감전과 정전기에 대하여 알아보자.

전기가 통하는 물체에 인축의 일부가 닿아 전류가 흘러 상해를 입거나 충격을 느끼는 것이다.

건조한 피부 상태에서 전원에 약하게 닿을 때는 아무런 문제가 없다. 땀이 나거나 젖어 있는 피부에 닿으면 목숨을 잃는 경우가 있다. 응급처치로는 먼저 전원을 끊고 환자를 전원에서 떼어내야 한다. 이때 구조자 자신이 감전되지 않도록 건조한 고무나 가죽제 장갑, 신발을 착용하고 바닥에 담요를 깔아 전류가 흐르지 않게 선조치 후 구조해야 한다. 환자는 냉각, 사후경직이 없는 한 인공호흡을 계속 해야 한다.

전류 세기별 증상
○ 1mA : 인체에 1mA 정도 전류가 흐르면 감전이 되었다고 느낀다.
○ 5mA : 찌릿한 경련이 일어난다.
○ 10mA~15mA : 아주 불쾌해지며 스스로 전원에서 떨어질 수 있다.
○ 15mA~30mA : 강한 경력을 일으키고, 통전 경로로 신경 마비된다.
○ 50mA~100mA : 신경이 마비되고 스스로 전원에서 떨어질 수 없어 사망에 이를 수 있다.

감전에 의한 심실세동
● 1초 동안 165mA 통전이 되면 심실세동이 일어날 확률 5%이다. 1초 동안 500mA 통전이 되면 심실세동이 일어날 확률이 100%가 되어 사망에 이른다.
●  위의 전류는 양손 또는 한손 → 양발 또는 한발로 흐르는 것이다. 왼손 → 가슴으로 흐르는 전류에 의한 충격은 일반 충격보다 1.5배로 더 높다. (경로 중 심장 통과)
● 심장에 10uA를 직접 흘리면 심실세동이 발생한다. (자동제세동기)
● 남자보다 여자가 더 민감하다. 

감전(전기 충격)에 대한 보호

 

전기적 충격에 대한 보호 규격은 IEC 60950-1 2.4장(전류제한회로)에 있다. 1kHz 이하의 주파수의 경우 전류 제한 회로의 임의 두 부분 사이나 전류 제한 회로와 기기 보호접지 단자 사이에 접속된 2k Ohm의 유무, 저항을 통해 흐르는 정상 상태 전류는 0.7mApeak 또는 2mA dc를 초과하지 말아야 한다고 되어 있다.

의료기기

의료기기의 경우 전기적 충격에 대한 보호 규격이 IED 60601-1 6.2항(전기적 충격에 대한 보호) 및 8.4항(전압, 전류 또는 에너지의 제한)에 있다.

● 공급전원에 접속할 수단이 있는 내부 전원형 의료기기는 공급전원에 접속한 경우, 1급, 2급 의료기기의 요구사항에 적합해야 한다. 접속하지 않은 경우 내부 전원형 의료기기의 요구사항에 적합해야 한다.
● 외부 전원에서 에너지를 공급받는 의료기기는 용도에 따라 1급 의료기기(보통 거치형) 또는 2급 의료기기(보통 수지형)로 분류하고 이에 맞는 절연을 해야 한다. 기타 의료기기는 내부 전원형 의료기기로 분류한다.
● 접촉하여 에너지를 주고받는 장착부는 B형, BF형, CF형 장착부로 분류하여 이에 맞는 누설전류 제한치를 만족해야 한다. 장착부를 제세동장치와 같이 사용할 경우 내제세동형 장착부의 성능을 가져야 한다.

B 장착부 : 인체에 전기 이외의 에너지를 송수신, 인체 누설전류의 상한치 : 정상상태 AC 0.1mA, 단일고장상태 AC 0.5mA
BF 장착부 : 인체에 전기에너지를 송수신, 인체 누설전류의 상한치 : 정상상태 AC 0.1mA, 단일고장상태 AC 0.5mA
CF 장착부 : 심장 부위에 전기에너지를 송수신, 인체 누설전류의 상한치 : 정상상태 AC 0.01mA, 단일고장상태 AC 0.05mA

● 의료기기에서 환자의 누설전류 경우 비정상인이므로, 정상인이 느끼는 누설전류 1mA 대비 10% 수준 0.1mA로 관리하고, 안전장치가 고장 난 단일 고장상태의 경우도 정상인의 50% 수준 이하로 인체 누설전류 제한한다.
● 의료기기에서 인체 누설전류로는 환자누설전류, 접촉전류, 환자 측정전류를 의미한다. 내제세동형이라는 것은 제세동장치에 의해 500V 의료기기에 가해지더라도 견뎌야 한다는 조건을 말한다.

번개도 정전기 현상의 일부이다.

정전기

정지되어 있는 전하에 의해 일어나는 물리적 현상이다.

일상생활에서 정전기에 의한 방전을 접할 때 정전기가 발생했다고 한다. 이는 정전기에 의해 불꽃 방전이 일어났다고 하는 것이 보다 정확한 표현이다. 정전기는 방전이 일어나기 전 마찰 등으로 생긴 물체에 축적되어 있던 전하를 말한다. 정전기는 물체 주로 유전체에 전하가 축적되어 있는 대전된 상태이다. 하지만 축적되어 있는 전하 자체를 말하는 경우도 있다. 전하는 항상 전기장에 의한 효과와 자기장에 의한 효과를 가진다. 정전기는 전기장에 의한 효과가 큰 경우이다. 기원전 600년경에는 탈레스에 의한 마찰전기에 대한 기술이 존재한다. 전지와 전자기 유도가 발견되기 전까지는 전기라고 하면 정전기를 가리켰다. 반대어로는 동전기가 있다. 하지만 보통의 전기가 동전기이므로 사용되지 않는다. 마찰에 의해 대전된 전하를 정전기라고 부르는데, 본래 마찰전기도 정전기 현상의 하나일 뿐이다. 압전 효과도 정전기에 포함된다. 번개도 구름에 축적되어 있던 정전기에 의해 발생하는 방전 현상이다.

가장 익숙한 정전기는 두 종류의 유전체의 마찰에서 발생한다. 유전체가 서로 마찰할 때 발생하는 정전기의 부호는 두 물체의 조합에 의해 결정된다. 조합하여 양전하를 띠는 물체는 오른쪽에, 음전하를 띠는 물체는 왼쪽에 나열하면 유전체를 일직선상에 나란히 나열할 수 있다. 이 배열을 대전열이라고 한다. 극성은 대전열에서 서로 멀리 떨어진 물체와 조합될수록 높아진다.

분진 폭발

정전기로 인한 불꽃은 분진 폭발의 원인이 될 때도 있다. 폴리에틸렌, ABS 합성수지 등 플라스틱 생산공장에서 플라스틱 분진이 정전기 불꽃에 의해 착화되어 분진폭발을 일으킬 수 있다.