전기의 위험성 / 인체의 전기적 특성 등

전기의 위험성 / 인체의 전기적 특성 등

 

 

1. 전격에 의한 인체 상해

감전에 의한 사망의 대부분은 감전 사고 발생 직후에 사망하는 것인데, 이는 충전부에 손이 접촉되어 흐르는 전류가 심장을 관통하여 생기는 경우가 많으며 사인의 대부분은 심실 세동에 의한 것이다. 감전이 되었을 경우 심장의 근육은 경련을 일으키며 펌프작용을 정상적으로 하지 못하게 되어 혈액 순환이 정지되므로 호흡도 멈추게 되어 사망하게 된다. 심장과 호흡작용은 서로 밀접한 관계가 있으므로 감전에 따른 의식 불명 시는 즉시 응급처치를 하여야 하며, 구급법으로서는 심장마사지와 인공호흡법 등이 있다.

 

 

2. 전기의 위험성

일반적으로 감전 재해는 다른 재해에 비하여 발생률이 낮으나 일단 재해가 발생하면 치명적인 경우가 많으며, 또한 다행히 생명을 건졌다 하더라도 일생동안 불구가 되는 예가 적지 않다. 이것은 감전되었을 때의 호흡정지, 심장마비, 근육이 수축되는 등의 신체기능 장해와 감전사고에 의한 추락 등으로 인한 2차재해 때문에 일어난다.

 

 

3. 인체의 전기적 특성

전격에 의한 인체의 반응 및 사망의 한계는 그 속성상 인체실험이 어렵고, 또 어떠한 실험결과가 나와도 그것은 검증이 어렵다는 점과 인간의 다양성, 재해당시의 상황변수 등의 이유로 획일적으로 정하기는 어렵지만, 인체의 감전 시 그 위험도는

① 통전전류의 크기

② 통전시간

③ 통전경로

④ 전원의 종류에 의해 거의 결정된다.

인체에 대한 전격의 영향은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데,

첫째는 전기신호가 신경과 근육을 자극해서 정상적인 기능을 저해하며, 호흡정지 또는 심실세동을 일으키는 현상이며,

둘째는 전기에너지가 생체 조직의 파괴, 손상 등의 구조적 손상을 일으킨다.

 

 

4. 통전 전류에 의한 영향

1) 최소 감지전류

상용주파수 60[Hz]의 교류에서 이 값은 2[mA]이하로서 이 정도의 전류로서는 위험이 없다.

 

2) 고통 한계전류

전류의 흐름에 따른 고통을 참을 수 있는 한계 전류로서 교류(상용주파수 60[Hz])에서 성인 남자의 경우 대략 7~8[mA]이다.

 

3) 이탈 전류와 교착 전류(마비 한계전류)

통전 전류가 증가하면 통전 경로의 근육 경련이 심해지고 신경이 마비되어

운동이 자유롭지 않게 되는 한계의 전류를 교착 전류,

운동의 자유를 잃지 않는 최대 한도의 전류를 이탈 전류라 하는데

교류 (상용주파수60[Hz]) 에서 이 값은 대개 10~15[mA]이다.

 

4) 심실세동 전류

심장의 맥동에 영향을 주어 혈액 순환이 곤란하게 되고 끝내는 심장 기능을 잃게 되는 현상을 일반적으로 심실세동이라 하며, 심실세동을 일으킬 때 그대로 방치하면 수분 이내에 사망하게 되므로 즉시 인공호흡을 실시하여야 한다.

 

 

5. 통전 경로의 영향

인체 감전시의 영향은 전류의 경로에 따라 그 위험성이 달라지며, 전류가 심장 또는 그 주위를 통하게 되면, 심장에 영향을 주어 더욱 위험하게 된다.

즉, 인체에 전류가 통과하게 되면, 심실세동이 일어날 수 있는 것은 물론이고, 통전경로에 따라서는 그 보다 낮은 전류에서도 심실세동의 위험성이 있으며 이에 대한 것을 심장전류계수로 나타내면 다음과 같다.

 

 

6. 통전 경로별 심장 전류 계수

'왼손과 가슴(심장)'으로 전류가 통과할 때 가장 위험하고, 오른손보다는 왼손이 통전경로가 되는 경우에 심장을 통과할 가능성이 높으므로 더 위험하다.

①의 경우 위험도 : 53[mA] X 1.5 = 80[mA]

②의 경우 위험도 : 80[mA] X 1.0 = 80[mA]

 

 

7. 접촉 전압의 허용 한계

인체를 통과하는 전류와 인체 저항의 곱이 인체에 가해지는 전압이며, 이것을 접촉전압이라고 하며, 전격의 위험성은 이 접촉전압의 크기와 전격 시간과의 곱에 비례한다.

위험한 장소에서의 안전전압의 한계로 일본의 경우 [전압전로 지락보호지침]에서는 접촉상태에 따라 아래와 같이 제시하고 있다.