电击时电流对人体的伤害

　　电流可能对人体构成多种伤害。例如，电流通过人体，人体直接接受电流能量将遭到电击；电能转换为热能作用于人体，致使人体受到烧伤或灼伤；人在电磁场照射下，吸收电磁场的能量也会受到伤害等。诸多伤害中，电击的伤害是最基本的形式。
　　与其他一些伤害不同，电流对人体的伤害事先没有任何预兆。伤害往往发生在瞬息之间，而且伤害人体一旦遭受电击后，防卫能力迅速降低。这两个特点都增加了电流伤害的危险性。
　　1 电流对人体的伤害
　　电流对人体的伤害就是通常说的电击，是电流的能量直接作用于人体或转换成其他形式的能量作用于人体造成的伤害。
　　1.1 电击
　　电击是电流通过人体，机体组织受到刺激，肌肉不由自主地发生痉挛性收缩造成的伤害。严重的电击是指人的心脏、肺部神经系统的正常工作受到破坏，乃到危及生命的伤害，数十毫安的工频电流即可使人遭到致命的电击。电击致伤的部位主要在人体内部，而在人体外部不会留下明显痕迹。
　　50mA（有效值）以上的工频交流电流通过人体，一般既可能引起心室颤动或心脏停止跳动，也可能导致呼吸中止。但是，前者的出现比后者早得多，即前者是主要的。
　　如果通过人体的电流只有20~25mA，一般不会直接引起心室颤动或心脏停止跳动。但如时间较长，仍可导致心脏停止跳动。这时，心室颤动或心脏停止跳动，主要是由于呼吸中止，导致机体缺氧引起的，但当通过人体的电流超过数安时，由于刺激强烈，也可能先使呼吸中止。数安的电流流过人体，还可能导致严重烧伤甚至死亡。
　　电休克是机体受到电流的强烈刺激，发生强烈的神经系统反射，使血液循环、呼吸及其他新陈代谢都发生障碍，以致神经系统受到抑制，出现血压急剧下降、脉搏减弱、呼吸衰竭、神志昏迷的现象。电休克状态可以延续数十分钟到数天。其后果可能是得到有效的治疗而痊愈，也可能由于重要生命机能完全丧失而死亡。
　　1.2 电伤
　　电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体造成的伤害，造成电伤的电流都比较大。电伤会在机体表面留下明显的伤痕，但其伤害作用可能深入体内。
　　与电击相比，电伤属局部性伤害。电伤的危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等因素。
　　电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等多种伤害。
　　电烧伤是最常见的电伤。大部分电击事故都会造成电烧伤。电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。电流越大、通电时间越长，电流途径的电阻越小，则电流灼伤越严重。由于人体与带电体接触的面积一般都不大，加之皮肤电阻又比较高，使得皮肤与带电体的接触部位产生较多的热量，受到严重的灼伤。当电流较大时，可能灼伤皮下组织。
　　因为接近高压带电体时会发生击穿放电，所以，电流灼伤一般发生在低压电气设备上，往往数百毫安的电流即可导致灼伤，数安的电流将造成严重的灼伤。
　　电烙印是电流通过人体后，在接触部位留下的斑痕。斑痕处皮肤硬变，失去原有弹性和色泽，表层坏死，失去知觉。
　　皮肤金属化是金属微粒渗入皮肤造成的。受伤部位变得粗糙而张紧。皮肤金属化多在弧光放电时发生，而且一般都伤在人体的裸露部位。当发生弧光放电时，与电弧烧伤相比，皮肤金属化不是主要伤害。
　　电光眼表现为角膜和结膜发炎。在弧光放电时，红外线、可见光、紫外线都可能损伤眼睛。对于短暂的照射，紫外线是引起电光眼的主要原因。
　　2 电流对人体危害的因素
　　2.1 通过人体电流的大小
　　不同的电流会引起人体不同的反应，按习惯，人们通常把电击电流分为感知电流、反应电流、摆脱电流和心室纤颤电流等。
　　从安全角度考虑，规定男子的允许摆脱阈值电流为9mA，女子为6mA。
　　人体遭受电击后，引起心室纤颤概率大于5%的极限电流，称作心室纤颤阈值，习惯上也叫心室纤颤电流。当电击时间小于5s，可用式I=165/t1/2来计算心室纤颤阈值。当电击时间大于5s，则以30mA作为引起心室纤颤的又一极限电流值。大量的试验表明，当电击电流大于30mA时，才会发生心室纤颤的危险。
　　2.2 电流通过人体的持续时间
　　电击时间越长，电流对人体引起的热伤害、化学伤害及生理伤害就愈严重。特别是电流持续时间的长短和心室颤动有密切的关系。从现有的资料来看，最短的电击时间是8.3ms，超过5s的很少。从5s到30s，引起心室颤动的极限电流基本保持稳定，并略有下降。更长的电击时间，对引起心室颤动的影响不明显，而对窒息的危险性有较大的影响，从而使致命电流下降。
　　另外，电击时间长，人体电阻因出汗等原因而降低，导致电击电流进一步增加，这也将使电击的危险性随之增加。
　　2.3 电流通过人体的途径
　　电流通过心脏、脊椎和中枢神经等要害部位时，电击的伤害最为严重。因此从左手到胸部以及从左手到右脚是最危险的电流途径。从右手到胸部或从右手到脚、从手到手等都是很危险的电流途径，从脚到脚一般危险性较小，但不等于说没有危险。例如由于跨步电压造成电击时，开始电流仅通过两脚间，电击后由于双足剧烈痉挛而摔倒，此时电流就会流经其他要害部位，同样会造成严重后果；另一方面，即使是两脚受到电击，也会有一部分电流流经心脏，这同样会带来危险。
　　2.4 人体电阻的影响
　　在一定的电流作用下，流经人体的电流大小和人体电阻成反比，因此人体电阻的大小对电击后果产生一定的影响。人体电阻有表面电阻和体积电阻之分。对电击者来说，体积电阻的影响最为显著，但表面电阻有时却能对电击后果产生一定的抑制作用，使其转化为电伤。这是由于人体皮肤潮湿，表面电阻较小，使电流大部分从皮肤表面通过。过去认为，人体越潮湿，电击危害性愈大，这种说法不是十分确切的，因为表面电阻对电击后果的影响是比较复杂的，只有当总的表面电阻较低时，才有可能抑制电击。反之，当人体局部潮湿时，特别是如果仅只有触及带电部分的皮肤潮湿时，那就会大大增加电击的危险性。这是因为人体局部潮湿，对表面电阻值不产生很大的影响，电击电流不会大量从人体表面分流，而电击处皮肤潮湿，将会使人体体积电阻下降，使电击的危害性增大。
　　皮肤电阻随条件不同，使得人体电阻的变化幅度也很大。当人体皮肤处于干燥、洁净和无损伤的状态时，人体电阻可高达40~100kW；而当皮肤处于潮湿状态，如湿手、出汗、人体电阻会降到1000W左右；如皮肤完全遭到破坏，人体电阻将下降到600~800W左右。

2.5 电流频率的影响

　　电流的频率除了会影响人体电阻外，还会对电击的伤害程度产生直接的影响。25~300Hz的交流电对人体的伤害远大于直流电。同时对交流电来说，当低于或高于以上频率范围时，它的伤害程度就会显著减轻。

　　2.6 人体状况的影响

　　电流对人体的作用，女性比男性更敏感，女性的感知电流和摆脱电流约比男性低三分之一。由于心室颤动电流约与体重成正比，因此小孩遭受电击比成人危险。

　　交流电流通过人体的电流-时间效应分区如图1所示。

　　电流流过人体的效应通常取决于电流幅值和持续时间，图1给出了流过人体的电流幅值-作用时间效应分区图。

　　图中第①效应区，是依据人对电流的感觉阈值，即人身所能觉察的流过人体最小电流值。这个感觉阈值取决于人体与电极的接触面积、接触状态（干燥、潮湿、压力、温度等）、人的各自生理特性等。图中a线即为人体的一般感觉阈值线，等于0.5mA，该阈值与通电时间无关。a线左部为第①效应区，该区对人通常没有任何病理、生理反应。

　　第②效应区在a线和b线之间。第②效应区通常无有害的病理、生理反应。

　　第③效应区在b线和c₁线之间，该区对人体器官一般没有损伤，但可能产生肌肉收缩、呼吸困难、血压升高、心脏冲动形成及传导的可逆性紊乱，包括心房纤维颤动以及随着电流与持续时间的增加引起的非心室纤维颤动，进而引起的短暂心脏停跳。

　　第④效应区在曲线c₁的右部。该区除了有第③效应区的病理、生理反应外，可能出现心室纤维颤动。曲线c₁是一条不致发生心室纤维颤动的阈值曲线。由c₁向右，发生心室纤维颤动的概率逐渐增大，在曲线c₂和c₃处分别达到5%和50%，再向右侧超过50%。心室纤维颤动被认为是电击致死的主要原因。随着人体电流和持续时间的增加将会出现心脏停跳、呼吸停止和严重烧伤等后果。有资料说明，人体电流引起的心脏停跳和窒息可能致死，几安电流引起的严重烧伤也可能导致死亡。

　　根据上述的效应分区，一般认为第①、②效应区为安全区，IEC条文中指出，从一些国家运行经验看，确认流过人体电流不超过30mA，持续时间不超过0.1s，对人体是安全的。