电危及人体生命安全的直接因素是电流,而不是电压,电流对人体的电击伤害的严重程度与通过人体的电流大小、频率、持续时间、电流途径和人体的健康情况有关。现就其主要因素分述如下。
1.电流的大小
通过人体的电流越大,人体的生理反应亦越大。根据人体反应,可将电流划分为三级。
(1)感知电流。引起人感觉的最小电流,又称感知阈。感觉轻微颤抖刺痛,可以自己摆脱电源,此时大致为工频交流电1m A。感知阈与电流的持续时间长短无关。
(2)摆脱电流。通过人体的电流逐渐增大,人体反应增大,感到强烈刺痛、肌肉收缩。但是由于人的理智还是可以摆脱带电体的,此时的电流称为摆脱电流。当通过人体的电流大于摆脱阈时,受电击者自救的可能性很小。摆脱阈主要取决于接触面积、电极形状和尺寸及个人的生理特点,因此不同的人摆脱电流也不同。摆脱阈一般取10m A。
(3)致命电流。通过人体的电流能引起心室颤动或导致呼吸窒息而死亡时的电流称为致命电流。人体心脏在正常情况下,有节奏地收缩与扩张,可以把新鲜血液送到全身。当通过人体的电流达到一定大小时,心脏的正常工作受到破坏,由每分钟数十次的搏动变为每分钟数百次的细微颤动——心室颤动。此时,心脏不能再压送血液,血液循环终止。若在短时间内不摆脱电源,不设法恢复心脏的正常工作,人将会死亡。
引起心室颤动与人体通过的电流大小有关,还与电流持续时间有关。一般认为30m A以下是安全电流。
2.人体的电阻
人体的电阻大小与触电电流通过的途径有关,主要由皮肤电阻和人体内电阻组成。
(1)皮肤电阻可视为由半绝缘层和许多小的导电体(毛孔)构成,为容性电阻,当接触电压小于50V时,其阻值相对较大;当接触电压超过50V时,皮肤电阻值将大大降低,以至于完全被击穿后电阻可忽略不计。
(2)人体内电阻由人体脂肪、骨骼、神经、肌肉等组织及器官构成,大部分为阻性的,不同的电流通路有不同的内电阻。
据测量,人体表皮0.05~0.2mm厚的角质层电阻最大,在1000~10000Ω之间,其次是脂肪、骨骼、神经、肌肉等。但是,若皮肤潮湿、出汗、有损伤或带有导电性粉尘,人体电阻会下降到800~1000Ω。所以在考虑电气安全问题时,人体的电阻只能按800~1000Ω计算。
3.安全电压
安全电压就是不致使人直接死亡或致残的电压。人体电阻由体内电阻和皮肤电阻两部分组成,体内电阻约为500Ω,与接触电压无关,皮肤电阻随皮肤表面的干湿、洁污状态和接触电压而变。从触电安全的角度考虑,人体电阻一般下限为1700Ω。由于我国安全电流取30m A,如人体电阻取1700Ω,则人体允许持续接触的安全电压为:
U50g=30m A×1700Ω=51000m V≈50V
50V为一般正常环境条件下允许持续接触的安全电压,如表9-3所示。
表9-3 安全电压
续表
4.触电时间
人的心脏在每一收缩扩张周期中,有0.1~0.2s的易损伤期。当电流在这一瞬间通过时,引起心室颤动的可能性最大,危险性也最大。
通过电流的时间越长,能量积累越多,引起心室颤动所需的电流就越小;触电时间越长,越易造成心室颤动,生命危险性越大。
5.电流途径及电流频率
电流途径从人体的左手到右手、左手到脚,右手到脚等,其中电流经左手到脚的流通是最不利的一种情况,因为这一通道的电流最易损伤心脏。电流通过心脏,会引起心室颤动,通过神经中枢会引起中枢神经失调,这些都会直接导致死亡。电流通过脊髓,还会导致半身瘫痪。
电流频率不同,对人体伤害也就不同。据测试,15~100Hz的交流电流对人体的伤害最严重。由于人体皮肤的电阻是容性的,所以与频率成反比,随着频率增加,交流电的感知、摆脱阈值都会增大。虽然频率增大,对人体伤害程度有所减轻,但高频高压还是有致命的危险。
6.人体状况
人体不同,对电流的敏感程度也不一样。一般情况下,儿童比成年人敏感,女性比男性敏感。若患有心脏病,则触电后死亡的可能性就更大。
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