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摘 要:电流损伤在我国十分多见,电击致人死亡是通过电流发生作用而非电压,实际生活中往往只注意电压而忽视电流导致悲剧的发生,当人处特殊环境时电阻发生改变,而让安全电压变得不安全。
关键词:电压;死亡;分析
案情:某年夏天,透风很差的厂房内,两名电焊工人坐在金属支架上,焊接钢瓦和铁梁,操作工仅着短裤和鞋,全身多汗,右手握电焊把,转身时突喊有电,即昏厥,同时副手两下肢感到麻木感,操作工经抢救后死亡。
现场:金属支架接地良好,最上层银白色金属底板上有0.5×0.5cm棕黄色区,检测电焊机,输出电压36伏,配电盘处漏电保护器未动作,用灯泡作触地试验时,漏电保护器工作正常,电焊把处电线橡胶皮断裂,电线过度弯曲时,导线外露可接触人体。
尸检:死者左前臂挠侧中下三分之一处,有一0.8×0.5cm的电流斑,类圆形,周边呈灰白色隆起,质硬,底部呈灰褐色,右外踝处有一0.8×0.7cm电流斑,类圆形,呈灰褐色。胸腹各脏器淤血,心肌纤维广泛性断裂,心血暗红色。
事件重建:死者右手握电焊把,转身时焊把转动电线过分弯曲,胶皮断裂处导线外露接触左前臂,因身体坐在支架上且脚穿鞋,右外踝处接触支架金属底板,形成电流回路,又因全身汗多,人体电阻减小,电流强度大,流经出入口遗留两处电流斑,并在银白色金属板上遗留高温后棕黄色区,流经心脏导致心室纤颤而死亡。
讨论:
(1)36伏被视为安全电压,多数人认为该数值电压不能致人死亡,工头认为死亡另有它因,且现场用左右手握住电焊机输出两端,未引起触电死亡。电流对人体损伤,取决于电压、人体电阻所决定的电流强度、电流频率以及流经人体的途径。交流电中,以50~60赫兹的生活用电对人体损害最大,而直流电无频率,其对人体损害仅与电流强度和通过人体途径有关,电压恒定时,电流强度取决于人体电阻。总之人体在潮湿状态下,电阻可降至很低,触电电流会数十倍增大,触电危险性增大。
(2)电流以最短距离流经人体,而非以最小电阻路径流过。电击后致人死亡的机理,与电流通过人体心脏或脑干、颈髓时,引发心室纤颤或呼吸麻痹有关。引发心室纤颤与电流强度(I)和通电时间(t)有关,实验证实当触电能量I2t大于0.0135-0.0342(A2s)时,发生心室纤颤的几率大于95%,当触电能量I2t小于0.0135-0.0342(A2s)时,发生心室纤颤的几率小于5%,可见发生心室纤颤仍与个体素质有关,即个体对电流敏感性不同。心电流系数=电流通过某一路径的心电流强度/左手到双脚流过相同电流的心电流强度,比值大,发生心室纤颤危险性大,反之则小。实验证实各路径的心电流系数如下表:
例如:200毫安的直流电,从左手到右手的通过途径,心电流系数为0.4,产生心室纤颤的危险性 ,相当于从左手到右脚200×0.4=80毫安的电流发生的危险性。
(3)直流电对人体的兴奋作用(刺激神经和肌肉,引起心房和心室纤颤),在直流电接通和断开时,即在电流发生变化时,兴奋作用大。而当直流电电流幅度不变时,要产生与交流电相同的兴奋效果,直流电电流幅值要比交流电有效值大2-4倍。触电电流和人体的生理反应见下表(以交流电为例):
电流作用于人体,产生直接损伤(电流极化)和间接损伤(热作用),由产热公式Q=I2Rt知,热作用大小取决于电流强度和电阻以及通电时间,对于出入口处皮肤,实际上在通电后,随热作用破坏皮肤及皮下组织程度,该处皮肤电阻经历一个由大变小,再由小变大的过程。流经电流强度和通电时间相同,因此肉眼观的电流斑形状,取决于电流热作用程度(电阻不同)和导体接触点形状,笔者认为还和该处皮肤耐高温程度有关。另外电流出口会受轻度爆炸作用,而呈裂隙状,具备隆起的边缘又有小皮肤裂口特征。
(4)据以上,我们估算该案中的相关物理数据,人体多汗时,人体电阻降至1000~1200欧,入口为左前臂挠侧,皮肤较薄,出口为右外踝处,电流流经心脏,因此:电流初始值为36/1000-1200=30~36毫安(电流稳定后,相当于7-18毫安的交流电效应)。据电流对人体的生理反应表,人体肌肉痉挛,不能摆脱带电体,电流持续作用产生热损伤,出入口皮肤受损,电阻变小,人体总电阻变小至600-800欧,甚至380欧,流经人体电流增大,最大电流I=36/380-800=450-950毫安,引起心室纤颤,昏迷,入口处皮肤薄、耐高温性差,出口处皮肤相对厚、耐高温性好,留下形状不同的电流斑。因皮下组织凝固坏死,电流斑处电阻增大,电流由大变小,虽然热作用降低,但直流电的电流强度是随电阻变化而不断变化一个动态过程,反而使心脏受损伤危害增大,因此,心室纤颤加重,导致死亡。因此,不难理解包工头手握焊机输出两极而未触电的情况。
该例漏电保护器未发生作用原因:①设定动作时间大于人体触电时间;②漏电范围未超出保护器额定范围。实际工作中,往往会遇到为保证电器设备较少发生自动断电而影响工作,故意采用超范围的漏电保护装置,从而加大事故发生的机率。
关键词:电压;死亡;分析
案情:某年夏天,透风很差的厂房内,两名电焊工人坐在金属支架上,焊接钢瓦和铁梁,操作工仅着短裤和鞋,全身多汗,右手握电焊把,转身时突喊有电,即昏厥,同时副手两下肢感到麻木感,操作工经抢救后死亡。
现场:金属支架接地良好,最上层银白色金属底板上有0.5×0.5cm棕黄色区,检测电焊机,输出电压36伏,配电盘处漏电保护器未动作,用灯泡作触地试验时,漏电保护器工作正常,电焊把处电线橡胶皮断裂,电线过度弯曲时,导线外露可接触人体。
尸检:死者左前臂挠侧中下三分之一处,有一0.8×0.5cm的电流斑,类圆形,周边呈灰白色隆起,质硬,底部呈灰褐色,右外踝处有一0.8×0.7cm电流斑,类圆形,呈灰褐色。胸腹各脏器淤血,心肌纤维广泛性断裂,心血暗红色。
事件重建:死者右手握电焊把,转身时焊把转动电线过分弯曲,胶皮断裂处导线外露接触左前臂,因身体坐在支架上且脚穿鞋,右外踝处接触支架金属底板,形成电流回路,又因全身汗多,人体电阻减小,电流强度大,流经出入口遗留两处电流斑,并在银白色金属板上遗留高温后棕黄色区,流经心脏导致心室纤颤而死亡。
讨论:
(1)36伏被视为安全电压,多数人认为该数值电压不能致人死亡,工头认为死亡另有它因,且现场用左右手握住电焊机输出两端,未引起触电死亡。电流对人体损伤,取决于电压、人体电阻所决定的电流强度、电流频率以及流经人体的途径。交流电中,以50~60赫兹的生活用电对人体损害最大,而直流电无频率,其对人体损害仅与电流强度和通过人体途径有关,电压恒定时,电流强度取决于人体电阻。总之人体在潮湿状态下,电阻可降至很低,触电电流会数十倍增大,触电危险性增大。
(2)电流以最短距离流经人体,而非以最小电阻路径流过。电击后致人死亡的机理,与电流通过人体心脏或脑干、颈髓时,引发心室纤颤或呼吸麻痹有关。引发心室纤颤与电流强度(I)和通电时间(t)有关,实验证实当触电能量I2t大于0.0135-0.0342(A2s)时,发生心室纤颤的几率大于95%,当触电能量I2t小于0.0135-0.0342(A2s)时,发生心室纤颤的几率小于5%,可见发生心室纤颤仍与个体素质有关,即个体对电流敏感性不同。心电流系数=电流通过某一路径的心电流强度/左手到双脚流过相同电流的心电流强度,比值大,发生心室纤颤危险性大,反之则小。实验证实各路径的心电流系数如下表:
例如:200毫安的直流电,从左手到右手的通过途径,心电流系数为0.4,产生心室纤颤的危险性 ,相当于从左手到右脚200×0.4=80毫安的电流发生的危险性。
(3)直流电对人体的兴奋作用(刺激神经和肌肉,引起心房和心室纤颤),在直流电接通和断开时,即在电流发生变化时,兴奋作用大。而当直流电电流幅度不变时,要产生与交流电相同的兴奋效果,直流电电流幅值要比交流电有效值大2-4倍。触电电流和人体的生理反应见下表(以交流电为例):
电流作用于人体,产生直接损伤(电流极化)和间接损伤(热作用),由产热公式Q=I2Rt知,热作用大小取决于电流强度和电阻以及通电时间,对于出入口处皮肤,实际上在通电后,随热作用破坏皮肤及皮下组织程度,该处皮肤电阻经历一个由大变小,再由小变大的过程。流经电流强度和通电时间相同,因此肉眼观的电流斑形状,取决于电流热作用程度(电阻不同)和导体接触点形状,笔者认为还和该处皮肤耐高温程度有关。另外电流出口会受轻度爆炸作用,而呈裂隙状,具备隆起的边缘又有小皮肤裂口特征。
(4)据以上,我们估算该案中的相关物理数据,人体多汗时,人体电阻降至1000~1200欧,入口为左前臂挠侧,皮肤较薄,出口为右外踝处,电流流经心脏,因此:电流初始值为36/1000-1200=30~36毫安(电流稳定后,相当于7-18毫安的交流电效应)。据电流对人体的生理反应表,人体肌肉痉挛,不能摆脱带电体,电流持续作用产生热损伤,出入口皮肤受损,电阻变小,人体总电阻变小至600-800欧,甚至380欧,流经人体电流增大,最大电流I=36/380-800=450-950毫安,引起心室纤颤,昏迷,入口处皮肤薄、耐高温性差,出口处皮肤相对厚、耐高温性好,留下形状不同的电流斑。因皮下组织凝固坏死,电流斑处电阻增大,电流由大变小,虽然热作用降低,但直流电的电流强度是随电阻变化而不断变化一个动态过程,反而使心脏受损伤危害增大,因此,心室纤颤加重,导致死亡。因此,不难理解包工头手握焊机输出两极而未触电的情况。
该例漏电保护器未发生作用原因:①设定动作时间大于人体触电时间;②漏电范围未超出保护器额定范围。实际工作中,往往会遇到为保证电器设备较少发生自动断电而影响工作,故意采用超范围的漏电保护装置,从而加大事故发生的机率。