当人体不小心接触带电体时,就会有电流流过人体,即触电。人体在触电时表现出来的症状与流过人体的电流大小有关。表1-2是人体通过大小不同的交流电流、直流电流时的症状。
表1-2 人体通过大小不同的交流电流、直流电流时的症状
从表1-2可以看出:流过人体的电流越大,人体表现出来的症状越强烈,电流对人体的伤害越大;对于相同大小的交流电流和直流电流来说,交流电流对人体的伤害更大。
一般规定,10mA以下的(频率为50Hz或60Hz)交流电流或50mA以下的直流电流对人体是安全的,故将该范围内的电流称为安全电流。
与触电伤害程度有关的因素如下。
• 人体电阻的大小。人体是一种有一定阻值的导电体,其阻值不是固定的:当人体皮肤干燥时,阻值较大(10~100kΩ);当皮肤出汗或破损时,阻值较小(800~1000Ω);当人体接触带电体的面积大、接触紧密时,阻值会减小。在接触大小相同的电压时,人体电阻越小,流过人体的电流就越大,触电对人体的伤害就越严重。
• 触电电压的大小。当人体触电时,接触的电压越高,流过人体的电流就越大,对人体的伤害就越严重。一般规定,在正常环境下,安全电压为36V;在潮湿场所,安全电压为24V和12V。
• 触电的时间。如果触电后长时间未能脱离带电体,则电流长时间流过人体会造成严重的伤害。
此外,即使相同大小的电流,流过人体的部位不同,对人体造成的伤害也不同。电流流过心脏和大脑时,对人体的伤害最大,因此,双手之间、头脚之间和手脚之间的触电更危险。
人体触电的方式主要有单相触电、两相触电和跨步触电。
单相触电是指人体只接触一根相线时发生的触电。单相触电又分为电源中性点接地触电和电源中性点不接地触电。
电源中性点接地触电是在电力变压器的低压侧中性点接地情况下发生的。 电源中性点接地触电方式如图1-27所示。
图1-27 电源中性点接地触电方式
电力变压器的低压侧有三个绕组,它们的一端接在一起并且与大地相连,这个连接点称为中性点。每个绕组上有220V电压,每个绕组在中性点的另一端接出一根相线,每根相线与地面之间有220V的电压。当站在地面上的人体接触某一根相线时,就有电流流过人体,电流的流经途径是:变压器低压侧L 3 相绕组的一端→相线→人体→大地→接地体→电力变压器中性点→L 3 绕组的另一端,如图中虚线所示。
电源中性点接地触电方式对人体的伤害程度和人体与地面的接触电阻有关。若赤脚站在地面上,则人与地面的接触电阻小,流过人体的电流大,触电伤害大;若穿着胶底鞋,则伤害轻。
电源中性点不接地触电方式如图1-28所示。 电源中性点不接地触电是在电力变压器低压侧中性点不接地的情况下发生的。
图1-28 电源中性点不接地触电方式
电力变压器低压侧的三个绕组中性点未接地,任意两根相线之间有380V的电压(该电压是由两个绕组上的电压串联叠加得到的)。当站在地面上的人体接触某一根相线时,就有电流流过人体,电流的流经途径是:L 3 相线→人体→大地,之后分为两路:一路经电气设备与地面之间的绝缘电阻R 2 流到L 2 相线,另一路经R 3 流到L 1 相线。
该触电方式对人体的伤害程度除了与人体和地面的接触电阻有关,还与电气设备电源线和地面之间的绝缘电阻有关。若电气设备的绝缘性能良好,则一般不会发生短路;若电气设备严重漏电或某相线与地面短路,则加在人体上的电压将达到380V,从而导致严重的触电事故。
两相触电是指人体同时接触两根相线时发生的触电 。两相触电如图1-29所示。
图1-29 两相触电
当人体同时接触两根相线时,由于两根相线之间有380V的电压,因此有电流流过人体,电流流经途径是:一根相线→人体→另一根相线。由于加到人体的电压有380V,故流过人体的电流很大,在这种情况下,即使触电者穿着绝缘鞋或站在绝缘台上,也起不到保护作用,因此两相触电对人体是很危险的。
当电线或电气设备与地面发生漏电或短路时,就会有电流向大地发生泄漏、扩散,在电流泄漏点周围会产生电压降,当人体在该区域行走时会发生触电,这种触电称为跨步触电。 跨步触电如图1-30所示。
图1-30 跨步触电
由于图中的一根相线掉到地面上,导线上的电压直接加到地面,因此以导线落地点为中心,导线上的电流向大地四周扩散,随着远离导线落地点,地面的电压逐渐下降,距离落地点越远,电压越低。当人在导线落地点周围行走时,由于两只脚的着地点与导线落地点的距离不同,两个着地点的电压也不同,图中A点与B点的电压不同,它们存在着电压差。比如,A点电压为110V,B点电压为60V,那么两只脚之间的电压差为50V,该电压使电流流过两只脚,从而导致人体触电。
一般来说,在低压电路中,在距离电流泄漏点1m范围内,电压约为60%;在2~10m范围内,电压约为24%;在11~20m范围内,电压约为8%;在20m以外电压就很低,通常不会发生跨步触电。
根据跨步触电的原理可知,只有两只脚的距离小才能让两只脚之间的电压小,才能减轻跨步触电的危害,所以当不小心进入跨步触电区域时,不要急于迈大步跑出来,而是迈小步或单足跳出。
电气设备在使用过程中,可能会出现绝缘层损坏、老化或导线短路等现象,从而使电气设备的外壳带电,如果人不小心接触外壳,就会发生触电事故。解决这个问题的方法就是将电气设备的外壳接地或接零。
接地是指将电气设备的金属外壳或金属支架直接与大地连接。 接地如图1-31所示。
图1-31 接地
为了防止因电动机外壳带电而引起触电事故,可对电动机进行接地操作,即用一根接地线将电动机的外壳与埋入地下的接地装置连接起来。当电动机内部绕组与外壳漏电或短路时,外壳会带电,在将电动机外壳进行接地后,外壳上的电会沿接地线、接地装置向大地泄放掉。在这种情况下,即使人体接触电动机外壳,也会由于人体电阻远大于接地线与接地装置的接地电阻(接地电阻通常小于4),外壳上的绝大多数电流从接地装置泄入大地,而沿人体进入大地的电流很小,不会对人体造成伤害。
接零是将电气设备的金属外壳或金属支架等与零线连接起来。 接零如图1-32所示。
图1-32 接零
变压器低压侧的中性点引出线称为零线。零线一方面与接地装置连接,另一方面和三根相线一起向用户供电。由于这种供电方式采用一根零线和三根相线,因此称为三相四线制供电。为了防止电动机外壳带电,除了可以将外壳直接与大地连接外,也可以将外壳与零线连接,当电动机某绕组与外壳短路或发生漏电时,外壳与绕组间的绝缘电阻下降,会有电流从变压器某相绕组→相线→漏电或短路的电动机绕组→外壳→零线→中性点,最后到达相线的另一端。该电流使电动机串接的熔断器熔断,从而保护电动机内部绕组,防止故障范围扩大。在这种情况下,即使熔断器未能及时熔断,也会由于电动机外壳通过零线接地,外壳上的电压很低,因此即便人体接触外壳,也不会产生触电伤害。
对电气设备进行接零,在电气设备出现短路或漏电时,会让电气设备呈现单相短路,可以让保护装置迅速触发操作,继而切断电源。 另外,通过将零线接地,可以拉低电气设备外壳的电压,从而避免在人体接触外壳时造成触电伤害。
当发现有人触电后,第一步是让触电者迅速脱离带电体,第二步是对触电者进行现场救护。
让触电者迅速脱离带电体可采用以下方法:切断电源;用带有绝缘柄的利器切断电源线;用绝缘物使导线与触电者脱离;戴上手套或在手上包裹干燥的衣服、围巾、帽子等绝缘物拖曳触电者,使之脱离电源。
在触电者脱离带电体后,应先就地进行救护,并做好将触电者送往医院的准备工作。在现场救护时,根据触电者受伤害的轻重程度,可采取以下救护措施。
• 如果触电者所受的伤害不太严重,神志尚清醒,只是心悸、头晕、出冷汗、恶心、呕吐、四肢发麻、全身乏力,甚至一度昏迷,但未失去知觉,则应让触电者在通风、暖和的地方静卧休息,并派人严密观察,同时请医生前来或送往医院诊治。
• 如果触电者已失去知觉,但呼吸和心跳尚正常,则应使其平躺,解开衣服以利呼吸,四周不要围人,保持空气流通,冷天应注意保暖,同时立即请医生前来或送往医院诊治。若发现触电者呼吸困难或心跳失常,则应立即实施人工呼吸或胸外心脏按压。
• 如果触电者出现三种“假死”的临床症状:一是心跳停止,但尚能呼吸;二是呼吸停止,但心跳尚存(脉搏很弱);三是呼吸和心跳均已停止,则应立即按心肺复苏法就地抢救,并立即请医生前来。心肺复苏法就是支持生命的三项基本措施:通畅气道,口对口(鼻)人工呼吸,胸外心脏按压(人工循环)。