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2.1 触电伤害

2.1.1 电流对人体伤害的种类

当人体发生触电时,电流会对人体造成程度不同的伤害,一般可分为电击和电伤两种类型。

2.1.1.1 电击

电击是指电流通过人体时所造成的内部伤害,它会破坏人的心脏、呼吸及神经系统的正常工作,甚至危及生命。电流通过人体,会引起麻感、针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心律不齐、窒息、心室颤动等症状。当人体触及带电导线、漏电设备的金属外壳和其他带电体,或离高压电距离太近,以及遭遇雷击或电容器放电等,都可能导致电击。

心室颤动是小电流电击使人致命最多见和最危险的原因。发生心室颤动时,心脏每分钟颤动1000次以上,但幅值很小,而且没有规则,血液实际上中止循环。电流通过心脏,可直接作用于心肌引起心室颤动;电流也可能经中枢神经系统反射引起心室颤动。机体缺氧也可能导致心室颤动。如有电流通过胸部,持续时间较长即可能引起窒息,进而由机体缺氧和中枢神经反射导致心室颤动或心脏停止跳动。由于电流的瞬间作用而发生心室颤动时,呼吸可能持续2~3min。人在丧失知觉前,有时还能叫喊几声,有时还能走几步,但是,由于其心脏已进入心室颤动状态,血液已终止循环,大脑和全身迅速缺氧,病情将急剧恶化,如不及时抢救,很快将导致死亡。

绝大部分触电伤亡事故都是由电击造成的。对低压系统,在通电电流较小、通电时间不长的情况下,电流引起人的心室颤动是电击致死的主要原因;在触电时间较长、触电电流更小的情况下,窒息也会成为电击致死的原因。

按照电气设备的状态,电击可分为直接接触电击和间接接触电击。前者是人体触及正常状态下带电的带电体时发生的电击;后者是人体触及正常状态下不带电而故障状态下意外带电的带电体时发生的电击。因此,前者又称为正常状态下的电击,后者又称为故障状态下的电击。

直接电击多发生在误触碰相线、闸刀或其他设备带电部分。间接电击大都发生在大风刮断架空线或接户线后,断线搭落到金属物上;相线和电杆拉线搭连;电动机等用电设备的线圈绝缘损坏而引起外壳带电等情况下。在触电事故中,直接电击和间接电击都占相当大的比例,因此采取安全措施时要全面考虑。

2.1.1.2 电伤

电伤是指触电时电流的热效应、化学效应以及电刺激引起的生物效应对人体造成的伤害。包括电弧烧伤、烫伤、电烙印、皮肤金属化、电气机械性伤害、电光眼等不同形式的伤害。电伤多见于肌体外部,而且往往在肌体上留下难以愈合的伤痕。与电击相比,电伤多属局部性伤害,但电伤往往与电击同时发生。

电弧烧伤也称电灼伤,是最常见也最严重的一种电伤,大多是由电流的热效应引起的。电弧烧伤既可以发生在高压系统,也可以发生在低压系统。在低压系统,带负荷(尤其是感性负荷)拉开裸露的闸刀开关时,产生的电弧会烧伤操作者的手部和面部;当线路发生短路,开启式熔断器熔断时,炽热的金属微粒飞溅出来会造成灼伤;因误操作引起短路也会导致电弧烧伤等。在高压系统,由于误操作,会产生强烈的电弧,造成严重的烧伤;人体过分接近带电体,其间距小于放电距离时,直接产生强烈的电弧,造成电弧烧伤,严重时会因电弧烧伤而死亡。还有电弧燃烧所产生的有毒气体(一氧化碳、铝及铜蒸气等)对人的呼吸系统也能造成伤害。

电烙印是电流通过人体后,因电流的化学效应和机械效应作用,在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕,如同烙印,故称电烙印。斑痕处皮肤呈现硬变,表层坏死,失去知觉。

皮肤金属化是由于高温电弧使周围金属熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层内部造成皮肤变得粗糙坚硬并呈现特殊颜色(多为青黑色或褐红色),受伤部位呈现粗糙、张紧。

电气机械性伤害多数是由于电流作用于人体,使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。其损失包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂以及关节脱位乃至骨折等。

电光眼的表现为角膜和结膜发炎。弧光放电时辐射的红外线、可见光、紫外线都会损伤眼睛。在短暂照射的情况下,引起电光眼的主要原因是紫外线。

2.1.2 电流对人体伤害程度的影响因素

电流对人体伤害程度与通过人体电流的大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、电流的频率、作用于人体的电压及人体的状况等多种因素有关,而且各种因素之间有着密切的关系。

2.1.2.1 伤害程度与电流大小的关系

通过人体的电流越大,人体的生理反应越明显、感受越强烈、伤害越严重。对于交流电,按通过人体的电流强度的不同以及人体呈现的反应不同,将作用于人体的电流划分为三级:

(1)感知电流。引起人的感觉(麻、刺、痛)的最小电流称为感知电流。人接触这样的电流会有轻微麻痹。实验表明,对应于概率50%的感知电流,成年男性对于交流电的平均感知电流有效值为1.1mA,成年女性约为0.7mA,直流电均为5mA。感知电流一般不会对人造成直接伤害,但由于突然的刺激,人在高空、水边或者其他危险环境中,可能造成坠落等间接事故。

(2)摆脱电流。电流超过感知电流并不断增大时,触电者会因肌肉收缩、发生痉挛而紧握带电体,不能自行摆脱电源。人触电后能自行摆脱电源的最大电流称为摆脱电流。一般成年男性平均摆脱电流为16mA,成年女性约为10mA,儿童摆脱电流较成年人小。

摆脱电流是人体可以忍受而一般不会造成危险的电流,人摆脱电源能力随着触电时间的延长而降低。若通过人体的电流超过摆脱电流且时间过长,会造成昏迷、窒息,甚至死亡,一旦触电后不能及时摆脱电源,后果将十分严重。

(3)致命电流。人体发生触电后,在较短的时间内危及生命的最小电流称为致命电流(室颤电流)。一般情况下,通过人体的工频电流超过50mA时,心脏就会停止跳动,出现致命的危险。实验证明:电流大于30mA时,心脏就会发生心室颤动的危险,因此30mA是致命电流的又一极限。漏电保护器的电流漏电脱扣器电流定为30mA,就是此理。

电流大小对人体伤害程度的影响见表2.1。

表2.1 不同电流对人体伤害程度的影响

2.1.2.2 伤害程度与电流作用于人体时间的关系

电流对人体的伤害与电流作用于人体的时间长短有密切关系,见表2.2。通电时间越长,由于人体发热出汗和电流对人体的电解作用,人体电阻逐渐降低,流过人体的电流也就越大,对人体组织的破坏越厉害,后果也就越严重,通常可用电流大小与触电时间的乘积(称为电击能量)来反映触电的危害程度。通电时间越长,电击能量积累增加,越容易引起心室的颤动。电击能量超过50mA·s人就有生命危险。所以,电流通过人体的持续时间越长,后果也就越严重。触电急救时,强调要争分夺秒,最大限度地缩短电流通过人体的时间。

表2.2 允许电流与持续时间的关系

根据人体生理机能,人体中的心脏搏动周期有约0.1s的间歇时间,对流过的电流最敏感。若触电电流在这0.1s瞬间通过心脏,即会引起心室震颤或麻痹。通电时间越长,心室震颤越厉害,人体皮肤角质层越会遭到破坏,致使通过人体的触电电流进一步增大。故触电时间越长,对人体的危害越大。

2.1.2.3 伤害程度与电流途径的关系

电流通过人体的途径不同,对人体的伤害程度也不同。电流通过大脑是最危险的,它会立即引起死亡(这种触电事故极为罕见)。绝大多数情况是由于电流刺激人体心脏引起心室纤维性颤动致死。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,这两者都会使血液循环中断而导致死亡。

经研究表明,电流流经人体不同部位造成的伤害中,以对心脏的伤害为最严重。表2.3列举了电流通过人体的途径与流经心脏电流的比例关系。

表2.3 不同途径下流经心脏电流的比例

可见,当电流从手到脚(其中尤以从左手到脚)及从一只手到另一只手时,触电的伤害最为严重。电流纵向通过人体,比横向通过时更易发生室颤,故危险性更大;电流通过脊髓时,很可能使人截瘫;若通过中枢神经,会引起中枢神经系统强烈失调,造成窒息,导致死亡。

2.1.2.4 伤害程度与电流频率的关系

触电的伤害程度与电流的频率有关。交流电的危险性比同样电压的直流电更大一些。频率在30~300Hz的交流电最易引起人体室颤,而工频交流电(50~60Hz)最为严重。在此范围外,频率越高或越低,对人体的危害程度反而会越小一些,但并不是说就没有危险性,高压高频依然是十分危险的。不同频率下的死亡率见表2.4。

表2.4 不同频率下的死亡率

2.1.2.5 伤害程度与电压的关系

一般来说,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。实际上,通过人体的电流与作用在人体上的电压不成正比,这是因为随着作用于人体电压的升高,皮肤会破裂,人体电阻急剧下降,电流会迅速增加。当人体接近高压时,会有感应电流的影响,也是很危险的。

2.1.2.6 伤害程度与人体电阻的关系

当人体触电时,流过人体的电流与人体的电阻有关,人体电阻越小,通过人体的电流就越大,也就越危险。

人体电阻主要包括人体内部电阻和皮肤电阻。人体内部电阻是固定不变的,与外界条件无关,约为500~800Ω。皮肤电阻主要由角质层决定,角质层越厚,电阻就越大,其值一般为1000~1500Ω。因此,人体电阻一般为1500~2000Ω(为保险起见,通常取800~1000Ω)。如果皮肤角质层有破损,则人体电阻将大为下降。除了皮肤厚薄外,皮肤潮湿、多汗、有损伤、带有导电性粉尘等都会降低人体电阻。清洁、干燥、完好的皮肤电阻值就较高。触电面积大、电流作用时间长会增加发热出汗,从而降低人体电阻值;触电电压高,会击穿角质层增加肌体电解,人体电阻会降低;另外,人体电阻也会随电源频率的增大而降低。

以上介绍了电流对人体伤害程度的六种主要影响因素。除此之外,人体本身的状况与触电对人体的伤害程度有着密切的关系,如性别、年龄、健康状况、心理和精神状况等。

2.1.3 人体触电方式

发生触电事故的情况是多种多样的,触电事故可以分为七种情形:单相触电、两相触电、跨步电压触电、接触电压触电、剩余电荷触电、感应电压触电和静电触电。

2.1.3.1 单相触电

单相触电是指人体接触到地面或其他接地导体的同时,人体的另一部位触及某一相带电体所引起的电击。根据国内外的统计资料,单相触电事故占全部触电事故的70%以上。因此,防止触电事故的技术措施应将单相触电作为重点。在电力系统电网中,有中性点直接接地和中性点不接地两种情况。

中性点直接接地电网的单相触电,如图2.1所示。这种触电情况在使用家用电器时最为常见。一般城市低压电网均采用变压器中性点直接接地的供电系统,因此,接在这种电网上的电器就处于这样的运行条件下。下述三种常见的触电情况都属于这一类型的单相触电。

(1)用手插、拔电器插头时不慎碰到插头上外漏的带电铜片。

(2)由于电线长期使用、弯折、磨损,外包绝缘损坏,人的手接触到裸露的带电相线。

(3)由于电器的绝缘损坏造成相线带电部分接触金属外壳,而人体又接触到带电的金属外壳。

中性点不接地电网中的单相触电,如图2.2所示。由于变压器中性点没有接地,因此当人们接触到某一相的电压时,没有直接构成电气回路的途径,一般来说,这样是比较安全的,不至于造成危险。在电网为架空线供电,布线不太长、绝缘良好的情况下,不会造成危险。

图2.1 中性点直接接地电网的单相触电

图2.2 中性点不接地电网的单相触电

对于高压带电体,人体虽未直接接触,但由于间距小于安全距离,高电压对人体放电,造成单相接地引起的触电,也属于单相触电。

2.1.3.2 两相触电

人体同时与两相导线接触时,电流就从一相导线经人体到另一相导线,不论中性点接地与否、人体对地是否绝缘,这种触电方式都是最危险的,如图2.3所示。

在高压系统中,人体同时接近不同相的任意两相带电体时,若发生电弧放电,两相间经人体形成回路,由此而形成的触电也属于两相触电。

2.1.3.3 跨步电压触电

图2.3 两相触电

当电气设备或带电导线发生接地短路故障时,接地电流通过接地点向大地流散,以接地点为圆心,在地面上形成若干同心圆的分布电位,离接地点越近,地面电位越高,若人在接地点周围行走,其两脚间的电位差,就是跨步电压。设备或导线的工作电压越高,跨步电压就越大。由跨步电压引起的人体触电,称为跨步电压触电,如图2.4所示。

由于人体的体格差异,跨步大小不一,为了统一跨步电压的标准,我国规定:以0.8m距离间的电位差为这个距离的跨步电压。经测定,距故障点20m的地方跨步电压为零。安全规程也规定:设备发生接地故障或带电导线落地时,室外工作人员不得接近故障点8m,室内不得接近故障点4m;工作需要必须进入时要穿绝缘鞋,戴绝缘手套。

若跨步电压值较小,危险性就小。若跨步电压值较高,人会因两脚发生抽筋而跌倒,由于头脚之间的距离大,使头脚间形成更大的电位差,同时电流流经人体的途径将变为经过人体的心脏,危险性显著增大,甚至在很短时间内就致人死亡。此时应尽快将双脚并拢或单脚着地跳出危险区。

2.1.3.4 接触电压触电

电气设备由于绝缘损坏造成接地故障时,如果人体两个部分(手和脚)同时接触设备外壳和地面时,造成人体两部分的电位差,这个电位差引起的人体触电,称为接触电压触电,如图2.5所示。

图2.4 跨步电压触电

图2.5 接触电压触电

当一台电动机发生碰壳接地故障时,因三台电动机的接地线连在一起,故它们的外壳都会带电且为相电压。由于地面电位分布不同,左边人体承受的电压是电动机外壳与地面之间的电位差,即等于零;而右边人体所承受的电压与之大不相同,因他站在离接地体较远的地方用手触摸电动机外壳,由于该处地面电位几乎为零,故他承受的电压实际上就是电动机外壳的对地电压,显然会发生人身触电事故。因此,在实际中要尽量避免多台设备共用接地线的现象出现。

2.1.3.5 剩余电荷触电

电气设备的相间绝缘和对地绝缘都存在电容效应。由于电容器具有储存电荷的性能,因此在刚断开电源的停电设备上,都会保留一定量的电荷,称为剩余电荷。如果此时有人触及刚断开电源的停电设备,就有可能遭受剩余电荷的电击。另外,大容量电力设备和电力电缆、并联电容器等遥测绝缘电阻后或耐压试验后都会有剩余电荷的存在。设备容量越大、电缆线路越长,这种剩余电荷的积累电压就越高。因此,在遥测绝缘电阻或耐压试验工作结束后,设备必须充分放电,以防剩余电荷触电。

2.1.3.6 感应电压触电

带电设备的电磁感应和静电感应作用,能使附件的停电设备上感应出一定的电位,称为感应电压。感应电压往往是在电气工作者缺乏思想准备的情况下出现的,因此,具有相当大的危险性。在电力系统中,感应电压触电事故屡有发生,甚至造成伤亡事故。

2.1.3.7 静电触电

静电电位可高达数万伏特乃至数十万伏特,可能发生放电,产生静电火花,引起爆炸、火灾,也可能对人体造成电击伤害。静电电击不是电流持续通过人体的电击,而是由于静电放电造成的瞬时冲击性电击,能量较小,通过人体时不会造成人体心室颤动而致人死亡,但是往往造成诸如高处坠落或其他机械性伤害,因此同样具有较大的危险性。

2.1.4 造成触电事故的原因

2.1.4.1 缺乏用电安全知识或用电安全意识淡薄

缺乏用电安全知识或用电安全意识淡薄主要表现为不懂电气知识或安全用电技术,而又摆弄电器、乱接电器、乱拉电线、玩弄带电电器、胡乱修理电器;安装或检修设备时,操作错误;接线时误将火线接到外壳上;带电移动或检修电机、水泵、电灯、电扇或临时用电设备;手触及设备或元件的带电部位或用手拿断落在地面的带电导线;用湿手检修或操作电气设备;用棍、棒等代替绝缘工具操作跌落式熔断器;用剪刀割剪带电导线;过于接近高压设备或在高压线处作业而误触高压导线以及带电搭火、错误使用插销等。

2.1.4.2 违章作业

违章作业表现为不使用防护用具带电作业;使用电动工具不戴绝缘手套;在室外地面高压设备上工作时,四周不设围栏或移开、越过遮拦进行作业;不办理作业票盲目作业;带负荷拉隔离开关或带电进行应停电操作的作业;安全距离不够或检修中无人监护;保险丝容量选用过大,随意用铜丝代替保险丝或保护装置未调整好;零线过细或零线接触不良、线头松脱;该装熔断器或其他保护装置的场合不予安装;电动器具带病工作;不采取安全措施,在带电线路下方穿越放线;在带电设备周围使用钢尺测量;机器转动时拆装或校正皮带;擅自扩大作业范围,在超出作业票上规定的工作范围作业等。

2.1.4.3 工作态度不认真,思想麻痹

工作态度不认真,思想麻痹主要表现为部分电气工作人员嫌安全措施多余、麻烦;作业中没有遵守操作规程;敬业精神差,操作和作业时马马虎虎,不求甚解,缺乏认真细致的检查与测试;发现异常不按规程进行处理,埋下事故隐患及心存侥幸、冒险蛮干等。

2.1.4.4 维护保养不善

维护保养不善表现为设备或线路的绝缘损坏、老化不能及时发现、修理或更换;电气设备内部接线松脱,导体碰壳;导线失修,连接不牢或导线架得过紧或过松;绝缘受机械损伤或树木碰线;保险丝盒缺损,无插尾或开关胶盖缺损、丢失;灯座、插头护壳残缺或接线桩头外露;电气设备受潮,被雨水淋或受有害物质腐蚀以及导线选择过细不能适合负荷增加等。

2.1.4.5 环境恶劣

环境恶劣表现为电气设备处于光线昏暗或光线过强、狭窄、无通风场所;电气设备处于潮湿或高温场所;作业场地烟雾弥漫,视物不清;危险场所作业时没有采用安全电压;电气设备处于易受机械损伤或鼠害的场所;在危险场所作业,无人监视以及工具、制品、材料堆放不安全。

2.1.4.6 操作错误、忽视安全和警告

操作错误、忽视安全和警告表现为未经许可开动、关停、移动机器;开动、关停机器时不给信号;忘记关闭设备或开关未锁紧,造成意外转动、通电或泄漏;按钮、阀门、扳手或把柄等操作错误;忽视警告标志、警告信号;机器超速运转;用手代替工具操作;拆除安全装置或调整错误造成安全装置失效等。

2.1.4.7 偶然因素

偶然因素表现为雷击、导线断落触及人体,接近高压导线断落的地面以及静电感应等。

2.1.5 发生触电事故的一般规律

2.1.5.1 季节性明显

一般每年以第二、三季度事故发生较多,6—9月最集中。因为夏秋两季天气湿润多雨,降低了电气设备的绝缘性能;人体多汗,皮肤电阻降低,容易导电;天气炎热,负荷量和临时线路增多;操作人员常不穿戴工作服和绝缘护具;农村用电量和用电场所增加,使触电事故增多。

2.1.5.2 低压触电多于高压触电

据资料统计,1kV以下的低压触电事故远多于高压触电事故。主要因为低压设备多,低压电网广,与人接触机会多;低压设备简陋且管理不严,思想麻痹;多数群众缺乏电气安全知识。

2.1.5.3 农村触电事故多于城市

据统计,农村触电事故约为城市的16倍。这主要是由于农村用电条件差,设备简陋,技术水平低,管理不严,电气安全知识缺乏。

2.1.5.4 青年和中年触电事故多

一方面是因为中青年多数是主要操作者,且大都接触电气设备;另一方面这些人多数已有几年工龄,不再如初学时那么小心谨慎,但经验不足,电气安全知识尚较欠缺。

2.1.5.5 单相触电事故多

据统计,各类触电方式中,单相触电事故占触电总事故的70%以上。

2.1.5.6 携带式设备和移动式设备触电事故多

这主要是因为这些设备经常移动,工作条件较差,容易发生故障。另外,在使用时需要用手紧握进行操作。

2.1.5.7 误操作事故多

这主要是由于防止误操作的技术措施和管理措施不完善造成的。

2.1.5.8 事故点多在电气连接部位

电气事故点多数发生在分支线、接户线、地爬线的接线端或电线接头,以及接触器、开关、熔断器、灯头、插座处,易出现短路、闪弧或漏电等情况。

2.1.5.9 事故多由两个以上因素构成

统计表明90%以上的事故是由两个以上原因引起的。构成事故的四个主要因素是:缺乏电气安全知识、违反操作规程、设备不合格、维修不善。其中,仅一个原因的不到7%,两个原因的占35%,三个原因的占38%,四个原因的占20%。应当注意的是,由操作者本人过失所造成的触电事故是较多的。

2.1.5.10 事故与生产部门性质有关

冶金、矿业、建筑、机械等行业,由于潮湿、高温、生产现场较混杂、移动式与便携式设备多、现场金属设备多等不利因素,相对触电事故的次数也较多。

根据事故发生的规律,管理部门可以采取相应的措施有重点和有针对性地落实安全措施和开展安全监察。 E6qcOwaV2oh7dPaurFkiECquPqVrMvTGiw4QEeAuyYaq1Clji4B13icAe2iPaVu4

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