电击时电流对人体的伤害

摘要：电流可能对人体构成多种伤害。例如，电流通过人体，人体直接接受电流能量将遭到 电击；电能转换为热能作用于人体，致使人体受到烧伤或灼伤；人在电磁场照射下，吸收电 磁场的能量也会受到伤害等。诸多伤害中，电击的伤害是最基本的形式。关键词：电击电流人体伤害程度电流可能对人体构成多种伤害。例如，电流通过人体，人体直接接受电流能量将遭到电 击；电能转换为热能作用于人体，致使人体受到烧伤或灼伤;人在电磁场照射下，吸收电磁 场的能量也会受到伤害等。诸多伤害中，电击的伤害是最基本的形式。与其他一些伤害不同，电流对人体的伤害事先没有任何预兆。伤害往往发生在瞬息之间， 而且伤害人体一旦遭受电击后，防卫能力迅速降低。这两个特点都增加了电流伤害的危险性。1电流对人体的伤害电流对人体的伤害就是通常说的电击,是电流的能量直接作用于人体或转换成其他形式 的能量作用于人体造成的伤害。1.1电击电击是电流通过人体，机体组织受到刺激，肌肉不由自主地发生痉挛性收缩造成的伤害。 严重的电击是指人的心脏、肺部神经系统的正常工作受到破坏，乃到危及生命的伤害，数十 毫安的工频电流即可使人遭到致命的电击。电击致伤的部位主要在人体内部，而在人体外部 不会留下明显痕迹。50mA （有效值）以上的工频交流电流通过人体，一般既可能引起心室颤动或心脏停止跳动，也可能导致呼吸中止。但是，前者的出现比后者早得多，即前者是主要的。如果通过人体的电流只有2025mA, 般不会直接引起心室颤动或心脏停止跳动。但 如时间较长，仍可导致心脏停止跳动。这时，心室颤动或心脏停止跳动，主要是由于呼吸中 止，导致机体缺氧引起的，但当通过人体的电流超过数安时，由于刺激强烈，也可能先使呼 吸中止。数安的电流流过人体，还可能导致严重烧伤甚至死亡。电休克是机体受到电流的强烈刺激，发生强烈的神经系统反射，使血液循环、呼吸及其 他新陈代谢都发生障碍，以致神经系统受到抑制，出现血压急剧下降、脉搏减弱、呼吸衰竭、 神志昏迷的现象。电休克状态可以延续数十分钟到数天。其后果可能是得到有效的治疗而痊 愈，也可能由于重要生命机能完全丧失而死亡。1.2电伤电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体造成的伤害，造成电伤的电流都 比较大。电伤会在机体表面留下明显的伤痕，但其伤害作用可能深入体内。与电击相比，电伤属局部性伤害。电伤的危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部 位等因素。电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等多种伤害。电烧伤是最常见的电伤。大部分电击事故都会造成电烧伤。电烧伤可分为电流灼伤和电 弧烧伤。电流越大、通电时间越长，电流途径的电阻越小，则电流灼伤越严重。由于人体与 带电体接触的面积一般都不大，加之皮肤电阻又比较高，使得皮肤与带电体的接触部位产生 较多的热量，受到严重的灼伤。当电流较大时，可能灼伤皮下组织。因为接近高压带电体时会发生击穿放电，所以，电流灼伤一般发生在低压电气设备上， 往往数百毫安的电流即可导致灼伤，数安的电流将造成严重的灼伤。电烙印是电流通过人体后，在接触部位留下的斑痕。斑痕处皮肤硬变，失去原有弹性和 色泽，表层坏死，失去知觉。皮肤金属化是金属微粒渗入皮肤造成的。受伤部位变得粗糙而张紧。皮肤金属化多在弧 光放电时发生，而且一般都伤在人体的裸露部位。当发生弧光放电时，与电弧烧伤相比，皮 肤金属化不是主要伤害。电光眼表现为角膜和结膜发炎。在弧光放电时，红外线、可见光、紫外线都可能损伤眼 睛。对于短暂的照射，紫外线是引起电光眼的主要原因。2电流对人体危害的因素2.1通过人体电流的大小不同的电流会引起人体不同的反应，按习惯，人们通常把电击电流分为感知电流、反应 电流、摆脱电流和心室纤颤电流等。从安全角度考虑，规定男子的允许摆脱阈值电流为9mA,女子为6mA。人体遭受电击后，引起心室纤颤概率大于5%的极限电流，称作心室纤颤阈值，习惯上 也叫心室纤颤电流。当电击时间小于5s，可用式l=165/t1/2来计算心室纤颤阈值。当电击时 间大于5s，贝I以30mA作为引起心室纤颤的又一极限电流值。大量的试验表明，当电击电流 大于30mA时，才会发生心室纤颤的危险。2.2电流通过人体的持续时间电击时间越长，电流对人体引起的热伤害、化学伤害及生理伤害就愈严重。特别是电流 持续时间的长短和心室颤动有密切的关系。从现有的资料来看，最短的电击时间是8.3ms, 超过5s的很少。从5s至到30s，引起心室颤动的极限电流基本保持稳定，并略有下降。更长 的电击时间，对引起心室颤动的影响不明显，而对窒息的危险性有较大的影响，从而使致命 电流下降。另外，电击时间长，人体电阻因出汗等原因而降低，导致电击电流进一步增加，这也将 使电击的危险性随之增加。2.3电流通过人体的途径电流通过心脏、脊椎和中枢神经等要害部位时，电击的伤害最为严重。因此从左手到胸 部以及从左手到右脚是最危险的电流途径。从右手到胸部或从右手到脚、从手到手等都是很 危险的电流途径，从脚到脚一般危险性较小，但不等于说没有危险。例如由于跨步电压造成 电击时，开始电流仅通过两脚间，电击后由于双足剧烈痉挛而摔倒，此时电流就会流经其他 要害部位，同样会造成严重后果；另一方面，即使是两脚受到电击，也会有一部分电流流经 心脏，这同样会带来危险。2.4人体电阻的影响在一定的电流作用下，流经人体的电流大小和人体电阻成反比，因此人体电阻的大小对 电击后果产生一定的影响。人体电阻有表面电阻和体积电阻之分。对电击者来说，体积电阻 的影响最为显著，但表面电阻有时却能对电击后果产生一定的抑制作用，使其转化为电伤。 这是由于人体皮肤潮湿，表面电阻较小，使电流大部分从皮肤表面通过。过去认为，人体越 潮湿，电击危害性愈大，这种说法不是十分确切的，因为表面电阻对电击后果的影响是比较 复杂的，只有当总的表面电阻较低时，才有可能抑制电击。反之，当人体局部潮湿时，特别 是如果仅只有触及带电部分的皮肤潮湿时，那就会大大增加电击的危险性。这是因为人体局 部潮湿，对表面电阻值不产生很大的影响，电击电流不会大量从人体表面分流，而电击处皮 肤潮湿，将会使人体体积电阻下降，使电击的危害性增大。皮肤电阻随条件不同，使得人体电阻的变化幅度也很大。当人体皮肤处于干燥、洁净和 无损伤的状态时，人体电阻可高达40100kW ；而当皮肤处于潮湿状态，如湿手、出汗、人 体电阻会降到1000W左右；如皮肤完全遭到破坏，人体电阻将下降到600800W左右。2.5电流频率的影响电流的频率除了会影响人体电阻外，还会对电击的伤害程度产生直接的影响。25300Hz的交流电对人体的伤害远大于直流电。同时对交流电来说，当低于或高于以上频 率范围时，它的伤害程度就会显著减轻。2.6人体状况的影响电流对人体的作用，女性比男性更敏感，女性的感知电流和摆脱电流约比男性低三分之 一。由于心室颤动电流约与体重成正比，因此小孩遭受电击比成人危险。交流电流通过人体的电流-时间效应分区如图1所示。K M5-1 15100 Hz交流电淤过人悴时的电流-时间效应分区电流流过人体的效应通常取决于电流幅值和持续时间，图1给出了流过人体的电流幅值 -作用时间效应分区图。图中第效应区，是依据人对电流的感觉阈值,即人身所能觉察的流过人体最小电流值。 这个感觉阈值取决于人体与电极的接触面积、接触状态（干燥、潮湿、压力、温度等）、人 的各自生理特性等。图中a线即为人体的一般感觉阈值线，等于0.5mA,该阈值与通电时间 无关。a线左部为第效应区，该区对人通常没有任何病理、生理反应。第效应区在a线和b线之间。第效应区通常无有害的病理、生理反应。第效应区在b线和C线之间，该区对人体器官一般没有损伤，但可能产生肌肉收缩、 呼吸困难、血压升高、心脏冲动形成及传导的可逆性紊乱，包括心房纤维颤动以及随着电流 与持续时间的增加引起的非心室纤维颤动，进而引起的短暂心脏停跳。第效应区在曲线片的右部。该区除了有第效应区的病理、生理反应外，可能出现 心室纤维颤动。曲线片是一条不致发生心室纤维颤动的阈值曲线。由片向右，发生心室纤 维颤动的概率逐渐增大，在曲线C2和C3处分别达到5%和50%，再向右侧超过50%。心室纤 维颤动被认为是电击致死的主要原因。随着人体电流和持续时间的增加将会出现心脏停跳、 呼吸停止和严重烧伤等后果。有资料说明，人体电流引起的心脏停跳和窒息可能致死，几安 电流引起的严重烧伤也可能导致死亡。根据上述的效应分区，一般认为第、效应区为安全区，IEC条文中指出，从一些国 家运行经验看，确认流过人体电流不超过30mA，持续时间不超过0.1s，对人体是安全的。