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现场电工必读:触电危害及应对

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:皮肤金属化是由于电弧的中心温度高达6000~10000℃,金属在高温作用下熔化蒸发飞溅到皮肤表层并沉积于皮肤内;或者皮肤与带电体紧密接触,由金属电解作用也会造成皮肤金属化。触电的危害性还与电流作用于人体时间的长短有着直接关系。因此一旦发生触电,应尽快使触电者脱离电源,以减小损伤。触电的危害程度另外一个重要影响因素是电压等级。

现场电工必读:触电危害及应对

1.触电

触电通常是指当人体触及带电体时,若遭到伤害就称为触电。人体触电现象有电击和电伤两种情况:

(1)电击 电击是指电流流过人体时对人体内部造成生理机能的伤害。在触电事故中因触电致死的原因大多是电击引起的。电击会造成人体全身发麻、肌肉抽搐,引起心脏心室的颤动、昏迷,以致心脏、呼吸停止,然而人体各器官组织细胞在短时内尚未死亡,若此时在现场及时抢救,这种“假死”病人有可能“起死回生”。电击触电较轻时,虽不会发生“假死”,但仍会使人感到头晕、心悸、出冷汗或恶心、呕吐等,若脊髓受影响则可能出现四肢肌肉瘫痪。

(2)电伤 电伤是指触电较轻时电流对人体外部造成的局部伤害。其中包括电灼、电烙印及皮肤金属化。电灼也称为电烧伤,分为接触灼伤和电弧灼伤两种。接触灼伤发生在高压触电事故时,是在电流进、出人体的接触处造成的灼伤。电烧伤的伤口虽小但较深,大多为三度烧伤,严重的可深达骨骼,甚至使骨骼炭化,伤口难以愈合。电弧灼伤则是电弧的高温或高频电流流过人体产生的热量所致。严重灼伤可造成残废,甚至死亡。

造成电灼伤的主要原因是人体与高压(1000V以上)距离太近,而产生电弧放电;低压大电流断开时、线路短路而拉闸时都会拉弧伤人,所以一定要严格按照规程进行操作。

电烙印通常产生在人体与带电体有良好接触的部位,在皮肤表面将留下与被接触带电体形状相似的肿块痕迹。单纯的电烙印不会引起严重后果,并可以自行消退。皮肤金属化是由于电弧的中心温度高达6000~10000℃,金属在高温作用下熔化蒸发飞溅到皮肤表层并沉积于皮肤内;或者皮肤与带电体紧密接触,由金属电解作用也会造成皮肤金属化。金属化后的皮肤由于溅入的金属不同呈现不同的颜色,如纯铜呈绿色、黄铜呈蓝色等。此种伤害是局部性的,一般不会有不良后果。

2.触电对人体的伤害

人体对电流的反应是敏感的,触电时电流对人体的危害程度与诸多因素有关,包括人体电阻、电流强度、电流流经人体的途径、持续时间以及电流频率等皆有关系。

人体电阻包括体内电阻和皮肤电阻,体内电阻较小,约为500Ω且基本不变;皮肤电阻主要取决于皮肤角质层的电阻值,差异较大。在正常情况下,人体电阻为10~100kΩ,角质层破损后降至800~1000Ω。人体电阻的大小是影响触电后果的一个重要因素,当接触电压一定时,人体电阻越小,触电时通过人体的电流越大,受伤越严重;而当人体电阻一定时,加在人体上的电压越高,触电者越危险。但是需要注意的是,人体电阻并非常数,除因人而异外,还与皮肤干燥程度、接触电压高低、接触面积的大小、流过人体的电流大小及作用时间都有关系。人体的电阻会随着电压的升高以及电流作用时间的持续而明显减小,所以流过人体的电流不能完全用欧姆定律来计算,影响因素复杂。还特别需要指出的是,人体电阻只对低压触电有限流作用,而对高压触电则无济于事。

通过人体的电流是触电事故的直接因素,按照人体对电流的反应强弱和电流对人体的伤害程度,可将电流分为感知电流、摆脱电流和致命电流三个等级。感知电流是指能引起人体感觉但不会引起有害生理反应的最小电流值;摆脱电流是指人触电后能自主摆脱电源的最大电流;所谓致命电流是指引起心室颤动从而危及生命的最小电流。根据研究和事故统计资料表明,不同数值的电流强度对人体的影响不同,见表9-1。

从表9-1可见,当人体流过频率为50~60Hz、15~20mA以下的交流电或50mA以下的直流电时,对人体是安全的,50mA交流电即可导致人的昏迷,100mA交流电通常会导致人的死亡。对于施工工地上使用的低压交流系统来说,30mA交流电流是人体所能忍受的极限值,称为安全电流。在有高度触电危险的场所,应取10mA为安全电流,在高空或水面触电时,考虑会因触电而引起的二次事故发生,则安全电流更是减小到5mA。

9-1 电流对人体的作用特征

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电流流经人体途径不同时,对人体的伤害程度也不相同。电流直接通过心脏、中枢神经、呼吸系统时,后果特别严重,可导致神经失常、心跳停止、血液循环中断,最容易发生触电死亡的重大事故,因此也是最危险的。触电时电流通过人体的途径不同,造成的不同后果见表9-2。

9-2 不同电流途径对人体的危害比较

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从表9-2中的数据可见,左手到脚是最危险的电流路径,此时心脏、肺部、脊髓等重要器官都处于电路内,很容易引起心室颤动和中枢神经失调而死亡。

触电的危害性还与电流作用于人体时间的长短有着直接关系。电流通过人体的时间越长,对人体各器官的伤害就越大。例如:工频50Hz的交流电,若作用时间短不会置人于死地,但是如果持续数十秒钟,必然引起心脏室颤,造成死亡事故。其主要原因有以下几个方面:第一,是通电时间越长,能量积累越多,较小的电流通过人体就可引起心室颤动;第二,是由于心脏在搏动时间间隔(约0.1s)内对电流最为敏感,通电时间越长,重合这段时间间隔的可能性越大,心室颤动的概率越大;第三,通电时间长,电流的热效应和化学效应将使人出汗和组织分解,使人体电阻降低,造成触电伤害更严重。因此一旦发生触电,应尽快使触电者脱离电源,以减小损伤。

此外,从表9-1中给出的研究统计数据可见,交流电要比直流电对人体的损害作用大。研究表明,人体接触直流电高达250mA也不一定造成致命损伤,但是人体流过工频50mA的交流电流数秒钟就可引起心脏室颤而死亡。一般频率在50~60Hz的交流电对人体触电伤害程度最严重,低于或高于这个频率时,其伤害均有不同程度的减轻。

触电的危害程度另外一个重要影响因素是电压等级。触电时,接触电压越高,流经人体的电流越大,其后果也越严重。这不仅是由于就一定的人体电阻而言,电压高则电流大,更由于人体电阻将随着作用于人体电压的升高而呈非线性急剧下降,致使流过人体的电流骤增,从而加重电流对人体的伤害。表9-3给出了不同接触电压下人体电阻的不同情况,可以看出,如果人体皮肤潮湿,则人体电阻大幅下降,皮肤潮湿状态下,50V以上电压时,流过人体的电流就可能超过通常为30mA的安全电流;若人体皮肤干燥,则80V以上电压才是危险的。那么人体究竟能承受多高的电压呢?通过大量统计数据发现,36V以下的电压对人体没有严重威胁,为了安全起见,潮湿环境中可适当降低安全电压标准,所以根据用电场合不同,我国规定安全电压等级为36V、24V和12V,一般环境的安全电压规定为36V。

9-3 不同电压条件下的人体电阻

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3.触电形式和原因(www.xing528.com)

人体触电事故是多种多样的,一般可分为直接接触触电和间接接触触电两种主要触电方式。所谓直接接触触电即人体直接触及或过分靠近正常带电体导致的触电,其中包括单相触电、两相触电及电弧伤害。间接接触触电是指人体触及正常情况下不带电而故障时带电的设备外露导体引起的触电,主要形式有电气设备漏电引起的接触电压触电和跨步电压触电。

(1)单相触电 当人站在地面上,人体的任一部位直接触及带电设备或线路的一相导体时所导致的触电称为单相触电。单相触电对人体的伤害程度直接取决于电网中性点是否接地。

中性点接地的电网中发生的单相触电如图9-1所示。按照规范要求,施工现场采用380/220V中性点接地供电系统,在该系统中,若人碰到一根相线,电流从相线经人体再经大地回到中性点形成回路,就造成人体触电,此时加在人体的电压就是相电压,流过人体的电流为

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式中 IR——流经人体的电流,单位为A;

Uϕ——供电系统相电压,单位为V;

R0RRRd——分别为中性点接地电阻、人体电阻和人体与地面接触电阻,单位为Ω。

若人体与地面接触良好,则Rd=0Ω,而规范要求系统中性点接地电阻R0=4Ω,如果取人体电阻RR=1000Ω,一相电压为220V,则可求出流过人体的电流为IR=219mA,这是足以致命的。但是如果站在干燥的绝缘地板上,则Rd=15~120MΩ,如果取Rd=50MΩ,那么流过人体的电流IR≈4.4μA,远小于30mA的安全电流限制,也就不会发生触电事故了。从这个例子可以看出,单相触电主要取决于接触电阻Rd的大小,只有当其足够大时,才能保障安全,这也是为什么规范要求现场电工操作时应站立在绝缘台上的原因。两脚站立在地面时人体与大地的直接接触电阻范围可参考表9-4。

9-4 站立在地面时人体与大地接触电阻范围

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(2)两相触电 人体两个不同部位同时接触到电源两根导线造成触电的方式称为两相触电,如图9-2所示。由于在电流回路中只有人体电阻,施加在人体上的电压为线电压。发生两相触电时,触电者即使站在绝缘台上也同样会发生触电,因此,两相触电是最危险的。

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图9-1 单相触电示意图

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图9-2 两相触电示意图

(3)接触电压触电和跨步电压触电 一台电气设备正常运行时,其金属外壳或结构是不带电的,但当电气设备由于绝缘老化、受潮、腐蚀等原因,使外壳带电(俗称“碰壳”或“漏电”),也就是通常说的电气设备发生了接地故障。如果人站在地面上触及带电设备外壳,人体的手和脚两部分便处于不同的电位,其间的电位差称为接触电压。由于受接触电压作用而导致的触电称为接触电压触电。

由于接地电流在接地点处向大地四周流散,在距离接地点越远的地方,电流流散截面面积越大,相应的流散电阻随之减小,其上的压降也随之降低,所以在电流入地点周围土壤中和地表面各点具有不同的电位分布,如图9-3所示。实验证明,在接地点20m以外的地方,电压降等于0。因此,触电者承受的接触电压大小,还与人体站立点的位置有关。

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图9-3 电流入地点周围地面电位分布

跨步电压触电通常发生在高压设备附近,当电气设备发生接地故障时,地面上由于土壤电阻的作用,电流流过土壤电阻会形成不同的电位分布,地面不同两点间会有电压,此时人若在此区域内行走,其两脚处于不同电位上,两脚间(一般人的跨步为0.8m)的电压称为跨步电压,因此而导致的触电则称为跨步电压触电。从图9-3也可以判断,接地点附近电位的变化率比较大,因此,跨步电压相应较高,对触电者也更加危险。

综上所述,接触电压和跨步电压的大小与接地电流的大小、土壤电阻率、设备接地电阻及人体所处位置等因素有关。因此,防止接触电压和跨步电压触电的方法就是设法增大人与地面之间的接触电阻,这就是为什么操作规程要求戴绝缘手套、穿绝缘鞋等的原因。要使得现场电工有作业的安全保障,这些防护措施是必不可少的,也是应该严格遵守的。

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