生活中我们何时曾感受到接触电流或火花放电的存在??
日常生活中,人们对不同程度的接触电流流过人体或因火花放电引起烦恼的现象并不陌生。常见的例子是在干燥季节人们穿、脱含合成纤维的毛衣时,可能听到由静电放电而引起的“噼啪”声响。又如在百货公司干燥环境中,不自觉带有静电荷的人体,在触及金属接地扶手时,可感受到因手指端火花放电而导致的瞬间惊悚。极端的接触电流危害以“触电形”式为人们所熟知,它出现在人体触及接地不良的漏电设备或误触带电导体时。较大的接触电流流过人体,可导致不自觉的肌肉收缩,严重情况下,可能导致不能摆脱电极,甚至导致心室振颤或致死(触电属电气安全范畴)。正因人们已在生活中积累有上述知识与经验,因此对在高压架空线路下方,感受到接触电流甚至火花放电的刺痛感存在一定的关切是可以理解的。关键在于了解流经人体接触电流的安全阈值有多大。
国际电工委员会2005年颁发的技术规范IEC TS 60479-1《人体和家畜的电流效应 第1部分》对15~100Hz正弦波的交流电流效应提出了5种阈值:
● 感觉阈值——导致人产生任何感觉的,流经人体接触电流的最小值;
● 反应阈值——导致不自觉肌肉收缩的接触电流的最小值;
● 摆脱阈值——人握住电极后可以摆脱的接触电流的最大值;
● 心室振颤阈值——能导致心室振颤的接触电流的最小值。
IEC TS 60479-1规范针对15~100Hz、电流途径为自左手到脚(即通过心脏),得出的交流电流持续时间与人体电流效应的关系曲线如图1所示(人体电流为稳态有效值)。图中,人体反应阈值为0.5mA(图中线a,与持续时间无关);曲线b为摆脱阈值,其中5mA值是针对整个人群的(对成年男性为10mA);曲线C1、C2、C3分别为根据动物试验和人体试验结果确定的振颤概率分别为0%、5%和50%的心脏振颤阈值,人体电流低于C1曲线的,不可能出现心脏振颤。
图1 交流人体电流与电流持续时间的阈值曲线
图1中各区域的人体生理效应如表1所示。可明显看出,在不同电压等级输电线路下方,人体在电场中接触接地导体时所产生的人体电流均在“可能有感觉”的范围内,远低于反应阈值,对人体是无害的。
表1 15~100Hz交流电流/持续时间曲线各区域生理效应说明
区域 |
范围 |
生理效应 |
AC-1 |
0.5mA曲线a以下 |
可能有感觉,但通常无“吃惊”反应 |
AC-2 |
a以上至曲线b |
可能有感觉以及不自主的肌肉收缩,但通常无有害的电生理效应 |
AC3 |
曲线b以上 |
强的不自主肌内收缩,呼吸困难,心脏功能受可逆性干扰,可能出现不能移动。电流增大效应增强,通常无可预见的组织损害 |
AC-4 |
曲线C1以上 |
可出现病理生理学效应,诸如心脏停博、呼吸停止、灼伤或其它细胞损害。随电流与时间增大,心脏振颤的可能性增加 |
信息来源:《输变电设施的电场、磁场及其环境影响》 中国电力出版社
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