电流对人体伤害

单元二课题一电流对人体的伤害,一、电流对人体的伤害形式 当人体触及带电体，或者带电体与人体之间放电，或者电弧触及人体时，使电流通过人体进入大地或其他导体，形成导电回路，这种情况就叫触电。触电时人体会受到某种程度的伤害，按其形式可分为电击和电伤两种。,（一）电击：,1、定义：当人体直接接触带电体时，电流通过人体内部，对内部组织造成的伤害称为电击。在国标GB4776-84中1.4中触电中有：电击是电流通过人体或动物体而引起的病理、生理效应。2、电击伤害：电击伤害主要是伤害人体的心脏、呼吸和神经系统，因而破坏了人的正常生理活动，甚至危及生命。例如：电流经过心脏时，会使心室泵作用失调，引起心室颤动，导致血液循环停止；电流流过大脑的呼吸神经中枢时，会遏止呼吸并导致呼吸停止；电流通过胸部时，胸肌收缩，迫使停顿，引起窒息。,伤害的原因,电击是电流造成人死亡的原因主要。而电击造成人死亡的主要原因是在电流会引起人的心室颤动。（1）使心脏由原来正常跳动变为每分钟数百次以上的细微颤动。这种颤动足以使心脏不能再压送血液，导致血液终止循环和大脑缺氧，发生窒息死亡。（2）电流通过大脑的呼吸中枢，会遏制呼吸并导致呼吸停止；（3）电流通过胸肌，使胸肌收缩，迫使呼吸停顿，引起窒息。,3、造成电击的几种情况：,（1）当人体将要触及1KV以上的高压电气设备带电体时，高电压能将空气击穿，使其成为导体，这时电流通过人体而造成电击。（2）低压单相（线）触电、两线触电会造成电击。（3）接触电压和跨步电压触电会造成电击。,2011年3月31日中午12点左右，天津，一名疑似患有精神疾病的女子赤身裸体爬上了塘沽东江路与第九大街交口附近的一处高压变电塔顶，并已被高压电击落于离地面近20米的电塔延伸支架处，该高压电塔电压高达22万伏，悬在半空的女子已经被高压电击伤，随时都有生命危险。,（二）电伤,1、定义：电伤是指电流对人体外部表面造成的局部创伤。2、电伤分类（1）灼伤:是指电流热效应产生的电伤。通常是在带负荷拉、合隔离开关时产生的电弧对人体皮肤造成的直接烧伤。灼伤的后果现象：皮肤发红，起泡，组织烧焦并坏死！,a电流灼伤,电流灼伤，是人体与带电体直接接触，电流通过人体时产生的热效应的结果。在人体与带电体的接触处，接触面积一般较小，电流密度可达很大数值，又因皮肤电阻较体内组织电阻大许多倍，故在接触处产生很大的热量，致使皮肤灼伤。只有在大电流通过人体时才可能使内部组织受到损伤，但高频电流造成的接触灼烧可使内部组织严重损伤，而皮肤却仅有轻度损伤。,b电弧灼伤,是指电气设备的电压较高时产生强烈的电弧或电火花，灼伤人体，甚至击穿部分组织或器官，并使深部组织烧死或使四肢烧焦的现象。它一般不会引起心脏纤维性颤动，而更为常见的是人体由于呼吸麻痹或人体表面的大范围烧伤而死亡。,电弧灼伤,直接电弧灼伤是人体过分靠近高压带电体，造成空气击穿而产生电弧对人体放电，直接烧伤人体的现象。这种灼伤对人体伤害较大，严重时会造成死亡，发生在高压系统中。如误操作带负荷拉隔离开关产生电弧。,间接电弧灼伤是电弧发生在人体附近对人体造成的烧伤。这种灼伤对人体伤害较轻，多发生在低压系统中。如带负荷拉开裸露的开关产生电弧；线路短路时熔断器的熔丝熔断，炽热的金属微粒飞溅出来。,(2)电烙印：,定义：是指电流化学效应和机械效应产生的电伤。电烙印是在人体与带电体接触良好的情况下发生的。电烙印后果现象：皮肤上留有与带电体表面形状相同的肿块印痕，与好皮肤有明显的界限，且受伤皮肤发硬。,（3）皮肤金属化,是指在电流作用下，产生的高温电弧使电弧周围的金属熔化、蒸发并飞溅渗入到皮肤表层所造成的电伤。皮肤金属化电伤的后果现象：皮肤粗糙、硬化，并呈现一定颜色（铅为灰黄色、紫铜为绿色、黄铜为蓝绿色）。金属化的皮肤经过一段时间后，会自行脱落。,（4）机械损伤：机械损伤是指电流通过人体时产生的机械一电动力效应，使肌肉发生不由自主的剧烈抽搐性收缩，致使肌腱、皮肤、血管及神经组织断裂，甚至使关节脱位或骨折。 （5）电光眼：电光眼是指当发生弧光时，眼睛受到紫外或红外线照射，眼睑皮肤红肿，结膜发炎，严重时角膜透明度受到破坏，瞳孔收缩，一般4-8小时后发作 。,二、影响电流对人体伤害程度的因素,1、电流大小：1）感知电流：有感觉，不伤害。有麻酥、针刺感。2）摆脱电流：能自由摆脱。有麻酥、针刺感外，主要为疼痛，心律障碍感。3）致命电流：危及生命的电流，造成“心室纤维性颤动”。人体有三个主要电流效应阈值：1）感觉阈值：0.5mA；2）摆脱阈值：10mA；3）心室纤维性颤动阈值：50mA。,心室纤维性颤动,在正常情况下，心脏有节律的搏动，向全身供血。当心肌因种种原因不能同步收缩而代之以蠕动样颤动时，心脏的泵血功能就完全丧失，心房肌肉的颤动称为房颤，心室肌肉的颤动为室颤。若这种颤动不及时消除，很快会导致心脏停搏，造成死亡。当电流通过神经纤维刺激到肌肉时，肌肉即要收缩。心脏本身具有工作过程所需的电动势，形成心脏各个区域按正确顺序有节奏运动的控制电信号。这个电信号的平均电压为11.6mV，心脏的一个博动周期约为0.75s。当通过人体的触电电流和通过时间超过某个限值时，心脏正常博动的电信号便受到干扰而被打乱。这样，心脏便不能再进行强有力的收缩而出现心肌震动，这就是医学上所称的“心室纤维性颤动”。,电流通过人体的效应,室颤电流,摆脱电流,感知电流,安全区：无感知区。感知阈值 ：直流电流2mA，交流电流0.5mA。,感知区：有感知，可自由摆脱。摆脱阈值：交流电为10mA；直流电为2mA。,交流电,不易摆脱区：不易摆脱，人体有明显电流效应，但不损伤有机组织。,致颤区：发生心室纤维性颤动，致死。致颤阈值：交流电50mA 。,直流电,安全区,感知区,不易摆脱区,致颤区,室颤电流与电流持续时间的关系,电击电流伤害阈值GB /T 13870.1-2008,(1)感知电流（感知阈值）：在一定概率下，通过人体引起人有任何感觉的最小电流。对于工频电流有效值，概率为50%时，成年男子平均感知电流约为11mA，成年女子约为07mA；对于直流电流，成年男子平均感知电流约为52mA，成年女子约为35mA；对于10kHz高频电流，成年男子平均感知电流约为12mA，成年女子约为8mA。感知电流一般不会对人体构成伤害，但当电流增大时，感觉增强，反应加剧，可能导致坠落等二次事故。,(2)摆脱电流,摆脱电流（摆脱阈值）是在一定概率下，人触电后能自行摆脱带电体的最大电流。摆脱电流与个体生理特征、电极形状、电极尺寸等因素有关。对于工频电流有效值，摆脱概率为50时，成年男子和成年女子的摆脱电流分别约为16mA和105mA；摆脱概率为995时，成年男子和成年女子的摆脱电流约为9mA和16mA。 摆脱电流是人体可以忍受但一般尚不致造成不良后果的电流。电流超过摆脱电流以后，人会感到异常痛苦、恐慌和难以忍受；如时间过长，则可能昏迷、窒息，甚至死亡。因此，可以认为摆脱电流是表明有较大危险的界限。,(3)室颤电流(心室颤动电流),室颤电流（致颤阈值）：是电流通过人体引起心室发生纤维性颤动的最小电流。在心室颤动状态下，心脏每分钟颤动8001000次以上，但幅值很小，而且没有规则，血液实际上终止循环。一旦发生心室颤动，数分钟内即可导致死亡。在不超过数百毫安的小电流作用下，心室颤动是电击致命的主要原因。电流直接作用于心肌或通过中枢神经系统的反射作用，均可能引起心室颤动。,室颤电流除决定于电流持续时间、电流途径、电流种类等电气参数外，还决定于肌体组织、心脏功能等个体生理特征。室颤电流与时间的关系符合“Z”形曲线的规律。当电流持续时间超过心脏搏动周期时，人的室颤电流约为50mA；当电流持续时间短于心脏搏动周期时，人的室颤电流约为数百毫安。当电流持续时间在01s以下时，如电击发生在心脏易损期，500mA以上乃至数安的电流可引起心室颤动；在同样电流下，如果电流持续时间超过心脏跳动周期，可能导致心脏停止跳动。,2、持续时间,时间越长危害越大。原因：(1) 人体电阻减小。通电时间愈长，人体电阻就会因为角质层破坏、出汗或电解等原因降低，导致通过人体的电流更大，危险性也更大。(2) 能量积累。 电流持续时间愈长，能量积累愈多，心室颤动电流减小，使危险性增加，允许的触电时间越短。据统计，触电15min内急救，90%有良好的效果，10分钟内60%救生率，超过15分钟希望甚微。（有不同的数据）,(2) 与易损期重合的可能性增大。在心脏舒张、收缩周期中，相应于心电图上约0.2S的T波这一特定时间对电流最为敏感，被称为易损期（电流作用于收、舒间隔时，即使电流很小，也造成心室颤动）。若通电时间短促，只有在心脏搏动周期特定的相位上才会引起室颤。电流持续时间愈长，与易损期重合的可能性就愈大，电击的危险性就愈大。,工频交流电对人体的影响,触电电流与时间的综合指标,电流的大小乘以持续时间，以mAs表示。我国规定50mAs为安全值。超过这个数值，人就有生命危险。 漏电保护器的一个主要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mAs。实际产品一般额定动作电流30 mA，动作时间0.1s，故小于30 mAs可有效防止触电事故。,3、电压高低：,当人体电阻一定时，人体接触的电压越高，通过人体的电流越大。危险性就越大。危险场所人体通过10mA以上的电流就会有危险。因此，要使通过人体的电流小于10mA，若人体电阻按1200算，根据欧姆定律：U=IR=0.011200=12V。则如果电压小于12V，则触电电压小于12V，电流小于10mA，人体是安全的。,4、电流频率:,常用的5060HZ的工频交流电对人体的伤害最严重，交流电的频率偏离工频越远，对人体伤害的危险性就越低，即5060HZ的电流最危险；小于或大于5060HZ的电流，危险性降低。在直流和高频情况下，人体可以耐受较大的电流值。,工频交流电的影响,工频交流电的危害性大于直流电，因为交流电主要是麻痹破坏神经系统，往往难以自主摆脱。一般认为4060 Hz的交流电对人最危险。随着频率的增加，危险性将降低。当电源频率大于2000Hz时，所产生的损害明显减小，但高压高频电流对人体仍然是十分危险的。 ,5、人体电阻,触电对人体的伤害程度主要取决于触电电流的大小。而人体电阻、接触电压等因素会引起触电电流大小的变化，从而造成伤害程度变化。人体电阻越小，通过人体的电流就越大，也就越危险。人体电阻主要是皮肤电阻，表皮0.050.2mm厚的角质层的电阻很大。皮肤干燥时，人体电阻约为610k，甚至高达100k；而一旦潮湿可降到1 K 。但角质层容易被破坏，去掉角质层的皮肤电阻约为8001200；内部组织的电阻约为500800。,人体电阻的变化规律,人体电阻不是固定不变的，与下面几个因素有关（1）接触电压：它的数值随着接触电压的升高而下降，如表33所示；（2）接触面积：随着电极与皮肤的接触面积加大而减小。（3）皮肤状况：皮肤潮湿、多汗、有损伤、带有导电性粉尘等情况下，人体电阻都会降低，如表34所示。不同类型的人，其人体电阻也不同，一般认为人体电阻为10002000（不计皮肤角质层电阻）。,6、电流通过人体的途径,电流通过人体的途径不同，对人体的伤害程度也不同，一般认为：电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系统的危险性比较大，特别是电流通过心脏时，危险性最大。电流通过心脏会引起心室颤动，较大的电流还会使心脏停止跳动，这两者都会因血液循环中断而导致人死亡；电流通过中枢神经系统会引起中枢神经强烈失调而导致死亡。 所以从手到脚的电流途径最为危险。因为沿这条途径有较多的电流通过心脏、肺部和脊髓等重要器官。,最危险,其次是从一只手到另一只手的电流