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触电原理与有效急救方法

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:了解触电的原理,掌握触电急救的方法。本任务将通过多媒体的方式展示常见的触电形式并示范正确的急救、预防措施。调查表明,绝大部分触电事故是电击造成的。单相触电对人体危害的大小与电压高低、电网中性点的接地方式等有关,据调查统计,在触电事故中,单相触电的次数占总触电次数的95%以上。除了单相触电外,还有两相触电。图1-1-2直接接触带电体触电单相触电;两相触电;两相触电电源中性点接地的单相触电。

触电原理与有效急救方法

(1)了解触电的原理,掌握触电急救的方法。

(2)通过触电产生的危害和部分触电死亡的案例强调安全用电的重要性。

(3)提高安全用电意识,规范生活中的用电行为。

为了防止在用电过程中人体触电,用电部门采取了许多安全技术措施,然而,无论如何完善措施都不能从根本上杜绝触电事故的发生。本任务将通过多媒体的方式展示常见的触电形式并示范正确的急救、预防措施。

图1-1-1所示为一组因触电死亡的案例。

图1-1-1 一组因触电死亡的案例

(a)某女孩在玩电动伸缩门时手触及绝缘破损的电缆,且蹦跳时将塑料凉鞋甩掉,触电当场死亡;(b)某新娘光脚在浴室里,手摸因地线漏电而带电的喷淋头当场死亡(小区未装任何漏电保护器); (c)某男孩因靠近高压电源而触电身亡;(d)某先生因触摸到漏电的开关而触电身亡(鞋子的绝缘性能不好且未装漏电保护器)

一、触电的危害

当人体触及带电体、带电体与人体之间闪击放电或电弧波及人体时,电流就会通过人体进入大地或其他导体,形成导电回路,这种情况就称为触电。人体触电时,电流会对人体造成两种伤害:电击和电伤。

1.电击

电击是指电流通过人体,影响呼吸系统神经系统和心脏,造成人体内部组织的破坏乃至死亡。当流过人体心脏的电流超过50 mA时,就会致命。这是因为正常的人体心脏跳动次数为60~80次/min,收缩时将血液输送到全身,舒张时将全身的血液收回来。触电时,由于电流对心脏的刺激,人的心脏每分钟跳动达300~400次(心室颤动),此时,心脏不可能正常供血,从而造成大脑缺氧,当缺氧达3~5 min时,就会引起人体死亡。

2.电伤

电伤是指因电流的热效应造成皮肤的烫伤、灼伤,这种伤害会给人体留下伤痕,严重时也可能致命。

电击和电伤在高压触电事故中常常是同时发生的。调查表明,绝大部分触电事故是电击造成的。

二、触电的形式

触电事故,多数是由于人体直接接触带电体、设备发生故障或人体过于靠近带电体等引起的。

1.人体直接接触带电体

当人体在地面或其他接地导体上时,人体的某一部分触及三相导线的任何一相所引起的触电事故称为单相触电,如图1-1-2(a)所示。单相触电对人体危害的大小与电压高低、电网中性点的接地方式等有关,据调查统计,在触电事故中,单相触电的次数占总触电次数的95%以上。除了单相触电外,还有两相触电。两相触电是指人体两处同时接触不同相的带电体而引起的触电事故,如图1-1-2(b)和图1-1-2(c)所示。

图1-1-2 直接接触带电体触电

(a)单相触电;(b)两相触电;(c)两相触电

(1)电源中性点接地的单相触电。这时人体处于相电压下,危险较大。通过人体的电流如图1-1-3(a)所示,则

式中,UP为电源相电压(220 V);R0为接地电阻(≤4 Ω);Rb为人体电阻,约等于1 000 Ω。

(2)两相触电。这时人体处于线电压下(Ul=380 V),危险更大。通过人体的电流如图1-1-3(b)所示,则

图1-1-3 触电分析

(a)电源中性点接地的单相触电;(b)两相触电

2.人体接触发生故障的电气设备

在正常情况下,电气设备的外壳是不带电的。但当线路故障或绝缘层破损时,人体一旦接触这些漏电或带电设备的外壳,就会发生触电事故。这时的触电情况和直接接触带电体一样,大部分触电事故属于这一类。

3.电弧电压触电

当人体与带电体之间的距离过小时,虽然未与带电体相接触,但由于空气的绝缘强度小于电场强度,人体与带电体之间的空气被击穿,就会发生触电事故,如图1-1-4(a)所示。因此,在《电气安全工作规程》中,国家有关部门对不同电压等级的电气设备都规定了最小允许安全间距。

4.跨步电压触电

由于外力(如雷电、大风)破坏等,电气设备、避雷针的接地点,或断落电线断头接地点附近,将有大量的扩散电流向大地流入,而使周围地面上分布着不同电位。当人的脚与脚之间同时踩在不同电位的地表面两点时,电流沿着人体的脚、腿、胯与大地形成通路,从而引起跨步电压触电,如图1-1-4(b)所示。

一般在接地点20 m之外,跨步电压就会降为零。如果误入接地点附近,则应双脚并拢或单脚跳出危险区。

图1-1-4 电弧电压与跨步电压触电

(a)电弧电压触电;(b)跨步电压触电

三、决定触电者所受伤害程度的因素

调查表明:决定电击伤害程度的主要因素是流过人体电流的大小、电流流过人体的途径、电流流过人体的持续时间等;次要因素有流过人体电流的频率、人体电阻和触电电压的大小等。

(1)流过人体电流的大小以mA计量,它决定于外加电压以及电流进入和流出身体两点间的人体阻抗。流过身体的电流越大,人体的生理反应越强烈,对生命的威胁就越大。人体允许的安全工频电流为30 mA,危险工频电流(致命电流)为50 mA。

(2)电流流过人体的途径。电流从人的右手流经左脚的路径是最危险的,从一只脚流经另一只脚的危险性较小。电流纵向通过人体比横向通过人体时更易发生心室颤动,因此危险性更大。

(3)电流流过人体的持续时间以ms计量。人体通电时间越长,则人体电阻值因出汗等原因而下降,导致流经人体的电流增大,后果严重。

(4)流过人体电流的频率。在同样电压下,交流比直流更为危险,实验证明25~300 Hz的交流电最易引起人体心室颤动,因此工频(50 Hz)对人体的伤害很大。医学实验证明,高频电流不仅对人体没有危害,还可以用于医疗保健等。

(5)人体电阻和触电电压(I=U/Rb)。

①当电压一定时,人体电阻越小通过人体的电流就越大。人体电阻的大小因人而异,正常情况下人体电阻根据皮肤的潮湿情况可按1 000~3 000 Ω考虑,当角质层被破坏时,人体电阻的阻值会明显降低。一般女性和小孩的人体电阻的阻值比成年男子的阻值低。

②当人体电阻阻值相同时,触电电压越高,通过人体的电流就越大。安全电压50 V的限值就是根据人体电阻为1 700 Ω、安全电流为30 mA计算出来的。我国规定变压器输出工频电压的有效值等级为42 V、36 V、24 V、12 V和6 V,用户应根据作业场所、操作条件、使用方式、供电方式、线路状况等来选择。通常把36 V以下的电压定为安全电压,工厂进行设备检修时使用的手灯及机床照明普遍采用24 V电压供电。

一、触电后应采取的措施

实验研究表明,如果从触电1 min后开始救治,则有90%的概率能救活;如果从触电6 min后开始抢救,则仅有10%的概率;而从触电12 min后开始抢救,则救活的可能性极小。因此,当发现有人触电时,应争分夺秒进行抢救,牢记“迅速、就地、正确、坚持”的八字方针。

(1)发生触电事故时,在保证救护者本身安全的同时,必须首先设法使触电者迅速脱离电源。常用方法是:拉、切、挑、拽、垫。①拉开闸盒(注意是闸盒而不是开关,因为有的开关安装不规范,接在零线上);②用绝缘利器如电工钳或带绝缘手柄的刀具割断电线(注意要一根一根剪,防止短路);③用绝缘木杆、竹杆等挑开电源线;④利用干燥的围巾毛毯等拽出触电者(注意不要拉鞋,也不要直接用手触摸触电者);⑤将木板垫在触电者身下。

(2)迅速对触电者的受伤情况做出简单诊断,观察一下是否存在呼吸,摸一摸颈部或腹股沟处的大动脉有没有搏动,看一看瞳孔是否放大,一般可按下述情况处理:①触电者神志清醒,但有乏力、头昏、心慌、出冷汗、恶心、呕吐等症状,应使触电者就地安静休息,症状严重的,应小心护送其到医院进行检查治疗;②触电者心跳尚存,但神志昏迷,应将病人抬至空气流通处,注意保暖,做好人工呼吸和心脏按压的准备工作,并立即通知医疗部门或用担架送触电者去医院抢救;③如果触电者处于“假死”状态(一般瞳孔放大为8~10 mm才能确定为死亡),应立即对其施行人工呼吸、心脏按压或两种方法同时进行抢救,并迅速拨打120急救电话。应特别注意急救要尽早地进行,不能等待医生的到来,在送往医院的途中也不能停止急救工作。

二、正确实施口对口人工呼吸救治(www.xing528.com)

口对口人工呼吸是人工呼吸法中最有效的一种,在施行前,应迅速将触电者身上妨碍呼吸的衣领、上衣、裙带等解开,检查触电者的口腔,清理口腔的黏液,如有假牙,应取下。然后使触电者仰卧,头部充分后仰,使鼻孔朝上,如图1-1-5所示。

图1-1-5 口对口人工呼吸

具体操作步骤如下。

一手捏紧触电者鼻孔,另一手将其下颌拉向前下方(或托住其颈后),救护者深吸一口气后紧贴触电者的口并向内吹气,同时观察其胸部是否隆起,以确保吹气有效,持续时间约2 s。

吹气完毕后,应立即离开触电者的口,并放松捏紧的鼻子,让其自动呼气,注意胸部的复原情况,持续时间约3 s。

按照上述步骤连续不断地进行操作,直到触电者开始呼吸为止。

触电者如果是儿童,则救护者只可小口吹气,或不捏紧鼻子,任其自然漏气,以免肺泡破裂;如发现触电者胃部充气膨胀,可一面用手轻轻加压于其上腹部,一面继续吹气和换气,如无法使触电者的嘴张开,可改为口对鼻人工呼吸。

三、正确实施胸外心脏按压法进行急救

胸外心脏按压法是触电者心脏停止跳动后的急救方法,其目的是强迫心脏恢复自主跳动。在使用胸外心脏按压法时,应该使触电者平躺在比较坚实、平整、稳固的地方,保持呼吸道畅通(具体要求同口对口人工呼吸法),救护者则位于触电者一侧。

急救动作如下。

(1)救护者用右手的中指和食指,沿触电者肋弓下缘上滑至两肋弓与胸骨的接合处,把中指横放在接合下,食指放胸骨下端,另一只手掌根紧挨着放在胸骨上,然后将第一只手移开叠放在另一只手的手背上,且两手掌必须平行,不能十字交叉。两手掌的手指必须上翘,以防压伤胸骨。

(2)按压时,救护者稍弯腰,向前倾,双肩位于双手正上方,掌根用力向下压,靠救护者的体重和肩肌适度用力,要有一定的冲击力量,而不是缓慢用力,使胸骨下段与相连的肋骨下陷3~4 cm,而压迫心脏使心脏内血液搏击。如触电者是儿童,则救护者可以用一只手按压,要轻一些,以免损伤触电者的胸骨,如图1-1-6所示。

图1-1-6 心脏按压

(3)救护者在按压后突然放松,掌根不必离开胸膛,依靠胸廓弹性使胸骨复位,心脏舒张,大静脉的血液流回心脏。

(4)按照上述步骤,有条不紊地进行,每秒按压一次,一直到触电者的嘴唇和皮肤的颜色转为红润,以及动脉搏跳动为止。

一、模拟训练

(1)模拟典型触电情境:单相、两相、跨步电压、电弧电压等触电现象。

(2)利用人体模型模拟触电急救。

①迅速切断事故现场电源;

②模拟拨打120急救电话;

③将触电者移至通风干燥处,使其身体平躺,解开其上衣纽扣、松开腰带

④仔细观察触电者的生理特征,根据情况采用相应的急救方法实施抢救;

⑤口对口人工呼吸抢救;

⑥胸外心脏按压法急救。

二、知识拓展

1.工作接地与保护接地

1)工作接地

工作接地是指将电源的中性点直接接地,如图1-1-7所示。

图1-1-7 工作接地

我国110 kV的超高压系统,为降低设备绝缘要求,通常采用中性点直接接地的运行方式;而低于1 kV的低压系统,则考虑到单相负荷的使用,通常也都采用中性点直接接地的运行方式(接地体通常用角钢或钢管制成,角钢的厚度不小于4 mm,钢管管壁厚度不小于3.5 mm,长度一般为2~3 m,接地电阻不超过4 Ω)。

2)保护接地

对于中性点不接地的电网(如6~35 kV的中压系统,为提高供电可靠性,一般采用中性点不接地的方式),应采用保护接地的运行方式。

保护接地是把电气设备的金属外壳部分与地面连接起来,如图1-1-8所示。这样能利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流,且不影响供电运行。

图1-1-8 保护接地

保护原理:当电气设备内部绝缘层损坏发生一相碰壳时,由于外壳带电,当人触及外壳后,接地电流Ie经过人体进入地面,再经其他两相对地绝缘电阻R′及分布电容C回到电源。当R′值较低、C较大时,Ib将达到或超过危险值。

而采用保护接地后,通过人体的电流为

由图1-1-8可知,人体电阻Rb与接地电阻R0为并联,由于Rb≫R0,所以通过人体的电流可减小到安全值以内,也不影响供电运行。

2.工作接零与保护接零

1)工作接零

对于额定电压为220 V的家用电器,应接在相线(L)与中性点(N)之间,接入N线的这根线称为工作接零。

2)保护接零

在变压器的中性点直接接地的低压供电线路中,不允许将电气设备的金属外壳与大地直接相连,而是通过保护线与大地相连,这种保护方式称为保护接零。

低压供电系统通常使用三相五线制,即3根相线,俗称火线(L1、L2、L3);1根中性线,俗称零线(N);1根保护线,俗称地线(PE)。

PE线和变压器N线具有2个独立接地系统,用于安全要求较高、设备要求统一接地的场所。

N线与PE线虽然在电源端均接地,但由于PE线不接负载,故其中无电流流过,因此PE线也叫安全线或地线。而N线接单相负载,其中有电流流过,因此对于居民用户,相线、零线、地线进入用户侧后,不能把PE线当作N线使用,否则发生混乱后PE线就失去了保护作用。

综上所述,所谓保护接零即把电气设备的金属外壳部分通过电网的保护线(即PE线)与大地连接起来(而保护接地则是直接与大地相连),如图1-1-9(a)所示。

保护原理:当电气设备绝缘层损坏造成一相碰壳时,该相电源短路,其短路电流从事故相到外壳、PE线、电源中性点而形成短路,短路电流很大,能使保护设备(如熔断器)迅速动作,将故障设备从电源切除,防止人体触电。

图1-1-9 保护接零电路

(a)通过三孔插座正确;(b)错误接线;(c)错误接地

对于带有金属外壳的单相用电设备,如家用电器(电冰箱、洗衣机等),常用三脚插头通过三孔插座与电源连通,三孔插座的正确接法如图1-1-9(a)所示。使用时,应将用电器设备外壳用导线连接到三脚插头中间那个较长、较粗的插脚上,然后通过插座接到电源的PE线(安全保护线),以实现保护接零。插座的其他两根线,一根接到电源的相线L,另一根接零线N,且这两根线上应同时装设熔断器,这样做可以提高熔断器熔断的概率,有利于缩短短路事故的持续时间。

还应注意,绝不允许用一根接零线来取代工作接零线和保护接零线,如图1-1-9(b)所示。这样一旦接零线断开,设备外壳就会带电,这是很危险的。另外,采用这种接法,如果电源零线和相线互相接错,就会把电气设备的外壳连接到相线上,会出现更大的危险,造成触电事故。

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