10.8.2 电流对人体的作用

更新于 2026年10月10日 版权声明
10.8.2 电流对人体的作用

电流通过人体时破坏人体内细胞的正常工作,主要表现为生物效应,使人体产生刺激和兴奋状态,使人体活的组织发生变异,从一种状态变为另一种状态。电流通过肌肉组织,引起肌肉收缩。电流对机体除直接作用外,还可能通过中枢神经系统起作用,使一些没有电流通过的部位也可能受到刺激,产生强烈的反应,重要器官(如心脏)的工作可能受到破坏。

电流作用于人体还包含有热效应、化学效应和机械效应。电流的热效应可能导致电流灼伤、电弧烧伤或电光眼,电流的化学效应可能导致皮肤金属化,电流的机械效应可能导致人体机械性损伤或留下电烙印。

人在水下触电和接触电流、接触电压、与带电体的间距及接地方式等因素有关。

1)接触电流

通过人体的电流越大,热的生理和病理反应越明显,引起心室颤动所需的时间越短,致命的危险性越大。按照人体呈现的状态,可将预期通过人体的电流分为3个级别:

(1)感知电流。

在一定概率下,通过人体引起人有任何感觉的最小——电流(有效值,下同)称为该概率下的感知电流。依据《潜水员水下用电安全技术规程》(16636—2008),在水下,人体的感知电流阈值,交流电为0.5 m A,直流电为2 m A(对于女性应降低30%,下同)。

感知电流一般不会对人体构成伤害,但当电流增大时,感觉增强,反应加剧,可能导致放漂、坠落等二次潜水事故。

(2)摆脱电流。

当通过人体的电流超过感知电流时,肌肉收缩增加,刺痛感觉增强,感觉部位扩展。当电流增大到一定程度时,由于中枢神经反射和肌肉收缩、痉挛,触电人将不能自行摆脱带电体。在一定概率下,人触电后能自行摆脱带电体的最大电流称为该概率下的摆脱电流。摆脱电流与个体生理特征、电极形状、电极尺寸等因素有关。根据《潜水员水下用电安全技术规程》,在水下,人体的摆脱电流阈值,交流电为9 m A,直流电为40 m A。

摆脱电流是人体可以忍受但一般尚不致造成不良后果的电流,是有较大危险的界限。当流经人体的电流超过摆脱电流以后,会感到异常痛苦、恐慌和难以忍受;如时间过长,则可能昏迷、窒息,甚至死亡。

(3)室颤电流。(https://www.daowen.com)

通过人体引起心室发生纤维性颤动的最小电流称为室颤电流。在较短时间内危及生命的电流称为最小致命电流。在小电流(不超过数百毫安)的作用下,电击致命的主要原因是电流引起心室颤动。因此,可以认为室颤电流是最小的致命电流。

2)接触电压

根据欧姆定律,电压越高,电流也就越大。电击持续时间越长,电击危险性越大。潜水员用电时,暴露在水中或金属舱内,用电环境非常恶劣。因此,《潜水员水下用电安全技术规程》对潜水员用电电压做了严格规定,要求湿式焊接和切割设备的水下用电电压必须符合表10-2的规定。《潜水员水下用电安全操作规程》还具体规定,甲板减压舱及潜水钟等设备内只允许使用24 V直流电源,初级动力若取自440 V三相电源系统,则应通过隔离变压器进行降压。

表10-2 湿式焊接和切割设备的水下用电规定

图示

注:1)电压(V)=人体安全电流(A)×电流路径阻抗(Ω)。其中,人体安全电流的计算,参见本标准的附录A(提示的附录)。
2)本标准规定自动跳闸装置的动作响应时间≤20 ms。

3)人体阻抗

人体阻抗是确定和限制人体电流的参数之一。因此,它是处理很多电气安全问题必须考虑的基本因素。

人体阻抗是皮肤阻抗和体内阻抗的几何和,皮肤阻抗在人体阻抗中占有很大比例。皮肤状态对人体阻抗的影响很大,皮肤沾水或损伤后,皮肤阻抗明显下降。当潜水员在水下作业时,皮肤长时间浸润,皮肤阻抗几乎完全消失。体内阻抗主要取决于电流途径和接触面积。接触压力增加、接触面积增大会降低人体阻抗。

另外,接触电压升高,人体阻抗会急剧降低。

4)与带电体的间距

水下固定的电气结构、设施(如海底油气生产设施、大型阴极保护装置等)的电源通常是不能随意中断的。潜水员在其附近水域作业时,如果带电导体特别是高压导体故障接地时,或接地装置流过故障电流时,流散电流在附近水中产生的电压梯变,可能使潜水员遭受电击。潜水员与带电体的间距越小,接触电压越高。因此,水下电气结构、设施一般应在离其适当的距离上设置隔离遮栏或安全标志。水下安全距离是指当水中所出现的电压梯度不会危害潜水员时,潜水员距带电体的最小距离。如果水下电气设备由直流电源供电,且电压不超过30 V,此时安全距离可视为零。

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