電對(duì)人體的危害因素
電危及人體生命安全的直接因素是電流,而不是電壓,電流對(duì)人體的電擊傷害的嚴(yán)重程度與通過(guò)人體的電流大小、頻率、持續(xù)時(shí)間、電流途徑和人體的健康情況有關(guān)?,F(xiàn)就其主要因素分述如下。
1.電流的大小
通過(guò)人體的電流越大,人體的生理反應(yīng)亦越大。根據(jù)人體反應(yīng),可將電流劃分為三級(jí)。
(1)感知電流。引起人感覺(jué)的最小電流,又稱(chēng)感知閾。感覺(jué)輕微顫抖刺痛,可以自己擺脫電源,此時(shí)大致為工頻交流電1m A。感知閾與電流的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。
(2)擺脫電流。通過(guò)人體的電流逐漸增大,人體反應(yīng)增大,感到強(qiáng)烈刺痛、肌肉收縮。但是由于人的理智還是可以擺脫帶電體的,此時(shí)的電流稱(chēng)為擺脫電流。當(dāng)通過(guò)人體的電流大于擺脫閾時(shí),受電擊者自救的可能性很小。擺脫閾主要取決于接觸面積、電極形狀和尺寸及個(gè)人的生理特點(diǎn),因此不同的人擺脫電流也不同。擺脫閾一般取10m A。
(3)致命電流。通過(guò)人體的電流能引起心室顫動(dòng)或?qū)е潞粑舷⒍劳鰰r(shí)的電流稱(chēng)為致命電流。人體心臟在正常情況下,有節(jié)奏地收縮與擴(kuò)張,可以把新鮮血液送到全身。當(dāng)通過(guò)人體的電流達(dá)到一定大小時(shí),心臟的正常工作受到破壞,由每分鐘數(shù)十次的搏動(dòng)變?yōu)槊糠昼姅?shù)百次的細(xì)微顫動(dòng)——心室顫動(dòng)。此時(shí),心臟不能再壓送血液,血液循環(huán)終止。若在短時(shí)間內(nèi)不擺脫電源,不設(shè)法恢復(fù)心臟的正常工作,人將會(huì)死亡。
引起心室顫動(dòng)與人體通過(guò)的電流大小有關(guān),還與電流持續(xù)時(shí)間有關(guān)。一般認(rèn)為30m A以下是安全電流。
2.人體的電阻
人體的電阻大小與觸電電流通過(guò)的途徑有關(guān),主要由皮膚電阻和人體內(nèi)電阻組成。
(1)皮膚電阻可視為由半絕緣層和許多小的導(dǎo)電體(毛孔)構(gòu)成,為容性電阻,當(dāng)接觸電壓小于50V時(shí),其阻值相對(duì)較大;當(dāng)接觸電壓超過(guò)50V時(shí),皮膚電阻值將大大降低,以至于完全被擊穿后電阻可忽略不計(jì)。
(2)人體內(nèi)電阻由人體脂肪、骨骼、神經(jīng)、肌肉等組織及器官構(gòu)成,大部分為阻性的,不同的電流通路有不同的內(nèi)電阻。
據(jù)測(cè)量,人體表皮0.05~0.2mm厚的角質(zhì)層電阻最大,在1000~10000Ω之間,其次是脂肪、骨骼、神經(jīng)、肌肉等。但是,若皮膚潮濕、出汗、有損傷或帶有導(dǎo)電性粉塵,人體電阻會(huì)下降到800~1000Ω。所以在考慮電氣安全問(wèn)題時(shí),人體的電阻只能按800~1000Ω計(jì)算。
3.安全電壓
安全電壓就是不致使人直接死亡或致殘的電壓。人體電阻由體內(nèi)電阻和皮膚電阻兩部分組成,體內(nèi)電阻約為500Ω,與接觸電壓無(wú)關(guān),皮膚電阻隨皮膚表面的干濕、潔污狀態(tài)和接觸電壓而變。從觸電安全的角度考慮,人體電阻一般下限為1700Ω。由于我國(guó)安全電流取30m A,如人體電阻取1700Ω,則人體允許持續(xù)接觸的安全電壓為:
U50g=30m A×1700Ω=51000m V≈50V
50V為一般正常環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸的安全電壓,如表9-3所示。
表9-3 安全電壓
續(xù)表
4.觸電時(shí)間
人的心臟在每一收縮擴(kuò)張周期中,有0.1~0.2s的易損傷期。當(dāng)電流在這一瞬間通過(guò)時(shí),引起心室顫動(dòng)的可能性最大,危險(xiǎn)性也最大。
通過(guò)電流的時(shí)間越長(zhǎng),能量積累越多,引起心室顫動(dòng)所需的電流就越??;觸電時(shí)間越長(zhǎng),越易造成心室顫動(dòng),生命危險(xiǎn)性越大。
5.電流途徑及電流頻率
電流途徑從人體的左手到右手、左手到腳,右手到腳等,其中電流經(jīng)左手到腳的流通是最不利的一種情況,因?yàn)檫@一通道的電流最易損傷心臟。電流通過(guò)心臟,會(huì)引起心室顫動(dòng),通過(guò)神經(jīng)中樞會(huì)引起中樞神經(jīng)失調(diào),這些都會(huì)直接導(dǎo)致死亡。電流通過(guò)脊髓,還會(huì)導(dǎo)致半身癱瘓。
電流頻率不同,對(duì)人體傷害也就不同。據(jù)測(cè)試,15~100Hz的交流電流對(duì)人體的傷害最嚴(yán)重。由于人體皮膚的電阻是容性的,所以與頻率成反比,隨著頻率增加,交流電的感知、擺脫閾值都會(huì)增大。雖然頻率增大,對(duì)人體傷害程度有所減輕,但高頻高壓還是有致命的危險(xiǎn)。
6.人體狀況
人體不同,對(duì)電流的敏感程度也不一樣。一般情況下,兒童比成年人敏感,女性比男性敏感。若患有心臟病,則觸電后死亡的可能性就更大。
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