触电伤害的原理与防范

天狼晓月

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（110 or 230 V ），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（DC or AC）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。  电流的种类和频率对人体的影响
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”，右表中的资料数据是前苏联用狗进行实验的结果。
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。最危险的电流路径是由胸部到左手，从脚到脚是危险性较小的路径。
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。[1]
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。 　　  单线触电和双线触电
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。由于跨步电压受很多因素的影响以及由于地面电位分布的复杂性，几个人在同一地带（如同一棵大树下或同一故障接地点附近）遭到跨步电压电击时，完全可能出现截然不同的后果。 　　下列情况和部位可能发生跨步电压电击： 　　带电导体，特别是高压导体故障接地处，流散电流在地面各点产生的电位差造成跨步电压电击。接地装置流过故障电流时，流散电流在附近地面各点产生的电位差造成跨步电压电击。正常时有较大工作电流流过的接地装置附近，流散电流在地面各点产生的电位差造成跨步电压电击。防雷装置接受雷击时，极大的流散电流在其接地装置附近地面各点产生的电位差造成跨步电压电击。高大设施或高大树木遭受雷击时，极大的流散电流在附近地面各点产生的电位差造成跨步电压电击。[2]
触电事故应急处理
　　如果遇到触电情况，要沉着冷静、迅速果断地采取应急措施。针对不同的伤情，采取相应的急救方法，争分夺秒地抢救，直到医护人员到来。 　　触电急救的要点是动作迅速，救护得法。发现有人触电，首先要使触电者尽快脱离电源，然后根据具体情况，进行相应的救治。
1.脱离电源
　　  及时脱离电源
(1)如开关箱在附近，可立即拉下闸刀或拔掉插头，断开电源。 　　(2)如距离闸刀较远，应迅速用绝缘良好的电工钳或有干燥木柄的利器(刀、斧、锹等)砍断电线，或用干燥的木棒、竹竿、硬塑料管等物迅速将电线拨离触电者。 　　(3)若现场无任何合适的绝缘物可利用，救护人员亦可用几层干燥的衣服将手包裹好，站在干燥的木板上，拉触电者的衣服，使其脱离电源。 　　(4)对高压触电，应立即通知有关部门停电，或迅速拉下开关，或由有经验的人采取特殊措施切断电源。
2.对症救治
　　  及时救治
对于触电者，可按以下三种情况分别处理： 　　(1)对触电后神志清醒者，要有专人照顾、观察，情况稳定后，方可正常活动；对轻度昏迷或呼吸微弱者，可针刺或掐人中、十宣、涌泉等穴位，并送医院救治。 　　(2)对触电后无呼吸但心脏有跳动者，应立即采用口对口人工呼吸；对有呼吸但心脏停止跳动者，则应立刻进行胸外心脏挤压法进行抢救。 　　(3)如触电者心跳和呼吸都已停止，则须同时采取人工呼吸和俯卧压背法、仰卧压胸法、心脏挤压法等措施交替进行抢救。 　　俯卧压背法 被救者俯卧，头偏向一侧，一臂弯曲垫于头下。救护者两腿分开，跪跨于病人大腿两侧，两臂伸直，两手掌心放在病人背部。拇指靠近脊柱，四指向外紧贴肋骨，以身体重量压迫病人背部，然后身体向后，两手放松，使病人胸部自然扩张，空气进入肺部。按照上述方法重复操作，每分钟16～20次。 　　仰卧压胸法 被救者仰卧，背后放上一个枕垫，使胸部突出，两手伸直，头侧向一边。救护者两腿分开，跪跨在病人大腿上部两侧，面对病人头部，两手掌心压放在病人的胸部，大拇指向上，四指伸开，自然压迫病人胸部，肺中的空气被压出。然后把手放松，病人胸部依其弹性自然扩张，空气进入肺内。这样反复进行，每分钟16～20次。 　　心脏挤压法 触电者心跳停止时，必须立即用心脏挤压法进行抢救，具体方法如下。 　　(1)将触电者衣服解开，使其仰卧在地板上，头向后仰，姿势与口对口人工呼吸法相同。 　　(2)救护者跪跨在触电者的腰部两侧，两手相叠，手掌根部放在触电者心口窝上方，胸骨下1/3处。 　　(3)掌根用力垂直向下，向脊背方向挤压，对成人应压陷3～4cm，每秒钟挤压1次，每分钟挤压60次为宜。 　　(4)挤压后，掌根迅速全部放松，让触电者胸部自动复原，每次放松时掌根不必完全离开胸部。 　　上述步骤反复操作。如果触电者的呼吸和心跳都停止了，应同时进行口对口人工呼吸和胸外心脏挤压。如果现场仅一人抢救，两种方法应交替进行。每次吹气2～3次，再挤压10～15次。 [3]
触电的预防措施
(1)直接触电的预防
　　直接触电的预防措施有以下3种。 　　绝缘措施。良好的绝缘是保证电气设备和线路正常运行的必要条件，是防止触电事故的重要措施。选用绝缘材料必须与电气设备的工作电压、工作环境和运行条件相适应。不同的设备或电路对绝缘电阻的要求不同。例如：新装或大修后的低压设备和线路，绝缘电阻不应低于0.5MΩ；运行中的线路和设备，绝缘电阻要求每伏工作电压lkΩ以上；高压线路和设备的绝缘电阻不低于每伏1000MΩ。 　　屏护措施。采用屏护装置，如常用电器的绝缘外壳、金属网罩、金属外壳、变压器的遮栏、栅栏等将带电体与外界隔绝开来，以杜绝不安全因素。凡是金属材料制作的屏护装置，应妥善接地或接零。 　　间距措施。为防止人体触及或过分接近带电体，在带电体与地面之间、带电体与其他设备之间，应保持一定的安全间距。安全间距的大小取决于电压的高低、设备类型、安装方式等因素。
(2)间接触电的预防
　　间接触电的预防措施有以下3种。 　　加强绝缘。对电气设备或线路采取双重绝缘的措施，可使设备或线路绝缘牢固，不易损坏。即使工作绝缘损坏，还有一层加强绝缘，不致发生金属导体裸露造成间接触电。 　　电气隔离。采用隔离变压器或具有同等隔离作用的发电机，使电气线路和设备的带电部分处于悬浮状态。即使线路或设备的工作绝缘损坏，人站在地面上与之接触也不易触电。 　　必须注意，被隔离回路的电压不得超过500V，其带电部分不能与其他电气回路或大地相连。 　　自动断电保护。在带电线路或设备上采取漏电保护、过流保护、过压或欠压保护、短路保护、接零保护等自动断电措施，当发生触电事故时，在规定时间内能自动切断电源起到保护作用。[4]
其他预防措施
　　（1）加强用电管理，建立健全安全工作规程和制度，并严格执行。 　　（2）使用、维护、检修电气设备，严格遵守有关安全规程和操作规程。 　　（3）尽量不进行带电作业，特别在危险场所（如高温、潮湿地点），严禁带电工作；必须带电工作时，应使用各种安全防护工具，如使用绝缘棒、绝缘钳和必要的仪表，戴绝缘手套，穿绝缘靴等，并设专人监护。 　　（4）对各种电气设备按规定进行定期检查，如发现绝缘损坏、漏电和其他故障，应及时处理；对不能修复的设备，不可使用其带“病”进行，应予以更换。 　　（5）根据生产现场情况，在不宜使用380／220伏电压的场所，应使用12～36伏的安全电压。 　　（6）禁止非电工人员乱装乱拆电气设备，更不得乱接导线。 　　（7）加强技术培训，普及安全用电知识，开展以预防为主的反事故演习。