IEC6047911994汉译文概要.docx
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IEC6047911994汉译文概要
英国标准
PD6519-1:
1995
IEC479-1:
1994
电流对人和家畜的效应指南
第1部分：
通用部分
除版权法允许外，未经BSI同意严禁复制。
负责本出版文件的委员会
受托编写本出版文件的技术委员会PEL/64（电气设施）由以下机构组成：
工程联合工会
顾问工程师协会
家用电器制造商协会
发电系统制造商协会和英国发电机组制造商协会
英国电气及相关制造商协会
英国电缆制造商联合会
英国电气系统协会（英国电气及相关制造商协会）
英国电信（集团）
英国伦敦城市行业教育学会（顾问委员会）
卫生部
环境事务部
英国贸易与工业部（消费者安全署，CA局）
ERA技术有限公司
电器工程商会
苏格兰电器工程商会
英国电力协会
英国电子工业协会
英国仪器仪表制造商协会（英国电气及相关制造商协会）
健康和安全执行局
采暖、通风与空气调节设备制造商协会
内政部
独立工程保险委员会
电气工程师学会
执行工程师联合协会
工厂设备工程师学会
照明协会
照明工业联邦协会
英国国家电气安装监察委员会
本出版文件是在电工行业委员会的指导下制定的，经标准委员会许可出版并于1995年4月15日生效。
©BSI08-1999版权所有
制定本标准参考了以下BSI参考文献：
委员会参考文献PEL/64
征求意见稿91/21560DC
ISBN0580240665
出版后发布的修正记录
修正编号
日期
备注
目录
页码
责任委员会封二
英国标准前言iii
1总则1
1.1范围及目的1
1.2规范性引用文件2
1.3定义2
2人体电阻抗4
2.1人体的内阻抗（Zi）4
2.2皮肤阻抗（Zp）4
2.3人体总阻抗（ZT）4
2.4人体内阻抗（Ro）5
2.5人体总阻抗值（ZT）5
2.6人体初始电阻值（Ro）7
2.750/60Hz交流和直流时，人体阻抗与接触表面积关系7
315Hz至100Hz范围内正弦交流电流的效应18
3.1感知阈和反应阈18
3.2摆脱阈18
3.3心室纤维性颤动阈18
3.4电流的其他效应18
3.5时间/电流区域的说明19
3.6心脏-电流系数（F）的应用20
4直流电流的效应23
4.1感知阈和反应阈23
4.2摆脱阈23
4.3心室纤维性颤动阈23
4.4电流的其他效应23
4.5时间/电流区域的说明24
附录A（标准的附录）对活人和尸体进行测量及其统计分析结果。
25
附录B（标准的附录）频率对人体总阻抗（ZT）的影响26
附录C（标准的附录）直流电流的人体总电阻（RT）26
附录D（标准的附录）人体总阻抗（ZT）与接触表面积之间的关系测定27
附录E（资料性附录）参考文献28
图1-人体阻抗8
图2-人体内阻抗9
图3-人体内阻抗的简化示意图10
图4-电流路径为手到手或一手到一脚，50/60Hz交流接触电压至5000V时，活人的有效人体总抗阻值的统计值10
图5-电流路径为手到手或一手到一脚，50/60Hz交流接触电压至220V时，活人的有效人体总抗阻值的统计值11
图6-手到手的电流路径，大的接触面积，接触电压为10V时，10个活人测定的人体总阻抗ZT与频率从25Hz到20kHz的关系曲线12
图7-手到手的电流路径，大的接触面积，接触电压为25V时，一个活人测定的人体总阻抗ZT与频率从25Hz到2kHz的关系曲线13
图8-电流路径为手到手或一手到一脚，接触电压从10V至1000V时，百分等级为50%被测对象的人体总抗阻ZT与频率从50Hz至2kHz的关系曲线14
图9-人的皮肤状况的变化与电流密度和电流持续时间之间的关系曲线（各区域的详细说明见2.5.4）15
图10-接触电压（50Hz）时，人体总抗阻与接触表面积之间的关系曲线（详细内容件附录D）16
图11-50Hz交流电和直流电，从右手到左手的两食指尖的电流路径，接触表面积约为250mm2，人体总阻抗与接触电压之间的关系曲线17
图12—心搏期间心室易损期的出现数字表示兴奋传导的后续阶段21
图13—易损期心室纤维性颤动的触发对心电图（ECG）和血压的影响22
图14—交流电流15Hz至100Hz的效应的时间/电流区域（具体说明，参见表4）22
图15—直流电流效应的时间/电流区域（具体说明，参见表6）24
表1-大的接触表面积，50/60Hz交流电流路径为手到手的人体总阻抗ZT5
表2-大的接触表面积，直流电流路径为手到手的人体总电阻RT7
表3-测定人体阻抗表ZT与接触表面积之间关系曲线的电极8
表4—交流15Hz至100Hz的时间/电流区域19
表5—不同电流路径的心脏-电流系数20
表6—直流的时间/电流区域24
参考文献目录封三
英国标准前言
本出版文件是由技术委员会PEL/64制订的，等同采用国际电工委员会出版的IEC技术报告479-1:
1994《电流对人和家畜的效应指南-第1部分：
通用部分》。
尽管IEC技术报告的内容被认为不适宜作为英国标准进行出版，但其在IEC中属于“基本安全出版物”（参见IEC指南04:
1994《安全出版物编写和具有安全试点职能和安全组职能的委员会角色指南》），鉴于其在IEC中的这一地位，安全相关的其他IEC标准可能有多处参考此IEC技术报告。
因此，该技术报告对特定的技术委员会成员以及产品开发相关人员有意义。
国际标准（IEC479-1）为2类技术报告，将在1997年9月前进行审核，可选择批准延长出版三年或将其转为完整标准或撤销。
使用此文件的任何人员可对如何改进此文件提出建设性技术意见和/或建议，请发送邮件或传真到封底所写地址，与PEL/64的秘书联系。
交叉引用
与英国标准对应的国际标准
IEC479-2:
1987PD6519《电流对人和家畜的效应指南》
第2部分：
1988《特殊情况》
英国标准并未囊括所有必要的合同条款。
英国标准使用者应对其正确使用负责。
遵守英国标准并不表示可免除法律责任。
页面介绍
本文件包括封面、封二、第i到第iii页、第1页到第30页、封三和封底。
本标准已更新（参见版权日期），可能已插入修正。
修正内容如封二上的修正表所示。
引言
本技术报告的目的在于为电击电流对人和家畜的效应提供基本指导，以便在制定电气安全要求中使用。
为了解释本报告过程中避免错误，必须说明本文中给出的数据主要基于对动物进行的试验以及通过临床观察获得的资料。
只有少数短时冲击电流试验是在活人身上进行的。
根据从动物研究中所获得的大部分证据，研究数据偏于保守，以至于报告适用于包括儿童在内的生理条件正常的人，而与年龄和体重无关。
但是，还需要考虑其他方面，诸如故障的概率、与带电部分或故障部分接触的概率、接触电压与故障电压的比率、已有经验、技术上的可行性以及经济方面的问题。
在制定安全要求时，例如电气装置内保护电器的工作特性，必须仔细考虑这些参数。
之所以采用报告的形式，是因为它汇集了迄今所获得的成果，而这些成果正被IEC第64技术委员会用作制定电击防护要求的依据。
考虑到这些成果的重要性，有充分理由使之成为一份IEC出版物，以使需要这种资料的其他IEC委员会和国家，可将其作为导则使用。
于1974年发行的第一版IEC479是基于对文献的广泛搜索以及对收到的问卷调查回复的评估。
但是，自第一版发行之日起，以针对此课题开展了新的研究工作。
工作研究的展开以及对后续出版物更加仔细的分析加深了对电流对生物，特别是人和家畜的效应的理解。
本报告适用于主要由电流引起死亡的心室纤维性颤动域。
根据最近对心脏生理学和纤维性颤动域研究工作成果的分析，有可能更好地理解主要物理参数的影响，尤其是电流持续时间的影响。
最近，还进行了关于其他次要物理参数，尤其是电流的波形和频率以及人体阻抗的研究工作。
因此，对IEC479的这一修订被认为是必要的，并且应被看作是第2版的合乎逻辑的发展和演变的结果。
1总则
1.1范围及目的
就通过人体的一条给定的电流通路而言，对人的危险主要取决于电流强度和持续时间。
但是在许多情况下，以下各条款规定的时间/电流区域，实际上并不直接用于电击防护设计，须以时间为函数的接触电压（即通过人体的电流与人体阻抗的乘积）的允许极限值作为判据。
由于人体阻抗随接触电压而变化，所以电流与电压的关系不是线性的，因此需要给出其关系数据。
人体的不同部分如皮肤、血液、肌肉、其他组织和关节对电流呈现的阻性和容性分量组成了人体阻抗。
这些阻抗的数值取决于若干因素，特别是电流路径、接触电压、电流持续时间、频率、皮肤潮湿程度、接触表面积、施加的压力和温度。
本技术报告中所列阻抗数值主要是对尸体和少数活人身上进行测定所得的数据仔细审核而得的。
第3条主要以电气装置中最常用的频率为50Hz或60Hz的电流效应相关的研究结果为依据。
但是，所给出的数值被认为可适用于15Hz至100Hz的频率范围，在此范围起始端频率的阈值比50Hz或60Hz的阈值为高。
本文首要考虑心室纤维性颤动的危险，因此它是在上述频率范围内造成致命事故的主要原因。
从直流应用的数量来看，直流发生的事故比预期的要少得多，只有在其非常不利的情况下，例如在矿井中，才会发生致命事故。
部分原因是被抓住的直流带电体较易于摆脱，以及当电击持续时间大于心搏周期时，直流电流的心室颤动阈比交流的要高得多。
由于电流的兴奋作用（对神经和肌肉的刺激作用、对心室心房的诱导作用或心室纤维性颤动）与电流强度相关，尤其是在接通和断开电流时，这导致了交流和直流对人体效应的主要差别。
为了得到相同的兴奋性作用，在等强度下，直流电流量较交流电的大2到4倍。
1.2规范性引用文件
下列规范性文件中所包含的条款，通过在本文中引用而构成本技术报告的条款。
本报告出版时，所示版本均为有效。
所有规范性文件都会被修订，鼓励根据本技术规范达成共识的各方探讨使用以下所示规范性文件的最新版本的可能性。
IEC及ISO会员皆保留有当前有效国际标准的登记簿。
IEC479-2:
1987电流通过人体的效应-第2部分：
特殊情况
1.3定义
本技术报告应用以下定义。
1.3.1人体电阻抗
1.3.1.1人体的内阻抗（Zi）
与人体两个部位相接触的两个电极之间的阻抗，不计皮肤阻抗。
1.3.1.2皮肤阻抗（Zp）
皮肤上的电极与皮下可导电组织之间的阻抗
1.3.1.3人体总阻抗（ZT）
人体内阻抗与皮肤阻抗的矢量和（见图1）
1.3.1.4人体初始阻抗（Ro）
在接触电压出现瞬间，限制电流峰值的电阻。
1.3.2在15Hz至100Hz范围内的正弦交流电流的效应
1.3.2.1感知阈
通过人体能引起任何感觉的电流的最小值
1.3.2.2反应阈
引起肌肉不自觉收缩的电流的最小值
1.3.2.3摆脱阈
人手握电极能自行摆脱电极时接触电流的最大值
1.3.2.4心室纤维性颤动阈
通过人体能引起心室纤维性颤动的电流最小值
1.3.2.5心脏-电流因数F
电流通过某一路径在心脏中所产生的电场强度（电流密度）与该等量电流通过左手到双脚时在心脏内产生的电场强度（电流密度）之比。
注：
在心脏内，电流密度与电场强度成正比。
1.3.2.6易损期
心搏周期中较短的一段时间，在此期间心脏纤维处于不协调的兴奋状态，如果受到足够大的电流刺激，就会发生心室纤维性颤动
注：
易损期对应于心电图中T波的前端，约为心搏周期的10%（见图12和图13）
1.3.3直流电流的效应
1.3.3.1直流/交流的等效因数（k）
直流电流与其能诱发相同心室纤维性颤动概率的等效的交流电流的方均根（r.m.s）值之比
注：
以电击持续时间超过一个心搏周期并且心室纤维性颤动概率为50%为例，等效因数约为：
1.3.3.2纵向电流
纵向流过人体躯干的电流（如从手到脚）
1.3.3.3横向电流
横向流过人体躯干的电流（如从手到手）
1.3.3.4向上电流
通过人体使脚处于正极性的直流电流
1.3.3.5向下电流
通过人体使脚处于负极性的直流电流
2人体电阻抗
本条表明人体的电阻抗值取决于很多因素，如接触电压、频率、皮肤的潮湿程度、电流的路径以及接触的表面积。
关于人体阻抗的示意图如图1所示。
2.1人体的内阻抗（Zi）
通常认为人体的内阻抗是电阻性的。
其数值主要取决于电流的路径，与接触表面积的关系较小。
注：
测试表明，人体的内阻抗存在很少的电容分量（参见图1中的虚线）。
图2所示为人体不同部位的内阻抗，采用从手到脚为路径的百分数表示。
当电流的路径是从手到手或从手到脚时，阻抗主要位于四肢（手臂和腿）。
若忽略人体躯干的阻抗，可得出如图3所示的简化电路图。
注：
为了简化电路，假设手臂和腿的阻抗值相等。
2.2皮肤阻抗（Zp）
皮肤阻抗可视为电阻和电容的网络。
该网络是由半绝缘层和许多小的导电体（毛孔）构成的。
电流增加时皮肤阻抗将下降。
有时可以观察到电流的痕迹（参见2.5.4）。
皮肤的阻抗值取决于电压、频率、电流持续时间、接触的表面积、接触的压力、皮肤的湿润程度、皮肤的温度和种类。
当接触电压达到大约直流50V，即使是同一个人，皮肤阻抗的值也会随着条件的不同而发生很大的变化，如接触的表面积、温度、出汗以及快速呼吸等。
当接触电压较高，大约超过50V时，皮肤阻抗会大幅下降；而当皮肤被击穿时，皮肤阻抗就可以忽略不计了。
至于频率的影响，则是频率增加时皮肤阻抗降低。
2.3人体总阻抗（ZT）
人体的总阻抗是由电阻性和电容分量组成的。
当接触电压大约达到50V时，皮肤阻抗Zp会发生显著的变化，人体总阻抗ZT随之也发生类似的显著变化。
当电压较高时，皮肤阻抗对人体总阻抗的影响越来越小，同时它的值越来越趋近于内阻抗Zi的值。
关于频率的影响，考虑到频率和皮肤阻抗的依从关系，人体阻抗在直流时会较高，并且会随着频率的增加而降低。
2.4人体内阻抗（Ro）
接触电压出现的瞬间，人体电容尚未充电。
所以皮肤阻抗Zp1和Zp2可以忽略不计，故初始电阻Ro大约等于人体内阻抗Zi（参见图1）。
初始电阻Ro的值主要取决于电流的路径，与接触表面积的关系较小。
初始电阻Ro限制了短脉冲的电流峰值（例如来自电栅栏控制器的电击）。
2.5人体总阻抗值（ZT）
2.5.1正弦交流电流50/60Hz
表1中列出的人体总阻抗值，适用于电流路径是从手到手且具有大的接触面积（5000mm2到10000mm2）的活人。
当电压达到50V时，测量得出淡水湿润接触表面积的人体总阻抗值比干燥条件下低10%到25%，导电溶液大大降低了阻抗，只相当于干燥条件下测得数值的一半。
当电压大约高于150V时，人体总阻抗对湿度和接触表面面积的依从越来越小。
该数值是对成年人、男人和女人的测量中得出的。
参见附录A相关描述。
图4所示为接触电压达到5000V时人体总阻抗的范围，图5所示为达到220V（包括220V）时人体的总阻抗（虚线）。
表1、图4和图5所示值是所知的活着成年人的人体总阻抗。
就目前所获得知识，预计儿童的人体总阻抗稍高于成年人，但数量级是相同的。
表1-大的接触表面积，50/60Hz交流电流路径为手到手的人体总阻抗ZT
接触电压
V
不超过下列三项百分比（百分等级）的人体总电抗值Ω
被测对象的5%
被测对象的50%
被测对象的95%
2550
17501450
32502625
61004375
75100
12501200
22001875
35003200
125220
11251000
16251350
28752125
7001000
750700
11001050
15501500
渐近值
650
750
850
注：
有些测定表明，电流路径为一手到一脚的人体总体阻抗，稍低于电流路径为手到手的人体总阻抗（10%至30%）。
2.5.2频率高达20kHz的正弦交流电流
50/60Hz人体的阻抗值在更高频率时由于皮肤电容的影响而降低；当频率高于5kHz时，人体总阻抗值则接近于人体内阻抗Zi。
频率达到20kHz，接触电压为10V和25V时所做的测量参见附录B。
图6所示为频率与人体总阻抗ZT的依从关系，其电流路径为从手到手、接触表面积大、接触电压10V并且频率范围是25Hz到20kHz。
图7所示为频率与人体总阻抗ZT的依从关系，其电流路径为从手到手、接触表面积大、接触电压25V并且频率范围是25Hz到2kHz。
由此结果可推导出50%被测对象的人体总抗阻ZT与频率的关系曲线，其电流路径为手到手或从手到脚，接触电压是从10V至1000V，频率是从50Hz至2kHz。
图8所示为该曲线。
2.5.3直流电流
当接触电压大约达到150V时，由于人皮肤电容的阻塞作用，人体直流总电阻RT高于人体交流总阻抗ZT。
附录C所示为采用大接触面积的直流电流所做的测量。
采用附录C所述方法确定的直流人体总阻抗RT列于表2中（参见表5中的实线）。
2.5.4电流对皮肤的效应
图9所示为人体皮肤状况的变化与电流密度和电流持续时间之间的关系曲线。
人体皮肤状况的变化取决于电流密度is（mA/mm2）和电流的持续时间。
作为指导，可提供以下数值：
—10mA/mm2以下，一般观察不到皮肤会发生任何变化。
当电流的持续时间较长（若干秒）时，电极下的皮肤可能会呈现出灰白色的粗糙表面（0区）；
—10mA/mm2和20mA/mm2之间时，电极边缘的皮肤会变红，同时会出现略带白色的隆起波纹（1区）。
—20mA/mm2到50mA/mm2之间时，电极下的皮肤呈现褐色并深入皮肤。
如果电流持续较长的时间（几十秒），电极周围可观察到整个电流痕迹（水疱）（2区）；
—50mA/mm2以上，皮肤可能会被碳化（3区）。
在大的接触面，尽管电流强度会致命，但是电流密度很低，不会引起皮肤变化。
表2-大的接触表面积，直流电流路径为手到手的人体总电阻RT
接触电压
V
不超过下列三项百分比（百分等级）的人体总电阻值RT（&）
被测对象的5%
被测对象的50%
被测对象的95%
25
50
75
100
125
220
700
1000
2200
1750
1510
1340
1230
1000
750
700
3875
2990
2470
2070
1750
1350
1100
1050
8800
5300
4000
3400
3000
2125
1550
1500
渐近值
650
750
850
注：
有些测定表明，电流路径为一手到一脚的人体总体电阻稍低于电流路径为手到手的人体总电阻（10%至30%）。
2.6人体初始电阻值（Ro）
电流路径为手到手或一手到一脚和大的接触表面积，对50/60Hz的交流和直流的5%的人体初始电阻Ro的数值，都可取作等于500Ω。
注：
在刚一接触时，皮肤的电容和人体内部的电容都还未被充电，所以初始电阻Ro数值，与50/60Hz的交流人体总阻抗ZT的渐近值和关于直流人体总电阻RT相比，都显稍低。
2.750/60Hz交流和直流时，人体阻抗与接触表面积关系
人体内阻抗Zi和人体初始电阻Ro的数值仅是在很小程度上取决于接触面积。
然而，当接触的表面积非常小为几平方毫米时，其数值是增加的。
皮肤未被击穿（接触电压最大大约为50V）时，或仅是部分被击穿（接触电压超过50V）时，人体总阻抗ZT的数值取决于接触的表面积。
电流路径为手到手，人体总抗阻ZT与接触表面积（接触电压范围为25V到200V，50Hz交流电，从1mm2至大约8000mm2）的关系见图10。
对于接触电压在100V以下，且为小的接触面积，所测定的偏差可能很容易达到平均值的±50%，它取决于温度、压力、手掌中的部位等。
即使快速的呼吸也会改变阻抗值。
在左右两手的食指之间（接触面积约为250mm2）的人体总阻抗ZT与50/60Hz的交流电接触电压从25V至200V范围之间的关系曲线，如图11所示。
附录D描述的是测定方法。
测定结果表明一根食指的阻抗为1,000Ω的数量级。
表3-测定人体阻抗表ZT与接触表面积之间关系曲线的电极
电极型号
接触面积的形状
有效接触面积mm2
附图mm
A
B
C
D
E
黄铜圆柱
用绝缘带适当包覆的圆环形
用绝缘带适当包覆的方形
绝缘材料圆柱上的圆形电极
绝缘材料圆柱上的圆形电极a
8,000大约
1,000大约
100
10
1
在这种型式内，还有四个面积为1mm2的电极，成十字形的位于距圆柱表面中心的电极30mm处，以便测定在手掌内对于这些点的偏差。
Zi内阻抗
Zp1Zp2皮肤阻抗
ZT总阻抗
IEC844I94
图1-人体阻抗
数字表示了相对于路径为一手到一脚的相关的人体部分内阻抗的百分数。
注：
为了计算关于所给出的电流路径的人体阻抗ZT，对电流流通的人体所有部分的部分内阻抗以及接触表面面积的皮肤阻抗都必须相加。
图2-人体内阻抗
Zip为一个肢体（手臂或腿）部分的内阻抗。
注：
从一手到一脚的内阻抗大约为75%，从双手到双脚为50%，而从双手到人体躯干的阻抗为手到手或一手到一脚的阻抗的25%。
图3-人体内阻抗的简化示意图
图4-电流路径为手到手或一手到一脚，50/60Hz交流接触电压至5000V时，活人的有效人体总抗阻值的统计值
图5-电流路径为手到手或一手到一脚，50/60Hz交流接触电压至220V时，活人的有效人体总抗阻值的统计值
图6-手到手的电流路径，大的接触面积，接触电压为10V时，10个活人测定的人体总阻抗ZT与频率从25Hz到20kHz的关系曲线
图7-手到手的电流路径，大的接触面积，接触电压为25V时，一个活人测定的人体总阻抗ZT与频率从25Hz到2kHz的关系曲线
图8-电流路径为手到手或一手到一脚，接触电压从10V至1000V时，百分等级为50%被测对象的人体总抗阻ZT与频率从50Hz至2kHz的关系曲线
图9-人的皮肤状况的变化与电流密度和电流持续时间之间的关系曲线（各区域的详细说明见2.5.4）
图10-接触电压（50Hz）时，人体总抗阻与接触表面积之间的关系曲线（详细内容件附录D）
1根据表1，50Hz交流电，大的接触面积（约8000mm2）的50%被测定对象，电流路径为手到手的人体总抗阻。
电流持续时间见附
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