浅谈人体电阻\安全电流及安全电压

时间:2018-04-23 论文范文 我要投稿

    论文关键词:人体电阻 安全电流 安全电压

    论文摘要:通过对“人体电阻”“安全电流”和“安全电压”等概念的讲解,使读者最终对“安全电压”的概念有了进一步的理解,学会辩证地看待问题。同时学会对具体问题具体分析,从而解决安全用电的有关问题。
  随着国家经济的日益发展及人们生活水平的逐步提高,在生产和生活中电器设备和用电器材越来越多。由于电本身具有看不见、摸不着的特性,当人们一旦接触或接近带有一定电压的设备和导体时,即有可能造成触电事故。因此安全用电的问题就显得十分重要。那么,多高的电压为安全电压呢?“36伏”,多少有点常识的人会这样说。好像这是个不容置疑的值。全国技工学校电工类教材《安全用电》对“安全电压值”定义为“人体持续接触不会使人直接致死或致残的电压为安全电压”。安全电压值的规定是以通过人体的电流(不超过安全电流)与人体电阻的乘积为依据的。即:
  Us=IsRb
  式中Us——安全电压(伏)
  Is—安全电流(安)
  Rb——人体电阻(欧)
  教材中还给出了一个具体的数值Is=30毫安,Rb=1700欧。故算得Us约为50伏。其实真正回答此问题并非如此简单。前几年在电视节目中我们看到过,有人能一面接触着220伏工频交流电,一面神色自如地表演节目。但同时也有报道,日本曾发生过多起人在35伏电源上触电身亡的事例。所以对“安全电压”这一概念不能简单地回答。笔者在具体的教学过程中感到要想把这个问题讲透讲清,应让学生学会辩证地看问题,真正了解“人体电阻”“安全电流”和“安全电压”这三个概念。现将问题分述于后。
  一、人体电阻
  一般人体的电阻分为皮肤电阻和内部组织电阻两部分。由于皮肤的角质层有一定的绝缘性能,所以人体电阻主要是以皮肤外角质层为主的。人的个体差异很大,不同的人其角质层不同,就是同一个人,不同的部位角质层之厚薄也不同。加之外界环境的不同(如温度、湿度),人不同时期的体质、情绪等诸多因素的影响使这个值会在较大范围内变化。还要对学生着重讲到,此角质层的绝缘强度很有限,它随接触电压升高(一般50伏以上)、接触时间的延长会出现破坏。一旦破坏其电阻值会降低甚至击穿。
  当这层皮肤绝缘层被击穿后,人体组织内部电阻就成为通过电流的主要因素了。人体内部组织电阻一般是不稳定的,约为500~600欧,与外加电压关系不大,对电流的阻碍能力极小。
  二、安全电流
  电流对人体的伤害程度与电流的强弱、频率等诸多因素也有很大关系。首先电流对人体的伤害程度与电流的强弱程度有很大关系。因为对象是人,试验数据不可能很多。又因实验条件和对象不完全相同,统计数据也不完全一样。但总体来说,当电流通过人体时,由于每个人的生理条件不同,对电流的反应也不同。有人敏感些,身体通过几毫安的工频交流电也忍受不了;有的人身体甚至通过十几毫安也不在乎。因此很难找到一个对所有人都合适的安全极限电流值。
  男性对电流的抵抗力普遍较女性高一些。对摆脱电流的能力,工频电流男性约为16毫安,女性约为10.5毫安(平均值);直流电流男性约为76毫安,女性约为51毫安(平均值)。可见工频交流电流对人体危害最大,直流电流、频率较高的电流对人体危害稍次。我们经常接触的多为220伏的工频交流电,故这点应引起我们足够的重视。
  三、安全电压
  通过前面的讲解可以看出“人体电阻”“安全电流”的值在具体问题中是个相对的概念,是个大致范围,需要具体问题具体分析。建立起这样的概念之后,安全电压的问题就比较好讲了。正如前文所给的公式Us=IsRb,我们认为具体条件下,允许短时间流过人体的电流值乘以人体电阻值,就是最高的安全电压值。前文得出的50伏就是这样得出的,为安全起见我国将其限制在36伏。
  需要说明的是,上述这个值是我国《低压电路接地保护导则》中规定的,是“人体在状态正常、手脚皮肤干燥的情况下,在接触电压后有较大危险性的场所”得出的。该导则还给出了其他状态下的安全电压值。
  讲解安全电压问题时,需要给学生强调,高电压对人的生命很危险,但一般人对其有一种本能的提防,触电死亡率反而不是太高。通常情况下人们对低电压警惕性不高,却经常致人死亡。有统计表明触电死亡发生在低电压的约占85%以上,所以千万不要因为电压低,思想就麻痹大意,这一点我们要经常给学生强调。
  经过以上论述,我们可以看出,所谓“安全电压”其实是个笼统的说法,它受制于多个差异性很大的因素。因此目前各国对安全电压的规定不尽相同。安全电压的制订和选用必须考虑用电场所和用电器具对安全的影响。我国目前常用的36伏和12伏安全电压是这样规定的:
  1.凡高度不足2.5米的照明装置、机床局部照明灯具、移动行灯、手持电动工具(如手电钻)以及潮湿场所的电器设备其安全电压可采用36伏。
  2.凡工作地点狭窄、工作人员活动困难,周围有较大面积接地导体或金属结构(如在金属容器内),因而存在高度触电危险的环境以及特别潮湿的场所,则应采用12伏为安全电压。
  以上仅仅是我们常有可能接触的两种用电环境下的安全电压值,还有一些特殊用电环境下的安全电压值这里就不再谈了。这些安全电压值通常是和它们生产的触电保安器的工作电压和动作时间相配合的。因此,安全电压按理应该还有一个附加条件,就是允许通过电流的时间。
  最后还需要说明一点的是,安全电压值的取得对其电源也有要求。这些问题比较专业,我们一般用电者接触较少,不再赘述。美好而幸福的生活是建筑在安全的基础之上的,愿我们大家一定要规范用电、安全用电。
  参考文献:
  [1]《安全用电》全国技工学校电工类通用教材(二版)(三版).
  [2]《低压电路接地保护导则》安全用电国家标准GB3805-83.

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