1.3.2 皮膚阻抗
皮膚阻抗是指皮膚表皮與皮下導電組織兩電極之間的阻抗。皮膚阻抗是由半絕緣層和許多小的導電體(毛孔)組成電阻和電容的網(wǎng)絡(luò)。它是人體阻抗的重要部分,在限制低壓觸電事故的電流時起著非常重要的作用。
1.3.3 人體阻抗
人體阻抗取決于一定因素,特別是電流路徑,接觸電壓、電流持續(xù)時間、頻率,皮膚潮濕度,接觸面積,施加的壓力和溫度等。在工頻電壓下,人體的阻抗隨接觸面積增大、電壓愈高,而變得愈小。
IEC綜合了歷年來關(guān)于人體阻抗的研究成果,嚴密審查了大量尸體的實測數(shù)據(jù),得出人體在50/60Hz交流電時,成人的人體阻抗在1000Ω左右。
1.4 電流路徑
觸電對人體的危害,主要是因電流通過人體一定路徑引起的。電流通過頭部會使人昏迷,電流通過脊髓會使人截癱,電流通過中樞神經(jīng)會引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)嚴重失調(diào)而導致死亡。最危險的電流路徑是由胸部到左手,從腳到腳是危險性較小的路徑。
2 安全電壓(即允許接觸電壓)和人體阻抗的關(guān)系
關(guān)于人體阻抗的條件分類,國際電工委員會IEC 所屬建筑電氣設(shè)備專門委員會分為三類所示。
第Ⅰ類是指住宅、工廠、辦公室等一般場所,人體皮膚是干燥狀態(tài)或因出汗皮膚呈潮濕狀態(tài),在接觸電壓作用下發(fā)生危險的可能性較高,這時取人體阻抗為1000Ω,我們從I=f(t)曲線來看,在AC-3區(qū)域,設(shè)定通過人體電流為50mA,則50mA與1000Ω的乘積為50V,那是此接觸狀態(tài)時的允許接觸電壓,我國、西歐及其它多數(shù)國家的安全電壓采用此值。
第Ⅱ類是指人在隧道、涵洞和礦井下等高度潮濕的場所,人體出汗或因工作環(huán)境影響使皮膚受潮,經(jīng)常還會發(fā)生雙手與雙腳二者接觸凝露的電氣設(shè)備金屬外殼或構(gòu)架等情況,這時皮膚潮濕而使皮膚阻抗低到可以認為接近于零(即可忽略其皮膚阻抗),人體電阻僅剩500Ω內(nèi)阻抗,我們假設(shè)通過人體內(nèi)部電流為50mA,則50mA和500Ω的乘積為25V,現(xiàn)國際上對于允許接觸電壓按人體阻抗的條件進行分類時,將25V作為其中的一個等級,這值接近于我國標準GB3805-83《安全電壓》等級分類中的24V。
第Ⅲ類是指人在游泳池、水槽或水池中,人體大部分浸入水里,皮膚完全浸透,這時基本上為體內(nèi)阻抗500Ω,同時考慮有導致溺死的二次事故的危險,所以允許通過人體的電流應(yīng)為擺脫閾,這樣,允許的接觸電壓為0.01×500=5V,這與GB380-83中規(guī)定的安全電壓6V相近。
如果在不考慮導致二次事故的場所,則可采用12V 的允許接觸電壓,于是流徑人體的電流為12/500=0.024A,24mA的電流以在I=ft 的AC-3區(qū)域,是不會引起心室纖維性顫動的。
3 安全電壓的使用注意事項
為防止觸電事故而采用穩(wěn)定電源供電的安全電壓,其等級按GB3805-83中所示。
所列空載止限值主要是因為某些重載電氣設(shè)備額定值雖符合規(guī)定,但空載時電壓都很高,若空載電壓超過規(guī)定的上限值,仍不能認為符合這個安全電壓。
這個系列的上限值,在任何情況下,兩導體間或任一導體與大地之間均不得超過交流(50Hz~500Hz)有效值為50V的電壓值。
為了人身安全,采用安全電壓時必須具備以下條件:
(1)除采用獨立電源外,安全電壓供電的輸入電路必須實行電路上的隔離。安全電壓如從輸電線路上獲得,必須通過安全隔離變壓器,一般采用雙圈隔離變壓器或具有繞組分開的直流機以及蓄電池、干電池等來提供所需的獨立電源,不得使用自耦變壓器;
(2)工作在安全電壓下的電路,必須與其它電氣系統(tǒng)和任何無關(guān)的可導電部分包括大地 實行電氣上的隔離;
(3)采用24V以上安全電壓的電氣設(shè)備,必須采取防止直接接觸帶電體的防護措施,其電路必須與大地絕緣;
(4)設(shè)置在安全電壓線路上的部件和導線的絕緣耐壓等級至少為250V。
除此之外,安全電壓系列用的插頭應(yīng)不能插入較高電壓的插座,如使用36V插頭則應(yīng)不能插入220V插座。
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