人身安全保护措施.ppt

内容
电击效应
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直接电击保护
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间接电击保护
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兼有直接和间接电击的保护
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
人体阻抗
人体阻抗值与电流路径、接触电压、电流幅值和持续时间、频率、皮跃潮湿程度、接触面积和施加压力等因数有关,等效电路图如图所示:
ZT
R1
ZP1
Z1
ZP1
人体内阻抗:Z1
基本上是电阻,有少量电容分量。数值主要取决于电流流过的路径。当接触面积过小,只有几mm2时,也会造成内阻抗数值的增加。
皮肤阻抗:ZP
皮肤由半绝缘层和小的导电元件(如毛孔)所组成。电流或频率增加时,皮肤阻抗降低。当接触电压约在50V及以下时,皮肤阻抗值随表面接触面积、温度、呼吸等显著变化。当接触电压在50~100V时,皮肤阻抗降低很多。如皮肤破损,阻抗可以忽略。
人体总阻抗由两层皮肤的阻抗及人体内阻抗组成。接触电压在50V及以下时,由于皮肤阻抗ZP变化显著,ZT变化也很大。当接触电压增高时,ZT与ZP的关系愈来愈小;当皮肤破损后,ZT值接近于人体内阻抗Z1值。频率愈高,ZT愈低;当为直流时,ZT最高。
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
人体阻抗
心电流系数F是电流流过某一路径所产生的心电场强度与从手到脚流过相同大小电流所产生的心电场强度的比值。
在心脏内,电流密度与电场强度成正比,因此F可作为流经人体各种路径的电流产生心室纤维性颤动相对危险性的估计参数。
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
人体阻抗
各种电流路径的心电流系数
电流路径
心电流系数F
背部到右手

左手到右手

背部到左手,臀部到左手、右手或双手

右手到左脚、右脚或双脚

双手到双脚,左手到左脚、右脚或双脚

胸部到右手

胸部到左手

如从左手到右手流过200mA电流,即Ih=200mA,,按式(3-1)计算得Ihtf为80mA,即说明从左手到右手流过200mA电流,相当于从左手到双脚流过80mA电流产生的电击效应。
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
电击的机理
在兴奋复原期间,有个心脏易损期,约占心动周期的10~20%。在易损期内,心肌纤维处于兴奋不均匀状态。如果受到足够大的电流刺激,持续时间超过心动周期时间(例如1s)的刺激,就会引起期外收缩,使得心脏兴奋状态的不均匀性增强,产生心室纤维性颤动,严重时血压急剧下降,甚至导致死亡。心室纤颤是电击致死的主要原因。此外,由于电击造成窒息或心脏停跳,也会导致死亡。兴奋周期也称心动周期,约75ms。
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
电击的机理
电击还能产生病理性生理效应,如肌肉收缩、呼吸困难、血压升高,心脏中形成兴奋波和兴奋传播紊乱,包括心房纤维性颤动和短暂的心脏停跳,这些效应通常是可逆的,不会致命,但能形成电流伤痕。当大电流,例如数A流过人体,如不在易损期内,也不会引起心室纤颤;但将产生严重烧伤,甚至导致死亡。
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
15~100Hz交流电流的电击效应
人体受到电击后,体内细胞将随电流频率作往复运动,其周期与50/60Hz最接近,因此引起的骚动最大,破坏性也最强,所以50/60Hz是危险频率。
电击效应的阀值
感觉阈值,即人所能觉察到的流过人体的最小电流值。对正常的人体,,与时间无关。
摆脱阈值,即人握电极所能摆脱的最大电流值。对正常人体,平均为10mA,与时间无关。
心室纤维性颤动阈值,即导致心室纤维性颤动的最小电流值。日本和欧洲各国,对于交流50/60Hz的电流、采用30mA•s作为人体所允许的安全电流时间积。
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电气信息工程学院陈亦鲜
电击效应
100Hz以上交流电流的电击效应
100Hz~10kHz交流电流的电击效应
在这个频率范围内,电击效应用频率系数fz来衡量。频率系数fz是在频率f时产生相应生理现象的阈值电流与50/60Hz时的阈值电流之比。
10kHz以上交流电流的电击效应
感觉阈值。频率在10kHz到100kHz之间时,阈值由10mA上升到100mA(有效值)。频率超过100Hz时,只有电流强度为几百mA,且频率略高于100kHz时才有针扎的感觉、频率再高,变为温暖的感觉。
灼伤。频率在100kHz以上且电流为安级时,如电流流通持续时间较长,可能出现灼伤。
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电击效应
直流电流的电击效应
直流电流容易摆脱,心室纤维性颤动的阈值比交流高得多,只有在最恶劣的环境下,才会产生电击事故。
直流/交流等效系数Kad
电流流向
从手到手流过人体躯干的电流称为横向电流。从手到双脚流过人体躯干的电流称