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Stromunfall

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Als Stromunfall, Elektrounfall oder auch Elektrischer Schlag wird eine Verletzung durch die Einwirkung von elektrischem Strom bezeichnet.

Das Ausmaß der Schädigung wird dabei durch mehrere Faktoren bestimmt. Neben der Höhe der elektrischen Spannung, der Stromdichte und der Stromstärke spielt dabei eine Rolle, ob es sich um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt und wie lange und über welchen Weg die Person (bzw. das Tier) vom elektrischen Strom durchflossen wird. Weiters spielt die Hautbeschaffenheit an der Kontaktfläche eine entscheidende Rolle, da beispielsweise eine schwielige und trockene Haut einen wesentlich höheren Widerstand als eine dünne und feuchte Haut bietet.

Bild:High voltage warning.svg
Warnungsymbol vor gefährlicher elektrischer Spannung

Inhaltsverzeichnis

Definition nach TGL

"Ein Elektrischer Schlag ist die pathophysiologische Wirkung des elektrischen Stromes auf Menschen oder (Nutz)tiere während der elektrischen Durchströmung ihrer Körper." -- TGL 200-0602/01:1982-05

Einzelne Faktoren

Stromart

An der Skelettmuskulatur werden durch Wechselstrom schon ab einer Stärke von 10 mA Kontraktionen ausgelöst, die aufgrund der stärkeren Ausbildung der Beugemuskeln (Flexoren) gegenüber den Streckmuskeln zu einem "Festhalten" an der Stromquelle und damit zu einer längeren Einwirkzeit führen können. Ab 30-50 mA kann im Bereich des Brustkorbs eine Kontraktur, d.h. Anspannung der Atemmuskulatur und des Zwerchfells auftreten und damit ein Atemstillstand für die Dauer des Stromflusses. Dieser kann auch erfolgen, wenn der Stromfluss das Atemzentrum im Stammhirn in Mitleidenschaft zieht.[1]

Wechselstrom kann schon bei einer Stromstärke von 75 mA zum Tode durch Kammerflimmern führen, da bei der in Deutschland und anderen europäischen Staaten üblichen Frequenz von 50 Hz Wechselstrom 100 mal pro Sekunde die Möglichkeit vorfindet, auf die vulnerable (=verletzliche) Phase des Herzmuskels einzuwirken. Die Verdopplung ergibt sich durch den Umstand, dass sowohl die positive als auch negative Halbwelle des Wechselstromes biologisch wirkt.

Bei Unfällen mit Gleichstrom können demgegenüber noch Stromstärken von 300 mA überlebt werden.[1]

Der konkrete Wert des elektrischen Stromes ergibt sich allerdings erst als eine Folge eines elektrischen Widerstandes, welcher in diesem Fall vom menschlichen bzw. tierischen Körper gebildet wird, nicht konstant ist und von verschiedenen Parametern abhängig ist. Denn in Praxis ist es fast immer der Wert der elektrischen Spannung welcher von aussen vorgegeben ist, da es sich bei Anlagen zur elektrischen Energieversorgung immer um so genannte Spannungsquellen handelt. Der elektrische Strom stellt sich dann in Abhängigkeit des Körperwiderstandes und jener Spannung auf einen bestimmten Wert ein, ist also bei unbekannten Widerstand nicht bekannt. Trotzdem wird meist die Höhe der elektrischen Spannung als Kriterium für die Klassifizierung der Gefährlichkeit genommen, da der Körperwiderstand sich nur in bestimmten Bereichen bewegen kann und der Wert der konkreten Spannung welche einwirkt meist bekannt ist.

Spannung

Bei Niederspannung führt Wechselstrom zu ausgeprägteren Schäden als Gleichstrom, bei Hochspannung ist dies umgekehrt. Die Grenze zwischen Hoch- und Niederspannung wird meist bei 1000 Volt angesetzt, für den klinischen Alltag aus praktischen Gründen allerdings oft ein Grenzwert von 500 Volt herangezogen (womit hier dann auch Elektrounfälle z.B. im U-Bahnbereich zu Hochspannungsunfällen werden, da diese sich klinisch von den Unfallfolgen durch Haushaltsstrom unterscheiden.)

Ein Unfall durch Hochspannung bewirkt demgegenüber hauptsächlich eine thermische Schädigung des Gewebes und äußert sich damit vor allem als Verbrennungskrankheit. Dies deswegen, weil die dabei wirkenden Stromstärken ein vielfaches des Wertes wie bei Niederspannungsunfällen ausmachen und der Lichtbogen sehr heiss ist. Beispielsweise bei Berührung (Annäherung) an eine Hochspannungsleitung mit 30 kV und einem angenommenen Körperwiderstand von 5 kOhm beträgt kurzzeitig der Strom durch den Körper ca. 6 A und es tritt dabei am Körper eine thermische Impulsleistung von rund 180 kW auf. Durch diese hohe Leistung kommt es zu einer fast schlagartigen Verdampfung von wasserhaltigen Gewebe im Bereich des Stromeintritt- bzw. Stromaustrittpunktes mit der Folge entsprechend massiver Verbrennungen.

Die Einwirkzeiten liegen bei Hochspannungsunfällen um mehrere Zehnerpotenzen unter den Einwirkzeiten bei Niederspannungsunfällen - im Bereich einiger weniger Millisekunden. Im Gegensatz dazu die bis in den Sekundenbereich reichenden Einwirkzeiten im Niederspannungsbereich. Die kurzen Einwirkzeiten bei Hochspannungsunfällen ergeben sich deswegen, weil meist kein direkter Leiterkontakt besteht und somit keine Möglichkeit gegeben ist, sich am elektrischen Leiter festzuhalten. Bei Hochspannung führenden Leitern erfolgt bereits vor der Berührung ein elektrischer Überschlag durch die Luft.

Ausserdem kommt es bei manchen Unfällen mit Hochspannung ablaufbedingt zu einer Trennung des Stromkreises über den Körper, beispielsweise bei elektrischen Eisenbahnen und deren Oberleitung, wo die betreffenden Personen auf das Dach von Eisenbahnwaggons klettern, in die Nähe der 15 kV führenden Oberleitung geraten und durch den elektrischen Schlag stürzen. Unter Umständen fällt die Person auch von dem Waggon herunter. In diesem Fall wird der Stromkreis durch den Körper durch das Zusammenfallen unmittelbar unterbrochen. Bei kurzen Einwirkzeiten besteht für Unfallopfer eine größere Wahrscheinlichkeit Hochspannungsunfälle zu überleben.

Widerstand

Hier sind der elektrische Widerstand an der Stromeintrittstelle (Haut), der Körperinnenwiderstand (der Widerstand, den die einzelnen Körpergewebe für sich und in ihrer Gesamtheit dem Stromfluss entgegensetzen) und der Übergangswiderstand entscheidend. Letzterer wird oft durch die Beschaffenheit der Standfläche (bzw. von Schuhwerk und Bodenverhältnissen) definiert.

Als Richtwert kann man den Körperwiderstand im Bereich von 2 kOhm bis 3 kOhm annehmen. Das gilt für einen Erwachsenen mit trockener Haut und einem Stromweg z.B. von der rechten Hand zum linken oder rechten Fuss.

Bei feuchter (verschwitzter) Haut, bei grossflächiger Berührung, bei dünner Haut (z.B. bei Säuglingen), bei kürzeren Wegen ist dieser Wert deutlich geringer.

Häufigkeit

In Deutschland sterben jährlich etwa 200 Personen an den Folgen von Elektrounfällen, wobei 20 Prozent durch Hoch- und 80 Prozent durch Niederspannung verursacht werden. Etwa 30% der Hoch- und 3% der Niederspannungsunfälle führen zum Tod. [1]

Das Institut zur Erforschung elektrischer Unfälle der Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik (BGFE) in Köln sammelt seit Jahrzehnten statistische Daten zu Elektrounfällen in Deutschland, welche aufgrund der größeren Datenmengen auch Aussagen über die Todeshäufigkeit zulassen. In der folgende Tabelle sind Unfalldaten über einen unspezifizierten Zeitbereich von mehreren Jahrzehnten zusammengefasst. Die Daten umfassen nur Stromunfälle im Niederspannungsbereich von 130 V bis 400 V mit 50 Hz Wechselspannung, bei denen von einer minimalen Durchströmungsdauer von 300 ms ausgegangen werden kann.

Stromweg Unfälle gesamt davon tödliche Unfälle Rel. Verteilung insgesamt % Rel. Verteilung tödlich % Letalität (%)
Hand-Hand 2891 82 77,3 48,5 2,84
Hand-Fuss 349 19 9,2 11,2 5,44
Hand-Füsse, Hände-Fuss 294 18 7,7 10,7 6,12
Hände-Füsse 106 20 2,8 11,8 18,67
Verkürzte Stromwege Oberkörper (Wie Hand-Brust, oder Brust-Rücken) 108 30 3,0 17,8 27,78
Insgesamt 3748 169 100 100 4,51

Aus Tierversuchen mit Schweinen zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit des Eintritts von Herzkammerflimmern und der Ermittlung von Vergleichsfaktoren um die gemessen Daten auf den Menschen übertragen zu können, wurde von einer Forschergruppe um J. Jacobson folgende Wahrscheinlichkeiten bei Wechselströmen mit 50 Hz, Einwirkdauer von 75% der Herzpulsperiode, und bei Längsdurchströmung (rechtes Ohr zur linken Kniefalte) bei 15 kg bis 25 kg schweren Schweinen ermittelt:[1]

  Flimmerwahrscheinlichkeit
  1% 5% 50% 95%
Effektivwert [A] 0,63 0,79 1,50 2,80

Um die Stromwerte auf die Verhältnisse beim Menschen (Rechter Arm zur Linken Fuss) zu übertragen, wurde ein Korrekturfaktor von 2,8 ermittelt. Das heisst die Effektivwerte für den Strom in der Tabelle müssen mit 2,8 multipliziert werden. Konservativ (mit einem Sicherheitsfaktor) wird dieser Korrekturfaktor nur mit 1,5 angenommen.

Gefahrenquellen

Verbreitete Ursachen für einen elektrischen Schlag sind unter anderen:

Spezielle Organschäden

Die Folgen des Elektrounfalls sind abhängig von der Empfindlichkeit der einzelnen Gewebe.

Elektrischer Strom geht immer den Weg des geringsten Widerstandes. Somit spielen die unterschiedlichen Widerstände der einzelnen Gewebe im menschlichen Körper eine entscheidende Rolle. Den niedrigsten Widerstand weist das Nervengewebe auf. In aufsteigender Reihenfolge folgen Arterien, Muskeln, Haut, Sehnen, Fettgewebe und Knochen.[1] Dementsprechend ist die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung des Nervengewebes am größten, gefolgt von den Arterien, Muskeln usw.

Die Symptome sind:

Maßnahmen

Generell ist das Schema der Rettungskette der Ersten Hilfe auch hier zu beachten und bei Hilfeleistungen unbedingt auf Eigenschutz zu achten. Hierbei ist unter anderem wichtig:

  • Zur Rettung des Verletzten zuerst Spannungsfreiheit der Anlage sicherstellen. Anlagen und Geräte müssen mit dem Not-Aus-Taster oder der Sicherung von der Stromversorgung getrennt werden. Das bloße Abschalten des Gerätes oder der Leitung stellt die Spannungsfreiheit nicht sicher.
  • Freiliegende, stromführende Kabel mit Hilfe nicht leitender Gegenstände (Besenstiel aus Holz) vom Verletzten wegziehen.
  • Bei Hochspannung großen Sicherheitsabstand einhalten, da ansonsten Gefahr einer Lichtbogenbildung besteht.
  • Außenstehende müssen gewarnt werden, dass keine stromführenden Teile berührt werden (Absperrungen einrichten).

Bei bewusstlosen Patienten ist nach dem Abschalten der Stromversorgung die Sicherstellung von Atmung und Herz-Kreislauffunktion vorrangig. Gegebenenfalls ist die sofortige Herz-Lungen-Wiederbelebung einzuleiten. Geschultes Rettungspersonal führt bei Kammerflimmern eine Defibrillation durch. Falls verfügbar kommt ein öffentlich zugänglicher Laiendefibrillator zur Anwendung.

Bei ansprechbaren Patienten sind Brandverletzungen zu kühlen und mit einer keimarmen, nicht flusenden Wundauflage abzudecken. Der Patient sollte auch bei völligem Wohlbefinden bis zum Ausschluss einer Herzschädigung nicht unbeaufsichtigt bleiben. Erforderlich ist hierzu immer ein 12-Kanal-Elektrokardiogramm. Daher erfolgt in der Regel durch den alarmierten Rettungsdienst ein Transport in die Notaufnahme eines Krankenhauses. Falls Veränderungen im Elektrokardiogramm nachweisbar sind, ein Hochspannungsunfall vorlag oder besondere Risikofaktoren bestehen, wird dort eine mehrstündige Beobachtung mit EKG-Monitoring durchgeführt.

Die weiteren Maßnahmen richten sich nach der Schwere der Verbrennungen. Durch die Wärmewirkung des elektrischen Stromes kommt es zum Flüssigkeitsverlust im Körper. Ebenso kann es durch die Verkohlung des betroffenen Gewebes zur Entstehung von Giftstoffen führen. Um eine Schädigung der Nieren zu mindern, ist es notwendig den Flüssigkeitsverlust auszugleichen.

Quellen


Literatur

  • Gottfried Biegelmeier: Wirkungen des elektrischen Stroms auf Menschen und Nutztiere. Lehrbuch der Elektropathologie, Berlin: VDE Verlag 1986. ISBN 3-80071452-3

Siehe auch

Weblinks

<imagemap>-Fehler: Bild ist ungültig oder nicht vorhanden Wikibooks: Erste Hilfe bei einem elektrischen Schlag – Lern- und Lehrmaterialien
Wikipedia
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