了解接觸電流的原理首先應(yīng)該了解接觸電流的定義,所謂接觸電流是指在正常條件下或故障條件下接觸一個或多個可觸及件時流過人體的電流(接觸電流原來包含在術(shù)語“泄漏電流”定義內(nèi)).電流通過人體的效應(yīng)是研究電擊防護措施和安全標準的基本依據(jù)之一,國內(nèi)外科研人員對此進行了長期的大量的實驗研究工作,IEC479《電流通過人體的效應(yīng)》是最具權(quán)威性的研究成果.為了更好地幫助讀者理解并掌握接觸電流測試方法,本文在此先介紹關(guān)于人體阻抗及電流對人體的影響的一些基本概念.
一、人體阻抗
電流通過人體的路徑確定之后,觸電的危險主要取決于電流的量值和持續(xù)時間.研究表明,人體阻抗即人體電流和接觸電壓之間呈非線性關(guān)系,且取決于實際電流通路、接觸電壓、通電時間、頻率、皮膚潮濕度、接觸表面積、壓力和溫度等諸多因素.人體阻抗由內(nèi)阻抗和皮膚阻抗組成.
①人體內(nèi)阻抗(Zi)
即與兩個電極相接觸的人體兩個部分之間除去皮膚阻抗的阻抗.人體內(nèi)阻抗存在較小的容性分量,大部分可認為是阻性的,與接觸表面積關(guān)系不大.
② 皮膚阻抗(Zp)
是皮膚上的電極與皮下導電組織之間的阻抗.接觸電壓和電流頻率是影響皮膚阻抗的重要因素.當交流接觸電壓小于50V時,皮膚阻抗值變化較大;當接觸電壓大于50V時,皮膚阻抗值大大降低.
由于皮膚容性分量的存在,皮膚阻抗隨著頻率的增加而降低.
③ 人體總阻抗(ZT)
--- 50/60Hz正弦交流時的ZT
人體總阻抗是人體內(nèi)阻抗與皮膚阻抗的向量和,由阻性和容性分量組成.在接觸電壓為50V以下時,由于皮膚阻抗Zp的變化較大,使人體總阻抗具有很大變化.隨著接觸電壓進一步增高,人體阻抗值將趨近于內(nèi)阻抗Zi.
--- 20kHz及以下正弦交流時的ZT
由于皮膚電容的影響,人體總阻抗隨著頻率增加而下降.當頻率大于5kHz時將接近人體內(nèi)電阻Zi.
--- 直流電流時的阻抗(RT)
當接觸電壓為150V及以下時,由于皮膚的阻塞作用,人體直流總電阻RT比交流人體總阻抗要高.
④ 人體初始電阻值R0
人體初始電阻值R0是接觸電壓出現(xiàn)的瞬間,限制電流峰值的電阻.當電流通路為手到手或手到腳時,在大接觸面積條件下,無論是交流50/60Hz,還是直流時,多數(shù)人的人體初始電阻為500Ω.