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150Hz电流对人体伤害最大，为什么交流电采用50Hz调查报告时间：2011年6月10日调查人：xxx过程：寻问、实验室、查资料目的：通过我的报告让人们了解为什么交流电采用50Hz。电力系统中使用50Hz交流电是许多人都知道的，但50Hz电流对人体伤害最大，为什么要用50Hz交流电就有不少人不知道了。针对这一情况，我利用实验室、课外活动进行探究，研究如下：一、为什么使用交流电。电是发电机发出的，当远距离的用户想用电时，如果利用低压输送，损耗是很大的。提高电压是降低损耗的好办法。但直流电变压是很困难的，（——变压器的原理是变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。直流电没有变化的磁场，也没有变化的电场，不能在直流电路中使用，否则马上饱和。）而交流电却很方便，只要用变压器就能办到。电压越高，电能输送的距离就可以越远，也最经济，因此就出现了超高压输电。但谁家也不会用超高压，例如：将220kV的电压引到家中，还必须用变压器将它降低，变成低压，才可以2引入千家万户，交流电可以很方便地由低压变为高压，由高压变为低压，所以交流电就被采用了。二、50Hz电流对人体伤害情况。电流对人体的危害与通过人体的电流强度、持续时间、电压、频率、人体电阻、通过人体的途径以及人体的健康状况等因素相关，而且各种因素之间有着十分密切的联系。当电流流经人体时，会产生不同程度的刺痛和麻木，并伴随不自觉的皮肤收缩。肌肉收缩时，胸肌、膈肌和声门肌的强烈收缩会阻碍呼吸，而使触电者死亡。电流通过中枢神经系统的呼吸控制中心可使呼吸停止。电流通过心脏造成心脏功能紊乱，即室性纤颤，会使触电者因大脑缺氧而迅速死亡。1．电流强度对人体的影响通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，感觉越强烈，从而引起心室颤动所需的时间越短，致命的危险就越大。不同电流强度对人体的影响根据电流通过人体所引起的感觉和反应不同可将电流3分为：(1)感知电流。引起人的感觉最小电流称为感知电流。实验资料表明，对于不同的人，感知电流也不相同，成年男性平均感知电流约为1．1mA；成年女性约为0．7mA。(2)摆脱电流。人触电以后能自主摆脱电源的最大电流称为摆脱电流。实验资料表明，对于不同的人，摆脱电流也不相同：成年男性的平均摆脱电流约为16mA；成年女性平均摆脱电流约为10．5mA。成年男性最小摆脱电流约为9mA；成年女性的最小摆脱电流约为6mA。最小摆脱电流是按99．5％的概率考虑的。(3)致命电流。在较短时间内危及生命的最小电流称为致命电流。在电流不超过数百毫安的情况下，电击致死的主要原因是电流引起的心室颤动或窒息造成的。因此，可以认为引起心室颤动的电流即为致命电流。2．电流通过人体的持续时间对人体的影响随着电流通过人体时间的延长，由于人体发热出汗和电流对人体的电解作用，使人体电阻逐渐降低，在电源电压一定的情况下，会使电流增大，对人体组织的破坏更加厉害，后果更为严重；另一方面，人的心脏每收缩扩张一次，中间约有0．1s的间隙，在这0．1s过程中，心脏对电流最敏感，若电流在这一瞬间通过心脏，即使电流很小(只有几十毫安)，也会引起心脏颤动。因此，通电时间越长，重合这段时间的可能性越大，危险性就越大。3．作用于人体的电压对人体的影响4当人体电阻一定时，作用于人体的电压越高，则通过人体的电流越大。实际上，通过人体的电流强度，并不与作用在人体的电压成正比。这是因为随着人体电压的升高，人体电阻急剧下降，致使电流迅速增加，而对人体的危害更为严重。当220～1000V工频电压(50Hz)作用于人体时，通过人体的电流可同时影响心脏和呼吸中枢，引起呼吸中枢麻痹，使呼吸和心脏跳动停止。更高的电压还可能引起心肌纤维透明性变，甚至引起心肌纤维断裂和凝固性变。4．电源频率对人体的影响常用的50～60Hz工频交流电对人体的伤害最为严重，频率偏离工频越远，交流电对人体伤害越轻。在直流和高频情况下，人体可以耐受更大的电流值，但高压高频电流对人体依然是十分危险的，各种电源频率下的死亡率如表3—2所示。表3—2各种电源频率下的死亡率综上可见：50Hz电流对人体伤害最大。三、为什么交流电采用50Hz。通过调查说法有三种：说法之一：(1)眼对光的感觉是有惯性的。如果由5Hz的电来照明，那么灯将是一灭一亮的闪烁，给人是一种错乱的感觉——应该不是错乱，而是直接疯掉！！！电影每秒是24格。电影最重要的原理是“视觉暂留”。科学实验证明，人眼在某个5视像消失后，仍可使该物像在视网膜上滞留0.1－0.4秒左右。电影胶片以每秒24格画面匀速转动，一系列静态画面就会因视觉暂留作用而造成一种连续的视觉印象，产生逼真的动感。也就是5Hz的电，变化的时间已经大于人眼的惯性时间。如果提高其变化的频率，到20～30Hz的时候，人眼就感觉不到灯的闪烁了。从这一点来说，30Hz就是一个合适的频率下限。(2)频率的下限有了，上限要多少呢?上限并没有象下限那样明确。但也不是越高越好，太高也会发生问题，如使用2000Hz的话就会发生以下问题：①一切电机中的铁损将增加40～1600倍，其中一切部分以噪声的形式而损失掉。②输电线将会对电话线发生感应噪声，电话无法听。此外还会发生别的问题，(3)1900年英国当时定的电力系统中发电机最快的转速是3000r/min，对应的频率就是50Hz。(4)50是一个整齐的数字，便于运算、记忆。鉴于以上理由就采用了50Hz的频率。但随着技术的进步，采用的频率有升高的倾向，例如美国根据欧洲的经验，就采用了60Hz。说法之二：频率的高或低，各有利弊．频率提高，可使发电机和变压器的铜材、钢材耗用量减少，重量轻，成本低．但会使电气设备和输电线路的感抗增大，容抗减少，损耗增大，从而6降低了输电效率．频率过低，会使电气设备用料增多，重量大，成本高，还会使电灯光闪烁明显．考虑到各种因素，经过技术经济比较，证明交变电流频率采用50Hz、60Hz比较适宜．飞机上的交流电源，其频率采用400Hz，这样可以使电气设备重量大大减轻。说法之三：电流频率对电击伤害程度有很大影响。50Hz的工频交流电，对设计电气设备比较合理，但是这种频率的电流对人体触电伤害程度也最严重。60Hz的工频交流电,对设计电气设备有难度,需要一定的技术含量.但这样的设计首要考虑的是人类用电安全方面。四、防止人身伤害的技术措施人身触电事故的发生，一般不外乎以下两种情况：一是人体直接触及或过分靠近电气设备的带电部分；二是人体碰触平时不带电，但因绝缘损坏而带电的金属外壳或金属构架。针对这两种人身触电情况，必须从电气设备本身采取措施以及在从事电气工作时采取妥善的保证人身安全的技术措施和组织措施。(一)保护接地和保护接零电气设备的保护接地和保护接零是为防止人体触及绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。保护接地是将电气设备的金属外壳与接地体相连接。应用于中性点不接地的三相三线制系统中。保护接零是将电气设备的7金属外壳与变压器的中性线相连接。应用于中性点不接地的三相四线制系统中。保护接地和保护接零是电气安全技术中的重要内容。(二)安全电压国际电工委员会规定安全电压(即接触电压限定值)为50V，并规定25V以下者不需考虑防止直接电击的安全措施。(三)触电保护装置防止由漏电引起触电事故和防止单相触电事故，以及由漏电引起的火灾事故以及监视或切除一相接地故障。(四)保证安全的组织措施(1)凡电气工作人员必须精神正常，身体无妨碍工作的病症，熟悉本职业务，并经考试合格。另外，还要学会紧急救护法，特别是触电急救。(2)在电气设备上工作，应严格遵守工作票制度、操作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度。(3)把好电气工程项目的设计关、施工关，合理设计，正确选型，电气设备质量应符合国家标准和有关规定，施工安装应符合规程要求。(五)保证安全的技术措施(1)在全部停电或部分停电的电气设备或线路上工作，必须完成停电、验电、装设接地线、挂标示牌和装设遮栏等技术措施。(2)工作人员在进行工作时，正常活动范围与带电设备8的距离应不小于表3—6的规定。(3)电气安全用具。为了防止电气人员在工作中发生触电、电弧灼伤、高空摔跌等事故，必须使用经试验合格的电气安全工具，如绝缘棒、绝缘夹钳、绝缘挡板、绝缘手套、绝缘靴、绝缘鞋、绝缘台、绝缘垫、验电器、高压核相器、高低压型电流表等；还应使用一般防护安全工具，如携带型接地线、临时遮栏、警告牌、护目镜、安全带等。