下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
人体的皮肤、肌肉、血液、细胞组织及其结合部分等构成了含有电阻和电容的人体阻抗，包括皮肤阻抗和体内阻抗，其等效电路如图2-1所示，人体阻抗是处理许多电气安全问题所需考虑的基本因素，也是能定量分析人体电流的重要参数之一。人体阻抗值易受皮肤的潮湿程度、接触的面积、施加的压力和温度等环境因素的影响。
图2-1 人体阻抗的等效电路
Z i —体内阻抗 Z p1 、 Z p2 —皮肤阻抗 Z T —人体阻抗
1. 皮肤阻抗
人体的皮肤由外层表皮和表皮下面的真皮组成，皮肤阻抗是指皮肤上电极与真皮之间的电阻抗以及皮肤上电极与真皮之间的电容，并通过皮肤电阻与皮肤电容并联来表示。表皮没有血管和神经细胞，其最外层的角质层电阻很大，在干燥和清洁的状态下，其电阻率可达1×10 5 ～1×10 6 Ω·m。皮肤的阻抗值与电压、频率、通电时间、接触表面积、接触压力、皮肤潮湿程度、皮肤温度等因素相关。对于一个较低的接触电压，即使是同一个人，其皮肤阻抗值也会随着条件的不同而发生很大的变化。在较高的接触电压条件下，人体皮肤阻抗会显著降低，而当皮肤被击穿时，其阻抗值可忽略不计。人体皮肤阻抗还会受频率的影响，频率增加，皮肤阻抗减小。
2. 体内阻抗
人体的体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗，虽存在少量电容，但可以忽略，因此人体的体内阻抗大部分可认为是纯电阻，其大小取决于电流路径，与接触面积的关系较小。人体阻抗百分数如图2-2所示（参考IEC TS 60479-1：2016），它表示人体不同部位的体内阻抗，是以一手到一脚为路径的阻抗百分数表示。为了方便计算体内阻抗，可对其进行简化，简化的结果（忽略人体躯干的阻抗）如图2-3所示（参考IEC TS 60479-1：2016）。当电流路径为手到手或手到脚时，肢体阻抗 Z ip 主要是四肢（手臂和腿）。
图2-2 人体阻抗百分数
图2-3 人体阻抗的简化图
环境对人体的皮肤阻抗影响较大，在干燥、水湿润和盐水湿润的条件下，其阻抗值相差较大。GB/T 13870.1—2008《电流对人和家畜的效应 第1部分：通用部分》及IEC TS 60479-1：2005定义了在不同外界环境及接触面积条件下被测对象的人体阻抗的百分比，该标准将接触面积定义为三个等级（数量级分别为10000mm 2 、1000mm 2 和100mm 2 ），具体的测试条件及结果可参考标准内的详细内容。