人身触电及其防护

人身触电及其防护

第一节 电流对人体的伤害

当电流流经人体时，人体会产生不同程度的刺痛和麻木， 并伴随不自觉的肌肉收缩。触电者会因肌肉收缩而紧握带电体， 不能自主摆脱电源。所谓触电就是指电流流过人体时对人体产 生的生理和病理伤害。这种伤害是多方面的，可以分为电击和 电伤两种类型。 一、电击与电伤 1．电击

电击是电流通过人体内部，对人体所产生的伤害。电击是 最危险的触电伤害，一般来说，触电死亡事故中的绝大多数是 由于电击造成的。它主要是破坏了人体的心脏、呼吸和神经系 统的正常工作，危及人的生命。例如，电流通过心脏，造成心 脏功能紊乱，导致血液循环的停止；电流通过中枢神经系统的 呼吸控制中心使呼吸停止；电流通过胸部可使胸肌收缩迫使呼 吸停顿，这几种情况都会导致死亡。 2．电伤

电伤是指电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体造 成的外伤。电伤往往在肌体上留下伤痕，严重时，也可致人死 亡。电伤可分为电灼伤、电烙伤、皮肤金属化和电光眼四种。 (1)电灼伤电灼伤是由于电流热效应而产生的电伤，如 带负荷拉开隔离开关时的强烈的电弧对皮肤的烧伤，灼伤也称

为电弧伤害。灼伤的后果是皮肤发红、起泡以及烧焦、皮肤组 织破坏等。

(2)电烙伤电烙伤发生在人体与带电体有良好的接触的 情况下，由电流的化学效应和机械效应产生的电伤，在皮肤表 面留下和被接触带电体形状相似的肿块痕迹。有时在触电后并 不立即出现，而是相隔一定时间才出现。电烙印一般不发炎或 化脓，但往往造成局部麻木和失去知觉。

(3)皮肤金属化皮肤金属化是指在电流作用下产生的高 温电弧使电弧周围的金属熔化和蒸发而形成金属微粒，这些金 属微粒渗入皮肤表面层，使皮肤受伤害的电伤。受伤的皮肤变 得粗糙、硬化或局部皮肤变为绿色或暗黄色。

(4)电光眼 电光眼是当发生弧光放电时，由红外线、可 见光、紫外线对眼睛造成的伤害。电光眼表现为角膜炎或结膜

炎，有时需要数日才能恢复视力。

电击、电伤还有可能造成机械性损伤及神经受伤。机械性 损伤是指电流作用于人体，中枢神经反射和肌肉强烈收缩而导 致的机体损伤。神经受伤的表现有很多种，如触电后精神上感 到难受，性情狂躁易怒等。

二、影响电流对人体伤害程度的因素

电流对人体的伤害程度与通过人体电流的大小、电流通过 人体的时间、电流的频率、人体的健康状况、电压的高低及电 流通过人体的途径等因素有关。 1．电流

通过人体的电流越大，人体的生理反应越强烈，对人体的 伤害就越大。

按照人体对电流的生理反应强弱和电流对人体的伤害程度，可将电流大致分为感知电流、摆脱电流和致命电流三级。感知 电流是指能引起人体感觉但无有害生理反应的最小电流；摆脱 电流是指人体触电后能自主摆脱电源而无病理性危害的最大电 流；致命电流是指能引起心室纤颤而危及生命的最小电流。

上述这几种电流的大小与触电对象的性别、年龄以及触电 时间等因素有关。试验表明，当工频电流(50Hz)通过人体时， 成年男性的平均感知电流为lmA，摆脱电流为10mA，致命电流 为50mA(通过时间在1s以上时)。在一般情况下，可取30mA 为安全电流，即以30mA为人体所能忍受而无致命危险的最大电 流。但在有高度触电危险的场所，应取10mA为安全电流；而在 空中或水面触电时，考虑到人受电击后有可能会因痉挛而摔死 或淹死，则应取5mA作为安全电流。 2：电流通过人体的时间

电流通过人体的持续时间越长，越容易引起心室纤颤，其 危险性就越大，主要是由于以下几个原因：

(1)人体电阻减小。电流通过人体的持续时间越长，人体 电阻由于出汗、电解而下降，使通过人体的电流进一步加大， 从而危险就越大。

(2)能量增加。电流持续时间越长，体内积累的外界电能 越多，伤害程度越大。

(3)与心脏易损期重合的可能性增大。心脏在收缩与舒张 的时间间隙(约0．1s)内对电流最为敏感，通电时间长，重合 这段间隙的可能性就越大，心室纤颤的可能性也就越大。

3．电流的频率

人体对不同频率的生理敏感性是不同的，因此，不同种类 的电流对人体的伤害也就有区别。一般说来，工频电流(50一 60Hz)对人体的伤害最为严重；交流电的频率偏离工频频率越 大，对人体伤害的危险性就越低。 4．电流通过人体的途径

电流通过人体的途径不同，对人体的伤害程度也不同。但 是电流无论以任何途径通过人体都可以致人死亡。电流通过心 脏、中枢神经(脑部和脊髓)、呼吸系统是最危险的。因此，从 左手到前胸是最危险的电流路径，这时心脏、肺部、脊髓等重 要器官都处于电路内，很容易引起心室纤颤和中枢神经失调而

死亡。从右手到脚的危险性要小些，但会因痉挛而摔倒，导致 电流通过全身或出现二次事故。 5．人体的健康状况

试验研究表明，触电危险性与人体状况有关。触电者的性 别年龄、健康状况、精神状态和人体电阻都会对触电后果产生 影响。人体越健康，耐受电流刺激的能力也就越强。 女性对电的敏感性比男性高，女性的感知电流和摆脱电流 约比男性的低1／3，因此，在同等的触电电流下，女性比男性更 难以摆脱。体弱多病者由于自身抵抗力较差，故比健康人更易 受电伤害。酒醉、疲劳、心情欠佳等情况都会加重触电伤害 程度。

6．电压的高低

一般说来，当人体电阻一定时，人体接触的电压越高，通 过人体的电流就越大。触电伤亡的直接原因在于电流在人体内 引起的生理病变。电压越高，危害越大。 我国规定适用于一般环境的安全电压为36V。

第二节 人体触电的方式

人体触电是指电流流过人体时对人体产生的生理和病理伤 害。触电的方式多种多样，一般可分为直接触电和间接触电两 种类型。此外，还有高压电场、高频电磁场、静电感应和雷击 等触电方式。 一、直接触电

人体直接触及或过分靠近电气设备及线路的带电导体而发 生的触电现象称为直接触电。单相触电、两相触电和电弧伤害 都属于直接接触触电。

1．单相触电

人体直接碰触带电设备或线路的一相带电导体时，电流通 过人体而发生的触电现象称之为单相触电。其危害程度与电压

的高低、电网的中性点是否接地、每相对地电容量的大小有关。 (1)中性点接地对触电程度的影响在中性点直接接地的 电网中发生单相触电的情况如图2一l(a)所示。设人体与大地 接触良好，土壤电阻忽略不计，由于人体电阻比中性点工作接 地电阻大得多，加于人体的电压几乎等于电网相电压，这时流 过人体的电流为 Ib=Uph /Rb＋Rc

式中，Ib——流过人体的电流(A)； Uph——电网相电压(V)；

Rc——电网中性点工作接地电阻(Q)； Rb——人体电阻(Q)。

对于380／220V三相四线制电网，Uph=220V，Rc =4f／，若 取人体电阻Rb =1700Ω，则由上式可算出流过人体的电流，Ib= 129mA，足以危及触电者的生命。

显然，单相触电的后果与人体和大地间的接触状况有关。 如果人体站立在干燥的绝缘地板上，由于人体与大地间有很大 的绝缘电阻，通过人体的电流就很小，这就不会造成触电危险。 但如果地板潮湿，那就有触电危险。

(2)中性点不接地对触电程度的影响 中性点不接地电网 中发生单相触电的情况如图2—1(b)所示。这时电流将从电 源火线经人体、其他两相的对地阻抗(由线路的绝缘电阻和对 地电容构成)回到电源的中性点形成回路，此时，通过人体的 电流与线路的绝缘电阻和对地电容有关。在低压电网中，对地 电容很小，通过人体的电流主要取决于线路绝缘电阻，正常情 况下，设备的绝缘电阻相当大，通过人体的电流很小，一般不 致造成对人体的伤害。但当线路绝缘下降时，单相触电对人体 的危害仍然存在。而在高压中性点不接地电网中(特别在对地 电容较大的电缆线路上)线路对地电容较大，通过人体的电容 电流，将危及触电者的安全。

图2—1单相触电示意图

(a)中性点直接接地电网；(b)中性点不接地电网

2．两相触电

两相触电是指人体同时触及带电设备或线路中的两相导体

图2—2两相触电示意图

而发生的触电方式，如图2—2所示。两相触电时，作用于人体 上的电压为线电压，电流将从一相导体经人体流人另一相导体， 这种情况是很危险的。以380／220V三相四线制为例，这时加 于人体的电压为380V，若人体电阻按1700fl考虑，则流过人 体内的电流将达224mA，足以致人死亡。因此，两相触电要比

单相触电严重得多。 二、间接触电

人体触及正常情况下不带电，而故障情况下变为带电设备 外露的导体，所引起的触电现象，称为间接触电。

例如，电气设备在正常运行时，其金属外壳或结构是不带。 电的。当电气设备绝缘损坏而发生接地短路故障(俗称“碰壳” 或“漏电”)时，其金属外壳便带有电压，人体触及便会发生触 电，此谓间接触电。 1．跨步电压触电

当电气设备发生接地故障(绝缘损坏)或线路的一相发生

带电导线断线落在地面时，故障电流(接地电流)就会从接地体或导线落 地点向大地流散，形成如图2—3所示

的对地电位分布。由图2—3看出，与 电流人地点的距离越小，电位越高； 与电流人地点的距离越大，电位越 低。在远离入地点lOre处时，电位已 降至电流人地点电位的8％；20m以 外处，电位近似为零。

图2—3对地电位分布

如果有人进入20m以内区域行走，其两脚之间(人的跨步 一般按0．8m考虑)的电位差就是跨步电压，如图2—4所示。 设前脚的电位为u。，后脚的电位为以，则跨步电压Uk=U，一 以，人体距电流人地点越近，其所承受的跨步电压越高。人体 受到跨步电压作用时，电流将从一只脚经跨部到另一只脚与大 地形成回路。触电者的症状是脚发麻、抽筋、跌倒在地。跌倒 后，电流可能改变路径(如从头到脚或手)而流经人体重要器 官，使人致命。由跨步电压引起的触电，称为跨步电压触电。

图2—4跨步电压示意图

必须指出，跨步电压触电还会发生在其他一些场合，如架 空导线接地故障点附近或导线断落点附近、防雷接地装置附近 地面等。

2．接触电压及接触电压触电

当电气设备因绝缘损坏而发生接地故障时，如人体的两个 部分(通常是手和脚)同时触及漏电设备的外壳和地面，人体 两部分分别处于不同的电位，其间的电位差即为接触电压。如 图2—5所示为接触电压触电示意图。

图2—5接触电压触电示意图 l一接地体；2一漏电设备；

3一设备出现接地故障时，接地体附近各点电位分布曲线；4一人体距接地体位置不同时，接触电压变化曲线

接触电压的大小随人体站立点的位置而异。当人体距离 接地体越远时，接触电压越大；当人体站在距接地体20m以外 处与带电设备外壳接触时，接触电压达到最大值，等于带电 设备外壳的对地电压Ud；当人体站在接地体附近与设备外壳接 触时，接触电压近于零。在图2—5中，当一台电动机的绕组碰 壳接地时，因为三台电动机的接地线是连在一起的，所以三台 电动机的外壳都会带电，而且电位相同，都是相电压，但地面

电位分布却不同，因此左边的人所承受的接触电压等于电动机 外壳(人手)的电位与该处地面电位(人脚)之差，其数值近 于零；右边的人承受的接触电压就是电动机外壳的对地电压， 即相电压。由于人穿着靴(鞋)及地板能减小接触电压，故人 体受到的实际接触电压要小于带电设备的对地电压。 接触电压和跨步电压的大小与接地电流的大小、土壤电阻 率、设备接地电阻及人体位置等因素有关。当人穿着靴(鞋) 时，由于地板和靴(鞋)的绝缘电阻上有电压降，人体受到的 接触电压和跨步电压将明显降低。

第三节 防止触电的安全技术

一、基本概念 1．接地装置

(1)接地。把电气设备的某一金属部分通过导体与土壤间

作良好的电气连接称为接地。

(2)接地体。接地体是埋入土壤中并直接与大地土壤接触 的金属导体或金属体组，它可分为自然接地体和人工接地体两 种类型。

自然接地体，兼作接地体用而埋入地下的金属管道、金属 结构、钢筋混凝土地基等物件。

人工接地体，采用钢管、角钢、扁钢、圆钢等钢材特意制 作而埋人地中的导体。

(3)接地线。接地线是指将电气设备需要接地的部分与接 地体连接起来的金属导线，包括接地干线和接地支线。 接地装置就是接地体和接地线组成的整体。 2．电气“地”和对地电压

(1)电气“地”。当电气设备发生接地短路时，在距离单 根接地体或接地短路点20m以外的地方，电位已近于零，电位 等于零的地方即称为电气“地”。

(2)对地电压。电气设备的接地部分(如接地外壳和接地 体等)与零位“地”‘之间的电位差。 3．接地体的流散电阻和接地电阻

(1)接地体的流散电阻。接地体的流散电阻是指接地电流 自接地体向周围大地流散时所遇到的全部电阻。

(2)接地电阻。接地电阻是指接地体的流散电阻和接地体 电阻的总和。 4．零线和接零

(1)零线。零线是指由变压器和发电机的中性点引出，并接

了地的接地中性线。 (2)接零。电气设备的 某部分直接与零线相连接，叫做接零，如图2—6所示。 5．接地短路、碰壳短路 和接地短路电流

图2—6零线和接零示意图

(1)接地短路。接地短路是指电气设备的带电部分偶尔与 接地金属构架连接或直接与大地发生电气连接。

(2)碰壳短路。碰壳短路(或碰壳)是指当电机、电器或 线路的带电部分由于绝缘损坏而与其接地的金属结构部分发生 连接。

(3)接地短路电流。接地短路电流(或接地电流)是指当 发生接地短路或碰壳短路时，经接地短路点流入地中的电流。 二、防触电技术

在各种各样的触电事故中，最常见的是人体间接触电。防 止间接触电的主要技术有绝缘防护、保护接地、保护接零和漏 电保护等。 1．绝缘防护

无论电气设备的结构多么复杂，都可看作是由导电材料、 导磁材料和绝缘材料这三者组成的。有些设备没有导磁体(如 白炽灯、电阻炉等)，有些设备有导磁体(如电动机、变压器、 电磁开关)，但导电体和绝缘体却是任何电气设备不可缺少的两 个基本部分。使用绝缘材料将带电导体封护或隔离起来，使电 气设备及线路能正常工作，防止人身触电，这就是所谓的绝缘 防护。用绝缘布带把裸露的接线头包扎起来就是绝缘防护的一 例。完善的绝缘可保证人身与设备的安全；绝缘不良，会导致 设备漏电、短路，从而引发设备损坏及人身触电事故。所以， 绝缘防护是最基本的安全保护措施。

绝缘材料的绝缘性能恶化或破坏将引起绝缘事故。在现场 作业中，预防电气设备绝缘事故的措施有以下几种： (1)不使用质量不合格的电气产品。

(2)按规程和规范安装电气设备或线路。例如，电线管与 蒸汽管道之间的距离应符合规范要求，不能满足时应在管外包 以绝热层；又如，在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，明配线应选 用塑料绝缘导线；再如，断路器设备应装在特制的密封箱内或 浸在绝缘油中等。

(3)按工作环境和使用条件正确选用电气设备。例如，潮 湿场所使用的电动机，应选用密封型的。

(4)按照技术参数使用电气设备，避免过电压和过负荷运 行。过负荷将使绝缘温升过高，引起绝缘材料软化；过电压有 击穿绝缘的危险。

(5)正确选用绝缘材料。例如，在修理电动机时，不应降 低绝缘材料的耐热等级，否则绝缘的允许温升将降低，电动机 额定电流将减少。

(6)按规定的周期和项目对电气设备进行绝缘预防性试验。 对有绝缘缺陷的设备应及时进行处理。

(7)改善绝缘结构也是积极的绝缘防护措施之一。例如，

采用双重绝缘结构对于防止家用电器和手持电动工具受损有显 著的作用。

(8)在搬运、安装、运行和维修中，避免电气设备的绝缘 结构受机械损伤、受潮和脏污。

(9)在中性点不接地的电力系统中装设绝缘监察装置。在 这类电网中，当发生单相接地故障(一相绝缘降低)时，其他 两相对地电压将升高。由于接地故障电流是电容电流而不是短 路电流，短路保护装置不会动作，电网将长时间在这种故障状 态下运行。这不仅会使非故障相的绝缘承受工频过电压，也增 加了触电的危险性。因此，有必要在中性点不接地电网中装设 绝缘监察装置，对电网的绝缘情况进行经常性的监视，以便及 时处理接地故障。 2．保护接地

为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备 的金属外壳与接地体连接起来，称为保护接地。

采用保护接地后，可使人体触及漏电设备时的接触电压明 显降低。但是仅能减轻触电的危险程度，不能完全保证人身安 全，所以保护接地只适用于中性点不接地的低压电网中。 3．保护接零

所谓保护接零就是把电气设备金属外壳与电网的零线(变 压器接地的中性线)相连接。三相四线制系统目前广泛采用保 护接零作为防止间接触电的技术措施。

如图2—7(a)所示，电动机正常运行时，零线不带电压， 由于电动机的外壳是与电源零线相连接的，人体触摸设备外壳 等于触摸零线，并无触电的危险。当电动机发生“碰壳”故障 时，电动机的金属外壳将相线与零线直接连通，单相接地故障 遂成为单相短路。

因为零线阻抗很小，短路电流可达电动机额定电流的几倍 甚至几十倍，在大多数情况下，短路电流的数值足以使安装于 线路上的熔断器或其他过电流保护装置迅速动作，从而切断 电源。

必须指出，从设备“碰壳”短路的发生到过电流保护装置

图2—7 中性点直接接地的低压配电系统的保护接零 (a)保护接零示意图；(b)等效电路图

动作切断电源的时间间隔内，触及设备外壳的人体是要承受电 压的，此电压近似等于短路电流在零线上的压降。当忽略线路 感抗，并考虑Rb》Rc，Rb》Rn(零线电阻)时，人体所承受的 电压为

假设相线截面为零线的2倍，则R。=2R曲，于是，人体所 受的电压为147V，显然，这个电压数值对人体仍是危险的。所 以，保护接零的有效性在于线路的短路保护装置在“碰壳”短 路故障发生后灵敏地动作，迅速切断电源。 4．漏电保护

(1)剩余电流动作保护器的作用及类型。剩余电流动作保 护器(又称漏电开关、触电保安器等)，是一种在规定条件下， 当漏电电流达到或超过给定值时，便能自动断开电路的一种机 械式开关电器或组合电器。

漏电保护的作用：一是电气设备(或线路)发生漏电或接

地故障时，能在人尚未触及之前就把电源切断；二是当人体触 及带电体时，能在极短的时间内切断电源，从而减轻电流对人 体的伤害程度。此外，还可以防止漏电引起的火灾事故。漏电 保护作为防止低压触电伤亡事故的后备保护，已被广泛地应用 在低压配电系统中。

低压剩余电流动作保护器的种类、型号繁多，在原理上一 般可分为电压型和电流型两大类。目前广泛采用的是反映零序 电流的电流型剩余电流动作保护器。

(2)电流型剩余电流动作保护器的工作原理。对中性点直 接接地的低压供电系统，可采用电流型剩余电流动作保护器， 其工作原理如图2—8所示。

图2—8 电流型剩余电流动作保护器工作原理图

电流型剩余电流动作保护器是根据三相四线制中的电流， 在任何时间内的相量和都等于零的原理制作的，即Ia+Ib+Ic= 0。将四根(三相四线)或两根(单相)电源线全部穿人一个 铁心呈闭合磁路的电流互感器TA中，这个互感器称为零序电流 互感器。在正常用电情况下，由于在三相四线制系统中流过三 相的电流相量之和等于零，零序电流互感器中的总磁通也等于 零，二次绕组中便无电流输出。当外部线路有触电或因绝缘损 坏发生碰壳接地短路时，流过人体R的电流经大地回到电源中 性点成为回路，便破坏了零序电流互感器中电流的平衡，漏电 电流在互感器中产生了磁通，二次绕组即感应出电流，使电流 继电器K动作，切断主回路断路器(开关)，停止供电，达到触 电保护的目的。

第四节 现场实习人员注意事项

针对人身触电的特点，实习人员在工作现场实习时要做到 以下几点：

(1)现场实习人员(尤其是在线路巡线班实习的人员)在 平时工作或行走时，一定要格外小心，当发现设备出现接地故 障或导线断线落地时，人要远离断线落地区，如图2—9所示。

(2)一旦不小心步入断线落地区且感觉到有跨步电压时，

应赶快把双脚并在一起或用一条腿跳着离开断线落地区，如图

2—10所示。图2—9远离断线落地区

图2—10单腿跳着离开断线落地区

(3)当必须进入断线落地区救人或排除故障时，应穿绝缘 靴(鞋)，如图2—11所示。

(4)加强现场实习人员对规章制度的执行，使其了解和掌 握必要的触电知识。作业时应穿戴必要的防护用品和采用必要 的安全措施；在危险场所不要穿羊毛或化纤物品；作业、巡视、 检查时，不得携带与工作无关的金属物品。

图2—11应穿绝缘靴(鞋)进入断线落地区救人

(5)在停电的电气设备和线路上工作时，必须按要求挂好 接地线，戴好安全帽；高处作业时应系好安全带，挂牢救命绳， 必要时还可以挂好个人辅助接地线。

(6)使用电气工具(手提电钻、角向磨光机等)、移动电 源盘必须带有高灵敏的剩余电流动作保护器；在金属容器(如 汽鼓、凝汽器、槽箱等)内工作时，必须使用24V以下的电气 工具。否则需使用Ⅱ类工具，装设额定动作电流不大于15mA、 动作时间大于0．1s的剩余电流动作保护器，且应设专人在外不 间断地监护。剩余电流动作保护器、电源连接器和控制箱等应 放在容器的外面。

(7)现场作业使用行灯时应遵守如下规定：

1)行灯电压不准超过36V。在特别潮湿或周围均属金属导 体的地方工作时，如在汽鼓、凝汽器、加热器、蒸发器、除氧 器以及其他金属容器或水箱等内部，行灯的电压应不超过12V。 2)行灯电源应由携带式或固定的降压变压器供给，变压器 不准放在汽鼓、燃烧室及凝汽器等的内部。

3)携带式行灯变压器的高压侧应带插头，低压侧带插座， 并采用两种不能互相插入的插头。

4)行灯变压器的外壳须有良好的接地线，高压侧最好使用 三线插头。