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从人体电流效应解读人体触电的安全阈值_赵秋生
特 别 注 意 的 是 ,在 C 2 曲 线 的 上 方( 触 电 时 间 关 系 。实 际 上 ,由 于 人 体 阻 抗 、电 流 回 路 阻 抗 等 具 有
5 0 0 0 m s 以 上 )对 应 的 人 体 电 流 为 5 0 m A ,这 正 是 一 般 不 确 定 性 ,所 以 ,很 难 给 出 流 经 人 体 的 实 际 电 流 。与
与 人 体 电 流 安 全 阈 值 相 似 ,这 里 得 出 的 5 0 V 人 体
此,应把50mA这个人体电流安全阈值理解为“相对安 电 压 安 全 阈 值 也 应 理 解 为“ 相 对 安 全 电 压 ”,因 为 这
全 电 流 ”。
一 电 压 也 不 是 绝 对 安 全 的 。人 们 一 度 把 5 0 V 及 以 下 交
题 ,必 须 从 人 体 触 电 安 全 阈 值 出 发 。
姆 至 数 万 欧 姆 。此 外 不 同 的 个 体 之 间 在 同 样 条 件 下
人 体 电 流 是 决 定 电 击 后 果 的 根 本 原 因 。人 体 电 也 存 在 较 大 差 异 。表 1 和 图 1 为 成 人 在 干 燥 情 况 下 ,
电 压 ,因 此 ,考 虑 外 界 因 素 对 人 体 阻 抗 的 影 响 因 素 致触电死亡的主要原因。
时 ,应 主 要 考 虑 接 触 电 压 并 将 其 选 定 为 2 2 0 V 。
图 2 为《 电 流 通 过 人 体 的 效 应 》( G B / T 1 3 8 7 0 )
另外,从人体阻抗个体统计结果来看,要使所选 标准给出的电流途径从左手到双脚的人体电流与时
3 人体电压的安全阈值
流 电 压 称 为“ 安 全 电 压 ”,考 虑 到 这 会 给 人 带 来 误 解 ,
加到人体的电压不是造成触电伤害及死亡的最 误 以 为 5 0 V 以 下 电 压 是 绝 对 安 全 的 ,因 此 ,近 些 年 来
根 本 原 因 ,电 压 的 危 险 性 最 终 取 决 于 其 所 产 生 的 人 国 际 电 工 委 员 会( I E C )已 不 再 建 议 使 用“ 安 全 电 压 ”
流 效 应 与 电 流 大 小 、电 流 种 类( 直 流 、交 流 )、电 流 电 流 通 路 为 手 到 手 或 一 只 手 到 一 只 脚 大 面 积 接 触
频 率 、流 经 人 体 途 径 等 因 素 有 关 。国 际 电 工 委 员 会 (5000~10000mm2)的人体总阻抗统计结果。
体 电 流 。然 而 ,电 流 与 电 压 是 密 不 可 分 的 ,没 有 电 压 这 一 概 念 ,代 之 以“ 特 低 电 压( E L V )”。然 而 ,特 低 电
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《安全》2012年第5期
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压( E L V )这 个 概 念 从 字 面 上 不 能 涵 盖“ 电 压 安 全 阈 值 ”或“ 相 对 安 全 电 压 ”的 含 义 。特 低 电 压 只 是 从 电 压 角 度 强 调 不 超 过 5 0 V 而 已 ,而“ 电 压 安 全 阈 值 ”则 更 强 调 了 电 压 的“ 安 全 界 限 ”这 层 含 义 ,强 调 了 其 作 为 衡 量电压是否安全的尺度。
情 况 下 选 定 的 人 体 产 生 室 颤 的 电 流 值 ,即 所 谓 室 颤 此相对应,由于电源及设备电压具有确定性,且又便
阈 ,换 言 之 ,5 0 m A 的 人 体 电 流 是 致 命 的 危 险 电 流 。然 于测量,因此,用电压来评价触电危险性比用人体电
而,从另外一个角度来看,人在50mA电流长时间作用 流更具有可操作性。
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《安全》2012年第5期
从人体电流效应解读 人体触电的安全阈值赵Βιβλιοθήκη 生中国劳动关系学院安全工程系
【摘要】 人体触电的安全阈值目前还没有标准明确给出,然而在制定触电防护的安全标准时又无法回避,因此人 体 触 电 的 安 全 阈 值 是 以“ 潜 规 则 ”的 形 式 在 应 用 。本 文 以 现 有 人 体 电 流 效 应 数 据 为 基 础 ,分 析 明 确 了 触 电 危 险 评 估 时 人 体 阻 抗 的 标 准 取 值 、人 体 电 流 安 全 阈 值 和 人 体 电 压 安 全 阈 值 ,并 对 其 含 义 进 行 了 解 读 。此 举 有 助 于 人 们 深 入 理 解 现 有 标 准 对 触 电 防 护 措 施 所 提 技 术 要 求 的 含 义 ,从 而 更 科 学 正 确 地 应 用 各 种 触 电 防 护 措 施 。
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线 C 2 代 表 的 是 5 % 的 人 产 生 室 颤 的 情 况 ,而 C 3 代 表 的 也 就 无 所 谓 电 流 。在 同 样 的 情 况 下 ,显 然 电 压 越 高 ,
是50%的人出现室颤的情况。
其 危 险 性 越 大 ,因 此 ,人 体 电 压 与 触 电 危 险 有 着 直 接
( I E C )对 人 体 的 电 流 效 应 进 行 了 大 量 研 究 工 作 ,并 制 定 了 相 应 的 标 准 。我 国 引 进 I E C 标 准 ,制 定 了 等 同 标 准《 电 流 通 过 人 体 的 效 应 》( G B / T 1 3 8 7 0 )。该 标 准 是 触 电 防 护 的 基 础 性 标 准 。虽 然 该 标 准 给 出 了 人 体 阻 抗 、人 体 电 流 效 应 等 大 量 基 础 性 数 据 ,但 该 标 准 并 没 有 明 确 人 体 触 电 的 安 全 阈 值 ,即 触 电 的 安 全 与 危险的分界线。
虑 两 个 方 面 ,一 是 直 接 影 响 人 体 阻 抗 的 各 种 因 素 ,二
经 过 人 体 电 流 会 在 人 体 中 产 生 各 种 效 应 。首 先
是人体阻抗个体差异形成的统计分布结果。
是 感 知 到 电 流 的 存 在 ,再 到 引 起 人 的 痛 感 、肌 肉 不 能
首先,接触电压是影响人体阻抗的最主要因素。 自 控 ,直 至 产 生 心 室 纤 维 性 颤 动 ,简 称 室 颤 。所 谓 心
人体阻抗“标准值”保证所有人员的安全也是不合理 间 效 应 。从 曲 线 C 1 右 侧 的 区 域( A C - 4 区 )是 出 现 心
的 ,这 往 往 会 导 致 对 技 术 要 求 过 高 。实 际 上 ,只 要 保 室纤维性颤动的区域,即可能出现触电死亡区域,其
证 绝 大 多 数( 比 如 9 5 % 以 上 )人 的 安 全 就 可 以 了 。综 中 ,曲 线 C 1 代 表 的 是 人 群 中 开 始 出 现 室 颤 情 况 ,曲
表1 交流50/60Hz大接触面积的人体总阻抗ZT
接触电压 V
人体总阻抗ZT在以下百分数列时不超过的值,Ω
人数的5%
人数的50%
人数的95%
25
1750
3250
6100
50
1450
2625
4375
75
1250
2200
3500
100
1200
1875
3200
125
1125
1625
2875
1 人体阻抗的标准取值问题
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Ω 6000
5000
人体总阻抗ZT
4000
3000 2000 1000
95%
50%
5%
0 200 500 700 1000
2000 接触电压UT
3000
4000
V 5000
图1 人体总阻抗统计分布
尽管人体总阻抗变化范围非常大(同一个体,不 合 考 虑 以 上 两 方 面 因 素 ,结 合 表 1 ,可 以 把 人 体 阻 抗
就越安全。然而,人体阻抗“标准值”也不是选得越小 出 触 电 是 否 安 全 的 结 论 。鉴 于 此 ,人 体 阻 抗 的“ 标 准
越好,这样会对防护措施提出过高要求,从而使评价 值”应明确选定一个标准值,即1000Ω。
结 果 失 去 意 义 。科 学 合 理 选 取 人 体 阻 抗 标 准 值 应 考 2 人体的电流安全阈值
4 人体触电安全阈值的“潜规则”形式应用 从 标 准 层 面 上 ,没 有 对 上 述 人 体 触 电 安 全 阈 值
给 出 明 确 规 定 ,但 在 触 电 防 护 标 准 中 以“ 潜 规 则 ”的 形式加以运用。
《 建 筑 物 电 气 装 置 第 4 - 4 1 部 分 :安 全 防 护 - 电 击 防 护 》( G B 1 6 8 9 5 . 2 1 - 2 0 0 4 / I E C 6 0 3 6 4 - 4 4 1 : 2 0 0 1 )对 各 种 供 电 系 统 提 出 了 故 障 情 况 下 设 备 外 露 可 导 电 部 分( 设 备 外 壳 )的 对 地 电 压 要 求 。
【关键词】 人体电流效应;人体阻抗;电流安全阈值;电压安全阈值
电气系统及其防护措施是否安全的判断标准建 大 ,数 值 变 化 范 围 较 大 。受 接 触 电 压 、接 触 面 积 、电
立 在 人 体 的 触 电 安 全 阈 值 基 础 上 ,研 究 触 电 防 护 问 流频率、皮肤湿度等因素的影响,人体阻抗从数百欧
当接触电压达到一定值(如220V)时,人体皮肤接近 室 纤 维 性 颤 动 是 指 心 脏 在 人 体 电 流 的 作 用 下 ,出 现
击 穿 状 态 ,此 时 其 他 因 素( 如 皮 肤 的 湿 度 )对 人 体 阻 每分钟上千次的小幅抖动,而非正常的有力搏动,因
抗 的 影 响 明 显 减 小 ,此 外 2 2 0 V 也 是 人 体 常 见 的 接 触 此 也 就 失 去 正 常 的 供 血 功 能 。心 室 纤 维 性 颤 动 是 导