剩余电流保护系统运行及管理讲座_一_电流对人体的影响及触电种类

《农村电工》2007年第2期 栏目主持 农 电 专 递 李家贤 纪贤宝 剩余电流保护系统运行及管理讲座(一) 入 门 篇 1 电流对人体的影响 实践证明,并不是所有的触电都会导致人的死亡, 就大多数触电案例来看,触电后自己能主动摆脱电源 者居多数。触电后能否自己脱离电源,由触电时通过人 体的电流大小决定。通过人体的电流越大,人体的生理 反应就越明显,人的感觉就越强烈,破坏心脏正常工作 所需的时间就越短,致命的危险也就越大。 1.1 感知电流 感知电流是引起人的感觉的最小电流。试验资料 明,对于不同的人,感知电流也不相同。成年男性平 均感知电流约为1.1mA,成年女性约为0.7mA。 1.2 摆脱电流 摆脱电流是人触电后能自主摆脱电源的最大电 流。对于不同的人,摆脱电流也不相同,成年男性平均 摆脱电流约为16mA,成年女性约为10.5mA。成年男 性最小摆脱电流约为9mA,成年女性约为6mA。 表1列出了在摆脱电流范围内,触电后人的生理 反应情况。 此外,试验证明,直流电流、高频电流、冲击电流对 人体都有伤害作用,其伤害程度较工频电流要轻。直流 最小感知电流男性约为5.2mA,女性约为3.5mA;平 均直流摆脱电流男性约为76mA,女性约为51mA。 1.3 致命电流 致命电流是指在较短时间内危及生命的最小电 流。当有一较大的触电电流通过人体时,通过时间超过 某一界限值,人的心脏正常活动将被破坏,心脏跳动节 拍被打乱,不能进行强力收缩,从而失去循环供血的机 能,这种现象就叫做心室颤动。 开始发生心室颤动的电流称为心室颤动电流,也 叫致命电流。有关它的大小,许多研究者得到的结论大 体相似,通常认为: (1)人的体重越重,发生心室颤动的电流值就越 大;(2)一般来说,电流作用于人体的时间越长,发生心 室颤动的电流就越小;(3)当通电时间超过心脏搏动周 期(人体的心脏搏动周期为 0.75s,是心脏完成收缩、 舒张全过程一次所需要的时间)时,心室颤动的电流值 急剧下降,也就是说,触电时间超过心脏搏动周期时, 危险性急剧增加。 可能引起心室颤动的直流电流:通电时间为0.03 s时约为1300mA,3s时约为500mA。当电流频率不 同时,对人体的伤害程度也不同,频率为25~300Hz的 交流电流,对人体的伤害最严重,频率为1000Hz以上 时,对人体的伤害程度明显减轻。 1.4 触电时间 表 2是毕格麦亚根据心脏搏动周期所得试验结 果,它证实了触电时间超过心脏搏动周期时危险性增 加的结论。 国际电工委员会 1980年根据科研成果提供的电 流通过人体影响曲线图如图1所示。 IEC—TC64还提出了三区(图 1中 b,c两曲线区 域)边界线的电流和时间的关系,如表3所示。 2 农村电网触电事故的种类 在我国农村触电死亡的人数中,发生在6kV以上 高压系统 (含雷击过电压触电)中的约占事故总数的 18%,而发生在380/220V低压电网的约为82%。本讲 座只对农村380/220V低压电网的触电进行讨论。 2.1 触电的环境 我国幅员辽阔,南北方地区气候差异大。南方雨水 多、雷电多、台风多、气候潮湿,居民住宅地面绝缘程度 低;北方地区气温低、干旱严重、风沙大。因此,广大农 村中发生在室内的触电事故约占事故总数的 20%,如 电风扇、电熨斗等漏电引起的触电;而发生在室外的触 电事故约占事故总数的80%,如场头脱粒、小水泵电 电 流 对 人 体 的 影 响 及 触 电 种 类 表1 摆脱电流范围内,触电后人的生理反应情况 电流强度/mA 生理现象 0~0.9 0.9~3.5 3.5~4.5 5.0~7.0 8.0~10.0 11~12 13~14 15 无感觉 感到麻木但非病态现象 有些不适的麻木痛楚,轻微痉挛,反射性的手 指肌肉收缩 手感到有痛楚,且表面有痉挛 全手病态痉挛、收缩,且麻痹 肌肉收缩痉挛传至肩部,强烈疼痛(接触带电 时间不超过30s) 手全部自己抓紧,须用力才能放开带电体(接 触带电体时间不超过30s) 手全部自己抓紧,不能放开带电体 编者按:农网改造后,农村低压电网剩余电流动作保护器的安装率和投运率都得到了重视,剩余电流动作保 护器不仅在触电保护方面,而且在降损方面都起到了显著的作用。但是,目前广大农电工对剩余电流动作保护器 的相关知识还知之甚少,运行和维护知识欠缺,造成了对剩余电流保护器的错误认识和处理,如动作后不对线路 进行检查便强行投运和干脆退出运行等。应广大读者的要求,本刊现编发《剩余电流保护系统运行及管理讲座》, 以飨读者。 杨留名 江苏省兴化市周庄供电所为西浒村架设了 2.2km的路灯专线,安装了 45盏新路灯,方便了村民 晚间生活,为“新农村、新电力、新服务”注入了活力。 (黎 明 张 鹏) 44 《农村电工》2007年第2期栏目主持 农 电 专 递 表3 电流与时间的关系 人体电流/mA 29 45 56 72 102 160 204 256 368 允许时间/s ∞ 1.200.830.630.480.400.350.300.17 线 a—触电者有感觉与反应的起始线(0.5mA),在 a线左方无 感觉无反应,即“区域 1”为无反应区;从该线开始,往右方为有感觉 有反应区。线b—称安全曲线。b~c之间为非致命的病理生理效应 区,可能发生痉挛、呼吸困难、心脏机能紊乱;线c—在其右边,即“区 域4”为可能致命的心室颤动严重烧伤危险区。 图1 国际电工委员会(IEC)提供的电流通过人体影响曲线图 表2 毕格麦亚心脏搏动周期试验结果 50~60Hz电 流有效值/mA 人体的生理反应 0~0.5 连续(无危险) 通电时间 未感到电流 0.5~5.0 (摆脱极限) 连续 (也无危险) 开始感到有电流,未引起痉挛 的极限,可以摆脱的电流范围 (触电后能自动摆脱,但手指、 手腕等处有痛感) 5.0~30 以数分钟为极 限 不能摆脱的电流范围 (由于痉 挛,已不能摆脱接触状态),引 起呼吸困难,血压上升,但仍属 可忍耐的极限 30~50 由数秒到数分 钟 心律不齐,引起昏迷,血压升 高,强烈痉挛,长时间将会引起 心室颤动 50~数百 毫安 低于心脏搏动 周期 虽受到强烈冲击,但未发生心 室颤动 超过心脏搏动 周期 发生心室颤动、昏迷,接触部位 留有通过电流的痕迹 (搏动周 期相位与开始触电时间无特别 关系) 超过数百 毫安 低于心脏搏动 周期 即使通电时间低于搏动周期, 如有特定的搏动相位开始触电 时,要发生心室颤动、昏迷,接 触部位留有通过电流的痕迹 超过心脏搏动 周期 未引起心室颤动,将引起恢复 性心脏停跳、昏迷,有烧伤致死 的可能性 入 门 篇 灌、盖房施工及抗洪排涝等临时性用电。 2.2 按触电者接触导线的方式分类 农村低压电网中均采用 TT系统供电,由于 380/ 220V侧的中性点是直接接地的,因此发生触电有以 下3种情况。 2.2.1 单相触电 触电者站立在大地上,一只手触及其中一根相线, 人体承受相电压,触电电流经过人体、大地和配电变压 器的中性点接地装置形成闭合回路。这时触电电流数 值决定于人体电阻,其计算公式为 Ich= Uφ Rch 式中 Uφ———相电压; Rch———人体触电时的电阻; Ich———通过人体的触电电流。 2.2.2 两相触电 触电者的人体同时与两根相线接触,电流就由一 根相线经过人体流至另一根相线。这种触电方式最危 险,因为施加于人体的电压为线电压。这时触电电流的 计算公式为 Ich= U Rch = 3! Uφ Rch 若此时人体的电阻与单相触电时相等,那么两相 触电时的触电电流是单相触电时触电电流的 3! 倍。 2.2.3 相线中性线触电 触电者的人体同时与一根相线和一根中性线接 触,电流就由相线经过人体流至中性线,施加于人体的 电压为相电压。 2.3 按触电时的接触方式分类 人们在日常生活的用电过程中,无论在室内还是 室外,遭到电击的形式是多种多样的,但最终归纳为两 种:直接接触触电和间接接触触电。 2.3.1 直接接触触电 所谓直接接触触电,就是指因人体直接接触或过 分靠近正常运行的带电体而受到电击。在我国农村低 压电网采用中性点接地运行方式的 380/220V系统 中,可能发生直接接触触电的形式有:单相触电(相与 大地)、相线中性线触电和两相触电。 2.3.2 间接接触触电 在农村低压电网中的各种受电电器的非带电的金 属部分,如电动机、洗衣机、电冰箱等电器的金属外壳, 在正常运行情况下,由于绝缘物的隔绝,人碰触并不危 险。但因种种原因,例如运行时间过久、绝缘老化、受 潮、受损,绝缘物失去绝缘作用发生漏电时,该用电设 备将会以故障电流入地点为圆心,形成20m为半径的 电场圆。若此时有人在电场圆内行走,人的两脚之间将 产生电位差,这就是我们平时所说的跨步电压。这种由 于跨步电压引起的触电,就是间接接触触电的一种。据 有关文献资料介绍,距农村低压电网 380/220V故障 电流入地点超过 5m处、10kV系统距故障电流入地 点超过8m处,跨步电压则为零。 如果用电设备绝缘损坏,人又站在距设备水平距 离为0.8m的地面、同时手碰触设备带电外壳(距离地 面1.8m),其手与足之间呈现的电位差称之为接触电 压,这种触电就是间接接触触电的另一种形式。接触电 压和跨步电压相反,距故障电流入地处越近,接触电压 越小。 2006-11-26收稿 杨留名 山西省绛县供电支公司始终坚持“以人为本”的管理理念,通过精细化管理,以推进标准化作业 为突破口,坚持制度、、纪律三重保障。截至目前,实现安全生产7000天。 (常永杰) 45