電流人體傷害管理論文
時間:2022-06-21 11:07:00
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摘要:電流可能對人體構成多種傷害。例如,電流通過人體,人體直接接受電流能量將遭到電擊;電能轉換為熱能作用于人體,致使人體受到燒傷或灼傷;人在電磁場照射下,吸收電磁場的能量也會受到傷害等。諸多傷害中,電擊的傷害是最基本的形式。
關鍵詞:電擊電流人體傷害程度
電流可能對人體構成多種傷害。例如,電流通過人體,人體直接接受電流能量將遭到電擊;電能轉換為熱能作用于人體,致使人體受到燒傷或灼傷;人在電磁場照射下,吸收電磁場的能量也會受到傷害等。諸多傷害中,電擊的傷害是最基本的形式。
與其他一些傷害不同,電流對人體的傷害事先沒有任何預兆。傷害往往發生在瞬息之間,而且傷害人體一旦遭受電擊后,防衛能力迅速降低。這兩個特點都增加了電流傷害的危險性。
1電流對人體的傷害
電流對人體的傷害就是通常說的電擊,是電流的能量直接作用于人體或轉換成其他形式的能量作用于人體造成的傷害。
1.1電擊
電擊是電流通過人體,機體組織受到刺激,肌肉不由自主地發生痙攣性收縮造成的傷害。嚴重的電擊是指人的心臟、肺部神經系統的正常工作受到破壞,乃到危及生命的傷害,數十毫安的工頻電流即可使人遭到致命的電擊。電擊致傷的部位主要在人體內部,而在人體外部不會留下明顯痕跡。
50mA(有效值)以上的工頻交流電流通過人體,一般既可能引起心室顫動或心臟停止跳動,也可能導致呼吸中止。但是,前者的出現比后者早得多,即前者是主要的。
如果通過人體的電流只有20~25mA,一般不會直接引起心室顫動或心臟停止跳動。但如時間較長,仍可導致心臟停止跳動。這時,心室顫動或心臟停止跳動,主要是由于呼吸中止,導致機體缺氧引起的,但當通過人體的電流超過數安時,由于刺激強烈,也可能先使呼吸中止。數安的電流流過人體,還可能導致嚴重燒傷甚至死亡。
電休克是機體受到電流的強烈刺激,發生強烈的神經系統反射,使血液循環、呼吸及其他新陳代謝都發生障礙,以致神經系統受到抑制,出現血壓急劇下降、脈搏減弱、呼吸衰竭、神志昏迷的現象。電休克狀態可以延續數十分鐘到數天。其后果可能是得到有效的治療而痊愈,也可能由于重要生命機能完全喪失而死亡。
1.2電傷
電傷是由電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體造成的傷害,造成電傷的電流都比較大。電傷會在機體表面留下明顯的傷痕,但其傷害作用可能深入體內。
與電擊相比,電傷屬局部性傷害。電傷的危險程度決定于受傷面積、受傷深度、受傷部位等因素。
電傷包括電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、機械損傷、電光眼等多種傷害。
電燒傷是最常見的電傷。大部分電擊事故都會造成電燒傷。電燒傷可分為電流灼傷和電弧燒傷。電流越大、通電時間越長,電流途徑的電阻越小,則電流灼傷越嚴重。由于人體與帶電體接觸的面積一般都不大,加之皮膚電阻又比較高,使得皮膚與帶電體的接觸部位產生較多的熱量,受到嚴重的灼傷。當電流較大時,可能灼傷皮下組織。
因為接近高壓帶電體時會發生擊穿放電,所以,電流灼傷一般發生在低壓電氣設備上,往往數百毫安的電流即可導致灼傷,數安的電流將造成嚴重的灼傷。
電烙印是電流通過人體后,在接觸部位留下的斑痕。斑痕處皮膚硬變,失去原有彈性和色澤,表層壞死,失去知覺。
皮膚金屬化是金屬微粒滲入皮膚造成的。受傷部位變得粗糙而張緊。皮膚金屬化多在弧光放電時發生,而且一般都傷在人體的裸露部位。當發生弧光放電時,與電弧燒傷相比,皮膚金屬化不是主要傷害。
電光眼表現為角膜和結膜發炎。在弧光放電時,紅外線、可見光、紫外線都可能損傷眼睛。對于短暫的照射,紫外線是引起電光眼的主要原因。
2電流對人體危害的因素
2.1通過人體電流的大小
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。
從安全角度考慮,規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,才會發生心室纖顫的危險。
2.2電流通過人體的持續時間
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。特別是電流持續時間的長短和心室顫動有密切的關系。從現有的資料來看,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。
2.3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。
2.4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時,人體電阻可高達40~100kW;而當皮膚處于潮濕狀態,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。
2.5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,當低于或高于以上頻率范圍時,它的傷害程度就會顯著減輕。
2.6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時間,圖1給出了流過人體的電流幅值-作用時間效應分區圖。
圖中第①效應區,是依據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(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,該區對人通常沒有任何病理、生理反應。
第②效應區在a線和b線之間。第②效應區通常無有害的病理、生理反應。
第③效應區在b線和c1線之間,該區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效應區在曲線c1的右部。該區除了有第③效應區的病理、生理反應外,可能出現心室纖維顫動。曲線c1是一條不致發生心室纖維顫動的閾值曲線。由c1向右,發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時間的增加將會出現心臟停跳、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。
根據上述的效應分區,一般認為第①、②效應區為安全區,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,持續時間不超過0.1s,對人體是安全的。
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