全文来源:百度文库《人是怎么被电死的》 。感谢原作者。


一、 问题的提出

人是怎么被电死的? 人将火线与地面连接形成回路使得电流通过人体。直接的想法,电流杀人的手段, 一是其热效应活生生将人烧死,二是人体组织器官发生痉挛, 呼吸心跳停止,或者神经系统遭到破坏。 全国每年约有 3000 人触电死亡, 他们都是怎么死的? 电影中常有人被高压电烧成焦尸的桥段,这样的情形在生活中是否会出现? 电流各要素对人体的作用究竟怎样?

二、电流

人体对 0.5 毫安以下的工频电流一般是没有感觉的。实验资料表明,对不同的人引起感觉的最小电流是不一样的,成年男性平均约为 1.01 毫安,成年女性约为 0.7 毫安,这一数值称为感知电流。这时人体由于神经受刺激而感觉轻微刺痛。同样,不同的人触电后能自主摆脱电源的最大电流也不一样,成年男性平均为 16 毫安,成年女性为 10.5 毫安,这个数值称为摆脱电流。

一般人体通过电流后,人体对电流的反应情况如表(1)

电流(安) 人体的反应
交流电(50-60Hz) 直流电
0.006-0.0015 手指开始感觉麻刺 没有感觉
0.002-0.003 手指强烈麻刺 没有感觉
0.005-0.007 手指肌肉痉挛 有麻痛或灼热的感
0.008-0.010 手摆脱电极已感困
难,但一般尚能摆脱; 手
指及手节处已有剧痛
灼热增烈
0.020-0.025 手迅速麻痹,不能自
动摆脱电极,剧痛、呼吸
困难
灼热更加增烈,产生
不强烈的肉痉挛感觉
0.050-0.080 呼吸困难,心房开始
震颤
强烈灼痛,手的肌肉
痉挛,呼吸困难
0.090-0.100 持续 3 秒或更多时
间时心脏麻痹,心房停止
跳动

一般情况下, 8-10 毫安以下的工频电流, 50 毫安以下的直流电流可以当作人体允许的安全电流,但这些电流长时间通过人体也是有危险的。在装有防止触电的保护装置的场合,人体允许的工频电流约 30 毫安,在空中,可能因造成严重二次事故的场合,人体允许的工频电流应按不引起强烈痉挛的 5 毫安考虑。

三、电阻

一般在干燥环境中,人体电阻大约在 2000 欧-20 兆欧范围内;皮肤出汗时,约为 1000 欧左右;皮肤有伤口时,约为 800 欧左右。 人体阻抗不是纯电阻,主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值。 一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻,约 10 万欧。当电压在 500-1000 伏时,这一电阻便下降为 1000 欧。表皮具有这样高的电阻是因为它没有毛细血管。手指的皮肤还有角质层,角质层的电阻值更高,而不经常摩擦部位的皮肤的电阻值是最小的。一般认为,接触到真皮里,一只手臂或一条腿的电阻大约为 500 欧。因此,由一只手臂到另一只手臂或由一条腿到另一条腿的通路相当于一只 1000 欧的电阻。假定一个人用双手紧握带电体,双脚站在水坑里而形成导电回路,这时人体电阻基本上就是体内电阻约为 500 欧。 一般情况下,人体电阻可按 1000-2000欧考虑。

四、电压和频率

安全电压是以人体允许电流与人体电阻的乘积为依据而确定的, 是为了防止触电事故而采用的由特定电源的电压系列。 在正常和故障情况下,任何两导体间任一导体与地之间均不得超过交流( 50-500Hz)有效值 50 伏。

交流电的频率也会对触电死亡率造成影响, 如表(2)

10Hz 25Hz 50Hz 60Hz 100Hz 500Hz
21% 70% 95% 91% 34% 14%

通常用的交流电为 50Hz,从安全角度来看,这种频率对人体最危险。

五、电损伤

电损伤在临床上有两类。其一是全身性损伤,称电击伤。其皮肤损伤轻微,电流进入体内立即传遍全身,主要损伤心脏,引起血液动力学剧烈改变。由此呈现心心悸、眩晕、意识障碍等,可发生电休克、甚至心跳呼吸骤停。

另一类是局部损伤,电流在其传导受阻的组织产生热力,造成组织蛋白凝固或炭化、血栓形成等,称电灼伤。 电灼伤是电流的热效应造成的伤害,分为电流灼伤和电弧烧伤。

电流灼伤是人体与带电体接触,电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。电流灼伤一般发生在低压设备或低压线路上。电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害,分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。前者是带电体与人体之间发生电弧,有电流流过人体的烧伤;后者是电弧发生在人体附近对人体的烧伤,包含熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。直接电弧烧伤是与电击同时发生的。电弧温度高达 8900℃以上,可造成大面积、大深度的烧伤,甚至烧焦、烧掉四肢及其他部位。大电流通过人体,也可能烘干、烧焦机体组织。高压电弧的烧伤较低压电弧严重,直流电弧的烧伤较工频交流电弧严重。发生直接电弧烧伤时,电流进、出口烧伤最为严重,体内也会受到烧伤。与电击不同的是,电弧烧伤都会在人体表面留下明显痕迹,而且致命电流较大。

六、电影能否成真?

通常 10kV 输电线路电流为 400-600A; 110kV 输电线路电流 600-1200A;220kV 输电线路电流为 600-1200A。 现在可以粗略计算一下,如果电流一击将人烧成炭黑, 将会是怎样的情况。

人体组织以水为主, 粗略设其比热容为 C=4000J/kg·℃.对比电弧温度及焚尸炉温, 可以使人组织碳化的温度约为 T=9000℃.一个成年人重 m=70kg,故使其碳化所需的热能至少为 Q=CmT=2.52×109J.人体电阻以 R=1000Ω计,通电时间设定为 T=1s( 如此大的电流已经来不及让人在触电时将手缩回), 假设电流所有能量均用于发热, 则所需电流为\( I= \sqrt{Q/Rt}=1590A\) ,这样的电流只有 500kV 超高压输电( 3000A) 时才能达到。

七、 电椅

从表(1)可以看出,爱迪生证明交流电比直流电危险确实有依据——因此电 椅诞生了。 然而电椅处决犯人并不需要将人烧成渣渣。通电是分段进行的, 当行刑者为电椅通电后,第一束电流通过犯人。这次电击电压介于 1700-2400V,电流介乎 5-8A,持续时间 15-60 秒。理论上,电流通过脑部,在通电的 1/240 秒内已经完全损毁神经系统,使犯人陷入昏迷状态,感受不到随后的痛苦。强大的电流将对犯人的各个脏器造成致命性的损伤,导致犯人死亡。某些州在短时间的高电压电流电击之后稍停片刻,施以电压在 220~250V 不等的电流,持续作用 1 分钟以上,目的在于完全摧毁犯人器脏。一次完整的电击过程结束后,医生上前检查犯人生命体征,若犯人仍有生命迹象,则整个电击过程将重复,直至犯人无生命迹象。然而处死后的犯人全身皮肤发红,即便电击过程只有一次,在部分部位仍呈现轻微烧伤现象, 尸体温度可达 140 华氏度。

使用电流处死犯人具有极高的不确定性。许多次行刑过程并不如计划般顺利。上千伏特的电流有时不能马上让犯人陷入昏迷状态,而犯人则感受到全身的痛苦。变压器有时也会停止工作,而导致行刑过程停顿。某些情况下需要多次电击才能夺去犯人性命,而最后行刑室会充满烧焦的味道,而尸体则会有重度烧伤等表现。曾经出现过通电产生热量太大使致犯人身上起火的意外。 因而当注射死刑被发明之后,椅被逐步淘汰。

八、珍爱生命,安全用电

统计资料表明,发生触电事故的主要原因有以下几种:

1. 缺乏电器安全知识;
2. 违反操作规程;
3. 设备不合格、 设备失修;
4. 其他偶然原因;

发生触电事故时,在保证救护者本身安全的同时,必须首先设法使触电者迅速脱离电源,然后进行以下抢修工作。

1. 解开妨碍触电者呼吸的紧身衣服。
2. 检查触电者的口腔,清理口腔的粘液,如有假牙,则取下。
3. 立即就地进行抢救,如呼吸停止,采用口对口人工呼吸法抢救,若心脏停止跳动或不规则颤动,可进行人工胸外挤压法抢救。决不能无故中断。 

如果现场除救护者之外,还有第二人在场,则还应立即进行以下工作:

1. 提供急救用的工具和设备。
2. 劝退现场闲杂人员。
3. 保持现场有足够的照明和保持空气流通。
4. 向领导报告,并请医生前来抢救。

实验研究和统计表明,如果从触电后 1 分钟开始救治,则 90%可以救活;如果从触电后 6 分钟开始抢救,则仅有 10%的救活机会;而从触电后 12 分钟开始抢救,则救活的可能性极小。因此当发现有人触电时,应争分夺秒,采用一切可能的办法。


 

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