人体阻抗的意义及应用

如图2.3-5所示，根据国家标准GB/T 13870.1-2008《电流对人和家畜的效应 第1部分：通用部分》的规定，人体的阻抗Z T包括人体内阻抗Z i和皮肤阻抗Z S1、ZS2。

图2.3-5　人体阻抗

图2.3-6　人体内阻抗简化图

人体阻抗不是纯电阻，主要由人体电阻决定。人体电阻越大，电流越小，对人体的伤害也就越小，反之则会对人体的伤害增大，甚至导致死亡。一般情况下，人体电阻可按1～2kΩ考虑。

一、人体的内阻抗Z i

人体的内阻抗Z i大部分可认为是阻性的。其数值主要由电流路径决定，与接触表面积的关系较小，仅当接触表面积为几平方毫米时，其数值才会有所增加。

如图2.3-6所示，若忽略人体躯干的阻抗，假设手臂和腿的阻抗值都是相同的。设图中的Z ip为手臂或腿的内阻抗，头的阻抗值是Z ip/5。则从一只手到双脚的内阻抗大约是一只手到一只脚内阻抗的75%，是从双手到双脚内阻抗的50%。

二、皮肤阻抗Z S

如图2.3-5所示，皮肤阻抗可视为由半绝缘层和许多小的导电体（毛孔）组成的电阻和电容的网络。(www.xing528.com)

皮肤的阻抗值取决于电压、频率、通电时间、接触的表面积、接触的压力、皮肤的潮湿程度、皮肤的温度等。

在较低的接触电压下，即使是同一个人，其皮肤的阻抗值也会随着条件的不同而具有很大的变化。在较高的接触电压下，皮肤的阻抗将显著地下降，而当皮肤被完全击穿时，皮肤的阻抗将变得可以忽略。

由于容性阻抗的原因，皮肤的阻抗将随频率的增大而减少。

三、人体总阻抗Z T

在给定的电流路径中，人体总阻抗是人体内阻抗与皮肤阻抗的矢量和，由电阻性和电容性分量组成。人体的总电阻R T为人体内部电阻与皮肤电阻之和。人体总阻抗Z T与接触电压及其频率、幅值、接触面积、皮肤潮湿程度、接触时间等有关。

如图2.3-7所示，当接触电压较低时，皮肤阻抗Z S随着干湿条件的不同具有显著的变化。干燥条件下皮肤阻抗最大，盐水湿润条件下皮肤阻抗最小，因而人体总阻抗Z T也随之有着类似变化。在较高的接触电压下，随着皮肤阻抗逐渐被击穿，总阻抗Z T的数值逐渐接近于人体内阻抗Z i的值。

图2.3-7　大接触表面积、电流路径为手到手、50/60Hz交流电压下人体的总阻抗Z T

当接触电压较低时，皮肤阻抗Z S随着触电接触表面积的不同具有显著的变化。触电接触表面积越大，皮肤阻抗Z S越小，因而人体总阻抗Z T也随之有着类似变化。在较高的接触电压下，随着皮肤阻抗逐渐被击穿，总阻抗Z T的数值逐渐接近于人体内阻抗Z i的值。

考虑到电流频率与皮肤阻抗的依从关系，人体总阻抗在直流时较高，且随着频率的增大而减少。交流电流对人体的效应，基本上以电气装置中最常用的频率为50Hz或60Hz的交流电流效应的有关研究结果为依据，但所给出的数据被认为可适用于15～100Hz的频率范围。