA

  mit dem Finger wahrnehmbar

• ab 5 ... 10 mA

  Loslassen des Kontaktes gerade noch möglich, Krampfgefühl in den Händen, Blutdrucksteigerung

• ab 10 ... 25 mA

  Loslassen des Kontaktes nicht mehr selbstständig möglich, keine Auswirkung auf die Herzschlagfolge

• ab 25 ... 30 mA

  noch ertragbare Stromstärke, Herzunregelmäßigkeiten ohne Bewusstlosigkeit

• über 50 mA

  zusätzlich Bewusstlosigkeit

• ab 80 ... 3 000 mA (1 000 mA = 1 A)

  Herzkammerflimmern in Abhängigkeit von der Einwirkdauer (unter 0,3 s noch kein Herzkammerflimmern)

• über 3 A

  Herzstillstand, Lungenblähung

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Sicherheitsmaßnahmen

Schutzabstände störungsfreie/gestörte Anlagen

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"Störungsfreie Anlage" bezeichnet den Zustand einer Anlage, die bestimmungsgemäß und fehlerfrei arbeitet.

Wenn Anlagen sich auf Grund von Schäden durch Sturm, Hochwasser, einem Verkehrsunfall oder einem Brand in unvorhergesehenem Zustand befinden, ist damit zu rechnen, dass hiervon elektrische Gefährdungen ausgehen.

Diese wird dann als "gestörte Anlage" bezeichnet.

Der Betreiber spricht in diesem Fall vom "gestörten Betrieb".

Schutzabstände bei Niederspannung: störungsfreie Anlage

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Störungsfreie Anlage:

• Von elektrischen Anlagen geht im störungsfreien Betrieb grundsätzlich keine Gefahr aus.

• Im Regelfall sind alle unter Spannung stehenden elektrischen Anlagenteile beispielsweise durch Isolierungen, Gehäuse, Gebäude, Abstand, Abschrankungen oder Umzäunungen gegen direktes Berühren geschützt.

Von nicht isolierten Freileitungen (Dachständer- bzw. Giebeleinspeisung) geht bei unzulässiger Annäherung auch im störungsfreien Betrieb eine große Gefahr aus. Durch das Einhalten von Schutzabständen kann dieser Gefahr begegnet werden.

Bei der Annäherung an ungeschützte, unter Spannung stehende Niederspannungsanlagen darf bei nicht elektrotechnischen Arbeiten der Schutzabstand von 1 m nicht unterschritten werden.

Zu den nicht elektrotechnischen Arbeiten gehören Einsätze von Hilfs- und Rettungskräften.

Beispiele für Annäherungen an Freileitungen:

• Entnahme von Material vom Fahrzeugdach

• in Stellung bringen von Leitern

• Ausfahren von Lichtmasten

Der Schutzabstand wird im berufsgenossenschaftlichen Regelwerk und den entsprechenden elektrotechnischen Bestimmungen vorgegeben.

Niederspannungsanlagen bis 1 000 V → 1m

Schutzabstände bei Niederspannung: gestörte Anlage

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Gestörte Anlage:

• Von gestörten Anlagen gehen Gefahren aus, vor denen Menschen, Tiere und Sachwerte geschützt werden müssen.

• Nach Unfällen, Unwettern oder durch mutwillige Beschädigungen etc. können vorhandene Isolierungen, Gehäuse, Gebäude, Abschrankungen oder Umzäunungen usw. beschädigt oder aber auch zerstört sein.

• Bei diesen defekten Anlagen muss ein Schutzabstand von mindestens 1 m eingehalten werden.

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Beschädigte Anlagen, z.B. Kabelverteilerschränke, Straßenbeleuchtungsanlagen, Ampeln, Trafostationen, herabgefallene Leiterseile müssen abgesperrt werden, damit unter Spannung stehende Anlagenteile für Passanten nicht zugänglich sind.

Erstmaßnahme der Einsatzkräfte:

• An defekten Kabelverteilerschränken oder anderen Anlagen muss ein Schutzabstand von mindestens 1 m eingehalten werden.

• Die Einsatzkräfte müssen durch den Einsatz von Wachposten und mithilfe von Absperrmaterial den erforderlichen Schutzabstand her- und sicherstellen.

• Umgehend Betreiber informieren

• Die Einsatzstelle muss von den Einsatzkräften an den Beauftragten des Betreibers vor Ort übergeben werden.

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Maßnahmen durch den Energieversorger/Betreiber:

• Eine Instandsetzung ist nicht immer sofort möglich. In diesen Fällen muss der Anlagenbetreiber den erforderlichen Berührungsschutz (geeignete/isolierende Abdeckung) sicherstellen.

• Abdeckhauben, die über defekte Kabelverteilerschränke gezogen werden, müssen mit geeigneten Mitteln, z.B. einem Vorhängeschloss, gegen unberechtigten Zugriff gesichert werden.

• Falls die oben genannten Maßnahmen nicht möglich sind, muss die Anlage freigeschaltet werden.

Schutzabstände Hochspannung: störungsfreie Anlage

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Störungsfreie Anlage:

• Von elektrischen Anlagen geht im störungsfreien Betrieb grundsätzlich keine Gefahr aus.

• Im Regelfall sind alle unter Spannung stehenden elektrischen Anlagenteile durch z.B. Isolierungen, Gehäuse, Gebäude, Abstand, Abschrankungen oder Umzäunungen gegen direktes Berühren geschützt.

Von nicht isolierten elektrischen Anlagen, z.B. Freileitungen, geht bei unzulässiger Annäherung eine große Gefahr aus. Durch das Einhalten von Schutzabständen kann dieser Gefahr begegnet werden.

Bei der Annäherung an ungeschützte, unter Spannung stehende Hochspannungsanlagen dürfen die nachfolgenden Schutzabstände bei nicht elektrotechnischen Arbeiten nicht unterschritten werden.

Zu den nicht elektrotechnischen Arbeiten gehören Einsätze von Hilfs- und Rettungskräften.

Die Schutzabstände werden im berufsgenossenschaftlichen Regelwerk und den entsprechenden elektrotechnischen Bestimmungen vorgegeben.

Beispiele für Annäherungen an Freileitungen:

• Entnahme von Material vom Fahrzeugdach

• in Stellung bringen von Leitern

• Ausfahren von Lichtmasten

Damit diese Schutzabstände richtig angewendet werden können, muss die Betriebsspannung der elektrischen Anlage eindeutig bekannt sein. Da die Einsatzkräfte dies in der Regel nicht sicher bestimmen können, gilt für Einsätze in Hochspannungsanlagen ein Schutzabstand von mindestens 5 m.

Ist die Höhe der Spannung nicht bekannt, muss vorsichtshalber ein Schutzabstand von mindestens 5 m eingehalten werden.

Die Höhe der Spannung ist ausschließlich dem Beauftragten des Energieversorgers bekannt.

Schutzabstände Hochspannung: gestörte Anlage

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Liegen Leiterseile auf dem Boden oder berühren Gegenstände, z.B. umgestürzte Bäume, Fahrzeuge, Spielgeräte unter Spannung stehende Freileitungen, muss davon ausgegangen werden, dass die betroffenen Leitungen weiterhin unter Spannung stehen.

Um die Gefahrenstellen ist ein Schutzabstand von mindestens 20 m einzuhalten. → Spannungstrichter, Schrittspannung

Berührt eine gestörte Hochspannungsleitung Metallteile, z.B. Zaun, Geländer oder umgestürzte Bäume, muss von diesen ebenfalls ein Abstand von mindestens 20 m eingehalten werden.

Einsatzkräfte dürfen erst nach Freigabe und Einweisung durch den Beauftragten des Energieversorgers tätig werden.

Bei einem Stromübertritt auf Fahrzeuge, Betonpumpen, Kipper oder Drehleitern und Lichtmasten von Einsatzfahrzeugen gelten für den Fahrzeugführer folgende Verhaltensregeln:

• versuchen, das Fahrzeug aus dem Gefahrenbereich zu bringen,

• den Führerstand nicht verlassen,

• Außenstehende vor dem Nähertreten warnen und für einen Schutzabstand von mindestens 20 m sorgen, → Spannungstrichter, Schrittspannung

• veranlassen, dass die Anlage durch den Beauftragten des Energieversorgers freigeschaltet wird.

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Eine gefährliche Schrittspannung kann immer dann auftreten, wenn gestörte Freileitungen z.B. den Boden berühren oder Fahrzeuge in unter Spannung stehende Freileitungsseile gefahren sind. Dadurch wird um die Fehlerstelle herum das Erdreich unter Spannung gesetzt. Die Erde der Umgebung wird zum elektrischen Leiter und es bildet sich ein so genannter Spannungstrichter.

Auf dem mittleren Bild ist darauf hinzuweisen, dass die LKW-Karosserie unter Spannung steht. Bei Löscharbeiten berührte ein Feuerwehrmann die Karosserie am Kennzeichen und erlitt eine Durchströmung.

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Ein Spannungstrichter ist der Bereich des Erdbodens in der Nähe einer Stromeintrittstelle (z.B. ein herabgefallenes Leiterseil, der Standplatz eines Fahrzeuges mit Leiterseilberührung), in dem durch das Fließen des Stromes ein Spannungsfall auftritt.

In unmittelbarer Nähe der Stromeintrittsstelle ist die größte Stromdichte und damit auch die größte Schrittspannung zu erwarten. Mit dem Annähern an die Schadensstelle nimmt die Höhe der Schrittspannung zu.

Durch einen Schritt innerhalb dieses Spannungstrichters werden unterschiedliche Potentiale überbrückt. Dies kann zu einer gefährlichen Körperdurchströmung führen. Die Schrittspannung ist abhängig von der Schrittlänge und der Entfernung zur Fehlerstelle. Auch eine Überbrückung mit anderen Körperteilen führt zu einer gefährlichen Körperdurchströmung.

Aus diesem Grund muss zu derartigen Gefahrenstellen ein Abstand von mindestens 20 m eingehalten werden. Hat die betreffende Leitung Kontakt zu Metallteilen (z.B. Zaun, Geländer), so muss zu diesen Teilen ebenfalls der entsprechende Abstand eingehalten werden.

Befindet sich eine Person innerhalb des Spannungstrichters, sollte sie mit dicht geschlossenen Beinen stehen bleiben und nichts berühren. Im Notfall kann dieser Bereich nur unter besonderer Vorsicht, mit geschlossenen Füßen hüpfend (ähnlich Sackhüpfen) oder mit möglichst kleinen Schritten (Fuß vor Fuß setzen) verlassen werden.

Film "Schrittspannung"

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Auszug aus dem Film "Leben mit Hochspannung" mit freundlicher Genehmigung der Österreichischen Versicherungsanstalt für Eisenbahnen und Bergbau.

In diesem Film wird das richtige Verhalten im Bereich eines Spannungstrichters gezeigt. Es wird praktisch vorgeführt, wie ein Spannungstrichter sicher und unbeschadet verlassen werden kann.

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Hochspannung: gestörte Anlage - Erdkabel

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Auch Beschädigungen von Erdkabeln können im Bereich des Baggers zu einem Spannungstrichter mit einer gefährlichen Schrittspannung führen.

Es gelten die gleichen Sicherheitsmaßnahmen wie bei der gestörten Hochspannungsfreileitung (20 m Schutzabstand).

Abgeschlossene elektrische Betriebsstätte

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Werden Einsätze in/an abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten erforderlich, dürfen diese durch die Einsatzkräfte nicht selbstständig geöffnet oder betreten werden. In diesen Fällen muss immer der Betreiber der Anlage verständigt werden.

Bis dahin beschränkt sich die Tätigkeit auf die Verhinderung der Brandausbreitung auf Objekte außerhalb der abgeschlossenen elektrischen Betriebsstätten.

Das Eintreffen des Beauftragten des Betreibers muss abgewartet werden.

Solche Warnhinweise dürfen keinesfalls auf die leichte Schulter genommen werden. Wer Sicherheitsbarrieren überwindet, spielt mit seinem Leben!

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Der Beauftragte des Betreibers trifft die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen und erteilt die Anweisungen zum Verhalten in der Anlage.

Die Vorgehensweise ist zwischen dem Einsatzleiter und dem Beauftragten des Betreibers abzustimmen.

Ein Einsatz ist erst nach Einweisung und erteilter Erlaubnis an den Einsatzleiter durch den Beauftragten des Betreibers zulässig.

Nicht vom Brand betroffene elektrische Einrichtungen sind nach Möglichkeit vor Löschmitteln und Brandeinwirkungen zu schützen.

Nur der Betreiber kennt den Schaltzustand der Anlage und die daraus resultierenden Gefahrenbereiche sowie die einzuhaltenden Schutzabstände.

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Verhalten bei gestörten elektrischen Anlagen

Erstmaßnahme:

Von geöffneten oder beschädigten elektrischen Anlagen muss je nach Spannungshöhe ein Schutzabstand von 1 m bis 5 m eingehalten werden.

Gestörte elektrische Anlagen müssen so gesichert werden, dass unter Spannung stehende Anlagenteile für Unbefugte und nicht eingewiesene Einsatzkräfte nicht zugänglich sind.

Weitergehende Maßnahmen:

Nach dieser Erstmaßnahme muss umgehend der jeweils zuständige Betreiber informiert werden, der dann weitergehende, auf den jeweiligen Sachverhalt abgestimmte Maßnahmen veranlassen wird.

Nachdem für den elektrotechnischen Laien die tatsächliche Spannungshöhe nicht ohne weiteres zu erkennen ist, wird für den Ersteinsatz nach folgenden Kriterien unterschieden:

Ist die Umhüllung einer abgeschlossenen elektrischen Anlage beschädigt, ist ein Schutzabstand von 5 m zu allen Anlagenteilen einzuhalten (Vorsicht gefährliche Spannung!).

Gegenüber einer herabhängenden Freileitung verhindert hier die vorhandene Erdungsanlage eine gefährliche Schrittspannung. Der Schutzabstand von 20 m kann in diesem Fall auf einen Abstand von 5 m vermindert werden.

Die Einsatzkräfte können in erster Linie durch den Einsatz von Wachposten oder mithilfe von Absperrmaterial die erforderlichen Schutzabstände her- und sicherstellen.

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