电气安全知识

发布 2024-03-20 00:45:12 阅读 7276

一、电压等级及分类。

能源部1991年3月18日发布《电业安全工作规程》(dl408—91)中,把电气设备分为高压和低压两种。高压指设备对地电压在250v以上者,低压指设备对地电压在250v及以下者。虽然电梯使用380/220v供电系统即为对地电压在250v以下,但是这决不是安全电压,在电梯安装维修过程中触电事故也时有发生,因而学习电梯维修技术必须掌握电气安全知识。

2、触电(电击)

1、电流流经人体的效应。

电流对人体的危害是多方面的,电流通过心脏造成心脏功能紊乱,即室性纤颤,使人体因大脑缺氧而迅速死亡;电流通过中枢神经系统的呼吸控制中心可使呼吸停止;电流的热效应会造成电灼伤;电流的化学效应会造成电烙印和**金属化;电磁场能量也会由于辐射作用造**体的不适。电流对人体危害程度与通过人体的电流强度、持续时间、电压、频率、通过人体的途径以及人体的健康状况等因素有关。下面对各种不同因素的影响进行阐述。

人体触及带电体能否造成伤害和造成伤害的程度主要取决于电流通过人体的效应。电流大小不同,引起人体的生理、病理效应不同。

电流通过人体的效应是研究触电安全技术、制订安全防护标准及设计医用等有关电气设备的基本依据之一,因此国内、外科技人员对此进行了长期的大量的实验研究工作,并取得了成果。国际电工委员会(iec)关于《电流通过人体效应》是众多研究成果中具有代表性和权威性的成果,目前我国正采用这项标准。

1)15-100hz交流电流通过人体的效应。

如果流过人体的电流路径已经确定,则电流流过人体的效应通常主要取决于电流幅值和持续时间。图*—*给出了流过人体电流幅值一作用时闻的效应分区图。图中关于发生心室纤维颤动的数据是按从人体左手到双脚的电流路径绘制的。

当电流为500ma,时间为100ms时,心室纤维颤动的概率为0.14%。

图13-1 15-100hz交流电流流过人体时的电流—时间效应分区。

该效应图的特点是:用a、b、c1三条主要曲线将人体对电流的不同效应分成4个效应区即第、第、第、第④效应区,分别说明如下:

图中第效应区是依据人对电流的感觉阈值,即人身所能觉察的流过人体的最小电流值确定的。这个感觉阈值取决于人体与电极的接触面积,接触状态(干燥、潮湿、压力、温度等),人的各自生理特性等。图中a线即为人体的一般感觉阀值线,等于0.

5ma。该阈值与通电时间无关。a线左部为第效应区,该区对人通常没有任何病理、生理反应。

第效应区在a线和b线之间。通常无有害的病理、生理反应。

第效应区在b线和c1线之间。该区对人体器官一般没有损伤,但可能产生如下病理生理反应:肌肉收缩,呼吸困难,血压升高,心脏冲动形成及传导的可逆性紊乱,包括心房纤维颤动以及随着电流与持续时间的增加引起的非心室纤维颤动,进而引起的短暂心脏停跳。

第④效应区在曲线c1的右部。该区除了有第③效应区的病理、生理反应外,可能出现心室纤维颤动。曲线c1是一条不致发生心室纤维颤动的阈值曲线。

由c1向右,发生心室纤维颤动的概率逐渐增大,在曲线c2和c3处分别达到5%和50%,c3再向右侧超过50%。心室纤维颤动被认为是触电致死的主要原因。随着人体电流和持续时间的增加将会出现心脏停跳、呼吸停止和严重烧伤等后果。

有证据说明,人体电流引起的心脏停跳和窒息可以致死;几安培电流引起的严重烧伤也可能导致死亡。

图 -1中发生心室纤维颤动的效应区仅适用于电流从左手到双脚流过的情况,其他电流路径引起的心室纤维颤动效应则应采用心电流系数进行换算。

心电流系数—电流流过某一路径的心电场强度与从左手到双脚流过相同电流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,心电流系数可以用相应的电流密度比值来表示,即:

iec给出了若干人体电流路径的心电流系数(见表13-1),心电流系数可以用于估计通过其他路径的人体电流所产生的心室纤维颤动的危险程度。例如手到手电流路径的f=0.4,按式(13-2)计算,。

表13-1若干人体电流路径的心电流系数

图13-1给出的人体电流一持续时间效应区图以及表13-1给出的心电流系数,为制订触电防护标准,设计和选择触及或探入人体的电气设备的电气参数提供了理论依据。

iec指出,从一些国家运行经验看,在正常环。

境条件下尚无确切证据说明,当供电电压不超过交流50v(有效值)时会发生人体电流导致严重触电伤害的事故。这种运行经验是将第i电压区段(超低电压区段)的上限电压值约定在50v(有效值)的依据之一。

2)直流电流通过人体的效应。

严格地讲,直流电是指没有脉冲的电流。本节所述的直流电流中含有波峰与波峰间不超过15%的脉动成分。

研究表明,直流电流对人体的兴奋作用(刺激神经和肌肉,引起心房和心室纤维颤动),在直流的接通和断开时,即在电流发生变化的时间内是较大的,而当电流幅度不变时产生与交流电流相同的兴奋作用,其电流幅值要比交流有效值大2至4倍。

iec给出的流过人体的直流电流—持续时间效应分区图见图13-2。

对直流电流而言,以脚为正极向上流经人体的电流的效应,与以脚为负极向下流经人体的电流的效应有时存在很大差异。

图13-2中第①效应区通常无生理反应;

第②效应区无有害的生理反应;

第③效应区不会出现器官损害,随着人体电流和持续时间的增加可能出现心脏冲动和传导的可逆性紊乱;

第④效应区可能出现心室纤维颤动,随着人体电流和持续时间的增加除了产生③区的反应外,预计会产生严重烧伤等其他生理病理反应。

感觉阈值直流感觉阈值取决于以下参数:接触面积,接触状态(干燥、潮湿、压力、温度),电流持续时间,各自的生理特征。与交流电流不同,流过人体的直流感觉阈值只有在接通和断开时才有感觉。

图lj一2中的a线为感觉阈值线,是第①和第②效应区的分区线。

图13-1给出的人体电流一持续时间效应分。

摆脱阈值 b线可视为直流摆阈值线,是第②和第③效应区的分区线。实际上,当持续时间小于500ms时,第②和第③效应区分区线尚不清楚。与交流效应不同,300ma以内的直流电流没有确定的摆脱阈值。

只是接通和断电的瞬间引起疼痛感和痉挛似肌肉收缩;大于300ma时可能摆脱不了.或者在触电几s至几min后有可能摆脱。

心室纤维颤动阈值曲线c是一条在直流电流作用下不致发生心室纤维颤动的曲线,是第③和第④效应区的分区线。与交流电流不一徉,直流电流产生的心室纤维颤动阈值也取决于人体的生理和电气参数。图lj一2第④区有关发生心室纤维颤动的数值是按从左手至双脚的人体电流路径,且为向上的电流效应给出的。

动物实验和电气事故资料分析结果表明,向下电流引起的心室纤维颤动阈值电流应乘以系数2倍。因此.当考虑向下电流效应时,从图13---2取得的心室纤维颤功阈值电流应乘以系数2,。从手到手流过的横向电流不会引起心室纤维颤动。

人体通过直流电流还会出现如下效应:当300ma以内的直流电流通过人体时,四肢有暖热感觉:300ma以内的横向电流通过人体时,在持续几分钟内·随着时间和电流的增长可能产生可逆性心律不齐、电流伤疤、烧伤、眩晕,有时失去知觉;超过300ma的横向电流通过人体时,则经常出现失去知觉的反它。

3)心室纤颤致死原因。

心脏的主要任务是保持排血,维持血液循环,此功能依靠心肌有规律地、周期性地收缩来完成。从此意义上讲,心脏可视作血泵。心脏收缩的自身规律性受神经体液调节。

图— 心动周期内心室易损期出现的时刻。

注:图中数字表示兴奋传导的顺序。

每一心动周期的心电图见图 — 其中p波系心房兴奋波,qrs波群和t波群系心室激动波及多极波。临床实践表明,机体之外的刺激,例如物理的、化学的、机械的、电能的刺激都可能激起心肌的兴奋。iec表明,在一个心动周期内有一个约占心动周期10%至20%的心室肌易损期,它对应于心电图t波顶峰部分(见图13-3)。

在易损期内,心肌纤维的兴奋传导很不均匀,如果受到足够大的电流刺激,就可使各部分的心室肌自行蠕动起来。

图 — 在易损期内心室纤维颤动的激发心电图和血压的影响。

图13-4示出了心室纤颤对心电图和血压的影响。由图看出,电流刺激激发心室肌蠕动的波形及幅值各异,极不均匀,频率可达250-500次/min,致使心室肌失去协调一致的收缩能力,心脏泵血功能丧失,血压降至零,血液循环停止,导致死亡。

4)触电的致死效应。

触电致死的效应比较复杂,情况各异。当造成触电死亡最常见原因还是心室纤维性颤动。

触电时间过长。触电者如长时间不能脱离电源,即使触电电流较小或未通过要害部位,也会使触电者晕倒、失去知觉、窒息死亡。

电流通过要害部位。如电流通过中枢神经系统使人受到致命的损伤;电流通过呼吸中枢,将引起呼吸中止等。

大电流致死。大触电电流可使人心脏受到损伤或使人窒息致死,还可能造成深度烧伤,使人体温迅速上升而立即死亡。

高压触电致死。高压触电电流一般都较大,并往往伴随大的弧光放电,因电弧或大电流所造成的严重烧伤而致命。

小电流致死。低压触电,虽然流经人体的电流较小(一般在几百ma以下),但这个数值正好是导致心室纤颤的最敏感范围,如触电发生在心室易损期,更易引起心室纤颤而致死。因为心室纤颤,是电流的刺激作用造成的。

2、影响触电对人危害程度的因素。

1、电流大小的影响。

不同的电流会引起人体不同的反应,按习惯,人们通常把触电电流分为感知电流、反应电流、摆脱电流和心室纤颤电流等。

感觉阈值。能引起人的感觉的最小电流感觉阈值,习惯上称感知电流。通过对人身直接进行的大量试验表明,对于不同的人,不同的性别,感知电流是不同的。

如取其平均值,则成年男性的平均感知电流约为1.1ma;成年女性的平均感知电流约为0.9ma.

感觉阈值还和电流的频率有关,随着频率的增加,感觉阈值的数值将相应地增加。例如,对男性来说,当频率从50hz增加到5000hz时,感知电流将从1.1ma增加到7ma。

反应阈值。引起意外的不自主反应的最小电流为反应阈值,习惯上称反应电流,这种预料不到的电流作用,可能导致高空摔跌或其他不幸。因此反应阈值可能会给工作人员带来危险,而感觉阈值则不会造成什么后果,在数值上反应阈值一般略大于感觉阈值。

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