第二节 电气事故的种类
电气事故是电气安全技术主要研究和管理的对象。掌握电气事故的特点和分类，对做好电气安全技术工作具有重要的意义。根据能量转换理论的观点，电气事故是电能非正常作用于人体或系统所造成的。根据电能的不同作用形式，可将电气事故分为触电事故、雷电事故、静电事故、电磁辐射事故、电路故障事故等。另外一种分类更加直观，将电气事故分为自然因素产生的和人为因素产生的两大类。自然因素有雷电、静电等；人为因素主要是各种电气系统和设备产生诸如电击、电弧灼伤、电气火灾等。按发生的特征分类，可将电气事故划分为电气事故和电磁污染事故两大类。电气事故具有偶然性的特征，而电磁污染事故具有必然性和持续性的特征。表1-1列出了电气危害的主要种类及原因。
表1-1 电气事故的种类及原因
一、触电事故
触电事故是由电流形式的能量造成的事故。当电流通过人体时，人体直接接受局部电能，会受到不同程度的伤害，这种伤害叫作电击。当电流转换成其他形式的能量（如热能）作用于人体时，人们也会受到不同程度的伤害，这类伤害统称为电伤。
1.电击及其分类
按照发生电击时电气设备的状态，电击可分为直接接触电击和间接接触电击。直接接触电击是触及设备和线路正常运行的带电体发生的电击（如误触接线端子发生的电击），也称为正常状态下的电击。间接接触电击是触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障时意外带电的导体发生的电击（如触及漏电设备的外壳发生的电击），也称为故障状态下的电击。由于二者发生的条件不同，所以防护技术也不相同。
电击是电流通过人体，刺激机体组织，使肌肉非自主地发生痉挛性收缩而造成的伤害，严重时会破坏人的心脏、肺部、神经系统的正常工作，形成危及生命的伤害。电击对人体的效应是由通过的电流决定的，而电流对人体的伤害程度与通过人体的电流强度、种类、持续时间、途径及人体状况等多种因素有关。
按照人体触及带电体的方式，电击也可分为以下几种情况：
（1）单相电击 单相电击是指人体接触到地面或其他接地导体的同时，人体另一部位触及某一相带电体所引起的电击。单相电击的危险程度除与带电体电压高低、人体电阻、鞋和地面状态等因素有关外，还与人体离接地点的距离以及配电网对地运行方式有关。一般情况下，接地电网中发生单相电击比不接地电网中的危险性大。根据国内外的统计资料，单相触电事故占全部触电事故的70%以上。因此，防止触电事故的安全技术措施应将单相电击作为重点。图1-1是单相电击事故示意图。
（2）两相电击 两相电击是指人体离开接地导体，人体某两部分同时触及两相带电的导体所引起的电击。在此情况下，人体所承受的电压为三相系统中的线电压，因电压相对较大，其危险性也较大。应当指出，漏电保护装置对两相电击是不起作用的。图1-2 是两相电击示意图。
（3）跨步电压电击 当电流流入地下时（这一电流称为接地电流），电流自接地体向四周流散（这时的电流称为流散电流），于是接地点周围的土壤中将产生电压降，接地点周围地面将呈现不同的对地电压。接地体周围各点对地电压与至接地体的距离大致保持反比关系。因此，人站在接地点周围时，两脚之间可能承受一定电压，遭受跨步电压电击。
图1-1 单相电击示意
可能发生跨步电压电击的情况有：带电导体特别是高压导体故障接地时，或接地装置流过故障电流时，流散电流在附近地面各点产生的电位差可造成跨步电压电击。正常时有较大工作电流流过接地装置附近，流散电流在地面各点产生的电位差，可造成跨步电压电击。防雷装置遭受雷击或高大设施、高大树木遭受雷击时，极大的流散电流在其接地装置或接地点附近地面产生的电位差，可造成跨步电压电击。
图1-2 两相电击示意
跨步电压的大小受接地电流大小、鞋和地面特征、两脚之间的跨距、两脚的方位以及离接地点的远近等很多因素影响。人的跨距一般按0.8m考虑。图1-3中a、b两人都承受跨步电压。由于对地电位曲线离开接地点由陡而缓的下降特征，a承受的跨步电压高于b承受的跨步电压。当两脚与接地点等距离时（设接地体具有几何对称的特点），两脚之间是没有跨步电压的。因此，离接地点越近，只是有可能承受但并不一定承受越大的跨步电压。由于跨步电压受很多因素的影响，以及由于地面电位分布的复杂性，几个人在同一地带（如同一棵大树下或同一故障接地点附近）遭受跨步电压电击完全可能出现截然不同的后果。
图1-3 对地电位曲线及跨步电压示意
2.电伤及其分类
电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。此伤害多见于机体的外部，往往在机体表面留下伤痕。能够形成电伤的电流通常比较大。电伤属于局部伤害，其伤害程度取决于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等多种伤害，下面分别介绍：
（1）电烧伤 电烧伤是由电流的热效应造成的伤害，是最为常见的电烧伤。大部分触电事故都含有电烧伤成分。电烧伤可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，电能转换成热能而造成的伤害。由于人体与带电体的接触面积一般都不大且皮肤电阻又比较高，因而在皮肤与带电体接触部位产生的热量就较多，因此，皮肤受到的灼伤比体内严重得多。电流越大，通电时间越长，电流途径上的电阻越大，则电流灼伤越严重。由于接近高压带电体时会发生击穿放电，因此，电流灼伤一般发生在低压电气设备上。因电压较低，所以形成电流灼伤的电流不太大。但数百毫安的电流即可造成灼伤，数安的电流则会形成严重的灼伤。在高频电流下，因皮肤电容的旁路作用，有可能发生皮肤仅有轻度灼伤而内部组织却被严重灼伤的情况。
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。直接电弧烧伤发生在带电体与人体之间，是有电流通过人体的烧伤；间接电弧烧伤是发生在人体附近对人体形成的烧伤，以及熔化金属溅落造成的烫伤。
直接电弧烧伤是与电击同时发生的。弧光放电时电流很大，能量也很大，电弧温度高达数千摄氏度，可造成大面积的深度烧伤，严重时能将机体组织烘干、烧焦。电弧烧伤既可以发生在高压系统，也可以发生在低压系统。在低压系统，带负荷（尤其是感应负载）拉开裸露的闸刀开关时，产生的电弧会烧伤操作者的手部和面部；当线路发生短路，开启式熔断器熔断时，炽热的金属微粒飞溅出来会造成烧伤；误操作引起短路也会导致电弧烧伤等。在高压系统，由于误操作，会产生强烈的电弧，造成严重的烧伤；人体过分接近带电体，其间距小于放电距离时，直接产生强烈的电弧，造成电弧烧伤，严重时会因电弧烧伤而死亡。
在全部电烧伤的事故当中，大部分事故发生在电气维修人员身上。因此，预防电烧伤事故具有重要的意义。
（2）电烙印 电烙印是电流通过人体后，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕，如同烙印。斑痕处皮肤呈现硬变，表层坏死，失去知觉。
（3）皮肤金属化 皮肤金属化是在电弧高温的作用下，金属熔化、汽化，金属微粒渗入皮肤，使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。
（4）机械损伤 机械损伤多数是电流作用于人体时，人的中枢神经反射使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。其损伤包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂以及关节脱位乃至骨折等。
（5）电光眼 电光眼是发生弧光放电时，红外线、可见光、紫外线对眼睛造成的伤害。在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因是紫外线。电光眼表现为角膜炎或结膜炎。
尽管触电事故只是电气事故中的一种，但触电事故是最常见的电气事故，而且大部分触电事故都是在用电过程中发生的。因此，研究触电事故的预防是电气安全技术的重要课题。
二、雷击事故
雷电是由大自然的力量在宏观范围内分离和积累起来的正、负电荷的放电现象。这就是说，雷击事故是大自然中正、负电荷的能量释放造成的事故。
雷击分为直击雷、静电感应雷和球雷。当带电积云接近地面，与地面凸出物之间的电场强度达到空气的击穿强度（25～30kV/cm）时，所发生的激烈的放电现象称为直击雷。其每一放电过程包含先导放电、主放电、余光三个阶段。当带电积云接近地面凸出物时，在其顶部感应出大量异性电荷，当带电积云与其他部位、其他积云或地面设施放电后，凸出物顶部的电荷失去束缚，高速传播形成高压冲击波。此冲击波由静电感应产生，具有雷电特征，称为静电感应雷。雷电放电时，雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场，在邻近的导体上感应出很高的电动势。该电动势具有雷电特征，称为电磁感应雷。雷电放电时产生的球状发光带电体称为球雷。球雷也可能造成多种危害。
雷电放电具有电流大、电压高、冲击性强的特点。其能量释放出来可表现出极大的破坏力。雷击除可能毁坏设施和设备外，还可能伤及人、畜，引起火灾和爆炸，造成大规模停电等。因此，电力设施、建筑物，特别是有火灾和爆炸危险的建筑物，均需考虑防雷措施。造成重大人身伤亡和经济损失的青岛市黄岛油库火灾就是雷击引起的。
高大的建筑物和工程设施，特别是有爆炸或火灾危险的建筑物和工程设施、变配电装置等应采取直击雷防护措施；凡遭受雷电冲击波袭击可能导致严重后果的建筑物或设施均应采取雷电冲击波防护措施。
三、静电事故
静电事故是静电电荷或静电场能量引起的事故。在生产工艺过程中以及操作人员的操作过程中，某些材料的相对运动、接触与分离等导致了相对静止的正电荷和负电荷的积累，即产生了静电。由此产生的静电能量不大，不足以直接使人致命。但是，其电压高达数十千伏乃至数百千伏，若发生放电，会产生静电火花。在有爆炸或火灾危险环境中，静电是一个十分危险的因素，静电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。
接触-分离过程，即两种紧密接触材料的突然分离过程是静电产生的基本方式。高电阻率的高分子材料容易产生和积累危险的静电。体积电阻率1010Ω•m以上或表面电阻率1011Ω以上的材料是有静电危险的材料。以下工艺过程都容易产生静电：
①固体物质大面积的摩擦，如纸张与辊轴摩擦，传动带与带轮或辊轴摩擦等；固体物质在压力下接触后分离，如塑料压制、上光等；物料在挤压、过滤时与管道、过滤器等摩擦，如塑料的挤出、赛璐珞的过滤等。
②固体物质的粉碎、研磨过程；悬浮粉尘的高速运动等。
③在混合器中搅拌各种高电阻率的物质，如纺织品的涂胶过程等。
④高电阻率液体在管道中流动且流速超过1m/s时；液体喷出管口时；液体注入容器发生冲击、飞溅时等。
⑤液化气体、压缩气体或高压蒸气在管道中流动和由管口喷出时，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。
在石油、化工、粉末加工、橡胶、塑料等行业，必须充分注意静电的危险性。生产工艺过程中的静电也能使人遭到电击，妨碍生产。在电子行业，如无有效的防静电措施，还会击穿集成元件。从广义上讲，静电引起的降低工效、降低产品质量或导致废品产生也是安全工作者不可忽视的问题。
四、电磁辐射事故
电磁辐射事故是电磁波形式的能量造成的事故。射频电磁波泛指频率100kHz以上的电磁波。高频热合机、高频淬火装置、某些电子装置附近都可能存在超标准的电磁辐射。
在高频电磁波照射下，人体会因吸收辐射能量而受到不同程度的伤害。过量的辐射可引起中枢神经系统的功能障碍，出现神经衰弱症候群等临床症状；可造成自主神经紊乱，出现心率或血压异常，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等；可引起眼睛损伤，造成晶状体混浊（白内障）；可使睾丸发生功能失常，造成暂时或永久的不育症，并可能使后代产生疾患；可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤等。
在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，会使电引爆器发生意外引爆。感应放电对具有爆炸、火灾危险的场所来说是一个不容忽视的危险因素。此外，当高大金属设施接收电磁波时，可能发生谐振，产生数百伏的感应过电压。由于感应电压较高，可能给人以明显的电击，还可能与邻近导体之间发生火花放电。
高频电磁波可能干扰无线电通信，还可能降低电子装置的质量和影响电子装置的正常工作。
五、电路故障事故
电路故障事故是电能在输送、分配、转换过程中失去控制而产生的。断路、短路、异常接地、漏电、电气设备或电器元件受电磁干扰而发生误动作等都属于电路故障。电气线路和电气设备的故障会导致人员伤亡及重大财产损失。电路故障危害主要体现在以下几个方面：
1.异常带电
在电路系统中，原本不带电的部分因电路故障而异常带电，可导致触电事故发生。例如：电气设备因绝缘不良产生漏电，使其金属外壳带电；高压电路故障接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，形成触电的危险条件。
2.异常停电
在某些特定的场合，异常停电会造成设备损坏和人员伤亡。如正在浇注钢水的吊车，因骤然停电而失控，导致钢水洒出，引起人身伤亡事故；医院手术室可能因异常停电而被迫停止手术，无法正常抢救而危及病人生命；排放有毒气体的风机因异常停电而停转，致使有毒气体超过允许浓度而危及人身安全；公共场所发生异常停电，会引起妨碍公共安全的事故；异常停电还可能引起电子计算机系统的故障，造成难以挽回的损失。
3.引起火灾和爆炸
线路、开关、熔断器、插座、照明器具、电动机等发生故障时均可能引起火灾和爆炸；电力变压器、多油断路器等电气设备在发生故障时不仅有较大的火灾危险，还有爆炸的危险。
应当指出，电气火灾和电气爆炸都是电气事故。火灾和爆炸只是事故表现形式，而不是造成事故的基本因素。因此，在这里不把电气火灾、爆炸单独列出来。上述电流形式的能量、电荷形式的能量、电磁波形式的能量以及电能失去控制都可能引起火灾和爆炸。在火灾和爆炸事故中，电气火灾和爆炸事故占有很大的比例。就引起火灾的原因而言，电气原因仅次于一般明火而位居第二。电气火灾和爆炸除可能毁坏设备和设施，引起大规模停电，造成重大经济损失外，还可能导致重大人身伤亡事故。
应当注意到，雷击事故、静电事故、电磁辐射事故很可能与用电无关，这就是说，电气事故可能发生在不用电的场合，电气事故也不等于用电事故。