安全工程師章節講義：電氣安全技術

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　　第一節 電氣危險因素及事故種類

根據能量轉移論的觀點，電氣危險因素是由於電能非正常狀態形成的。電氣危險因素分為觸電危險、電氣火災爆炸危險、靜電危險、雷電危險、射頻電磁輻射危害和電氣系統故障等。按照電能的形態，電氣事故可分為觸電事故、雷擊事故、靜電事故、電磁輻射事故和電氣裝置事故。

　　一、觸電

　　觸電分為電擊和電傷兩種傷害形式。

　　1電擊

電擊是電流通過人體，刺激機體組織，使肌體產生針刺感、壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、血壓異常、昏迷、心律不齊、心室顫動等造成傷害的形式。嚴重時會破壞人的心臟、肺部、神經系統的正常工作，形成危及生命的傷害。

(1)電擊傷害機理。人體在正常能量之外的電能作用下，系統功能很容易遭受破壞。當電流作用於心臟或管理心臟和呼吸機能的腦神經中樞時，能破壞心臟等重要器官的正常工作。

(2)電流效應的影響因素(以下不加説明電流均指工頻)。電流對人體的傷害程度是與通過人體電流的大小、種類、持續時間、通過途徑及人體狀況等多種因素有關。

1)電流值

①感知電流。指引起感覺的最小電流。感覺為輕微針刺，發麻等。就平均值(概率50%)而言，男性約為1.1 mA;女性約為0.7 mA。

②擺脱電流。指能自主擺脱帶電體的最大電流。超過擺脱電流時，由於受刺激肌肉收縮或中樞神經失去對手的正常指揮作用，導致無法自主擺脱帶電體。就平均值(概率50%)而言，男性約為16 mA;女性約為10.5 mA;就最小值(可擺脱概率99.5%)而言，男性約為9 mA;女性約為6 mA。

③室顫電流。指引起心室發生心室纖維性顫動的最小電流。動物實驗和事故統計資料表明，心室顫動在短時間內導致死亡。室顫電流與電流持續時間關係密切。當電流持續時間超過心臟週期時，室顫電流僅為50 mA左右;當持續時間短於心臟週期時，室顫電流為數百mA。當電流持續時間小於0.1 s時，只有電擊發生在心室易損期，500 mA以上乃至數A的電流才能夠引起心室顫動。前述電流均指流過人體的電流，而當電流直接流過心臟時，數十微安的電流即可導致心室顫動發生。

2)電流持續時間。通過人體的電流持續時間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。

3)電流途徑。流經心臟的電流多、電流路線短的途徑是危險性最大的途徑。最危險的途徑是：左手到前胸。判斷危險性，既要看電流值，又要看途徑。

4)電流種類。直流電流、高頻交流電流、衝擊電流以及特殊波形電流也都對人體具有傷害作用，其傷害程度一般較工頻電流為輕。

5)個體特徵。因人而異，健康情況、性別、年齡等。

(3)人體阻抗

人體阻抗是定量分析人體電流的重要參數之一，是處理許多電氣安全問題所必須考慮的基本因素。

1)組成和特徵。人體皮膚、血液、肌肉、細胞組織及其結合部等構成了含有電阻和電容的阻抗。其中，皮膚電阻在人體阻抗中佔有較大的比例。

皮膚阻抗：決定於接觸電壓、頻率、電流持續時間、接觸面積、接觸壓力、皮膚潮濕程度和温度等。皮膚電容很小，在工頻條件下，電容可忽略不計，將人體阻抗看作純電阻。

體內電阻：基本上可以看作純電阻，主要決定於電流途徑和接觸面積。

2)數值及變動範圍。在除去角質層，乾燥的情況下，人體電阻約為1 000～3000Ω;潮濕的情況下，人體電阻約為500～800Ω。

3)影響因素。接觸電壓的增大、電流強度及作用時間的增大、頻率的增加等因素都會導致人體阻抗下降。皮膚表面潮濕、有導電污物、傷痕、破損等也會導致人體阻抗降低。接觸壓力、接觸面積的增大均會降低人體阻抗。

(4)電擊類型

　　電擊的分類方式有如下幾種。

1)根據電擊時所觸及的帶電體是否為正常帶電狀態，電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊兩類。

①直接接觸電擊。指在電氣設備或線路正常運行條件下，人體直接觸及了設備或線路的帶電部分所形成的電擊。

②間接接觸電擊。指在設備或線路故障狀態下，原本正常情況下不帶電的設備外露可導電部分或設備以外的可導電部分變成了帶電狀態，人體與上述故障狀態下帶電的可導電部分觸及而形成的電擊。

2)按照人體觸及帶電體的方式，電擊可分為單相電擊、兩相電擊和跨步電壓電擊三種。

?單相電擊。指人體接觸到地面或其他接地導體，同時，人體另一部位觸及某一相帶電體所引起的電擊。根據國內外的統計資料，單相電擊事故佔全部觸電事故的70%以上。

因此，防止觸電事故的技術措施應將單相電擊作為重點。

②兩相電擊。指人體的兩個部位同時觸及兩相帶電體所引起的電擊。此情況下，人體所承受的電壓為線路電壓，因其電壓相對較高，其危險性也較大。

(3)跨步電壓電擊。指站立或行走的人體，受到出現於人體兩腳之間的電壓即跨步電壓作用所引起的電擊。跨步電壓是當帶電體接地，電流經接地線流人埋於土壤中的接地體。

又通過接地體向周圍大地流散時，在接地體周圍土壤電阻上產生的電壓梯度形成的。圖2—3所示為接地體的對地電壓曲線。曲線有雙曲線特徵。

對於集中式接地體，離接地體20 m處的對地電壓接近於零。圖中，人體兩腳所處兩點之間出現的.電壓u。即跨步電壓。

　　2電傷

電傷是電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。傷害多見於機體的外部，往往在機體表面留下傷痕。能夠形成電傷的電流通常比較大。電傷的危險程度決定於受傷面積、受傷深度、受傷部位等。

電傷包括電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、機械損傷、電光性眼炎等多種傷害。

(1)電燒傷。是最為常見的電傷。大部分觸電事故都含有電燒傷成分。電燒傷可分為電流灼傷和電弧燒傷。