第一節 電流對人體的危害
電流對人體作用的規律，可用來定量地分析觸電事故，也可以運用這些規律，科學地評價一些防觸電措施和設施是否完善、科學地評定一些電氣產品是否合格等。
一、作用機理
電流通過人體時破壞人體內細胞的正常工作，主要表現為生物學效應。電流作用人體還包含有熱效應、化學效應和機械效應。
電流的生物學效應主要表現為使人體產生刺激和興奮行為，使人體活的組織發生變異，從一種狀態變為另外一種狀態。電流通過肌肉組織，引起肌肉收縮。由于電流引起神經細胞激動，產生脈沖形式的神經興奮波，當這興奮波迅速地傳到中樞神經系統后，后者即發出不同的指令，使人體各部作相應的反應，因此，當人體觸及帶電體時，一些沒有電流通過的部位也可能受到刺激，發生強烈的反應，重要器官的工作可能受到破壞。
在活的機體上，特別是肌肉和神經系統，有微弱的生物電存在。如果引入局外電流，生物電的正常規律將受到破壞，人體也將受到不同程度的傷害。
電流通過人體還有熱作用。電流所經過的血管、神經、心臟、大腦等器官將因為熱量增加而導致功能障礙。
電流通過人體，還會引起機體內液體物質發生離解、分解導致破壞。
電流通過人體，還會使機體各種組織產生蒸汽，乃至發生剝離、斷裂等嚴重破壞。
二、作用征象
小電流通過人體，會引起麻感、針刺感、壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、呼吸困難、血壓異常、昏迷、心律不齊、窒息、心室顫動等癥狀。數安以上的電流通過人體，還可能導致嚴重的燒傷。
小電流電擊使人致命的最危險、最主要的原因是引起心室顫動。麻痹和中止呼吸、電休克雖然也可能導致死亡，但其危險性比引起心室顫動要小得多。發生心室顫動時，心臟每分鐘顫動1000次以上，但幅值很小，而且沒有規則，血液實際上中止循環。心室顫動能夠持續的時間是不會太長的。在心室顫動狀態下，如不及時搶救，心臟很快將停止跳動，并導致生物性死亡。當人體遭受電擊時，如果有電流通過心臟，可能直接作用于心肌，引起心室顫動；如果沒有電流通過心臟，亦可能經中樞神經系統反射作用于心肌，引起心室顫動。
由于電流的瞬時作用而發生心室顫動時，呼吸可能持續2～3分鐘。在其喪失知覺之前，有時還能叫喊幾聲、有的還能走幾步。但是，由于其心臟已進入心室顫動狀態，血液已中止循環，大腦和全身迅速缺氧，病情將急劇惡化，如不及時搶救，很快將導致生物性死亡。
三、作用因素
不同的人于不同的時間、不同的地點與同一根導線接觸，后果將是千差萬別的。這是因為電流對人體的作用受很多因素的影響。
1．電流大小的影響
通過人體的電流越大，人的生理反應和病理反應越明顯，引起心室顫動所用的時間越短，致命的危險性越大。按照人體呈現的狀態，可將預期通過人體的電流分為三個級別。
(1)感知電流 在一定概率下，通過人體引起人有任何感覺的最小電流(有效值，下同)稱為該概率下的感知電流。概率為50％時，成年男子平均感知電流約為1．1mA，成年女子約為0．7mA。
感知電流一般不會對人體構成傷害，但當電流增大時，感覺增強，反應加劇，可能導致墜落等二次事故。
(2)擺脫電流 當通過人體的電流超過感知電流時，肌肉收縮增加，刺痛感覺增強，感覺部位擴展。當電流增大到一定程度時，由于中樞神經反射和肌肉收縮、痙攣，觸電人將不能自行擺脫帶電體。在一定概率下，人觸電后能自行擺脫帶電體的最大電流稱為該概率下的擺脫電流。
擺脫電流是人體可以忍受，一般尚不致造成不良后果的電流。電流超過擺脫電流以后，會感到異常痛苦、恐慌和難以忍受；如時間過長，則可能昏迷、窒息，甚至死亡。因此，可以認為擺脫電流是有較大危險的界限。
(3)室顫電流 通過人體引起心室發生纖維性顫動的最小電流稱為室顫電流。電擊致死的原因是比較復雜的。例如，高壓觸電事故中，可能因為強電弧或很大的電流導致的燒傷使人致命；低壓觸電事故中，正如前面說過的，可能因為心室顫動，也可能因為窒息時間過長使人致命。一旦發生心室顫動，數分鐘內即可導致死亡。因此，在小電流(不超過數百毫安)的作用下，電擊致命的主要原因，是電流引起心室顫動。因此，可以認為室顫電流是短時間作用的最小致命電流。
2．電流持續時間的影響
電擊持續時間越長，則電擊危險性越大。其原因有四。
(1)電流持續時間越長，則體內積累局外電能越多，傷害越嚴重，表現為室顫電流減小。
(2)心電圖上心臟收縮與舒張之間約0．2s的T波(特別是T波的前半部)，是對電流最為敏感的心臟易損期(易激期)。電擊持續時間延長，必然重合心臟易損期，電擊危險性增大。
(3)隨著電擊持續時間的延長，人體電阻由于出汗、擊穿、電解而下降，如接觸電壓不變，流經人體的電流必然增加，電擊危險性隨之增大。
(4)電擊持續時間越長，中樞神經反射越強烈，電擊危險性越大。
3．電流途徑的影響
人體在電流的作用下，沒有絕對安全的途徑。電流通過心臟會引起心室顫動及至心臟停止跳動而導致死亡：電流通過中樞神經及有關部位，會引起中樞神經強烈失調而導致死亡；電流通過頭部，嚴重損傷大腦，亦可能使人昏迷不醒而死亡；電流通過脊髓會使人截癱，電流通過人的局部肢體亦可能引起中樞神經強烈反射而導致嚴重后果。
流過心臟的電流越多、電流路線越短的途徑是電擊危險性越大的途徑。可用心臟電流因數粗略衡量不同電流途徑的危險程度。心臟電流因數是表明電流途徑影響的無量綱系數。如通過人體左手至腳途徑的電流I0與通過人體某一途徑的電流I引起心室顫動的危險性相同，則該途徑的心臟電流因數為不同途徑的心臟電流因數.[NextPage]
4．電流種類的影響
不同種類電流對人體傷害的構成不同，危險程度也不同，但各種電流對人體都有致命危險。
(1)直流電流的作用 在接通和斷開瞬間，直流平均感知電流約為2mA。300mA以下的直流電流沒有確定的擺脫電流值；300mA以上的直流電流將導致不能擺脫或數秒至數分鐘以后才能擺脫帶電體。電流持續時間超過心臟搏動周期時，直流室顫電流為交流的數倍；電流持續時間200ms以下時，直流室顫電流與交流大致相同。
(2)100Hz以上電流的作用 通常引進頻率因數評價高頻電流電擊的危險性。頻率因數是通過人體的某種頻率電流與有相應生理效應的工頻電流之比。100Hz以上電流的頻率因數都大于1。當頻率超過50Hz時，頻率因數由慢至快，逐漸增大。
感知電流、擺脫電流與頻率的關系可按圖1—1確定。圖中，1、2、3為感知電流曲線，1線感知概率為0．5％、2線感知概率為50％、3線感知概率為99．5％；4、5、6為擺脫電流曲線，擺脫概率分別為99．5％、50％和99．5％。
(3)沖擊電流的作用 沖擊電流指作用時間不超過0．1～10ms的電流，包括方脈沖波電流、正弦脈沖波電流和電容放電脈沖波電流。沖擊電流對人體的作用有感知界限、疼痛界限和室顫界限，沒有擺脫界限。沖擊電流的疼痛界限常用比能量I2t表示。在電流流經四肢、接觸面積較大的情況下，疼痛界限為50×10－6～10×10－6A2s。對于左手一雙腳的電流途徑，沖擊電流的室顫界限見圖1—2。圖中，c1以下是不發生室顫的區域；c1與c2之間是低度(概率5％以下)室顫危險的區域；c2與c3之間是中等(概率50％)室顫危險的區域；c3以上是高度(概率50％以上)室顫危險的區域。
5．個體特征的影響
身體健康、肌肉發達者擺脫電流較大；室顫電流約與心臟質量成正比。患有心臟病、中樞神經系統疾病、肺病的人電擊后的危險性較大。精神狀態和心理因素對電擊后果也有影響。女性的感知電流和擺脫電流約為男性的2／3。兒童遭受電擊后的危險性較大。
6．人體電阻的影響
人體觸電時，流過人體的電流(當接觸電壓一定時)由人體的電阻值決定，人體電阻越小，流過人體的電流越大，也就越危險。
人體電阻主要包括人體內部電阻和皮膚電阻。人體內部組織的電阻，雖然是不穩定的，但有一個共同的特點，就是電阻值與外加電壓的大小基本上沒有關系。一般人的平均電阻值是1000～1500Ω。
當皮膚有損壞時，則皮膚的絕緣層被擊穿，人體電阻就只剩下內部電阻了。
潮濕、出汗、導電的化學物質和塵埃(如金屬或炭質粉末)等都能使皮膚的電阻顯著下降。若皮膚上有汗水，電阻就會變得很低，電流對人體的作用就會增大。
環境溫度對人體的電阻也有很大影響。實驗得知，人體在周圍溫度為45℃時的電阻較在18℃時減小一半以上。一個人若在45℃的環境中停留1h，他的電阻就會比作短時間停留時小，當他回到低溫的環境中時，電阻又會突然增大。
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