觸電



一定量電流通過人體,引起不同程度的組織損傷或器官功能障礙,甚至死亡,稱為電擊,俗稱觸電。人體能感知的觸電跟電壓,時間,電流,電流通道,頻率等因素有關。譬如人手能感知的最低直流約為5至10毫安(毫安感覺閾值),對60赫茲交流的感知電流約為1至10毫安。隨著交流頻率的提高,人體對其感知敏感度下降,當電流頻率高達15至20千赫時,人體無法感知電流。

發病機制

影響觸電傷害的因素

觸電的危險性跟很多因素有關。

電流的種類和頻率對人體的影響

電流的種類和頻率 其中電流的種類和頻率不同,觸電的危險性也不同。根據實驗可以知道,交流電比直流電危險程度略為大一些,頻率很低或者很高的電流觸電危險性比較小些。電流的高頻集膚效應使得高頻情況下電流大部分流經人體表皮,避免了內臟的傷害,所以生命危險小些。但是集膚效應會導致表皮嚴重燒傷。右圖所示為「觸電危險與電流頻率的關係曲線圖」,右表中的資料數據是前蘇聯用狗進行實驗的結果。

電流通過的途徑 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,電流通過中樞神經會引起中樞神經系統嚴重失調而導致死亡。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。

電流大小及觸電時間長短 人體允許通過的電流強度與人體重量、心脹大小、觸電時間的長短有關。觸電時流入人體電流的大小一超過應有的界限,使開始產生所謂觸電的知覺,此時的電流—般稱感覺電流。感覺電流即使作用體內相當長的時間,也不產生影響。脈衝電流在40-90mA,直流電流在50mA以下對人體是安全的,呼吸肌稍收縮,對心服無損傷。超過—定量的電流流入人體時,能引起手足的肌肉硬直,喪失活動能力。過量電流通過心臟時,引起心室纖維顫動,甚至會停止心跳。電流通過中樞神經時,可能引起呼吸中樞抑制及心血中樞衰竭,觸電後呼吸肌痙攣性收縮,而引起窒息。由於電流的熱效應,也可能使觸電的人體組織損傷、燒傷、產生壞死等。觸電時,對人體產生各種生理影響的主要因素是電流的大小。但電擊時間也是很重要的一個因素。如直流50mA以下的數值對人體是安全的,但並不是絕對安全,人體所能承受的電流常常和電擊時間有關,如果電擊時間極短,人體能耐受高得多的電流而不致於傷害;反之電擊時間很長時,即使電流小到8-10mA,也可能使人致命。

人身體電阻 人體阻抗取決於一定因素,特別是電流路徑,接觸電壓、電流持續時間、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綜合了歷年來關於人體阻抗的研究成果,嚴密審查了大量屍體的實測數據,得出人體在50/60Hz交流電時,成人的人體阻抗在1000Ω左右。

電壓大小 安全電壓(即允許接觸電壓)和人體阻抗的有關。關於人體阻抗的條件分類,國際電工委員會 IEC 所屬建築電氣設備專門委員會分為三類。第Ⅰ類是指住宅、工廠、辦公室等一般場所,人體皮膚是乾燥狀態或因出汗皮膚呈潮濕狀態,在接觸電壓作用下發生危險的可能性較高,這時取人體阻抗為1000Ω,設定通過人體電流為50mA,則50mA與1000Ω的乘積為50V,那是此接觸狀態時的允許接觸電壓。中國、西歐及其它多數國家的安全電壓採用此值。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境影響使皮膚受潮,經常還會發生雙手與雙腳二者接觸凝露的電氣設備金屬外殼或構架等情況。這時皮膚潮濕而使皮膚阻抗低到可以認為接近於零(即可忽略其皮膚阻抗),人體電阻僅剩500Ω內阻抗。假設通過人體內部電流為50mA,則50mA和500Ω的乘積為25V。現國際上對於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,這值接近於中國標準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,人體大部分浸入水裡,皮膚完全浸透,這時基本上為體內阻抗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為擺脫閾,這樣,允許的接觸電壓為0.01×500=5V,這與GB380-83中規定的安全電壓6V相近。如果在不考慮導致二次事故的場所,則可採用12V 的允許接觸電壓。  

觸電事故方式

按照人體觸及帶電體的方式和電流流過人體的途徑,電擊可分為單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電。 

單線觸電 當人體直接碰觸帶電設備其中的一線時,電流通過人體流入大地,這種觸電現象稱為單線觸電。對於高壓帶電體,人體雖未直接接觸,但由於超過了安全距離,高電壓對人體放電,造成單相接地而引起的觸電,也屬於單線觸電。低壓電網通常採用變壓器低壓側中性點直接接地和中性點不直接接地(通過保護間隙接地)的接線方式。

單線觸電和雙線觸電

雙線觸電 人體同時接觸帶電設備或線路中的兩相導體,或在高壓系統中,人體同時接近不同相的兩相帶電導體,而發生電弧放電,電流從一相導體通過人體流入另一相導體,構成一個閉合電路,這種觸電方式稱為雙線觸電。發生雙線觸電時,作用於人體上的電壓等於線電壓,這種觸電是最危險的。 

跨步電壓觸電 當電氣設備發生接地故障,接地電流通過接地體向大地流散,在地面上形成電位分布時,若人在接地短路點周圍行走,其兩腳之間的電位差,就是跨步電壓。由跨步電壓引起的人體觸電,稱為跨步電壓觸電。 跨步電壓的大小受接地電流大小、鞋和地面特徵、兩腳之間的跨距、兩腳的方位以及離接地點的遠近等很多因素的影響。人的跨距一般按0.8m考慮。由於跨步電壓受很多因素的影響以及由於地面電位分布的複雜性,幾個人在同一地帶(如同一棵大樹下或同一故障接地點附近)遭到跨步電壓電擊時,完全可能出現截然不同的後果。

下列情況和部位可能發生跨步電壓電擊:

帶電導體,特別是高壓導體故障接地處,流散電流在地面各點產生的電位差造成跨步電壓電擊。接地裝置流過故障電流時,流散電流在附近地面各點產生的電位差造成跨步電壓電擊。正常時有較大工作電流流過的接地裝置附近,流散電流在地面各點產生的電位差造成跨步電壓電擊。防雷裝置接受雷擊時,極大的流散電流在其接地裝置附近地面各點產生的電位差造成跨步電壓電擊。高大設施或高大樹木遭受雷擊時,極大的流散電流在附近地面各點產生的電位差造成跨步電壓電擊。  

臨床表現

觸電傷害的主要形式可分為電擊和電傷兩大類。

觸電傷害表現為多種形式。電流通過人體內部器官,會破壞人的心臟、肺部、神經系統等,使人出現痙攣、呼吸窒息、心室纖維性顫動、心跳驟停甚至死亡。電流通過體表時,會對人體外部造成局部傷害,即電流的熱效應、化學效應、機械效應對人體外部組織或器官造成傷害,如電灼傷、金屬濺傷、電烙印。

電灼傷 是電流的熱效應造成的傷害,分為電流灼傷和電弧燒傷。電流灼傷是人體與帶電體接觸,電流通過人體由電能轉換成熱能造成的傷害。電弧燒傷是由弧光放電造成的傷害,分為直接電弧燒傷和間接電弧燒傷。前者是帶電體與人體之間發生電弧,有電流流過人體的燒傷;後者是電弧發生在人體附近對人體的燒傷,包含熔化了的熾熱金屬濺出造成的燙傷。電弧溫度高達8900℃以上,可造成大面積、大深度的燒傷,甚至燒焦、燒掉四肢及其他部位。大電流通過人體,也可能烘乾、燒焦機體組織。

心室纖維性顫動 當電流通過神經纖維刺激到肌肉時,肌肉即要收縮。心臟本身具有工作過程所需的電動勢,形成心臟各個區域按正確順序有節奏運動的控制電信號。這個電信號的平均電壓為1~1.6mV,心臟的一個博動周期約為0.75s。當通過人體的觸電電流和通過時間超過某個限值時,心臟正常博動的電信號便受到干擾而被打亂。這樣,心臟便不能再進行強有力的收縮而出現心肌震動,這就是醫學上所稱的「心室纖維顫動」。若這種顫動不及時消除,很快會導致心臟停搏,造成死亡。用高壓電脈消除顫動的裝置稱為心臟除顫器。低壓情況下(110 or 230 V ),工頻電流(60Hz)引起心室纖維顫動的最低電流是60mA,對於直流電則需要300-500mA。如果觸電電流直接流經心臟,則大約1mA的電流(DC or AC)就可能導致心室纖維顫動。 

神經干擾 電流能干擾神經控制(尤其是對心臟和肺的控制),因為神經元的神經控制基於電荷(電流)傳遞。經歷多次觸電事故或嚴重觸電事故而倖免於死的人,事實證明會遺留下神經系統疾病。觸電電流迴路經過心臟時,當電流達到某值,會使人立刻喪失意識。  


治療

如果遇到觸電情況,要沉著冷靜、迅速果斷地採取應急措施。針對不同的傷情,採取相應的急救方法,爭分奪秒地搶救,直到醫護人員到來。

觸電急救的要點是動作迅速,救護得法。發現有人觸電,首先要使觸電者儘快脫離電源,然後根據具體情況,進行相應的救治。

1.脫離電源

(1)如開關箱在附近,可立即拉下閘刀或拔掉插頭,斷開電源。

(2)如距離閘刀較遠,應迅速用絕緣良好的電工鉗或有乾燥木柄的利器(刀、斧、鍬等)砍斷電線,或用乾燥的木棒、竹竿、硬塑料管等物迅速將電線撥離觸電者。

(3)若現場無任何合適的絕緣物可利用,救護人員亦可用幾層乾燥的衣服將手包裹好,站在乾燥的木板上,拉觸電者的衣服,使其脫離電源。

(4)對高壓觸電,應立即通知有關部門停電,或迅速拉下開關,或由有經驗的人採取特殊措施切斷電源。

2.對症救治

對於觸電者,可按以下三種情況分別處理:

(1)對觸電後神志清醒者,要有專人照顧、觀察,情況穩定後,方可正常活動;對輕度昏迷或呼吸微弱者,可針刺或掐人中、十宣、湧泉等穴位,並送醫院救治。

(2)對觸電後無呼吸但心臟有跳動者,應立即採用口對口人工呼吸;對有呼吸但心臟停止跳動者,則應立刻進行胸外心臟擠壓法進行搶救。

(3)如觸電者心跳和呼吸都已停止,則須同時採取人工呼吸和俯卧壓背法、仰卧壓胸法、心臟擠壓法等措施交替進行搶救。

俯卧壓背法 被救者俯卧,頭偏向一側,一臂彎曲墊於頭下。救護者兩腿分開,跪跨於病人大腿兩側,兩臂伸直,兩手掌心放在病人背部。拇指靠近脊柱,四指向外緊貼肋骨,以身體重量壓迫病人背部,然後身體向後,兩手放鬆,使病人胸部自然擴張,空氣進入肺部。按照上述方法重複操作,每分鐘16~20次。

仰卧壓胸法 被救者仰卧,背後放上一個枕墊,使胸部突出,兩手伸直,頭側向一邊。救護者兩腿分開,跪跨在病人大腿上部兩側,面對病人頭部,兩手掌心壓放在病人的胸部,大拇指向上,四指伸開,自然壓迫病人胸部,肺中的空氣被壓出。然後把手放鬆,病人胸部依其彈性自然擴張,空氣進入肺內。這樣反覆進行,每分鐘16~20次。

心臟擠壓法 觸電者心跳停止時,必須立即用心臟擠壓法進行搶救,具體方法如下。

(1)將觸電者衣服解開,使其仰卧在地板上,頭向後仰,姿勢與口對口人工呼吸法相同。

(2)救護者跪跨在觸電者的腰部兩側,兩手相疊,手掌根部放在觸電者心口窩上方,胸骨下1/3處。

(3)掌根用力垂直向下,向脊背方向擠壓,對成人應壓陷3~4cm,每秒鐘擠壓1次,每分鐘擠壓60次為宜。

(4)擠壓後,掌根迅速全部放鬆,讓觸電者胸部自動復原,每次放鬆時掌根不必完全離開胸部。

上述步驟反覆操作。如果觸電者的呼吸和心跳都停止了,應同時進行口對口人工呼吸和胸外心臟擠壓。如果現場僅一人搶救,兩種方法應交替進行。每次吹氣2~3次,再擠壓10~15次。   

預防

物理預防措施:

(1)直接觸電的預防

直接觸電的預防措施有以下3種。

絕緣措施。良好的絕緣是保證電氣設備和線路正常運行的必要條件,是防止觸電事故的重要措施。選用絕緣材料必須與電氣設備的工作電壓、工作環境和運行條件相適應。不同的設備或電路對絕緣電阻的要求不同。例如:新裝或大修後的低壓設備和線路,絕緣電阻不應低於0.5MΩ;運行中的線路和設備,絕緣電阻要求每伏工作電壓lkΩ以上;高壓線路和設備的絕緣電阻不低於每伏1000MΩ。

屏護措施。採用屏護裝置,如常用電器的絕緣外殼、金屬網罩、金屬外殼、變壓器的遮欄、柵欄等將帶電體與外界隔絕開來,以杜絕不安全因素。凡是金屬材料製作的屏護裝置,應妥善接地或接零。

間距措施。為防止人體觸及或過分接近帶電體,在帶電體與地面之間、帶電體與其他設備之間,應保持一定的安全間距。安全間距的大小取決於電壓的高低、設備類型、安裝方式等因素。

(2)間接觸電的預防

間接觸電的預防措施有以下3種。

加強絕緣。對電氣設備或線路採取雙重絕緣的措施,可使設備或線路絕緣牢固,不易損壞。即使工作絕緣損壞,還有一層加強絕緣,不致發生金屬導體裸露造成間接觸電。

電氣隔離。採用隔離變壓器或具有同等隔離作用的發電機,使電氣線路和設備的帶電部分處於懸浮狀態。即使線路或設備的工作絕緣損壞,人站在地面上與之接觸也不易觸電。

必須注意,被隔離迴路的電壓不得超過500V,其帶電部分不能與其他電氣迴路或大地相連。

自動斷電保護。在帶電線路或設備上採取漏電保護、過流保護、過壓或欠壓保護、短路保護、接零保護等自動斷電措施,當發生觸電事故時,在規定時間內能自動切斷電源起到保護作用。

其他預防措施:

(1)加強用電管理,建立健全安全工作規程和制度,並嚴格執行。

(2)使用、維護、檢修電氣設備,嚴格遵守有關安全規程和操作規程。

(3)盡量不進行帶電作業,特別在危險場所(如高溫、潮濕地點),嚴禁帶電工作;必須帶電工作時,應使用各種安全防護工具,如使用絕緣棒、絕緣鉗和必要的儀錶,戴絕緣手套,穿絕緣靴等,並設專人監護。

(4)對各種電氣設備按規定進行定期檢查,如發現絕緣損壞、漏電和其他故障,應及時處理;對不能修復的設備,不可使用其帶「病」進行,應予以更換。

(5)根據生產現場情況,在不宜使用380/220伏電壓的場所,應使用12~36伏的安全電壓。

(6)禁止非電工人員亂裝亂拆電氣設備,更不得亂接導線。

(7)加強技術培訓,普及安全用電知識,開展以預防為主的反事故演習。  

參考文獻

  • 《物理學》
  • 《內科學》人民衛生出版社第七版醫學教材.陸再英主編

注:僅供參考,身體疾病請咨詢專業醫生。

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