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电击事故的关键不在于是否接触到高电压

皮卡丘

人触电身亡是因为电压还是电流,或者是因为电阻?

陈章鱼,人丑就该多读书

首先先普及个概念,我们平时所说的「触电」是通俗的叫法,虽然现在触电都用来指事故,不过只要是接触电源,无论是否受到伤害,都可以称为「触电」,比如用两个手指分别按住电池的两端什么的也算触电。讨论到因接触电而带来的伤害时,真正的术语应该用「电击」。

关于「电压」,也要特别说明一下,并非人接触到高电压,就一定会有电击。关键在于人体的不同部位之间有没有电压,能否构成回路,是否有电流流过。

电击致死的主要原因,是电流流经人体时引起的心室纤维性颤动,另外还有的原因是电流引起的脑部损伤,还有就是由于热效应引起的烧伤,而这些原因中,心室纤颤是最为危险的。

电路的电流、通电时间、频率,都会对伤害的大小产生影响。因为现在我国普遍采用 50Hz 的交流电,所以频率对于电击伤害的影响就不再赘述了。对于电流和通电时间,国际电工委员会(IEC)通过测试得出的导致心室纤颤的 15~100Hz 交流电流大小和通电时间有如下的关系曲线:

纵轴为通电时间,横轴为人体电流,A、B、C 三条曲线将平面分为四个区域:

  • AC-1 区:通电无感觉
  • AC-2 区:通电有感觉,但没有损伤
  • AC-3 区:通电有可能会引起一定损伤,但不会引起心室纤颤,没有生命危险
  • AC-4 区:通电有可能会引起心室纤颤。其中 4.1 区有 5% 的可能引起心室纤颤,4.2 区有 50% 的可能引起纤颤,4.3 区和再往右的区域,引起纤颤的概率就超过 50% 了。

基本上通电时间越长,引发危险的电流阈值就越小。举个不恰当的例子,这玩意儿就跟烧排骨是一样的:小火慢炖,只要时间够长,也是能把排骨炖熟的。

C1 曲线以左的区域,都是不会造成生命危险的。所以国际上将 C1 曲线最上边的电流值,大约是 30mA,作为一个评判是否安全的界限。

  • 这样看来,似乎电流才是电击伤害的关键,可是为什么我们生活中常常提到的是「安全电压」而不是安全电流呢?

因为通过人体的电流实在是既不好测量也不好计算,在实际应用中非常不方便。你可以把人体看做一段电阻,他也要遵循欧姆定律

。有了上边的电流上限,再根据人体的电阻,就可以得出安全电压。

我们平常所说的 36V 安全电压是一个比较笼统的说法,事实上,根据环境的不同,人体的电阻是变化的,一个主要的因素就是水,水越多,人体的电阻就越小,在干燥环境内安全的电压,在潮湿的环境就有可能是致命的。根据 IEC 的规定,在一般场合(卧室、办公室)的安全电压为 48V(36V 是前苏联的标准) ,潮湿场所(农田、施工场地)的安全电压为 24V,水下(游泳池、浴室)的安全电压为 12V、6V。

那有同学问了,那为什么我的卧室里都是 220V 的,不是超过 48V 或者 36V 了么?需要说明的是,这里的「安全电压」,严格来说称为接触电压,也就是碰到之后也没有生命危险,比之高的电压也可以使用,不过会有各种防护措施来防止人们接触到那些更高的电压。这个展开来就又是一篇大文章,暂时就不展开来说了。