人体触电

人体组织中有60%以上是由含有导电物质的水分组成，因此，人体是个导体，当人体接触设备的带电部分并形成电流通路的时候，就会有电流流过人体，从而造成触电。触电时电流对人身造成的伤害程度与电流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。关于人体触电分析人体为什么会导电？因为人体中含有大量的水分子以及金属粒子，尤其是血液中铁元素含量最多。另外还包含了许多其它微量的金属和非金属物质粒子。也可以这样说，人体主要是由碳水化合物组成的大化学分子有机体。如果人体接近电场的两个正负端点时，人体中的导电粒子就会在电场力的作用下形成电子流。我们知道，金属元素的原子最外层电子会受到电场力的激发作用而脱离原子核的电场束缚而溢出轨道，也就形成了电子的游离态。此时，失去电子的核外电子轨道就会出现空穴，因为电场的正端呈现为正电位，电子呈现为负电荷，所以电子就会向正电位端移动。在电场作用下，电子的溢出和电子轨道的空穴是连续产生的，而其它溢出的电子则会在原子核电场力的引力下前来补穴，补穴后又会受电场的激发而继续出现空穴。这样，也就同等于原子的空穴在移动，电子的不断溢出，又不断的形成空穴。在我们的物理教科书中，已经讲明了导体的导电是由于原子的空穴移动形成的电子流。简单说来，导体中的电子流就是由金属原子核外层电子的飘逸而形成的空穴移位。电子的漂移方向为正电位端，而原子中的空穴再由下一个原子中的电子来补穴，也形同于原子的空穴在向电场的负端移动，这也是电工学中所表述导电回路中的电流流动。人体中的电流运动方式较为复杂，因为人体不是纯导电体，身体中的水分子一般来讲不参加导电，但在高电场的作用下也会激发水分子成为电离子而导电，对于一般电场来说，只有水中的杂质和金属部分参与导电，所以人体导电就会破坏人体细胞的分子结构。不论是金属导电还是生物细胞导电都会产生电子移动中的能量释放，电子在流动过程中的能量释放则会以热作用形式表现出来。当金属导体中的电子流在移动时导体会发热。而人体细胞和植物细胞被电场施加电场力形成电子流后会破坏原细胞中的化学分子结构出现细胞在热作用下的死亡状态。上述已经讲过关于导体中原子的核外电子受激发溢出以及电子的空穴补位问题，在金属原子的核外电子溢出和电子补穴过程中会释放出一定的能量，并以热辐射的形式通过金属的表面向空间散发。如果通过人体的电流小于其细胞所承载的强度时，人体细胞只会将这种状态传递给大脑，使人感觉到一阵痉挛或麻嗖嗖的触电感，此时并不会伤害到人体细胞。人体在一般的情况下，可承受20毫安以下的交变电流和直流电在50毫安以下。如果触电的持续时间过长，即使是电流小到8毫安左右，也可使人死亡，即便是生命没有受到死亡的威胁，但也会导致人体和脑部的的重创从而留下永不恢复的后遗症。我们人体的电阻一般是在一千欧姆左右，行业规定交流安全电压的上限为42伏特，直流的电压上限为72伏特。当人体被电击后会形成三种伤害，其一是身体中电子流动的热作用，其二是电子的流动会破坏细胞的化学分子结构而形成化学性伤害，其三是由于电子流动形成的磁场对细胞分子产生机械震荡式损伤，另外也包括人体与其它物体的撞击等非安全性的伤害等因素。人体一旦遇到强电流通过或人体细胞中的导电元素全部参与导电时，其身体中的大化学分子就会彻底的解体而致使生命终结。这种状态会出现在超过安全电压的情况下，电压越高对人体细胞的伤害作用越大，当电压在数万伏特以上或者是在数亿伏特的雷电场中，人体的细胞会完全的被碳化。我们每年都会看到有人被电击伤或被电击死，尤其是高压输电网络和夏季的雷电最危险。由于超高压和强电荷的作用，不只是我们人类面临的灾难问题，就连人类高大的建筑物和树木植物类都难以逃脱强电场力给它们带来的毁灭。触电伤害触电伤害的主要形式可分为电击和电伤两大类。触电伤害表现为多种形式。电流通过人体内部器官，会破坏人的心脏、肺部、神经系统等，使人出现痉挛、呼吸窒息、心室纤维性颤动、心跳骤停甚至死亡。电流通过体表时，会对人体外部造成局部伤害，即电流的热效应、化学效应、机械效应对人体外部组织或器官造成伤害，如电灼伤、金属溅伤、电烙印。电灼伤是电流的热效应造成的伤害，分为电流灼伤和电弧烧伤。电流灼伤是人体与带电体接触，电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。前者是带电体与人体之间发生电弧，有电流流过人体的烧伤；后者是电弧发生在人体附近对人体的烧伤，包含熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。电弧温度高达8900℃以上，可造成大面积、大深度的烧伤，甚至烧焦、烧掉四肢及其他部位。大电流通过人体，也可能烘干、烧焦机体组织。心室纤维性颤动当电流通过神经纤维刺激到肌肉时，肌肉即要收缩。心脏本身具有工作过程所需的电动势，形成心脏各个区域按正确顺序有节奏运动的控制电信号。这个电信号的平均电压为1～1.6mV，心脏的一个博动周期约为0.75s。当通过人体的触电电流和通过时间超过某个限值时，心脏正常博动的电信号便受到干扰而被打乱。这样，心脏便不能再进行强有力的收缩而出现心肌震动，这就是医学上所称的“心室纤维颤动”。若这种颤动不及时消除，很快会导致心脏停搏，造成死亡。用高压电脉消除颤动的装置称为心脏除颤器。低压情况下（110or230V），工频电流（60Hz）引起心室纤维颤动的最低电流是60mA，对于直流电则需要300-500mA。如果触电电流直接流经心脏，则大约1mA的电流（DCorAC）就可能导致心室纤维颤动。神经干扰电流能干扰神经控制（尤其是对心脏和肺的控制），因为神经元的神经控制基于电荷（电流）传递。经历多次触电事故或严重触电事故而幸免于死的人，事实证明会遗留下神经系统疾病。触电电流回路经过心脏时，当电流达到某值，会使人立刻丧失意识。影响触电伤害的因素触电的危险性跟很多因素有关。电流的种类和频率其中电流的种类和频率不同，触电的危险性也不同。根据实验可以知道，交流电比直流电危险程度略为大一些，频率很低或者很高的电流触电危险性比较小些。电流的高频集肤效应使得高频情况下电流大部分流经人体表皮，避免了内脏的伤害，所以生命危险小些。但是集肤效应会导致表皮严重烧伤。右图所示为“触电危险与电流频率的关系曲线图”电流通过的途径触电对人体的危害，主要是因电流通过人体一定路径引起的。电流通过头部会使人昏迷，电流通过脊髓会使人截瘫，电流通过中枢神经会引起中枢神经系统严重失调而导致死亡。电流大小及触电时间长短：人体允许通过的电流强度与人体重量、心胀大小、触电时间的长短有关。触电时流入人体电流的大小一超过应有的界限，使开始产生所谓触电的知觉，此时的电流—般称感觉电流。感觉电流即使作用体内相当长的时间，也不产生影响。脉冲电流在40-90mA，直流电流在50mA以下对人体是安全的，呼吸肌稍收缩，对心服无损伤。超过—定量的电流流入人体时，能引起手足的肌肉硬直，丧失活动能力。过量电流通过心脏时，引起心室纤维颤动，甚至会停止心跳。电流通过中枢神经时，可能引起呼吸中枢抑制及心血中枢衰竭，触电后呼吸肌痉挛性收缩，而引起窒息。由于电流的热效应，也可能使触电的人体组织损伤、烧伤、产生坏死等。触电时，对人体产生各种生理影响的主要因素是电流的大小。但电击时间也是很重要的一个因素。如直流50mA以下的数值对人体是安全的，但并不是绝对安全，人体所能承受的电流常常和电击时间有关，如果电击时间极短，人体能耐受高得多的电流而不致于伤害；反之电击时间很长时，即使电流小到8-10mA，也可能使人致命。人身体电阻人体阻抗取决于一定因素，特别是电流路径，接触电压、电流持续时间、频率，皮肤潮湿度，接触面积，施加的压力和温度等。在工频电压下，人体的阻抗随接触面积增大、电压愈高，而变得愈小。IEC综合了历年来关于人体阻抗的研究成果，严密审查了大量尸体的实测数据，得出人体在50/60Hz交流电时，成人的人体阻抗在1000Ω左右。电压大小：安全电压（即允许接触电压）和人体阻抗的有关。关于人体阻抗的条件分类，国际电工委员会IEC所属建筑电气设备专门委员会分为三类。第Ⅰ类是指住宅、工厂、办公室等一般场所，人体皮肤是干燥状态或因出汗皮肤呈潮湿状态，在接触电压作用下发生危险的可能性较高，这时取人体阻抗为1000Ω，设定通过人体电流为50mA，则50mA与1000Ω的乘积为50V，那是此接触状态时的允许接触电压。中国、西欧及其它多数国家的安全电压采用此值。第Ⅱ类是指人在隧道、涵洞和矿井下等高度潮湿的场所，人体出汗或因工作环境影响使皮肤受潮，经常还会发生双手与双脚二者接触凝露的电气设备金属外壳或构架等情况。这时皮肤潮湿而使皮肤阻抗低到可以认为接近于零（即可忽略其皮肤阻抗），人体电阻仅剩500Ω内阻抗。假设通过人体内部电流为50mA，则50mA和500Ω的乘积为25V。现国际上对于允许接触电压按人体阻抗的条件进行分类时，将25V作为其中的一个等级，这值接近于中国标准GB3805－83《安全电压》等级分类中的24V。第Ⅲ类是指人在游泳池、水槽或水池中，人体大部分浸入水里，皮肤完全浸透，这时基本上为体内阻抗500Ω，同时考虑有导致溺死的二次事故的危险，所以允许通过人体的电流应为摆脱阈，这样，允许的接触电压为0.01×500=5V，这与GB380－83中规定的安全电压6V相近。如果在不考虑导致二次事故的场所，则可采用12V的允许接触电压。触电事故的规律(1)有明显的季节性：一般每年以二、三季度事故较多，六至九月最集中。因为夏秋两季天气潮湿、多雨，降低了电气设备的绝缘性能；人体多汗皮肤电阻降低，容易导电；天气炎热，电扇用电或临时线路增多，且操作人员不穿戴工作服和绝缘护具；正值农忙季节，农村用电量和用电场所增加，触电机率增多。(2)低压触电多于高压触电：是因为低压设备多、电网广，与人接触机会多；低压设备简陋而且管理不严，思想麻痹，多数群众缺乏电气安全知识。(3)农村触电事故多于城市：主要是由于农村用电条件差，设备简陋，技术水平低，管理不严。(4)青年和中年触电多：一方面是因为中青年多数是主要操作者。另一方面因这些人多数已有几年工龄，不再如初学时那么小心谨慎。(5)〖JP3〗单相触电事故多，占70%以上。(6)事故点多在电气联结部位。(7)事故由两个以上因素构成：统计表明90%以上的事故是由两个以上原因引起的。触电事故方式按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径，电击可分为低压触电和高压触电。其中低压触电可分为单线触电和双线触电，高压触电可分为高压电弧触电和跨步电压触电。单线触电当人体直接碰触带电设备其中的一线时，电流通过人体流入大地，这种触电现象称为单线触电。对于高压带电体，人体虽未直接接触，但由于超过了安全距离，高电压对人体放电，造成单相接地而引起的触电，也属于单线触电。低压电网通常采用变压器低压侧中性点直接接地和中性点不直接接地(通过保护间隙接地)的接线方式。双线触电人体同时接触带电设备或线路中的两相导体，或在高压系统中，人体同时接近不同相的两相带电导体，而发生电弧放电，电流从一相导体通过人体流入另一相导体，构成一个闭合电路，这种触电方式称为双线触电。发生双线触电时，作用于人体上的电压等于线电压，这种触电是最危险的。高压电弧触电高压电弧触电是指人靠近高压线(高压带电体),造成弧光放电而触电。电压越高,对人身的危险性越大..干电池的电压只有1.5V,对人不会造成伤害；家庭照明电路的电压是220V,就已经很危险了;高压输电线路的电压高达几万伏甚至几十万伏，即使不直接接触,也能使人致命。弧光放电由于电压过高即使不接触高压输电线路在接近过程中人会看到一瞬的闪光(就是弧光)并被高压击倒触电受伤或死亡也就是弧光放电跨步电压触电当电气设备发生接地故障，接地电流通过接地体向大地流散，在地面上形成电位分布时，若人在接地短路点周围行走，其两脚之间的电位差，就是跨步电压。由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电。跨步电压的大小受接地电流大小、鞋和地面特征、两脚之间的跨距、两脚的方位以及离接地点的远近等很多因素的影响。人的跨距一般按0.8m考虑。由