- 供配电技术:高压运行维修取证全程指导
- 程晓辉 纪娜等编著
- 5632字
- 2021-03-23 14:23:43
任务二 触电事故及现场救护
随着电能应用的不断拓展,以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业、社会和家庭生活中,与此同时,使用电气设备所带来的不安全事故也不断发生。为了实现电气安全,对电网本身的安全进行保护的同时,更要重视用电的安全问题。因此,学习安全用电基本知识,掌握常规触电防护技术,这是保证用电安全的有效途径。
虽然我们可以通过电的种种效应知道它的存在,但它看不见、摸不到,更由于电力系统运行的很多现象是动态平衡,往往是同时、等量、瞬时发生的,电气作业又具有群体作业特征,而大范围的系统又使系统内层层的环节的安全环环相扣、息息相关。这些电力生产活动的特点,更使得电气安全隐患一旦发生,它的影响范围更广、危险性更大、后果更严重。故我们要了解电气安全的特点和电气事故的危险性、提高防止事故发生的能力更显得尤为重要。
电气危害有两个方面:一方面是对系统自身的危害,如短路、过电压、绝缘加速老化等;另一方面是对用电设备、环境和人员的危害,如触电、电气火灾、电压异常升高造成用电设备损坏等,其中尤以触电和电气火灾危害最为严重。触电可直接导致人员的伤残、死亡。另外,静电产生的危害也不能忽视,它是电气火灾的原因之一,对电子设备的危害也很大。
一、影响触电危险程度的因素
触电的危险程度与流过人体的电流大小、电流类型、持续的时间、电流通过人体的途径、人体的状况(性别、健康、年龄)等因素有关。具体来说,影响触电危险程度的因素有以下几点:
1.通过人体电流的大小
一般通过人体的电流越大,人的生理反应越明显、越强烈,死亡危险性也越大。通过人体的电流大小取决于触电电压和人体电阻。人体电阻主要由表皮电阻和体内电阻构成,体内电阻一般较为稳定,约为500Ω左右,表皮电阻则与表皮湿度、粗糙程度、触电面积等有关。一般人体电阻在1~3kΩ之间。
通过人体的电流越大,人体的生理反应就越明显,感应就越强烈,引起心室颤动所需的时间就越短,致命的危害就越大。对于工频交流电,按照人体对所通过大小不同的电流所呈现的反应,通常可将电流划分为三级。
(1)感知电流 是指电流流过人体时可引起感觉的最小电流。一般认为是1mA。成年男性平均感知电流约为1.1mA;成年女性约为0.7mA。
(2)摆脱电流 是指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。一般认为是10mA(有效值,下同),成年男性平均摆脱电流约为16mA;成年女性平均摆脱电流约为10.5mA。
(3)致命电流 在较短时间内危及生命的电流,称为致命电流。电流达到50mA以上,就会引起心室颤动,有生命危险,100mA以上的电流,足以致死。而接触30mA以下的电流通常不致有生命危险,但也有可能引起二次伤害,造成严重后果。考虑到可能造成严重二次事故的场合,人体允许的工频电流应按不引起强烈痉挛的5mA考虑。
2.电流的类型
工频交流电的危害性大于直流电,因为交流电主要是麻痹破坏神经系统,往往难以自主摆脱。常用的50~60Hz的工频交流电对人体的伤害最严重。低于20Hz时,危险性相对减小;2000Hz以上时死亡危险性降低,但容易引起皮肤灼伤。
电流的类型不同对人体的损伤也不同。直流电危险性比交流电小很多。直流电一般引起电伤,而交流电则电伤与电击同时发生。
3.电流持续的时间
电流对人体的伤害同作用时间密切相关。可以用电流与时间乘积(也称电击强度)来表示电流对人体的危害。人体触电,通过人体电流的持续时间愈长,愈容易引起心室颤动,危险性就愈大。这主要是因为:通电时间越长,触电面要发热出汗,而且电流对人体组织有电解作用,使人体电阻降低,后果严重;另一方面,心脏收缩扩张的间歇对电流最敏感,人的一个心脏搏动周期(约为750ms)中,有一个100ms的易损伤期,若电流在这一瞬间通过心脏,与电伤期相重合即使电流较小,也会引起伤害以及颤动,造成很大的危险。
据调查统计,触电1~5min内急救,90%有良好的效果,10min内60%救生率,超过15min希望甚微。
4.人体的状况
触电伤害程度与人的身体状况有密切关系。除了人体电阻各有区别外,女性比男性对电流敏感性高;遭电击时小孩要比成年人严重;身体患心脏病、结核病、精神病、内分泌器官疾病或醉酒的人,由于抵抗能力差,触电后果更为严重。另外,对触电有心理准备的,触电伤害轻。
皮肤电阻是决定人体电阻的主要因素。人体电阻是不确定的电阻,皮肤干燥时一般为几千欧左右,而一旦潮湿可降到1000Ω以下(冬季及皮肤干燥时,人体电阻可达1.5~7kΩ;皮肤裂开或破损时,电阻可降至300~500Ω)。
人体阻抗与皮肤状态的关系:
①角质层损伤,将使人体阻抗大大下降;
②皮肤潮湿将使人体阻抗下降;
③汗液将使人体阻抗下降;
④皮肤受到污染,尤其是导电性物质的污染将会使人体阻抗下降。
人体并非纯电阻,而是由电阻与电容组成的阻抗(因人体为一有机体,因此存在少量的电容分量)。人体电容只有数皮法至数微法,工频条件下可以忽略不计,将人体阻抗看作纯电阻。
人体电阻是皮肤电阻与体内电阻之和。皮肤由外层的表皮和表皮下面的真皮组成。表皮最外层的角质层是由鳞状死细胞紧密排列成的膜状物,厚度一般不超过0.05~0.2mm。在干燥和干净的状态下,角质层的电阻率可达1×105~1×106 Ω·m,表皮电阻高达数万欧。但表皮有很多微孔保持内外相通,而且容易受到机械破坏和电击穿,计算人体电阻时一般不予考虑。体内电阻约为数百欧。
在通电瞬间,人体各部分电容由于尚未充电而相当于短路状态。此时的人体电阻近似等于体内电阻。人体阻抗主要由电流通过人体的路径、接触电压大小、电流持续时间、电源频率、皮肤潮湿程度、接触面积、施加的压力、温度等因素决定。接触电压在50V以下时,人体总阻抗有很大的变化,随着接触电压的增加,人体总阻抗与皮肤阻抗的关系越来越小,皮肤被击穿后人体总阻抗接近人体内阻抗。同样的条件下,直流时人体所呈现的总阻抗高于交流时的总阻抗,也就是说人体总阻抗会随着电流频率的上升而减小。
5.电流通过人体的途径
电流由一手流入,另一手或一足流出,电流通过心脏,即可立即引起室颤;通过左手触电比通过右手触电严重,因为这时心脏、肺部、脊髓等重要器官都处于电路内;电流自一足流入经另一足流出,通过心脏很少,造成局部烧伤,对全身影响较轻;电流通过头部会使人昏迷;电流通过脊髓会使人截瘫,电流通过中枢神经会引起中枢神经系统严重失调而导致死亡。
因此,从左手到胸部是最危险的电流路径;从手到脚(尤其是从左手至右脚)也是很危险的电流路径;从脚到脚是危险性较小的电流路径。总之,流过心脏的电流越大,越危险。
二、触电事故种类
电流伤害事故俗称触电,即当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。按照触电事故的构成方式,触电事故可分为电击和电伤。
1.电击
电击是电流流过人体,直接对人体的器官和神经系统造成的伤害。它是最危险的触电事故。绝大多数(大约85%以上)的触电死亡事故都是由电击造成的。电击会使肌肉发生痉挛,如果不能立刻脱离电源,电流将伤害到神经中枢,引起呼吸困难、心脏麻痹,以致死亡。
电击多发生在对地电压为220V的低压线路或带电设备上,因为这些带电体是人们日常工作和生活中易接触到的。调查表明,绝大部分的触电事故都是由电击造成的。
电击的主要特征:伤害人体内部,造成人体生理性伤害;在人体的外表没有显著的痕迹;致命电流较小。
2.电伤
电伤是电能转化为其他形式的能量对人体造成的伤害。人体与高压带电体距离近到一定程度,使这个间隙空气电离,产生弧光放电对人体造成伤害,温度可达3000℃,不仅直接作用于人体可造成使皮肤灼伤甚至穿孔,而且在电弧的作用下导体金属蒸发附着在皮肤上或渗透到皮肤内,造成皮肤金属化。
由于电流的热效应、化学效应、机械效应以及在电流的作用下使熔化或蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤,使皮肤局部发红、起泡、烧焦或组织破坏,严重时危及生命。电伤多发生在1000V及1000V以上的高压带电体上。
电灼伤是由电流的热效应引起,只要是电弧灼伤,就会造成皮肤红肿、烧焦或皮下组织损伤;电烙印由电流热效应或力效应引起,是皮肤被电气发热部分烫伤或由于人体与带电体紧密接触而留下肿块、硬块,使皮肤变色等;皮肤金属化是由电流热效应和化学效应导致融化的金属微粒渗入皮肤表层,使受伤部位皮肤带金属颜色且留下硬块。电灼伤、电烙印、皮肤金属化,也可能一次触电后同时出现。
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%)。电击伤中约70%含有电伤成分。
注意:触电事故伴随着高空坠落或摔跌等机械性创伤,这类创伤起因是触电,不属于电流对人体的直接伤害,称为触电的二次事故。
三、人体触电的方式
按照发生触电时电气设备的状态,触电可分为直接触电(单相触电、两相触电)和间接触电(跨步电压触电、其他触电形式)两种方式。
直接触电——指人体直接接触或过分靠近运行着的电气设备及线路的带电导体而发生的触电。
间接触电——指人体触及了在正常运行时不带电,而在意外情况下带电的金属部分的触电以及其他触电形式触电(感应电压触电、剩余电荷触电、静电触电、雷电电击等)。
1.直接触电
(1)单相(线)触电 是指人在地面上或其他接地导体上,人体某一部位触及一相带电体的触电事故。对于高压,人体虽然没有触及,但因超过了安全距离,高电压对人体产生电弧放电,也属于单相触电。单相触电分为电源中性点接地的单相触电(占多数)和电源中性点不接地的单相触电。
①电源中性点接地的单相触电,如图1-2-1所示。
这时人体处于相电压下,危险较大。
通过人体的电流:
式中 UP——电源相电压(220V);
R0——接地电阻,≤4Ω;
Rb——人体电阻,1000Ω。
图1-2-1 电源中性点接地的单相触电
②电源中性点不接地系统的单相触电,如图1-2-2所示。
人体接触某一相时,通过人体的电流取决于人体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻R′的大小。若输电线绝缘良好,绝缘电阻R′较大,对人体的危害性就减小。但导线与地面间的绝缘可能不良(R′较小),甚至有一相接地,这时人体中就有电流通过。
(2)两线触电 两线触电也叫相间触电,如图1-2-3所示。这是指在人体与大地绝缘的情况下,同时接触到两根不同的相线,或者人体同时触及到电气设备的两个不同相的带电部位时,电流由一根相线经过人体到另一根相线,形成闭合回路。人体承受的线电压将比单相触电时高,危险性更大。
图1-2-2 电源中性点不接地系统的单相触电
图1-2-3 相间触电
这时人体处于线电压下,通过人体的电流:Rb==0.38A=380mA>>50mA,触电后果更为严重
式中 Ul——电源线电压(380V);
Rb——人体电阻,1000Ω。
防止触电的措施:从安全防护的角度而言,为防止直接触电,在带电作业中,应穿绝缘靴,并站在绝缘台、垫上工作(提高人体与大地间的电阻);使用带绝缘柄的工具操作,还应戴手套、穿长袖工作服,以不使人体有裸露的部位直接触及带电体。
实例解析:人体接触220V裸线触电,而小鸟儿两脚站在高压裸线上却无事,这是为什么?( )
A.鸟儿电阻小
B.鸟儿干燥不导电
C.鸟儿两只脚在同一根线上
D.鸟儿体积小
分析:人和鸟都是导体,人站在地上和220V相线接触造成触电事故,高压电线上的电压是指两根高压线之间或高压线与地面之间的电压,鸟儿两只脚站在同一根高压线上且靠得很近,电压差很小,通过鸟儿身体的电流也就很小,故无触电感觉。
在电线与接地的金属器件之间安装驱鸟器,防止鸟将两者短路,既保护鸟,又保护线路,如图1-2-4所示。
图1-2-4 驱鸟器及其安装
2.间接触电
(1)接触正常不带电的金属体 当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触,将使其外壳带电。当人触及带电设备的外壳时,相当于单相触电。大多数触电事故属于这一种。
(2)跨步电压触电 跨步电压触电是指高压电网接地点或防雷接地点及高压相线断落或绝缘损坏处,有电流流入地下时,强大的电流在接地点周围的土壤中产生电压降。如图1-2-5所示,接地点的电位即导线电位,地表面也形成以接地点为圆心的径向电位差以指数曲线分布,在离接地点20m以外又回到零电位。距离接地点越近,人体承受的跨步电压越大;离接地点越远,电位越低。如果人行走时前后两脚间(一般按0.8m计算)电位差达到危险电压而造成触电,称为跨步电压触电。理论上,在离导线落地点20m以外的地方,由于半径20m的半球面面积极大,土壤电阻近似为零,地面的电位近似等于零。所以,当有10kV导线落地时,人距接地点,在室外应不少于8m,在室内应不少于4m,雷雨天气还应适当加大距离(该范围外到20m间,还有跨步电压,但较小了)。
图1-2-5 跨步电压触电
如果误入接地点附近,应双脚并拢或单脚跳出危险区。从安全防护的角度而言,在查找接地故障点时,应穿绝缘靴,以防遭受跨步电压的电击。如还要接触金属构架、设备外壳时,还必须戴绝缘手套。
(3)剩余电荷触电 剩余电荷触电是指当人触及带有剩余电荷的设备时,带有电荷的设备对人体放电造成的触电事故。设备带有剩余电荷,通常是由于检修人员在在设备退出运行后没有对其充分放电,或在检修中对停电后的并联电容器、电力电缆、电力变压器及大功率电动机等设备进行试验、摇测后没有对其充分放电所造成的。
四、触电事故规律
(1)季节性 根据触电事故的统计表明二、三季度事故较多,主要是夏秋季天气多雨、潮湿,降低了电气绝缘性能,天气热,人体多汗衣单,降低了人体电阻,这段时间是施工和农忙的好季节,也是事故多发季节。
(2)低电压触电事故多 低压电网、电气设备分布广,人们接触使用500V以下电器较多,由于人们的思想麻痹,缺乏电气安全知识,导致事故多。
(3)单相触电事故多 触电事故中,单相触电要占70%以上,往往是非持证电工或一般人员私拉乱接电线,不采取安全措施而造成事故。
(4)触电者中青年人居多 这说明安全与技术是紧密相关的,工龄长、工作经验丰富、技术能力强、对安全工作重视,出事故的可能性就小。
(5)事故多发生在电气设备的连接部位 由于该部位紧固件松动、绝缘老化、环境变化和经常活动,会出现隐患或发生触电事故。
(6)呈显行业特点 冶金行业的高温和粉尘,机械行业的场地金属占有系数高,化工行业的腐蚀与潮湿,建筑行业的露天分散作业,安装行业的高空移动式用电设备等,由于用电环境的恶劣条件,都是容易发生事故的地方。
(7)违章操作容易发生事故 这在拉临时线路、易燃易爆场所、带电作业和高压设备上操作等情况下最明显。