不同的電流會引起人體不同的反應,按習慣,人們通常把電擊電流分為感知電流、反應電流、擺脫電流和心室纖顫電流等。
測量電流常用到的 驗電筆| 電流表| 電力計 電流計|
從安全角度考慮,規(guī)定男子的允許擺脫閾值電流為9mA,女子為6mA。
人體遭受電擊后,引起心室纖顫概率大于5%的極限電流,稱作心室纖顫閾值,習慣上也叫心室纖顫電流。當電擊時間小于5s,可用式I=165/t1/2來計算心室纖顫閾值。當電擊時間大于5s,則以30mA作為引起心室纖顫的又一極限電流值。大量的試驗表明,當電擊電流大于30mA時,才會發(fā)生心室纖顫的危險。
2 電流通過人體的持續(xù)時間
電擊時間越長,電流對人體引起的熱傷害、化學傷害及生理傷害就愈嚴重。特別是電流持續(xù)時間的長短和心室顫動有密切的關系。從現(xiàn)有的資料來看,最短的電擊時間是8.3ms,超過5s的很少。從5s到30s,引起心室顫動的極限電流基本保持穩(wěn)定,并略有下降。更長的電擊時間,對引起心室顫動的影響不明顯,而對窒息的危險性有較大的影響,從而使致命電流下降。
另外,電擊時間長,人體電阻因出汗等原因而降低,導致電擊電流進一步增加,這也將使電擊的危險性隨之增加。
3 電流通過人體的途徑
電流通過心臟、脊椎和中樞神經等要害部位時,電擊的傷害最為嚴重。因此從左手到胸部以及從左手到右腳是最危險的電流途徑。從右手到胸部或從右手到腳、從手到手等都是很危險的電流途徑,從腳到腳一般危險性較小,但不等于說沒有危險。例如由于跨步電壓造成電擊時,開始電流僅通過兩腳間,電擊后由于雙足劇烈痙攣而摔倒,此時電流就會流經其他要害部位,同樣會造成嚴重后果;另一方面,即使是兩腳受到電擊,也會有一部分電流流經心臟,這同樣會帶來危險。
4 人體電阻的影響
在一定的電流作用下,流經人體的電流大小和人體電阻成反比,因此人體電阻的大小對電擊后果產生一定的影響。人體電阻有表面電阻和體積電阻之分。對電擊者來說,體積電阻的影響最為顯著,但表面電阻有時卻能對電擊后果產生一定的抑制作用,使其轉化為電傷。這是由于人體皮膚潮濕,表面電阻較小,使電流大部分從皮膚表面通過。過去認為,人體越潮濕,電擊危害性愈大,這種說法不是十分確切的,因為表面電阻對電擊后果的影響是比較復雜的,只有當總的表面電阻較低時,才有可能抑制電擊。反之,當人體局部潮濕時,特別是如果僅只有觸及帶電部分的皮膚潮濕時,那就會大大增加電擊的危險性。這是因為人體局部潮濕,對表面電阻值不產生很大的影響,電擊電流不會大量從人體表面分流,而電擊處皮膚潮濕,將會使人體體積電阻下降,使電擊的危害性增大。
皮膚電阻隨條件不同,使得人體電阻的變化幅度也很大。當人體皮膚處于干燥、潔凈和無損傷的狀態(tài)時,人體電阻可高達40~100kW;而當皮膚處于潮濕狀態(tài),如濕手、出汗、人體電阻會降到1000W左右;如皮膚完全遭到破壞,人體電阻將下降到600~800W左右。
5 電流頻率的影響
電流的頻率除了會影響人體電阻外,還會對電擊的傷害程度產生直接的影響。25~300Hz的交流電對人體的傷害遠大于直流電。同時對交流電來說,當?shù)陀诨蚋哂谝陨项l率范圍時,它的傷害程度就會顯著減輕。
6 人體狀況的影響
電流對人體的作用,女性比男性更敏感,女性的感知電流和擺脫電流約比男性低三分之一。由于心室顫動電流約與體重成正比,因此小孩遭受電擊比成人危險。
交流電流通過人體的電流-時間效應分區(qū)如圖1所示。
電流流過人體的效應通常取決于電流幅值和持續(xù)時間,圖1給出了流過人體的電流幅值-作用時間效應分區(qū)圖。
圖中第①效應區(qū),是依據(jù)人對電流的感覺閾值,即人身所能覺察的流過人體最小電流值。這個感覺閾值取決于人體與電極的接觸面積、接觸狀態(tài)(干燥、潮濕、壓力、溫度等)、人的各自生理特性等。圖中a線即為人體的一般感覺閾值線,等于0.5mA,該閾值與通電時間無關。a線左部為第①效應區(qū),該區(qū)對人通常沒有任何病理、生理反應。
第②效應區(qū)在a線和b線之間。第②效應區(qū)通常無有害的病理、生理反應。
第③效應區(qū)在b線和c1線之間,該區(qū)對人體器官一般沒有損傷,但可能產生肌肉收縮、呼吸困難、血壓升高、心臟沖動形成及傳導的可逆性紊亂,包括心房纖維顫動以及隨著電流與持續(xù)時間的增加引起的非心室纖維顫動,進而引起的短暫心臟停跳。
第④效應區(qū)在曲線c1的右部。該區(qū)除了有第③效應區(qū)的病理、生理反應外,可能出現(xiàn)心室纖維顫動。曲線c1是一條不致發(fā)生心室纖維顫動的閾值曲線。由c1向右,發(fā)生心室纖維顫動的概率逐漸增大,在曲線c2和c3處分別達到5%和50%,再向右側超過50%。心室纖維顫動被認為是電擊致死的主要原因。隨著人體電流和持續(xù)時間的增加將會出現(xiàn)心臟停跳、呼吸停止和嚴重燒傷等后果。有資料說明,人體電流引起的心臟停跳和窒息可能致死,幾安電流引起的嚴重燒傷也可能導致死亡。
根據(jù)上述的效應分區(qū),一般認為第①、②效應區(qū)為安全區(qū),IEC條文中指出,從一些國家運行經驗看,確認流過人體電流不超過30mA,持續(xù)時間不超過0.1s,對人體是安全的。