触电及其防护

5．2　触电及其防护

防止触电是保证安全用电的头等大事。只要人们重视安全用电，提高警惕，就能够减少触电带来的危害。

5．2．1　触电对人体的伤害

1．触电的伤害

人体组织有60%以上是由含有导电物质的水分组成的，因此，人体是电导体。当人体接触设备的带电部分并形成电流通路时，就会有电流流过人体，造成触电现象。触电时电流对人身造成的伤害程度与流过人体的电流强度、持续的时间、电流频率、电压大小及流经人体的途径等多种因素有关。

通常将触电对人体伤害的程度分为两大类，即电击和电伤。电击是指通过人体的电流较大，造成肌肉抽筋、颤抖，甚至出现心脏停止跳动及死亡现象，它直接危害着人们的生命。大部分触电死亡事故都是由电击造成的。电击又分为间接电击和直接电击。间接电击通常是指架空线断落或电力进户线破损后，电线搭落在金属物体上，如相线和电杆拉线搭连所引起的外壳带电，而人体接触金属物体的情况；直接电击是指人体直接接触正在运行的带电体时所造成的伤害。电伤是指电流对人体外部造成的局部伤害，如电弧烧伤及融化的金属渗入皮肤等引起的皮肤起泡、肿块及烧焦现象。虽然电伤对人体的伤害程度没有电击的伤害程度严重，不会对人体造成致命的伤害，但是也不能轻视。

通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，感觉越强烈，致命的危险就越大。但人体本身就存在着生物电流，一定限度的电流是不会对人体造成伤害的，例如，有一些医用理疗和电疗仪器就是利用电流刺激人体达到治疗目的的。研究证明，并不是交流电的频率越高，对人的伤害就越大，危害最大的工频交流电频率为50～60Hz。当交流电频率达到20kHz时，对人体的危害最小，所以通常设计医用理疗仪器时仪器所用的交流电频率在20kHz左右。

一般情况下，按照人体对电流生理反应的强弱和电流对人体的伤害程度，可将电流分为感知电流、摆脱电流和致命电流三种。

（1）感知电流是指电流流过时人有刺激感的电流，一般电疗仪器上的电流就是感知电流。不同人的感知电流是不相同的，一般为1～3mA。

（2）摆脱电流是指电流流过时人感受到痛苦，但是可以摆脱的电流。实验证明对于不同的人，摆脱电流也是不相同的，通常为3～10mA。

（3）致命电流是指在较短的时间内能危及生命的最小电流。通常有以下几种现象：

①当通过人体的电流为10～30mA时，会引起人体肌肉痉挛、颤抖，短时间内不会危及生命，无大危险，但长时间就有危险；

②当通过人体的电流为30～50mA时，会引起人体的强烈痉挛，触电时间超过60s即有生命危险；

③当通过人体的电流在50mA以上时，就会造成电击，致人死亡；

④当通过人体的电流大于250mA时，人体触电时间在1s以上，就会造成心脏骤停，同时人体内还会产生点灼伤。

2．触电时间与电流途径

电流对人体的伤害程度与电流作用于人体的时间长短有关。触电时间越长，电击危险性越大，因为触电时间越长，能量的积累越多，引起心室性纤颤电流阈值越小。

电流流过人体的部位不同，危害程度也不一样。电流流过人体头部会使人立刻昏迷，甚至休克死亡；电流流过脊髓，会造成瘫痪；电流流过心脏，会引起心室性纤颤，促使心脏停止跳动，中断血液循环，致人死亡；电流流过中枢神经，会引起中枢神经严重失调而致人死亡。

最危险的电流途径有左手到脚、左手到前胸部或双手触电。这三种情况下，电流途经心脏的距离最短，因而危险性最大。

3．人体触电的形式

人体触电的形式分为直接接触触电和间接接触触电两种。

1）直接接触触电

直接接触触电通常分为两相触电、单相触电和跨步电压触电三类。

图5－1　两相触电示意图

（1）两相触电，也称相间触电，是指当人体的任何一个部位同时接触两相电源时，电流从一相导体通过人体流入另一相导体，构成闭合回路，从而造成触电事故。图5－1所示的为人体两相触电示意图，由该图分析可知，两相触电非常危险，因为加在人体上的是380V线电压，而且还没有任何绝缘保护，因此两相触电比单相触电造成的后果更为严重。

（2）单相触电，是指人体某一部分接触相线带电体时，电流从相线经人体到大地，造成触电事故。单相触电又可分为中性点接地和中性点不接地两种情况，图5－2所示的为中性点接地的单相触电。在中国，人们工作和生活场所供电为380V／220V中性点接地系统，从图5－2可知，当处于地电位的人体接触带电体时，人体承受的相电压为220V。

（3）跨步电压触电。当架空电力线断散到地面时，电流通过导线流入大地，以导线触地点为中心，会产生分布电位，越接近触地点，电位越高。当人进入这个区域时，两脚之间存在的电位差就是跨步电压，如图5－3所示。从图5－3可知，电流是从接触高电位的脚流入，从接触低电位的脚流出的。

图5－2　单相触电示意图

图5－3　跨步电压触电示意图

跨步电压的大小取决于人体与接地点的距离，越接近接地点，跨步电压就越大。当一脚踏在接地点上时，跨步电压将达到最大值。

2）间接接触触电

人站在发生接地短路故障的设备旁边时，手、脚之间所承受的电压称为接触电压。由接触电压而引起的人体触电现象，称为间接接触触电。

前面介绍的架空线断落或电力进户线破损后，电线搭落到金属物体上引起的间接电击，就是一种间接接触触电。

5．2．2　触电防护措施

防止触电的最有效办法是采用安全用电技术。比如，采用绝缘措施将带电体与外界隔离；使带电体与地面保持一定的距离，防止大电压放电和人体过分接近或触及带电体；所有电气设备的金属外壳装设保护接地和保护接零；所有用电设备尽量采用自动开关，并装设漏电保护器等。

常用的防护措施有接地保护、接零保护、漏电保护及其他保护措施。

1．接地保护

接地是指将电气设备的某部分通过接地装置与大地连接起来的措施。如果电气设备外壳带电，则人体接触外壳就有触电的危险。为保障人体安全，防止间接触电事故发生，必须将电气设备可导电部分如金属外壳和金属构件等用接地装置与大地接为一体。接地保护如图5－4所示。

图5－4　接地保护示意图

图5－4中，设备外壳通过地线接地。接地电阻RG非常小，能起到有效的保护作用。我国规定，低压用电设备的接地电阻值通常不得超过4Ω。

2．接零保护

在三相四线制供电系统中，如果电气设备外壳没接零线，则当设备的一相导线绝缘损坏，碰到设备外壳时，设备外壳就会带电。一旦人触摸外壳，加在人体上的电压就近似为相电压，会造成单相触电事故。所以，在三相四线制电网的电源中性点接地系统中，为防止触电事故，必须将电气设备的金属外壳与中性线连接起来，称为接零保护。

采用保护接零措施后，一旦相线碰到外壳即形成与零线之间的短路，会产生大电流，使保险丝过流断开，从而切断电源，避免触电。

3．漏电保护开关

漏电保护开关采用保护切断型工作原理，可看做是一种具有检测漏电功能，灵敏度极高的继电器。它可分为两种保护形式，一种为电流型，另一种为电压型，其工作原理基本相同，即当检测到用电器漏电流的大小超过安全电流值或对地电压的大小超过安全电压值时，漏电保护系统控制开关动作，切断电源，起到保护作用。

目前使用较广泛的为电流型漏电保护开关，其主要优点是漏电电流小、动作灵敏、抗干扰性好，当人身触电或漏电流超过规定值时，漏电保护器能在很短的时间内通过断路器自动跳闸，切断电源，时间大约在0．1s以内。另外，电流型漏电保护开关耐高低温、性能稳定、安装工艺简单，还能防止触电和漏电造成的火灾，得到了广泛的使用。

4．其他保护措施

当电器内部元器件故障，或电网电压升高时，电器本身电流增大，温度升高，超过一定限度时，会造成电器损害，引起电气火灾等。对这一种故障，目前国内使用较普遍的自动保护装置有以下几种。

1）过压保护器

过压保护器的主要用途是监控电源电压。当电路中的电压不正常时，过压保护器立即自动切断电源，是一种安全限压自控部件。过压保护装置有集成保护器和瞬变电压抑制器等，一般并接在电源回路中。当电源正常工作时，功率开关是断开的，但当电源工作失常或失效，超过保护阈值时，过压保护器控制功率开关闭合，将电源短路，使熔断器断开，从而保护设备不受损害。

2）过流保护器

过流保护器用于检测电路中的电流。通常选作过流保护器的元器件和装置有保险丝、电子熔断器等。这些元器件一般串接在电源回路中，当电流超过额定允许电流的最大值时，过流保护器就会自动切断电源。

3）温度保护器

温度保护器多采用温度继电器、热熔断器等元器件。其主要作用是防止因电路或电气设备的温度超过设计标准而引起漏电、火灾等事故。目前常用的容易过热起火的电器有各类充电器、电热毯、热得快等。

随着现代化进程的快速发展，除了以上常用的保护装置外，目前还出现利用计算机、传感器等先进的技术手段进行智能化保护的装置。

5．2．3　触电急救

1．立即脱离电源

当发生触电事故时，要尽快地使触电者脱离电源。切记，在抢救的过程中一定要防止二次触电。

使触电者脱离电源的最快、最有效的措施是立即拉开电源插头或闸刀。如触电者附近没有电源开关，可用绝缘电工钳或有干燥木柄的斧头切断电线。当电线搭落在触电者身上时，抢救者必须用干燥的衣服、木板、木棒等绝缘物拨开触电者身上的电线。

图5－5所示的为使触电者在最短的时间内脱离电源的三种方法：图（a），施救者站在绝缘板上将触电者拉离电源；图（b），用干燥的木棍挑开触电者身上的电线；图（c），用绝缘柄工具迅速切断电源。

2．急救方法

触电者脱离电源后，如果发生昏迷，但心跳尚存、有呼吸，同时尚未失去知觉，则应使触电者在空气流通的环境中静卧休息，然后尽快将触电者送到医院抢救；如果触电者呼吸停止，但心脏还在跳动，则应采用人工呼吸法和人工心脏按压法等措施进行急救。人工呼吸的具体操作方法如图5－6所示。首先，解开触电者衣扣和皮带，再使其头部尽量后仰、鼻孔朝天，舌根不阻塞气道，且胸部和腹部都能自由扩张；然后，清理触电者口中阻塞物，施救者贴嘴施行人工呼吸（见图5－6（b）、（c））。

图5－5　使触电者脱离电源的方法

图5－6　人工呼吸法图解

救护时一定要注意人工呼吸的次数，成年人每5s吹一次气，吹气时间约2s，呼气时间大约3s；给儿童吹气时，每分钟吹18～20次。吹气时不用捏紧鼻孔，任其自然漏气。

人工心脏按压法的施救方法是：首先，将触电者平放在木板上，头部稍低，救护人站在触电者一侧，当胸一手掌，中指对凹膛（见图5－7（a）），掌梗用力向下压（见图5－7（b））；然后，突然放开（见图5－7（c））。抢救由两个人交叉进行，直到触电者每分钟心跳60～80次为止。

图5－7　人工心脏按压法图解

3．电气消防

火灾是造成人们生命和财产损失的重大灾害。电气设备安装不当、设计和装配不符合安装标准、线路超载运行产生过多热量，以及设备使用中有电火花、通风不畅等情况都可能引起火灾，造成人身伤亡和设备的损坏，同时还会造成大规模的停电事故，影响人们的生产、生活。因此，预防火灾具有重大意义。另外，掌握正确的施救方式也是很关键的。

当遇见电气设备、电子装置、电缆、电线等冒烟起火后，要尽快切断电源，如着火一定要采用沙土灭火。带电灭火时使用二氧化碳或干粉灭火剂进行灭火，因为它们都是一些不导电的灭火介质。特别要提出的是，不能用泡沫灭火器或水进行灭火。

救火时必须注意安全，不要将身体或灭火工具触及导线和电气设备，防止二次事故的出现。