IEC60479-3-1998(汉译文).doc

许可拷贝：塔拉理工学院技术学院，2007年4月3日星期二03 04:05:02 GMT+00:00，非受控复件，(c)BSI版权所有出版文件PD 6519-3: 1999IEC 60479-3: 1998电流对人和家畜的效应指南第3部分：电流通过家畜躯体的效应ICS 13.260除版权法允许外，未经BSI同意严禁复制。PD 6519-3:1999许可拷贝：塔拉理工学院技术学院，2007年4月3日星期二03 04:05:02 GMT+00:00，非受控复件，(c)BSI版权所有英国标准前言本出版文件一字不差地复制了IEC 60479-3:1998。IEC出版物以2类技术报告的形式出版，临时适用，这样可以收集报告在实际使用中获得的资料和经验。该报告在IEC中处于基本安全出版物的地位。英国委托技术委员会PEL/64（电气设施）参与了该文件的编写，其责任包括：帮助问询者理解文本；向负责的国际/欧洲委员会提交任何关于解释或变更建议的调查，并通知英国的利益相关人；监督相关国际和欧洲标准的制定并在英国推广。如需获得参与本委员会的组织机构名单，可联系本委员会秘书处。从1997年1月1日起，所有IEC出版物的原编号均改为60000制。例如，IEC 27-1重新编号为IEC 60027-1。从旧编号系统过渡到新编号系统期间，出版物上可同时标注两种编号系统的编号。交叉引用执行本文件中引述的国际或欧洲出版物的英国标准可以在“国际标准对应索引”下BSI标准目录中查找，也可以使用BSI标准电子目录的“搜索”功能查找。英国标准并未囊括所有必要的合同条款。英国标准使用者应对其正确使用负责。遵守英国标准并不表示可免除法律责任。页面介绍本文件包括封面、封二、第i页、CEI/IEC标题页、第ii页、第1页至第12页、封三及封底。本标准已更新（参见版权日期），可能已插入修正。修正内容如封二上的修正表所示。本出版文件是在电工行业委员会的指导下制定的，经标准委员会许可出版并于1999年5月15日生效。 BSI 02-2000版权所有ISBN 0 580 30938 X出版后发布的修正记录修正编号日期备注目录页码英国标准前言封二CEI IEC 60479-3正文1RAPPORTTECHNIQUE-TYPE 2CEIIEC技术报告 2类60479-3Premiere edition第1版 1998-09PUBLICATION FONDAMENTALE DE SECURITE 基础安全出版物Effets du courant sur Ihomme et les animaux domestiques -Partie 3:Effets de courants passant par le corpsdanimaux domestiques电流对人和家畜的效应 - 第3部分：电流通过家畜躯体的效应Commission Electrotechnique Internationale国际电工委员会MemayHapoflHaH 3/ieKTpoTexHHyecKafl Hommccmh BSI 02-2000版权所有i目录页码引言11概述11.1范围11.2总论11.3规范性引用文件21.4定义22家畜躯体的阻抗特性32.1躯体内阻抗（Zi）42.2畜皮和皮肤阻抗（Zp）42.3蹄阻抗（电阻）（Zh，Rh）42.4躯体总阻抗（ZT）52.5躯体初始电阻（Ro）53躯体总阻抗（ZT）的数值54躯体初始电阻值（Ro）的数值6515Hz至100Hz范围的交流正弦电流对家畜的效应75.1反应阈75.2活动停止阈75.3心室纤维性颤动阈7参考文献 封二图1-从鼻至腿经过母牛躯体相应部分的电流流向和电流路径阻抗3图2-动物从鼻至四腿的电流路径（路径A）及从前腿至后腿的电流路径（路径B）示意图4图4 羊的心室纤维性颤动8图5 羊的最小致颤电流与质量的关系，电击持续时间为3s39图6 各种家畜的最小致颤电流（平均值）与质量的关系，电击持续时间为3s110表1-交流50/60，电压230 V及以下，牛蹄阻抗（电阻）（Zh，Rh）5表2 交流50 /60 Hz，接触电压230 V及以下，牛的躯体总阻抗ZT值5表3 牛的躯体初始电阻Ro6表4 各种家畜在交流50/60 Hz电击持续时间为3s的心室纤维性颤动阈值128 BSI 02-2000引言本技术报告提供关于电流对家畜的效应的基础性知道，以便在制定电气安全要求时使用。然而，还有其他方面要加以考虑，诸如故障的概率、与带电部分或故障部分接触的概率、接触电压、故障电压、已有经验、技术上的可行性以及经济方面的问题。在制定安全要求时，例如电气装置内保护电器的工作特性，必须仔细考虑这些参数。为对家畜进行间接接触保护，心室纤维性颤动阈是确定安全要求的判断标准。为此，在IEC 60479的这一部分中介绍了有关家畜的躯体阻抗和心室纤维性颤动阈的电流强度的资料。由于目前关于动物阻抗的资料很少，所以将牛的最低阻抗值，即前腿到后腿的阻抗值（见表2），作为计算的基础。本报告中，以下几种动物被认为是可能受到农村电气装置点击的家畜：牛、羊、猪和马。1概述1.1范围本技术报告给出了与接触电压、畜皮或皮肤的湿润度以及电流路径有关的家畜躯体阻抗值。目前这些值只适用于牛。本文叙述的是频率在15Hz至100 Hz范围内的正弦交流电流通过家畜躯体的效应。注：除非另有说明，本技术报告中定义的电流值均指方均根（r.m.s.）值。1.2总论就通过躯体的某一条给定电流通路而言，其危险主要取决于电流强度和持续时间。但是，在很多情况下，第5条中规定的时间/电流关系实际上并没有直接应用于电击防护设计。需要将以时间为函数的接触电压（即通过躯体的电流和躯体阻抗的乘积）的允许极限值作为判断依据。由于家畜躯体阻抗随接触电压而变化，所以电流与电压的关系不是线性的，因此需要给出其关系数据。家畜躯体的不同部分（如畜皮、皮肤、血液、肌肉、其他组织和关节）对电流呈现的阻性和容性分量组成了躯体阻抗。特别是干畜皮在电压高达数百伏特的范围内经常呈现高电阻。这些阻抗的数值取决于若干因素，特别是动物种类、电流路径、接触电压、电流持续时间、频率、畜皮和/或皮肤润湿程度、接触表面积、施加的压力和温度。本报告所示阻抗值主要是对活的动物进行测量所得的实验结果进行仔细研究的结果。第5条主要以电气装置中最常用的频率为50Hz或60Hz的电流效应相关的研究结果为依据。这些研究结果所得的数值被认为可适用于15Hz至100Hz的频率范围，在此范围两端频率的阈值比50Hz或60Hz的阈值高。本条主要考虑心室纤维性颤动的危险，在这个频率范围内这是致命事故的主要原因。1.3规范性引用文件下列规范性文件中所包含的条款，通过在本文中引用而构成本技术报告的条款。本标准出版时，所示版本均为有效。所有规范性文件都会被修订，鼓励根据本技术规范达成共识的各方探讨使用以下所示规范性文件的最新版本的可能性。IEC及ISO会员皆保留有当前有效国际标准的登记簿。IEC 60479-1:1994,电流对人和家畜的效应-第1部分：通用部分 IEC导则104:1997，安全出版物的编制与基础安全出版物和群组安全出版物的使用ISO/IEC导则51:199，标准中包含安全情况的指导方针1.4定义IEC 60479-1给出的定义和以及下列定义，也适用于IEC 60479中的本部分。1.4.1躯体内阻抗（Zi）与躯体两个部分接触的两个电极之间的阻抗，如果有畜皮和皮肤阻抗以及各蹄的阻抗则略去。1.4.2畜皮和皮肤阻抗（Zp）在畜皮和/或皮肤上的电极与皮肤下导电组织之间的阻抗。1.4.3蹄阻抗（Zh）蹄下面的电极与蹄上面导电组织之间的阻抗。1.4.4躯体总阻抗（ZT）躯体内阻抗及畜皮、皮肤和蹄阻抗（如果有）的向量和（见图1）。1.4.5躯体初始阻抗（Ro）在接触电压出现的瞬间，限制电流峰值的电阻，如果有畜皮的电阻则略去，如果有蹄电阻则包括。1.4.6反应阈引起肌肉不自觉收缩的最小电流值。1.4.7活动停止阈在电流通过家畜躯体期间，使动物的肌肉发生反应，从而导致它不能移动的最小电流值。1.4.8心室纤维性颤动阈电流通过家畜躯体能引起心室纤维性颤动的最小电流值。2家畜躯体的阻抗特性躯体阻抗示意图如图1所示。图中还给出了实践中主要关切的部分，即自鼻至四腿和自前腿至后腿的电流路径（图2）。图1-从鼻至腿经过母牛躯体相应部分的电流流向和电流路径阻抗注：蹄阻抗包括在四腿阻抗内。图2-动物从鼻至四腿的电流路径（路径A）及从前腿至后腿的电流路径（路径B）示意图2.1躯体内阻抗（Zi）家畜躯体的内阻抗，可以认为大部分是阻性的。其数值主要取决于电流的路径，其次是接触表面积的大小。当电流路径由鼻到四腿和由前腿到后腿的情况下，其阻抗主要处于四腿（前腿和后腿）。如果略去躯干的阻抗，可作出一个简化示意图，见图1和图2。测量显示，后腿的阻抗小于前腿的阻抗（经过测定，对母牛而言，其比率近似于这一比率的一半）。2.2畜皮和皮肤阻抗（Zp）畜皮阻抗主要取决于湿度。在干燥的情况下，对于100 V及以下的电压，畜皮可认为实际上是一个绝缘体，Zp的数值范围在几十至几百千欧（k）。皮肤阻抗可视为电阻和电容的网络。它是由半绝缘层和许多小的导电体（对于有出汗导管（汗腺）的动物）组成。当电流增大时，皮肤阻抗将下降。皮肤阻抗的数值取决于电压、频率、电流持续时间、接触表面积、接触压力、皮肤的湿润程度及温度。2.3蹄阻抗（电阻）（Zh，Rh）蹄阻抗主要是阻性的。对于母牛，以下数值可以作为对于230 V及以下的电压的假定值。（对于马蹄（带掌）和羊蹄的测量显示，马蹄的阻抗稍高于羊蹄的阻抗；而羊蹄的阻抗比牛蹄的阻抗要高得多。）表1所示的数值是用大小和重量不同的牛的10个牛蹄在湿的（含盐NaCl3 %的溶液见7 1) 方括号内的数字表示参见参考文献。状态下测定的。所测出的数值是在将对数分布的百分数列假定为5 %, 50 % 和 95 %的前提下经过统计方法评估的数值。这些数值是在电压范围自10 V 至 200 V的情况下，通电20 ms后测量的，并且这些数值并不取决于电压。表1-交流50/60，电压230 V及以下，牛蹄阻抗（电阻）（Zh，Rh）在畜群的以下百分比时，其阻抗不超过以下数值（）5%50 %95 %2503505002.4躯体总阻抗（ZT）躯体总阻抗由阻性分量和容性分量组成。在干燥状况下，由于畜皮的绝缘性质，ZT可能达到由几十到几百千欧(k)的数值范围。当动物站在导电的地面时，ZT包含蹄阻抗（如果有）。2.5躯体初始电阻（Ro）在接触电压的瞬间，躯体电容尚未充电。所以皮肤阻抗Zp可以忽略不计。因此，初始电阻Ro大约等于躯体内阻抗Zi加上蹄电阻（如果电流路径中有蹄电阻）。Ro的值主要取决于电流路径，与接触表面积的关系较小。初始电阻Ro限制了短脉冲的电流峰值（例如来自电栅栏控制器的电击）。3躯体总阻抗（ZT）的数值躯体总阻抗的数值见表2，这些数值适用于在干燥状态下站在导电地板上的活牛，电流为50/60 Hz交流正弦电流，电流通路由鼻到四腿及前腿至后腿。注：其他动物的躯体总阻抗数值尚未知。这些数值是用不同的电压测定的，并且认为可适用于接触电压230V及以下的情况。在电压低于100 V时，这些数值可被认为是留有安全余量的偏保守的值。表2 交流50 /60 Hz，接触电压230 V及以下，牛的躯体总阻抗ZT值电流路径在畜群的以下百分比时，躯体总阻抗不超过以下数值（）5%50 %95 %鼻至四腿220300425前腿至后退6008501 250注：这些数值是测量80头牛经过统计分析取整得到的。牛的躯体总阻抗图，示于图3，其阻抗值来自表1和表2中的畜群的百分比为5%的值。电阻R1：鼻-躯干电阻R2=R2 + R4：躯干带蹄前腿电阻R3=R3 + R4：躯干带蹄后腿电阻R2：躯干不带蹄前腿电阻R3：躯干-不带蹄后腿图3 牛的躯体总阻抗图，其畜群的百分比为5 %4躯体初始电阻值（Ro）的数值 没有实测值可利用。表3的数值是牛的躯体初始电阻Ro，其畜群的百分数列为5%，所取的比率与适用于人类的人体总阻抗ZT和人体初始电阻Ro之间几乎同样的比率(在IEC 60479-1表1中ZT5%渐近值为650和在IEC 60479-1的2.6中群体的5%的Ro=500).表3 牛的躯体初始电阻Ro电流路径在畜群中5%的牛的躯体初始电阻值（）鼻至四腿175前腿至后退450515Hz至100Hz范围的交流正弦电流对家畜的效应本条主要以电气装置中最常用的频率为50Hz或60Hz的电流效应相关的研究结果为基础。这些研究结果所得的数值被认为可适用于15Hz至100Hz的频率范围，在此范围两端频率的阈值比50Hz或60Hz的阈值高。本条主要考虑心室纤维性颤动的危险，在这个频率范围内这是致命事故的主要原因。5.1反应阈此阈有各种反应，它取决于若干参数，诸如：电极接触躯体的面积（接触面积)，接触状况（干、湿、压力、温度），反应的种类（肌肉活动、奶牛产奶减少），以及动物的种类和生理特点。一些测量表明，牛的反应阈为每腿3 mA等级。有些调查看到有逃跑反应、产奶减少等，但是这些对于制定电击防护的措施没有实际的价值（见7）。5.2活动停止阈在考虑中。5.3心室纤维性颤动阈心室纤维性颤动阈取决于动物的种类及其生理参数（躯体的解剖体组织构造、心脏功能的状态等）和电的参数（电流持续时间和通电路径、电流种类等）。通过交流正弦电流（50 Hz或60 Hz）时，如果电流持续时间超过一个心搏周期，则纤维性颤动阈会显著降低。这种效应是由于电流诱发期外收缩，致使心脏不协调的兴奋状态加剧引起的。图4显示羊的心室纤维性颤动阈的突然改变1注：电击持续时间是以一个心跳的平均持续时间（心跳平均持续时间=0.45s）表示，交流60 Hz的电流路径为右前腿至左后腿。图摘自8。图4 羊的心室纤维性颤动表4 各种家畜在交流50/60 Hz电击持续时间为3s的心室纤维性颤动阈值12种类平均质量最小致颤电流躯体kg心脏g平均A范围A猪793000,240,17 to 0,27羊562700,250,16 to 0,39小牛704200,310,21 to 0,47小马1150,30,16 to 0,41注：本表中因为大马的数据太少未予列入。从这些数据看来，一种动物的心室纤维性颤动阈似与其质量无关。图5表示一种(羊)的最小致颤电流与质量的关系。图6表示一种(羊)的最小致颤电流与质量的关系。图5 羊的最小致颤电流与质量的关系，电击持续时间为3s3图6 各种家畜的最小致颤电流（平均值）与质量的关系，电击持续时间为3s1参考文献1BACHL, H., BIEGELMEIER, G., EVANS, T.H., and MRX, A.: ber den Schutz von Nutztieren gegen gefhrliche Krperstrme; Bull. SEV/VSE 83 (1992), H. 3, pp. 6572.2LANGE, W. and DECKER, W.: ber das elektrische Widerstandsverhalten des Tierkrpers; Mitteilung: Untersuchungen ber den Hautwiderstand und den Tierkr-perwiderstand beim Rind; Sonderdruck aus dem Archiv fr experimentelle Veterinrmedizin, Vol. 21 (1967), No. 5, pp. 12731283 and pp. 12861293.3LANGE, W., MATTHUS, H.U., and RADTKE, H.J.: Untersuchungen zum elektrischen Krperinnenwiderstand beim Rind; Arch. exper. Vet. med. (1973), pp. 653659.4CRAINE, L.B.: Effects on mammals of grounded neutral voltages from distribution power lines; Inst. Elect. Eng. 75-303-3-IA (1975).5NORELL, GUSTAFSON R.J., APPLEMAN, R.D. and OVERMEIR: Behavioral studies of dairy cattle sensitivity to electrical currents; Transactions of the American Society of Agricultural Engineering (1983), pp. 15061511.6APPLEMAN, R.D. and GUSTAFSON, R.J.: Behavioral experiments quantifying animal sensitivity to AC and DC currents; Publ. Agricultural Engineers Dept. Univ. Minnesota (1985).7BIEGELMEIER, G., BRUGERE, H., GOURBIERE, E., KIEBACK, D., LAMBROZO, J., RABITSCH, G. and VIDAL, R.: Die Bedeutung der Widerstnde der Hufe von Nutztieren und der Schuhe von Menschen fr die konventionellen Grenzen der Fehlerspannung und der Berhrungsspannung; Bulletin SEV, 19 (1993), pp. 4148.8FERRIS, L.P., KING, B.G., SPENCE, P.W. and WILLIAMS, H.B.: Effect of electric shock on the heart; Electr. Eng., Vol. 55 (1936), p. 498.9GEDDES, L.A., CABLER, B., MOORE, A.G., ROSBOROUGH, H. and TACKER, W.A.: Threshold 60 Hz current required for ventricular fibrillation in subjects of various body weights; IEEE-transactions on biomedical engineering, Vol. BME-20, No. 6 (Nov 1973), pp. 465468.10BIEGELMEIER, G.: Quantitative und qualitative Bemerkungen zum Stand des Wissens ber das Herzkammerflimmern nach elektrischen Durchstrmungen mit Wechselstrom 50/60 Hz; E. u. M., Vol. 97 (1980), No. 5, pp. 207216.11KOUWENHOVEN, W.B., KNICKERBOCKER, G.G., CHESNUT, R.W., MILNOR, W.R. and SASS,D.J.: A.C. shocks on varying parameters affecting the heart; Trans. Amer. Inst. Electr. Eng. Part 1, Vol. 78 (1959), p. 163.12BUNTENKTTER, S., JACOBSEN, J. and REINHARDT, H.J.: Experimentelle Untersuchungen an Schweinen zur Frage der Mortalitt durch sinusfrmige, phasenangeschnittene sowie gleichgerichtete elektrische Strme; Biomedizinische Technik, Vol. 20 (1975), No. 3, p. 99.13BIEGELMEIER, G. and LEE, W.R.: New considerations on the threshold of ventricular fibrillation for a.c. shocks at 5060 Hz; I.E.E. Proc. Vol. 127, No. 2, Pt. A, (March 1980), p