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电气安全的相关概念解析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:室颤电流是指引起心室颤动的最小电流。当电流持续时间超过心脏周期时,室颤电流仅为50 mA左右;当电流持续时间小于心脏周期时,室颤电流为数百毫安。④区是致命区,但③区也并非是绝对安全的。体内电阻约500Ω,与接触电压有关。当电气设备采用24V以上安全电压时,必须采取防护直接接触带电体的保护措施。可见,安全电压是与使用的环境条件有关的。

电气安全的相关概念解析

1.电流对人体的作用

电流通过人体,会令人有发麻、刺痛、压迫、打击等感觉,还会令人产生痉挛、血压升高、昏迷、心率不齐、窒息、心室颤动等症状,严重时导致死亡。

电流对人体的伤害程度与通过人体的电流大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的路径、电流的种类等多种因素有关。而且,上述各个影响因素相互之间,尤其是电流大小与通电时间之间,也有着密切的联系。

(1)伤害程度与电流大小的关系 通过人体的电流愈大,人体的生理反应愈明显,伤害愈严重。对于工频交流电,可根据通过人体的电流强度的不同以及人体呈现的反应不同,将作用于人体的电流划分为三级:

1)感知电流。感知电流是指电流通过人体时可引起感觉的最小电流。对于不同的人,感知电流是不同的。成年男性的平均感知电流约为1.1mA;成年女性约为0.7mA。感知电流值与时间因素无关,此电流一般不会对人体造成伤害,但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。

2)摆脱电流。摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。成年男性平均摆脱电流约为16mA;成年女性约为10.5mA。成年男性最小摆脱电流约为9mA;成年女性约为6mA;儿童的摆脱电流较成人要小。摆脱电流值基本上与时间无关。

3)室颤电流。室颤电流是指引起心室颤动的最小电流。由于心室颤动几乎终将导致死亡,因此,可以认为室颤电流即为致命电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。当电流持续时间超过心脏周期时,室颤电流仅为50 mA左右;当电流持续时间小于心脏周期时,室颤电流为数百毫安。

图9-15是国际电工委员会(IEC)提出的人体触电时间和通过人体电流(50 Hz)对人身肌体反应的曲线。图中各个区域所产生的电击生理效应见表9-8。

表9-8 图9-15中各个区域所产生的电击生理效应

由图9-15可以看出,人体触电反应分为四个区域:其中①、②、③区可视为“安全区”。在③区与④区之间的一条曲线,称为“安全曲线”。④区是致命区,但③区也并非是绝对安全的。

我国一般采用30mA(50Hz)作为安全电流值,但其触电时间不得超过1s,因此这个安全电流值也称为30mA·s。由图9-15所示的曲线可以看出,30mA·s位于③区,不会对人体引起心室纤维性颤动和器质性损伤,因此,可认为是相对安全的。当通过人体的电流达到50mA时,对人就有致命危险,而达到100mA时,一般要致人死命。

(2)伤害程度与电流持续时间的关系 通过人体电流的持续时间愈长,愈容易引起心室颤动,危险性就愈大。这是因为通电时间愈长,能量积累愈多,引起心室颤动的电流减小,使危险性增加。(www.xing528.com)

(3)伤害程度与电流途径的关系电流通过心脏会引起心室颤动,电流较大时会使心脏停止跳动;电流通过中枢神经,会引起中枢神经严重失调而导致死亡;电流通过头部会使人昏迷,电流较大时会对脑组织产生严重损坏而导致死亡;电流通过脊髓会使人瘫痪。

上述伤害中,以心脏伤害的危险性为最大。因此,流经心脏的电流多、电流路线短的途径是危险性最大的途径。试验表明,从左手到胸部是最危险的电流途径,从手到手、从手到脚也是很危险的电流途径。

(4)伤害程度与电流种类的关系 试验表明,直流电流、交流电流、高频电流、静电电荷以及特殊波形电流对人体都有伤害作用,通常以50~60 Hz的工频电流对人体的危害最为严重。

2.人体电阻

人体电阻包括体内电阻和皮肤电阻两部分。体内电阻约500Ω,与接触电压有关。皮肤电阻较大,集中在角质层,正常时可达104~105Ω,但皮肤的潮湿、多汗、有损伤等都会降低人体电阻;通过电流加大,通电时间加长,会增加发热出汗,也会降低人体电阻;接触电压增高,会击穿角质层,也会降低人体电阻。

图9-15 人体触电时间和通过人体电流对人身肌体反应的曲线

在一般情况下,人体电阻可按1000~2000Ω考虑。

3.安全电压

安全电压是指不致使人直接致死或致残的电压。它取决于人体允许的电流和人体电阻。

我国国家标准GB 3805—1983《安全电压》规定的安全电压等级为42V、36V、24V、12V和6V。凡手提照明灯、在危险环境和特别危险环境中使用携带式电动工具,如无特殊安全结构或安全措施,应采用42V或36V的安全电压;金属容器内、隧道内、矿井内等工作地点狭窄、行动不便,以及周围有大面积接地导体的环境,应采用24V或12V的安全电压;水下作业等场所采用6V的安全电压。当电气设备采用24V以上安全电压时,必须采取防护直接接触带电体的保护措施。

可见,安全电压是与使用的环境条件有关的。在一般的正常环境条件下,通常称交流50V电压为可允许持续接触的“安全特低电压”。

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