防触电事故知识

　　随着社会的不断进步，电能已经成为人们生产生活中最基本和不可代替的能源。“电”日益影响着工业的自动化和社会的现代化。然而，当电能失去控制时，就会引发各类电气事故，其中对人体的伤害即触电事故是各类事故中最常见的事故。

本教材主要介绍电流对人体的危害、触电事故种类与规律、防触电知识、触电急救等基本内容。 

第一节  电流对人体的危害 

　　电流对人体作用的规律，可用来定量地分析触电事故，也可以运用这些规律，科学地评价一些防触电措施和设施是否完善、科学地评定一些电气产品是否合格等。

 　　一、作用机理 

　　电流通过人体时破坏人体内细胞的正常工作，主要表现为生物学效应。电流作用人体还包含有热效应、化学效应和机械效应。

　　电流的生物学效应主要表现为使人体产生刺激和兴奋行为，使人体活的组织发生变异，从一种状态变为另外一种状态。电流通过肌肉组织，引起肌肉收缩。由于电流引起神经细胞激动，产生脉冲形式的神经兴奋波，当这兴奋波迅速地传到中枢神经系统后，后者即发出不同的指令，使人体各部作相应的反应，因此，当人体触及带电体时，一些没有电流通过的部位也可能受到刺激，发生强烈的反应，重要器官的工作可能受到破坏。

　　在活的机体上，特别是肌肉和神经系统，有微弱的生物电存在。如果引入局外电流，生物电的正常规律将受到破坏，人体也将受到不同程度的伤害。

　　电流通过人体还有热作用。电流所经过的血管、神经、心脏、大脑等器官将因为热量增加而导致功能障碍。

　　电流通过人体，还会引起机体内液体物质发生离解、分解导致破坏。

　　电流通过人体，还会使机体各种组织产生蒸汽，乃至发生剥离、断裂等严重破坏。

 　　二、作用征象

　　小电流通过人体，会引起麻感、针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心律不齐、窒息、心室颤动等症状。数安以上的电流通过人体，还可能导致严重的烧伤。

　　小电流电击使人致命的最危险、最主要的原因是引起心室颤动。麻痹和中止呼吸、电休克虽然也可能导致死亡，但其危险性比引起心室颤动要小得多。发生心室颤动时，心脏每分钟颤动1000次以上，但幅值很小，而且没有规则，血液实际上中止循环。心室颤动能够持续的时间是不会太长的。在心室颤动状态下，如不及时抢救，心脏很快将停止跳动，并导致生物性死亡。当人体遭受电击时，如果有电流通过心脏，可能直接作用于心肌，引起心室颤动；如果没有电流通过心脏，亦可能经中枢神经系统反射作用于心肌，引起心室颤动。

　　由于电流的瞬时作用而发生心室颤动时，呼吸可能持续2～3分钟。在其丧失知觉之前，有时还能叫喊几声、有的还能走几步。但是，由于其心脏已进入心室颤动状态，血液已中止循环，大脑和全身迅速缺氧，病情将急剧恶化，如不及时抢救，很快将导致生物性死亡。

 　　三、作用因素

　　不同的人于不同的时间、不同的地点与同一根导线接触，后果将是千差万别的。这是因为电流对人体的作用受很多因素的影响。

　　1．电流大小的影响

　　通过人体的电流越大，人的生理反应和病理反应越明显，引起心室颤动所用的时间越短，致命的危险性越大。按照人体呈现的状态，可将预期通过人体的电流分为三个级别。

　　(1)感知电流  在一定概率下，通过人体引起人有任何感觉的最小电流(有效值，下同)称为该概率下的感知电流。概率为50％时，成年男子平均感知电流约为1．1mA，成年女子约为0．7mA。

　　感知电流一般不会对人体构成伤害，但当电流增大时，感觉增强，反应加剧，可能导致坠落等二次事故。

　　(2)摆脱电流  当通过人体的电流超过感知电流时，肌肉收缩增加，刺痛感觉增强，感觉部位扩展。当电流增大到一定程度时，由于中枢神经反射和肌肉收缩、痉挛，触电人将不能自行摆脱带电体。在一定概率下，人触电后能自行摆脱带电体的最大电流称为该概率下的摆脱电流。

　　摆脱电流是人体可以忍受，一般尚不致造成不良后果的电流。电流超过摆脱电流以后，会感到异常痛苦、恐慌和难以忍受；如时间过长，则可能昏迷、窒息，甚至死亡。因此，可以认为摆脱电流是有较大危险的界限。

　　(3)室颤电流  通过人体引起心室发生纤维性颤动的最小电流称为室颤电流。电击致死的原因是比较复杂的。例如，高压触电事故中，可能因为强电弧或很大的电流导致的烧伤使人致命；低压触电事故中，正如前面说过的，可能因为心室颤动，也可能因为窒息时间过长使人致命。一旦发生心室颤动，数分钟内即可导致死亡。因此，在小电流(不超过数百毫安)的作用下，电击致命的主要原因，是电流引起心室颤动。因此，可以认为室颤电流是短时间作用的最小致命电流。

　　2．电流持续时间的影响

　　电击持续时间越长，则电击危险性越大。其原因有四。

　　(1)电流持续时间越长，则体内积累局外电能越多，伤害越严重，表现为室颤电流减小。

　　(2)心电图上心脏收缩与舒张之间约0．2s的T波(特别是T波的前半部)，是对电流最为敏感的心脏易损期(易激期)。电击持续时间延长，必然重合心脏易损期，电击危险性增大。

　　(3)随着电击持续时间的延长，人体电阻由于出汗、击穿、电解而下降，如接触电压不变，流经人体的电流必然增加，电击危险性随之增大。

　　(4)电击持续时间越长，中枢神经反射越强烈，电击危险性越大。

　　3．电流途径的影响

　　人体在电流的作用下，没有绝对安全的途径。电流通过心脏会引起心室颤动及至心脏停止跳动而导致死亡：电流通过中枢神经及有关部位，会引起中枢神经强烈失调而导致死亡；电流通过头部，严重损伤大脑，亦可能使人昏迷不醒而死亡；电流通过脊髓会使人截瘫，电流通过人的局部肢体亦可能引起中枢神经强烈反射而导致严重后果。

　　流过心脏的电流越多、电流路线越短的途径是电击危险性越大的途径。可用心脏电流因数粗略衡量不同电流途径的危险程度。心脏电流因数是表明电流途径影响的无量纲系数。如通过人体左手至脚途径的电流I0与通过人体某一途径的电流I引起心室颤动的危险性相同，则该途径的心脏电流因数为不同途径的心脏电流因数，见表1—1。

表1—1  心脏电流因数

4．电流种类的影响

　　不同种类电流对人体伤害的构成不同，危险程度也不同，但各种电流对人体都有致命危险。

　　(1)直流电流的作用  在接通和断开瞬间，直流平均感知电流约为2mA。300mA以下的直流电流没有确定的摆脱电流值；300mA以上的直流电流将导致不能摆脱或数秒至数分钟以后才能摆脱带电体。电流持续时间超过心脏搏动周期时，直流室颤电流为交流的数倍；电流持续时间200ms以下时，直流室颤电流与交流大致相同。

　　(2)100Hz以上电流的作用  通常引进频率因数评价高频电流电击的危险性。频率因数是通过人体的某种频率电流与有相应生理效应的工频电流之比。100Hz以上电流的频率因数都大于1。当频率超过50Hz时，频率因数由慢至快，逐渐增大。

　　感知电流、摆脱电流与频率的关系可按图1—1确定。图中，1、2、3为感知电流曲线，1线感知概率为0．5％、2线感知概率为50％、3线感知概率为99．5％；4、5、6为摆脱电流曲线，摆脱概率分别为99．5％、50％和99．5％。

 

图1—1  感知电流、摆脱电流一频率曲线

 　　(3)冲击电流的作用  冲击电流指作用时间不超过0．1～10ms的电流，包括方脉冲波电流、正弦脉冲波电流和电容放电脉冲波电流。冲击电流对人体的作用有感知界限、疼痛界限和室颤界限，没有摆脱界限。冲击电流的疼痛界限常用比能量I2t表示。在电流流经四肢、接触面积较大的情况下，疼痛界限为50×10－6～10×10－6A2s。对于左手一双脚的电流途径，冲击电流的室颤界限见图1—2。图中，c1以下是不发生室颤的区域；c1与c2之间是低度(概率5％以下)室颤危险的区域；c2与c3之间是中等(概率50％)室颤危险的区域；c3以上是高度(概率50％以上)室颤危险的区域。

图1—2  冲击电流的室颤界限

 　　5．个体特征的影响

　　身体健康、肌肉发达者摆脱电流较大；室颤电流约与心脏质量成正比。患有心脏病、中枢神经系统疾病、肺病的人电击后的危险性较大。精神状态和心理因素对电击后果也有影响。女性的感知电流和摆脱电流约为男性的2／3。儿童遭受电击后的危险性较大。

　　6．人体电阻的影响

　　人体触电时，流过人体的电流(当接触电压一定时)由人体的电阻值决定，人体电阻越小，流过人体的电流越大，也就越危险。

　　人体电阻主要包括人体内部电阻和皮肤电阻。人体内部组织的电阻，虽然是不稳定的，但有一个共同的特点，就是电阻值与外加电压的大小基本上没有关系。一般人的平均电阻值是1000～1500Ω。

　　当皮肤有损坏时，则皮肤的绝缘层被击穿，人体电阻就只剩下内部电阻了。

　　潮湿、出汗、导电的化学物质和尘埃(如金属或炭质粉末)等都能使皮肤的电阻显著下降。若皮肤上有汗水，电阻就会变得很低，电流对人体的作用就会增大。

环境温度对人体的电阻也有很大影响。实验得知，人体在周围温度为45℃时的电阻较在18℃时减小一半以上。一个人若在45℃的环境中停留1h，他的电阻就会比作短时间停留时小，当他回到低温的环境中时，电阻又会突然增大。