高压电的危害
学习目标
1.能够说出工业用电高低压划分和汽车AB类电压的等级划分； 2.能够阐述电器事故的种类和电气系统作业中可能出现的危险事故；
3.能够牢记安全电压和安全电流，并根据外部电压和人体电阻计算通过人体的电流；
4.能够说出电流对人体的影响，以及通过人体的电流的三个等级； 5.能够正确辨别触电事故的种类和触电的方式； 6.能够说出高压电弧的产生及应用；
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《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害
重点
1.能够说出工业用电高低压划分和汽车AB类电压的等级划分；
2.能够牢记安全电压和安全电流，并根据外部电压和人体电阻计算通过人体的电流；
3.能够说出电流对人体的影响，以及通过人体的电流的三个等级； 4.能够正确辨别触电事故的种类和触电的方式；
难点
1.能够牢记安全电压和安全电流，并根据外部电压和人体电阻计算通过人体的电流；
2.能够说出电流对人体的影响，以及通过人体的电流的三个等级； 3.能够正确辨别触电事故的种类和触电的方式；
理论知识
一、电压等级划分
（一）工业用电高低压划分
1.工业用电电压标准
1991版的高低压定义：按照中华人民共和国行业标准DL 408—91《电业安全工作规程》第1.4的规定，电气设备分为高压和低压两种：高压：设备对地电压在250V以上者：低压：设备对地电压在250V及以下者。
所以之前都是按照250V来区分高低压的，随着生产制造和科技的发展，越来越多的大功率、高电压的电气设备和电气系统投入市场，我国高低压应以2011版的1000V来区分。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。
目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV以上的电压线路称为送电线路。35kV及其以下的电压线路称为配电
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《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害
线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。
交流电压等级中，通常将1kV及以下称为低压，1kV以上、20kV及以下称为中压，20kV以上、330kV以下称为高压，330kV及以上、1000kV以下称为超高压，1000kV及以上称为特高压。
直流电压等级中，±800kV以下称为高压，±800kV及以上称为特高压，；两种不同电压合适的输送电距离和功率如下表所示：
电压等级 0.4KV 6.6KV 10KV 35KV 66KV 110KV 220KV 330kV 500KV 750KV 1100KV 2.安全电压/电流 （1）安全电压
安全电压:是指不致使人直接致死或致残的电压。一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是36V。（也可能是24V、12V AC/DC，36V最常见）
所谓安全电压，是指为了防止触电事故而由特定电源供电所采用的电压系列。我国规定安全电压为42V、36V、24V、12V、6V五种。
安全电压应满足以下三个条件：1、标称电压不超过交流50V、直流120V（欧盟安全标准）；2、由安全隔离变压器供电；3、安全电压电路与供电电路及大地隔离。
根据电流通过人体路径的不同，人体电阻值介于500–1000Ω之间。 在汽车工业中，规定其中定义了下列最大接触电压：
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送电距离KM 0.6以下 4~15 6~20 20~70 30~100 50~150 100~300 200~600 150~850 500以上 1000~1500 送电功率KW 100以下 100~1200 200~2000 1000~10000 3500~30000 10~50MW 100~ 500MW 200~800MW （西北） 1000~1500MW 2000~2500MW 3000MW以上 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害
25V交流电压（AC） 60V直流电压（DC） （2）安全电流
能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流，交流大约为1mA，直流大约为5mA；人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流大约为10mA，直流大约为50mA；在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流，如100mA的电流通过人体1s，可足以使人致命，因此致命电流大约为50mA。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般可按30mA考虑。
根据欧姆定律(I=U/R)可以得知流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关。人体电阻除人的自身电阻外，还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻，虽然人体电阻一般可达5000Ω，但是，影响人体电阻的因素很多，如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况，均能使人体电阻降低，所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的。因此，为确定安全条件，往往不采用安全电流，而是采用安全电压来进行估算:一般情况下，也就是干燥而触电危险性不大的环境下，安全电压规定为36V，对于潮湿而触电危险性较大的环境(如金属容器、管道内施焊检修)，安全电压规定为12V，这样，触电时通过人体的电流，可被限制在较小范围内，可在一定的程度上保障人身安全。
（二）汽车AB类电压划分
1.电动汽车的电压等级划分
中华人民共和国国家标准GB/T18384.3——2001电动汽车安全要求 第3部分：人员触电防护中4.电路的电压分级中明确规定：
根据电路的工作电压U,将电路分为以下几级，如下所示。
电压等级 单位为伏
电压等级 直流 A B 0 2.电动汽车的触电防护 触电防护应包含防止人员与任何带电部件的直接接触和在带电部件的基本绝缘故障的情况下的触电防护。 对于A级电压的电路不要求提供触电防护。对于任何B级电压电路的带电部件，都应为人员提供危险接触的防护。直接接触防护应由带电部件的基本绝缘提供或由遮挡/外壳，或两者结合来提供。 所有的防护及规定都是从安全的角度出发，防止人体及电气设备因触电或短路发生故障、造成事故。 二、触电危害 （一）电的危害 我们对电的危害的认识主要体现在电气事故上，电气事故可以按不同的方式进行分类。 按灾害形式分类：有人身事故、设备事故、火灾事故、爆炸事故等。 按电路状况分类：有短路事故、断线事故、接地事故、漏洞事故等。 考虑到事故是由外部能量作用于人体或系统内能量传递发生故障造成的，所以能量是造成事故的基本因素。从这个角度出发电气事故又大致分为以下几类： 1.触电：触电是指电流通过人体时致使人的心脏、肺及神经系统的正常功能受到影响，导致人体的呼吸和心跳停止，会危及生命。如果电流足够强大也会导致烧伤，烧伤 5 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 有可能在身体的表面，如手和胳膊，也有可能在人体内部，对内脏造成伤害。 2.燃烧：电流在正常使用过程中也会产生热，电线或者机器过热，通风不良就会热量积蓄，发生火灾。为了解决这个问题，一些电器就要降温，比如电脑里就安装了风扇；电线都有它自己承受的能力，超过它的能力用电，电线就会过度发热，会引起电器起火，为了避免这个危险，我们每家都会安装保险，最初的保险是一段金属丝，我们称之为“保险丝”，危险时，这段金属会自己熔断，保证安全，不过现在已经更新换成了“空气开关”。 3、辐射：继大气污染、水污染和噪声污染之后，电磁辐射已成为“第四污染源”。 来自电脑、电视、手机、B超、微波炉、电磁灶、电热毯、电冰箱、空调机等的电磁辐射，这些或多或少都对人体产生危害。我们要注意，卧室尽量不要摆放电器；微波炉工作时，人不要站在旁边；手机接通后再放到耳边，因为接通那一瞬间电磁辐射最强。 6 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 4.摩擦起电：摩擦会使电荷积累，随着电荷的不断积累到一定程度会发生放电。人如果穿了化纤一类的衣物，最容易积蓄电荷，在干燥的季节这些电荷最容易保存，此时开门把手时或者开车门时会被电到；大型运输燃油和天然气罐内摩擦也会起电，可能发生爆炸，为了避免事故，从罐体就会有一条铁链子接到地上以释放电荷；棉纺织车间内，空气中尘埃和空气混和，遇静电可能发生火灾；电子设备中如有摩擦放电，则会产生干扰，甚至损坏电子元件；衣服上的静电积累，对人体也有危害。避免摩擦起电的方法：保持空气湿度，尽量少用化纤、塑料器具（环境特别干燥的时候），用电设备要良好接地，提供放电通路。 7 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 （二）电气系统作业潜在危险 1.危险源 危险源是可能导致死亡、伤害、职业病、财产损失、工作环境破坏或这些情况组合的根源或状态。危险源应由三个要素构成：潜在危险性、存在条件和触发因素。 2.电气系统作业潜在危险 （1）人体通过危险电流，即触电，电流会对人体造成人体事故，例如身体受伤或死亡。 在潮湿或下雨天进行电弧焊接是很危险的。安全措施：避免在此类情况下使用电弧焊，工具及设备应该接地，焊接所需的电流应调到最小。 （2）过高的温度可能造成灼伤、着火或其他影响 电弧焊接或切割产生的火花或热的金属片可能导致严重的火灾。适当的防护是必须的。 假如焊接或切割时没有使用眼罩，辐射或其他的物体会伤害焊工。安全措施：佩戴适当的个人保护设备，如合格的眼罩、护手、皮围裙、皮手套以及安全鞋等。 在焊接胡切割时吸入毒烟及毒气会导致严重的健康问题。安全措施：提供充足的通风，使用通风系统将毒烟及毒气排走。 （3）跌落等二次事故对人体造成更大伤害。 3.造成上述危险的原因 （1）作业人员 作业人员身体、精神状态不佳：作业人员身体、精神状况不佳，误登杆塔或误碰带电设备导致事故。如：有明显的疲劳、困乏、精力不集中等。 作业人员不合适：作业人员技能不适合现场工作要求，误登杆塔或误碰带电设备导致事故。如：无相应作业资质、不了解设备操作技巧等。 （2）作业安全策划不到位 安全作业制度执行不到位：未按规程、标准和制度要求严格执行，致使现场危险点分析、控制措施不充分、现场作业不规范，导致事故。 现场控制措施不到位：没有明确现场必需的安全控制手段，作业人员违章作业导致事故。如：单人操作，工作现场无监护、未根据实际接线停电等。 分工不明确：现场任务分工不明确导致事故。如：任务分工没有责任到人，或作业 8 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 参与人不清楚分工内容等。 未对外协人员进行安全交底：未对外协工作人员、民工的安全交底，导致事故 （3）工作准备不到位 不进行现场勘察：未进行现场勘察，不了解现场情况，防触电的预控措施不合适或不充分，现场作业时导致事故，如：作业现场系统运行方式不清、方式图中的系统接线方式与现场实际不符等。 工作器件、材料、资料不足：工作所需各类生产工器具、资料等不能满足现场工作需求，临时代用或凭经验工作，导致事故。 工器具不合格：作业中使用不合格工器具 （4）巡检触电 接近或接触断落导线：巡视设备中接近或接触断落的导线，导致触电。 误碰带电设备：在设备巡视时发现设备缺陷，擅自处理，误碰带电设备。 攀登、打开带电设备：巡视设备时擅自越过围墙、围栏，打开配电设备柜门或箱盖接近带电设备，导致触电。 （5）检修测量作业 误登、误入高压带电侧：误登、误入高压带电侧，导致触电。 安全距离不足：与带电设备安全距离不够，导致触电。 剩余电荷电击：接触变压器粧头或电缆头测量前没有进行充分放电，导致剩余电荷电击。 验电接地不到位：配电设备高低压引线绝缘化，无法验电、接地，导致触电 （6）配电线路清理作业 误碰外挂带电线路：未釆取措施拆除或整理杆塔上外挂电力线路，导致触电。 停电不到位：工作范围内应停电的设备未停电或停电范围不当，导致的人身触电。 验电接地不彻底：a、未在作业范围内可能来电各侧均装设接地线，导致的触电。b、配电绝缘导线无法验电接地，导致的触电。 （7）低压带电作业 无绝缘防护措施触电：低压带电作业无绝缘防护措施，人员触碰带电低压导线，导至的触电。 同时接触两相触电：作业过程中作业人员同时接触两相，导致触电。 9 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 安全距离不足触电：拖拽电线、人员作业时未做防护措施，造成与带电设备距离不够，导致触电。 相间短路：不具备低压带电作业条件进行带电作业或未采取措施接触两相，造成低压相间短路导致电弧灼伤 （8）电气试验作业 仪器的摆放位置不合理，造成触电：仪器的摆放位置不合理，造成触电。如：仪器摆错位置或摆放离带电设备过近等。 未充分放电，造成触电：被试设备试验前、后接、拆线时未充分放电，造成触电。如：电力电容器、电力电缆未充分放电。 无监护，造成触电：加压过程中失去监护，造成触电。如：监护人从事其它工作或随意离―、注意力不集中呼唱不规范，造成触电。加压过程中呼唱不规范，造成触电。如：口齿不清、呼唱术语不一致、呼唱声音小等。 未断开试验电源，造成触电：更换接线未断开试验电源，造成触电。如：试验电源未断开盲目安排更换接线、未得到指令擅自更换接线等。 仪器金属外壳无接地，造成触电：仪器金属外壳无接地保护，造成触电。如：外壳未接地或接地不牢等。 电源无明显断开点，造成触电：试验装置的电源无明显断开点，造成触电。如：未设置双极闸刀等。 安全措施不规范，造成触电：试验现场安全措施不规范，他人误入，造成触电。如；拆除的电缆头或试验设备四周未设置围栏、与配电线路相连的电缆未拆开即进行试验、更换接线前未充分放电、遮栏或围栏进出口未封闭，标示牌朝向不正确，无人看守等。 （三）人体承受电流的等级 1.通过人体的电流越大、热的生理反应和病理反应越明显，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，可以将人体通过的电流分为三个级别。感知电流、摆脱电流和室颤电流。 （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），称为该概率下的感知电流，感知电流的最小值称为感知阈值。 感知电流的概率曲线如下图所示。概率为50%时，成年男性平均感知电流约为1.1mA， 10 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 成年女性约为0.7mA。 感知电流概率曲线 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，可能导致坠落等二次事故。 （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，摆脱电流的最小值，称为摆脱阈值。摆脱电流与人体生理特征、电极形状、电极尺寸等因素有关。摆脱电流的概率曲线如下图所示。对应于概率50%的摆脱电流成年男子约为16毫安，成年女子约为10.5毫安，对应于概率99.5%的摆脱电流则分别为9毫安和6毫安。儿童的摆脱阈值较小。 11 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 摆脱电流概率曲线 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。电流超过摆脱电流以后，人会感到异常痛苦、恐慌和难以忍受；如时间过长，则可能昏迷、窒息，甚至死亡。因此，可以认为摆脱电流是表明有较大危险的界限。 （3）室颤电流：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，室颤电流的最小值称为室颤阈值。室颤电流是短时间内使人致命的最小电流。室颤电流受电流持续时间、电流途径、电流种类、人体生理特征等因素的影响。当电流持续时间超过心脏搏动周期时，人的室颤电流约为50mA；当电流持续时间短于心脏搏动周期时，人的室颤电流约为数百毫安；当电流持续时间在0.1s以下时，如电击发生在心脏易损期，500mA 以上的电流可引起心室颤动。对于从左手到双脚的电流途径，可按下图所示划分电流对人体作用的带域。 12 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 室颤电流的“Z”形曲线 下面根据以上电流等级对人体的影响结合通电持续时间做了总结，如下图所示。 电流对人体作用的带域划分 如上图所示，a线以左的AC-1区为无生理效应、没有感觉的带域。a线与b线之间的AC-2区通常是有感觉，但没有害的生理效应的带域。b线与c1线之间的AC-3区通常是没有机体损伤、不发生心室颤动，但可能引起肌肉收缩和呼吸困难，可能引起心脏组织和心脏脉冲传导障碍，还可能引起心房颤动，以及转变为心脏停止跳动等可复性病理效应的带域。c线以右的AC-4区里除AC-3区各项效应外，还有心室颤动危险的带域。c1线上500mA、100ms点相应于心室颤动的概率为0.14%；c2线相应于心室颤动的概率为5%；c3线相应于心室颤动的概率为50%。相应于AC-4区内的电流和时间，还可能引起呼吸中止、心脏停止跳动、严重烧伤等病理效应。c1线的特征是：当电击持续时间从10ms增至100ms时，室颤电流从500mA降至400mA；当电击持续时间从1s增至3s时，室颤电流从50mA降至40mA；两段曲线之间另用平滑曲线连接起来。 2.电流作用于人体的时间 电流在人体内作用的时间越长，电击危险性越大，主要原因如下。 13 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 （1）人体电阻减小。电击持续时间越长，人体电阻由于出汗、击穿、电解而下降，电击危险性越大。 （2）能量增加。电流持续时间越长，体内积累外界电能越多，伤害程度增高，表现为室颤电流减小。 （3）中枢神经反射增强。电击持续时间越长，中枢神经反射越强烈，电击危险性越大。 人体触电后的生理反应 （四）电流对人体的影响 1.人体电阻和电容 （1）人体电阻。人体阻抗不是纯电阻，主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值。一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻，约10万欧。当电压在500~1000伏时，人体电阻便下降为1000欧。表皮具有这样高的电阻是因为它没有毛细血管。手指某部位的皮肤还有角质层，角质层的电阻值更高，而不经常摩擦部位的皮肤的电阻值是最小的。皮肤电阻还同人体与体的接触面积及压力有关。当表皮受损暴 14 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 露出真皮时，人体内因布满了输送盐溶液的血管而具有很低的电阻。 对任何可以形成电流回路的物质都会和电能进行能量的转换。所以说如果有电压施加于人体就会有相应的电流从人体中流过，造成不同程度的伤害。 一般在干燥环境中，人体电阻大约在2千欧-20兆欧范围内；皮肤出汗时，约为lkΩ左右；皮肤有伤口时，约为800Ω左右。人体触电时，皮肤与带电体的接触面积越大，人体电阻越小。当人体接触带电体时，人体就被当作电路元件接入回路。人体阻抗通常包括外部阻抗（与触电当时所穿衣服、鞋袜以及身体的潮湿情况有关，从几千欧－几十兆欧不等）和内部阻抗（与触电者的皮肤阻抗和体内阻抗有关）。人体各部位等效电阻如下图所示： 人体电阻分布图 我们知道人体等效电阻后，可根据欧姆定律清晰的计算出不同电压下所相应的触电电流。 15 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 （2）人体电容：任何带电物体都很容易将自己所携带的电荷转移到导电的人体皮肤层上，所以人体是最主要的静电放电源头。因此，我们在研究仪表和控制系统的静电防护时，首先要涉及到人体的静电模型。 一个物体上所积累的电荷储存在该物体的电容中，我们总认为只有在两个平板之间才会有电容，实际上所有的物体都有自己的自由空间电容，无非第二个平板(指地球)无限大而已。 人体的电容和电阻如图所示。一个人体在自由空间中的电容约为50pF。除此以外，人体电容还包括脚底与地面之间的电容(约100pF)。如果人体接近墙壁等周围的某些物体，还会增加50～100pF的电容。所以人体电容等于 人体自由空间电容与平板电容之和，大小在50～250pF之间变化。人体电容也可用下列经验公式表示： C=0.55H+0.008KA/t(pF) 式中：H--人体高度(cm)； K--鞋底材料的介电常数； A--两只鞋底的总面积(cm2)； t--鞋底厚度(cm)。 16 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 电气安全距离：为了防止人体触及或过分接近带电体，或防止车辆和其他物体碰撞带电体，以及避免发生各种短路、火灾和爆炸事故，在人体与带电体之间、带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他物体和设施之间，都必须保持一定的距离。 人与带电体、带电体与带电体、带电体与地面(水面)、带电体与其他设施之间需保持的最小距离，又称安全净距、安全间距。安全距离应保证在各种可能的最大工作电压或过电压的作用下，不发生闪络放电，还应保证工作人员对电气设备巡视、操作、维护和检修时的绝对安全。各类安全距离在国家颁布的有关规程中均有规定。当实际距离大于安全距离时，人体及设备才安全。安全距离既用于防止人体触及或过分接近带电体而发生触电，也用于防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体以及带电体之间发生放电和短路而引起火灾和电气事故。安全距离分为线路安全距离、变配电设备安全距离和检修安全距离。 安全距离包括电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离。 电气间隙：在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝缘的最短距离。 爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区（导体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电距离； 电气间隙或者叫做空间距离 爬电距离或者叫做沿面距离 17 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 2.电流对人体的影响 电流通过人体后，能使肌肉收缩产生运动，造成机械性损伤，电流产生的热效应和化学效应可引起一系列急骤的病理变化，使肌体遭受严重的损害，特别是电流流经心脏，对心脏损害极为严重。极小的电流可引起心室纤维性颤动，导致死亡。电击伤对人体的伤害程度与电流的种类、大小、途径、接触部位、持续时间、人体健康状态、精神状态等都有关系。 1.通过人体的电流越大，对人体的影响也越大，因此，接触的电压越高，对人体的损伤也就越大。一般将36伏以下的电压作为安全电压。但在特别潮湿的环境中即便接触36伏的电源也有生命危险，所以在这种场所，要用12伏安全电压。 2.交流电对人体的损害作用比直流电大，不同频率的交流电对人体影响也不同。人体对工频交流电要比直流电敏感得多，接触直流电时，其强度达250毫安有时也不引起特殊的损伤，而接触50赫交流电时只要有50毫安的电流通过人体，如持续数十秒，便可引起心脏心室纤维性颤动，导致死亡。交流电中28--300赫的电流对人体损害最大，极易引起心室纤维性颤动，20000赫以上的交流电对人体影响较小，故可用来作为理疗之用。我们平时采用的工频交流电源为50赫，从设计电气设备角度考虑是比较合理的，然而50赫的电流对人体损害是较严重的，故一定要提高警惕，搞好安全用电工作。 3.电流持续时间与损伤程度有密切关系，通电时间短，对肌体的影响小；通电时间长，对肌体损伤就大，危险性也增大，特别是电流持续流过人体的时间超过人的心脏博动周期时对心脏的威胁很大，极易产生心室纤维性颤动。 4.通过人体的电流途径不同时，对人体的伤害情况也不同。通过心脏、肺和中枢神经系统的电流强度越大，其后果也就越严重。由于身体的不同部位触及带电体，所以通 18 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 过人体的电流途径均不相同，因此流经身体各部位的电流强度也不同，对人体的损害程序也就不一样。所以通过人体的总电流，强度虽然相等，但电流途径不同，其后果也不相同。 5.电流对心脏影响最大。当电流作用至心脏时，可导致心室颤动甚至心跳停止。心脏失去其自然节奏。 下图为触电后心室颤抖： 触电对心脏的影响极大 如果人体通过较强电流，则可能造成进一步影响。发生触电事故后，务必请医生治疗，以便检查所有身体功能是否正常，因为可能在之后数日才出现后续伤害。 3.触电导致的二次事故 触电导致的二次事故是对于触电后作出无意识反应而造成的事故。 由于二次事故相比较第一次事故，伤害往往更大，造成的人身及财产损失更严重，会使进一步的救援工作的难度大大提升。所以二次事故是在各种救援工作中极力预防的一种事故。 触电导致的二次事故，主要为摔伤、跌倒事故。 例如： 19 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 1.短时间的电流触发肌肉抽搐； 2.随之而来的惊吓可能导致跌倒事故。 3.针对电弧的防护性反应可能导致跌倒事故。 4.电击后被高电压击倒或吸附。 5.掉落的带电物体接触人体。 触电导致的二次事故： 案例一 一位年轻的女电焊工，在容器内进行电焊时。因容器内温度高而且通风不好，身上大量出汗，帆布工作服和破皮手套已湿透。在更换焊条时触及焊钳口，因痉挛后仰跌倒，焊钳落在颈部未能摆脱，造成电击，经抢救无效而死。 分析此触电事故的原因，主要因为存在下列不安全因素： 1.电焊机和焊接回路客观上存在着触电危险。。 2.焊接环境不安全。 3.焊工防护措施不到位。 由于上述物质和环境危险因素的存在，在焊工产生失误或在正常损伤的情况下其他人员触及不正常带电体会出现下列现象：人的手或身体接触漏电的电焊机外壳，二次线和焊钳等的漏电部分、焊条和焊钳的正常带电部分，而另一只手、脚或身体的某部位又和工件、金属导电体或潮湿的地点接触，就会形成电流回路，造成触电。 案例二 1992年4月13日，该供电局送电处在××110KV线路停电更换架空地线工作时,工作负责人霍××在无人监护的情况下,自己与一名司机拆除一处10KV跨越架后,沿绝缘软梯下落时,双手抓住110KV导线,不慎脚部碰及10KV带电线路而产生放电,霍××从6m高处坠落,造成左脚被截肢的重大事故。 原因分析 1.拆除10KV跨越架时无人监护，工作人员不充足，没有任何安全措施，盲目蛮干是造成高处触电坠落事故的主要原因。 2.悬挂绝缘软梯选择的位置不当，加之下软梯的方法不对，也是造成本起事故的主要原因。 20 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 （五）触电伤害事故 触电：触电是指电流通过人体时致使人的心脏、肺及神经系统的正常功能受到影响，导致人体的呼吸和心跳停止，会危及生命。如果电流足够强大也会导致烧伤，烧伤有可能在身体的表面，如手和胳膊，也有可能在人体内部，对内脏造成伤害。 触电实验 1.触电事故种类 按照触电对人体的伤害形式，一般可分为电击和电伤两种。 （1）电击 电流直接通过人体的伤害称为电击。电流通过人体内部造成人体器官的损伤，破坏人体内细胞的正常工作，主要表现为生物学效应。电流通过人体，会引起麻感、针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心律不齐、窒息、心室颤动等症状。心室颤动是小电流电击使人致命最多见和最危险的原因。发生心室颤动时，心脏每分钟颤动1000次以上，但幅值很小，而且没有规则，血液实际上已终止循环。发生心室颤动时的心电图如下图所示，心室颤动是在心电图上T波前半部发生的。电击是电流对人体内部组织的伤害，是最危险的一种伤害，绝大多数（大约85%以上）的触电死亡事故都是由电击造成的。 21 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 心电图 电击的主要特征有： 1）伤害人体内部。 2）在人体的外表没有显著的痕迹。 3）致使电流较小。 按照发生电击时电气设备的状态，电击可分为直接接触电击和间接接触电击； 1）直接接触电击：直接接触电击是触及设备和线路正常运行时的带电体发生的电击（如误触接线端子发生的电击），也称为正常状态下的电击。 2）间接接触电击：间接接触电击是触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障时意外带电的导体发生的电击（如触及漏电设备的外壳发生的），也称为故障状态下的电击。 当人体遭受电击时，如果有电流通过心脏，可能直接作用于心肌，引起心室颤动；如果没有电流通过心脏，亦可能经中枢神经系统反射作用于心肌，引起心室颤动。 由于电流的瞬间作用而发生心室颤动时，呼吸可能持续2～3min。在其丧失知觉前，有时还能叫喊几声，有的还能走几步，但是，由于其心脏已进入心室颤动状态，血液已终止循环、大脑和全身迅速缺氧，病情将急剧恶化，如不及时抢救，很快将导致死亡。 （2）电伤 电流转换为其他形式的能量作用于人体的伤害称为电伤。电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等对人造成的伤害。 触电伤亡事故中，纯电伤性质的及带有电伤性质的约占75%（电烧伤约占40%）。尽管大约85%以上的触电死亡事故是电击造成的，但其中大约70%的含有电伤成分。对专业电工自身的安全而言，预防电伤具有更加重要的意义。 22 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 1）电灼伤--灼伤是电流的热效应造成的伤害，分为电流灼伤和电弧烧伤两种情况。电流灼伤是人体与带电体接触，电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。电弧烧伤是由弧光放电造成的烧伤，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤两种情况。直接电弧烧伤是带电体与人体之间发生电弧，有电流流过人体的烧伤；间接电弧烧伤是电弧发生在人体附近对人体的烧伤，包括熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。 2）电烙印--人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕，斑痕处皮肤失去弹性，表皮坏死。 3）皮肤金属化--由于电流的作用使熔化和蒸发了的金属微粒，渗入人体的皮肤，使皮肤坚硬和粗糙而呈现特殊的颜色。皮肤金属化多是在弧光放电时发生和形成的，在一般情况下，此种伤害是局部性的。 4）机械性损伤--电流作用于人体，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂、骨折等伤害。 5）电光眼--当发生弧光放电时，由红外线，可见光、紫外线对眼睛的伤害，电光眼表现为角膜炎或结膜炎。 （3）高压电弧 电弧：电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。 电弧 1）电弧的产生 电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。开关触头分离时，触头间距离很小，电场强度E很高(E=U/d)。当电场强度超过3×10^6V/m时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为：强电场发射。 从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，途中不断地和中性质点相碰撞。只要电子的运动速度v足够高，电子的 23 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 动能A=1/2mv^2足够大，就可能从中性质子中打出电子，形成自由电子和正离子。这种现象称为碰撞游离。新形成的自由电子也向阳极作加速运动，同样地会与中性质点碰撞而发生游离。碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，具有很大的电导；在外加电压下，介质被击穿而产生电弧，电路再次被导通。 触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射，形成热电场发射。同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达5000℃以上)，气体中性质点的不规则热运动速度增加。当具有足够动能的中性质点相互碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。 随着触头分开的距离增大，触头间的电场强度E逐渐减小，这时电弧的燃烧主要是依靠热游离维持的。 在开关电器的触头间，发生游离过程的同时，还发生着使带电质点减少的去游离过程。 电弧的分类 1按电电弧喷金属防腐流种类可分为:交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。 ○ 2按电弧的状态可分为:自由电弧和压缩电弧(如等离子弧)。 ○ 3按电极材料可分为:熔化极电弧和不熔化极电弧。 ○ 2）电弧的应用 随着科学技术和工业的发展，电弧的应用日益广泛，现简单介绍如下： 1汞弧整流器。 ○ 电弧应用于大电流的整流。 2电弧加热器。 ○ 用电弧的高温来加热气体，一般在一个大气压以上，温度可达几千度电弧加热器应用于化学工程、航空工程，其功率已经达到几十兆瓦。 3电弧等离子体气炬（等离子体喷流）○。 广泛应用于切割、焊接、喷涂、耐熔材料的机械加工、化学合成、热处理及空间推进等。 4电弧焊接。 ○ 电弧的特性对焊接工艺的质量具有重要的作用用。 5电弧炉。 ○ 24 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 有一部分钢（包括优质钢，合金钢）是用电弧炉冶炼生产的。真空电弧炉用来生产小量的纯金属。 6电弧用作光源。 ○ 电弧可用作光谱源，可见的辐射光源和紫外线及红外线源；电弧广泛应用于照明仪器中，或是利用电弧高的光输出，或是利用它的亮度，碳弧是最早应用于光源的，高强度碳弧用作电影放映机的光源，在封闭的玻璃或石英管（或球）中燃炽的电弧用作光源，如低气压，高气压汞弧灯和充惰性气体的高气压灯。 7在电弧中热核反应的可能性。 ○ 热核反应需在极高的温度才能发生，在巨大的电流下，电弧轴心可以达到该温度，但主要问题是放电不稳定,要得到长时间燃炽的放电是难以实现的：自实现了不可控热核反应以来，多年来有关各国一直在努力探索实现受控热核反应。 8电弧等离子体燃烧应用在天体物理学方面的研究。 ○ 电弧内部及其表面各种现象的研究在相当范围内可以检验高温等离子体的理论，对于天体物理学来说，电弧等离子体可以作为在地球上的实验室，以研究太空星际的理论。 9开关电器中的电弧。 ○ 电力系统和工矿企业供电系统中应用的大量开关电器（如断路器、熔断器、自动开关、接触器等）在分断电路时发生电弧,要使电弧迅速熄灭使之完全切断电路，这是开关电器的一个主要技术问题，也是重要的理论基础之一。 3）高压电弧对人体的影响 1热辐射--灼伤 ○ 电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。前者是带电体与人体之间发生电弧，有电流流过人体的烧伤。后者是电弧发生在人体附近对人体的烧伤，包含熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。直接电弧烧伤与电击同时发生，电弧温度高达8900℃以上，可造成大面积、大深度的烧伤，甚至烧焦、烧掉四肢及其他部位。大电流通过人体，也可能烘干、烧焦机体组织。高压电弧的烧伤较低压电弧严重，直流电弧的烧伤较工频交流电弧的烧伤严重。发生直接电弧烧伤时，电流进出口烧伤最为严重，体内也会受到烧伤。与电击不同的是，电弧烧伤都会在人体表面留下明显痕迹，而且致命电流较大。 2紫外线辐射--闪光灼伤眼睛和皮肤 ○ 25 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 在焊接过程中，主要危害就是在于过量的紫外线。 紫外线强烈作用于眼睛时，会立即感到强烈的灼伤和灼痛，发生闪光幻觉。可引起结膜炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障，在焊接过程中产生的紫外线会使焊工患上电光性眼炎。 紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿等；严重的还可引起皮肤癌。 紫外线作用于中枢神经系统，可出现头痛、头晕、体温升高等。 3热影响--灼伤，因金属颗粒蒸发而吸入有害的金属蒸汽 ○ 皮肤金属化是在高压电弧高温的作用下，金属熔化、气化，金属为例渗入皮肤，使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。 4噪音影响--听力损伤 ○ 高压电弧的形成过程中会产生噪音，长时间的作用会造成听力损伤。 2.触电的方式 按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，触电可分为以下几种： （1）直接接触电 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。 1）单相触电 单相触电 当人体直接碰触带电其中的一相时，电流通过人体流入大地，这种触电现象称为单相触电。对于高压带电体，人体虽未直接接触，但由于超过了安全距离，高电压对人体放电，造成单相接地而引起的触电，也属于单相触电。 26 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 低压电网通常采用变压器低压侧中性点直接接地和中性点不直接接地（通过保护间隙接地）的接线方式。 在中性点直接接地的电网中，通过人体的电流为Ir=U/Rr+Ro 式中U—电气设备的相电压 Rr—中性点接地电阻 Ro—人体电阻 Ir—通过人体的触电电流 因为Rr和Ro相比较，Ro甚小，可以略去不计，因此Ir＝U/Rr 从上式可以看出，若人体电阻按1000Ω计算，则在220V中性点接地的电网中生单相触电时，流过人体的电流将过220mA,已大大超过人体的承受能力；即使在110V系统中触电，通过人体的电流也达110mA,，仍可能危及生命。 在低压中性点直接接地的人中，单相触电事故在地面潮湿时易于发生。单相触电是危险的。如高压架线断线，人体碰及断导线往往会致触电事故。此外，在高压线路周围施工，未采用安全措施，碰及高压导线触电事故也时有发生 2）两相触电 人体同时接触带电设备或线路中的两相导体，或在高压系统中，人体同时接近不同相的两相带电导体，而发生电弧放电，电流从一根相线通过人体流入另一根相线，构成一个闭合回路，这种触电方式称为两相触电。 发生两相触电时，作用于人体上的电压等于线电压，这种触电是最危险的。 两相触电 27 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 两相触电通过人体的电流：Ir=3U/Rr+Ro U—电气设备的相电压 Rr—中性点接地电阻 Ro—人体电阻 Ir—通过人体的触电电流 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。 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，电流就相线经过人体流至中性线，施加于人体的电压为相电压。 （2）间接接触触电（设备故障） 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故障电流人地点超过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的地而、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。 28 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 （3）跨步电压触电 当电气设备发生接地故障，接地电流通过接地体向大地流散，在地面上形成电位分布时，若人在接地适中点周围行走，其两脚之间的电位差，就是跨步电压。由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电。 下列情况和部位可能发生跨步电压电击。 带电导体，特别是高压导体故障接地处，流散电流在地面各点产生的电位差造成跨步电压电击； 接地装置流过故障电流时，流散电流在附近地面各点产生的电位差生成跨步电压电击； 正常时有较大工作电流流过的接地装置附近，流散电流在地面各点产生的电位差造成跨步电压电击； 防雷装置接受雷击时，极大的流散电流在其接装置附近地面各点产生的电位差造成跨步电压电击； 高大设施或高大树木遭受雷击时，极大的流散电流在附近地面点产生的电位差造成跨步电压电击。 跨步电压的大小受接地电流大小、鞋和地面性质、两脚之间的跨距、两脚的方位以及离接地点的远近等很多因素的影响。人的跨距一般按0.8米考虑。 由于跨步电压受很多因素的影响以及由于地面电位分布的复杂性，几个人在同一地带遭到跨步电压电击完全可能出现截然不同的后果。 29 《电动汽车高压安全及防护》 第二部分 高压电的危害 （4）剩余电荷触电（车上的电容，线圈） 当人体触及带有剩佘电荷的设各时，带有电荷的设备对人体放电所造成的触电事故称为剩余电荷触电。例如，在检修中用摇表测景停电后的并联电容器、电力电缆、电力变压器及大容景电动机等设备时，因检修前没有对其充分放电，造成剩余电荷触电。例如，并联电容器因其电路发生故障而不能及时放电，退出运行后乂未进行人工放电，从而使电容器储存着大景的剩余电荷。当人员接触电容或电路时，就会造成剩余电荷触电。 （5）感应电压触电 当人触及带有感应电压的设备和线路时，造成的触电事故称为感应电压触电。例如，一些不带电的线路由于大气变化(如雷电活动)，会产生感应电荷。此外，停电后一些可能感应电压的设备和线路如果未接临 时地线，则这些设各和线路对地均存在感应电压。 （6）静电触电 静电并不是人体产生的，而是人在活动时身上穿的衣服和衣服互相摩擦产生的。冬天空气干燥更容易产生。对于静电各人的敏感性不同，同样的电荷通过人体，有的人有触电的感觉，而有的人则什么感觉也没有。这和各人的电阻和对电的敏感性有关。 静电会给人体带来一定的危害。人体产生的静电干扰可以改变人体体表的正常电位差，影响心肌正常的电生理过程及心电在无干扰下的正常传导。这种静电能使病人加重病情或诱发早搏等，持久的静电还会使血液的碱性升高，导致血清中的钙含量下降，钙的排泄增加，从而引起皮肤瘙痒、色素沉着，影响人的机体生理平衡，干扰人的情绪等。而老年人更容易受静电的影响。引发心血管疾病。 30 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容