当人体触及带电体,或者带电体与人体之间闪击放电,或者电弧触及人体时,电流通过人体进入大地或其他导体,形成导电回路,这种情况,就叫触电。触电时人体会受到某种程度的伤害,触电事故可分为电击和电伤两种。
1.电伤与电击
(1)电击
所谓电击是指电流流经人体内部,引起疼痛发麻,肌肉抽搐,严重的会引起强烈痉挛。心室颤动或呼吸停止,甚至由于因人体心脏,呼吸系统以及神经系统的致命伤害,造成死亡。绝大部分触电死亡事故是电击造成的。
(2)电伤
电伤是指触电时,人体与带电体接触不良部分发生的电弧灼伤,或者是人体与带电体接触部分的电烙印,或者由于被电流熔化和蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤引起的皮肤金属化。这些伤害会给人体留下伤痕,严重时也可能致人于死亡。电伤通常是由电流的热效应、化学效应或机械效应造成的。
电击和电伤也可能同时发生,这在高压触电事故中是常见的。
2.决定触电者所受伤害程度的因素
人体触电所受伤害程度与通过人体的电流强度、通电持续的时间、电流的频率、电流流过人体的途径以及触电者的身体状况等多种因素有关。
(1)流过身体的电流
人体对0.5m A以下的工频电流一般是没有感觉的。实验资料表明,对不同的人引起感觉的最小电流是不一样的,成年男性平均约为1.01m A,成年女性约为0.7m A,这一数值称为感知电流。这时人体由于神经受刺激而感觉轻微刺痛。同样,对不同的人所能自主摆脱电源的最大电流也不一样,成年男性平均为16m A,成年女性为10.5m A,这个数值称为摆脱电流。一般情况下,8~10m A以下的工频电流,50m A以下的直流电流可以当作人体允许的安全电流,但这些电流长时间通过人体也是有危险的。在装有防止触电的保护装置的场合,人体允许的工频电流约30m A,在空中或可能因造成严重二次事故的场合,人体允许的工频电流应按不引起强烈痉挛的5m A考虑。流过身体的电流越大,人体的生理反应越强烈,生命危险性就越大。
(2)电流流经身体的途径
心脏、肺脏、中枢神经和脊髓等都是容易伤害的人体器官,因此,电流流经身体的途径,以胸部至手、手至脚最为危险,臀部或背部至手、手至手也很危险,脚至脚的危险性较小。此外,电流经过大脑也是相当危险的,会使人立即昏迷。
(3)电流通过人体的持续时间
人体通电时间越长,人体电阻因出汗等而下降,导致电流增大,后果严重。另一方面,人的一个心脏搏动周期(约为750ms)中,有一个100ms的易损伤期,这段时间与电伤期相重合会造成很大的危险。
(4)电流频率
人体对不同频率电流的生理敏感性是不同的,因而不同种类的电流对人体的伤害程度也就有区别。工频电流对人体的伤害最为严重(男性平均摆脱电流为10m A); 直流电流对人体的伤害则较轻(男性平均摆脱电流为76m A); 高频电流对人体的伤害程度远不及工频交流电严重,但电压过高的高频电流仍会使人触电致死,冲击电流是作用时间极短的电流(如雷电放电电流和静电放电电流)。冲击电流对人体的伤害程度与冲击放电能量有关。由于冲击电流作用的时间极短,数十毫秒才能被人体感知。
(5)人体电阻
当人体接触带电体时,人体就被当做一个电路元件接入回路。人体阻抗通常包括外部阻抗(与触电当时所穿衣服、鞋袜以及身体的潮湿情况有关,从几千欧至几十兆欧不等)和内部阻抗(与触电者的皮肤阻抗和体内阻抗有关)。人体阻抗不是纯电阻,主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值,一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻,大约为100kΩ。当电压在500~1000V时,这一电阻便下降为1kΩ。表皮具有这样高的电阻是因为它没有毛细血管。手指某部位的皮肤还有角质层,角质层的电阻值更高,而不经常磨擦部位的皮肤的电阻值是最小的。皮肤电阻还同人体与带电体的接触面积及压力有关。当表皮受损暴露出真皮时,人体内因布满了输送盐溶液的血管而只有很低的电阻。一般认为,接触到真皮里,一只手臂或一条腿的电阻大约为500Ω。因此,由一只手臂到另一只手臂或由一条腿到另一条腿的通路相当于一只1kΩ的电阻。假定一个人用双手紧握带电体,双脚站在水坑里而形成导电回路,这时人体电阻基本上就是体内电阻约为500Ω。一般情况下,人体电阻可按1000~2000Ω考虑。
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