Elektrocutie

Elektrocutie is een schadelijke elektrische stroomdoorgang door het menselijk of dierlijk lichaam met de dood tot gevolg. Een schadelijke elektrische stroomdoorgang zonder dodelijke afloop heet elektrisering. Het woord elektrocutie is een samentrekking van elektro en executie. De eerste elektro-executie vond plaats in een elektrische stoel, in 1890 in de Verenigde Staten van Amerika. Tegenwoordig wordt het woord elektrocutie zowel gebruikt voor opzettelijke dood door elektrische stroom (doodstraf, zelfmoord) als voor dood door het per ongeluk aanraken van spanningsvoerende delen.

Elektrocutie kan optreden wanneer het lichaam in contact komt met twee punten met een verschillende potentiaal. De elektrische stroom gaat dan door het lichaam en verdeelt zich volgens de weerstanden in het circuit. Het grootste deel gaat daarbij langs de weg met de minste weerstand: zenuwen en bloedvaten. Hierbij kan schade aan hart, bloedvaten en longen ontstaan. Bij wisselspanning van hoge frequenties concentreert de stroom ten gevolge van het Skineffect zich meer in de zone direct onder de huid, hoewel bij een frequentie van 50 Hz nog steeds een aanzienlijke stroom (zeker bij grote totaalstroom) door de organen (bijvoorbeeld het hart) kan gaan lopen.

Het is de stroomsterkte die door het lichaam loopt die het risico vormt. De stroomsterkte die kan gaan lopen hangt indirect af van de spanning en of dit DC of AC is. Daarom is een 1,5 V batterij ondanks dat deze een grote stroomsterkte kan leveren (lage interne weerstand) ongevaarlijk omdat deze spanning niet hoog genoeg is om voor de hoge weerstand van het menselijk lichaam te compenseren en er dus maar een zeer kleine stroom gaat lopen. Bij spanningen zoals 230 VAC van het lichtnet is er echter sprake van zowel een enorme stroomsterkte die kan worden geleverd (in de orde van honderden tot duizenden ampères) als een spanning die hoog genoeg is om een dodelijke stroomsterkte door de persoon te laten lopen. Bij wisselspanning speelt de capaciteit van het menselijk lichaam ook een rol en bovendien is de piekspanning √2 keer zo groot wat bij het lichtnet dus overeenkomt met 325 V.

Een kleine elektrische stroom van ongeveer 1 mA is net voelbaar. Daarboven wordt het al snel gevaarlijk. Over het algemeen worden in de wetenschap de volgende grenzen gehanteerd:^[1]

Wanneer aanraakbare delen onbedoeld onder spanning komen, wordt de stroom in de meeste gevallen afgeleid door middel van een aarding. Een differentieelschakelaar (ook aardlekschakelaar genoemd) kan daarbij zorgen dat de spanning al bij een kleine foutstroom wordt uitgeschakeld, meestal nog voor een persoon met de spanning in aanraking komt. De aarding beschermt hierdoor tegen een elektrische schok ten opzichte van de aarde, meestal in combinatie met een differentieelschakelaar. Een goede aarding is daarom véél belangrijker dan alleen een aardlekschakelaar omdat anders deze alleen zal reageren wanneer een persoon het spanningsvoerende deel aanraakt omdat er dan pas stroom naar de aarde gaat lopen. Wat ook vaak wordt gedacht is dat een differentieelschakelaar de stroomsterkte beperkt bij een fout, maar dit is niet zo omdat het zoals het woord als zegt niets anders is dan een vorm van een schakelaar en daarom is het zeer belangrijk dat de tijd tussen het ontstaan van de foutstroom en het uitschakelen zo klein mogelijk is.

Noch een aarding, noch een differentieelschakelaar zullen echter beschermen tegen elektrocutie die niet via de aarde verloopt, bijvoorbeeld als iemand beide aansluitingen van een stopcontact tegelijk vastneemt. Dit noemt men rechtstreekse aanraking. Geen enkel beveiligingstoestel kan dan immers het verschil detecteren tussen een persoon en een normale verbruiker. Het is daarom heel erg belangrijk om met één hand te werken zodat de stroom niet in deze situatie door het hart kan gaan lopen. Daarnaast is er ook minder weerstand omdat de stroom niet via de aarde hoeft te lopen en is dus de kans op een fatale afloop wanneer dit gebeurt ook veel groter.

Wisselstroom is bij een relatief lage spanning gevaarlijker dan gelijkstroom maar bij een voldoende hoge spanning is het niet mogelijk om DC los te laten. Ook is gelijkstroom en hoogfrequente wisselstroom gevaarlijker in bepaalde situaties omdat de persoon de stroom niet zoals bij het lichtnet de stroom continu blijft voelen waardoor er een groter risico is op brandwonden.

Vanaf welke spanning een risico op elektrocutie bestaat hangt af van diverse factoren, waaronder (in volgorde van toenemend risico):

• de weerstand van het menselijk lichaam, hoofdzakelijk bepaald door het feit of de huid droog, nat of ondergedompeld is.
• of het gelijkspanning zonder rimpel, gelijkspanning met rimpel, of wisselspanning betreft.
• de frequentie van de wisselspanning. De netspanning van 50 Hz is stukken gevaarlijker voor het hart dan een frequentie van tientallen kHz afkomstig van schakelende voedingen zoals een telefoonlader. Echter is hoogfrequente wissselstroom gevaarlijker in de zin van dat het niet zo sterk gevoeld wordt en dat de spieren aanspannen waardoor loslaten in bepaalde situaties nagenoeg onmogelijk is en er daardoor gemakkelijker brandwonden kunnen ontstaan.
• welke weg de stroom door het lichaam volgt, bijvoorbeeld tussen de vingers van dezelfde hand, van hand tot hand of van hand tot voet.
• de duurtijd van het contact: bijvoorbeeld slechts enkele milliseconden (bijvoorbeeld wanneer een snelle beveiliging ingrijpt), tot een onbepaald lange duur.

Er wordt aangenomen dat een wisselspanning van 50 V of lager (dieren 25 V of lager) of een gelijkspanning van 120 V of lager (dieren 60 V of lager) als ongevaarlijk kan worden beschouwd. Dit geldt bij een normale situatie dus bij een droge, of slechts door lichte transpiratie bevochtigde huid. Bij natte huid dienen deze spanningen gehalveerd te worden, en bij ondergedompelde huid gedeeld door vier.

1. ↑ (en) How Much Current Can The Human Body Withstand?. Science ABC (30 november 2017). Gearchiveerd op 21 juli 2022. Geraadpleegd op 21 juli 2022.