高压电一定有害吗?

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  工业上一般把3000~11000伏的交流电称为高压电.通常情况下,电压在250伏及以上的电源都被称为高压电.在生活中有很多高压电的应用,如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等.社会上很多人认为,高压电对人体一定有害,因为这些电压都超过了安全电压36V.那么,高压电一定有害吗?
  一、安全电压
  生活中常见的交流电压是220V,通常认为安全电压是36V,只要高于36V都对人体有伤害.那么,事实真的如此吗?比如,当脱下毛衣时产生的电压高达数万伏,粉尘摩擦产生的静电也可达数万伏,橡胶和塑料薄膜行业的静电电压可高达10多万伏,电蚊拍能达到的电压也可达3000V左右,等等.为什么这么高的电压对人体没什么伤害呢?
  行业规定安全电压为不高于36V,持续接触安全电压为24V,安全电流为10mA.电击对人体的危害程度,主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短.电流强度越大,致命危险越大;持续时间越长,死亡的可能性越大.当直流电电流幅度不变时,要产生与交流电相同的效果 ,直流电电流幅值要比交流电有效值大 2~4倍.对于50Hz交流电,觸电电流和人体的生理反应如下:电流在0.6~1.5 mA时,手指开始感觉发麻.电流在2~3 mA时,手指感觉强烈发麻.电流在5~7 mA时,手指肌肉感觉痉挛.电流在8~10 mA时,手指关节与手掌感觉痛,手已难以脱离电源,但尚能摆脱电源.电流在20~25 mA时,手指感觉剧痛,迅速麻痹,不能摆脱电源,呼吸困难.电流在50~80 mA时,呼吸麻痹,心房开始震颤.电流在90~100 mA时,呼吸麻痹,持续3min后或更长时间后,心脏麻痹或心房停止跳动.
  根据欧姆定律I=UR.I是电流,U是电压,R是电阻.可知,流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关.成人的人体阻抗在1000Ω左右,设定通过人体电流为50mA,则50mA与1000Ω的乘积为50V,那是此接触状态时的允许接触电压.在有防止触电保护装置的情况下,人体允许通过的电流一般可按30mA考虑, 则30mA与1000Ω的乘积为30V,此时要求的最大电压是30V,也就是安全电压等级定为36V的缘故.
  安全电压一定安全吗?虽然人体电阻一般可达1000Ω,但是影响人体电阻的因素很多,如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况,均能使人体电阻降低.如果人体处于非常潮湿的环境中,自身电阻会非常小,这时即使在安全电压36V以下流经人体的电流还会非常大,也能对人体造成巨大的伤害,所以具体情况具体分析.对人体造成伤害的是电流,而不是电压,即使在安全电压下也不一定安全.
  静电场的高压电虽然电压高达上千至上万伏特,但这个是在空载的情况下输出的电压值.由于其输出功率有限,所以当人不小心触碰时,根据以下公式可计算出流经人体的电流大小.P=I2×R.P是功率,I是加在人体上的电流,R是人体的电阻.一般静电场功率是限定在15W以下,人体的电阻值是1000Ω,可以计算出瞬间电流最大为1.5mA.对照人体对电流的生理反应表可以看出,人体对0.6~1.5mA的直流电是毫无感觉的,这个时候人是安全的.
  二、高压电的应用
  在静电除尘中,高压电得到充分的利用.静电除尘是气体除尘方法的一种.含尘气体经过高压静电场时被电分离,尘粒与负离子结合带上负电后,趋向阳极表面放电而沉积.利用静电场使气体电离,从而使尘粒带电吸附到电极上.在强电场中空气分子被电离为正离子和电子,电子奔向正极过程中遇到尘粒,使尘粒带负电吸附到正极被收集.
  此外,高压电还可以去除雾霾.近年北方大气环境中常出现雾霾现象,雾霾是空气中动力学当量直径≤2.5μm 的颗粒物,也称细颗粒物( PM2.5) ,因其粒径小、比表面积大,易于富集空气中的有毒有害物质,并可以随着人的呼吸进入体内,甚至进入人体肺泡或血液循环系统,损害人体健康.现阶段都在研究应用高压静电消除雾霾.目前,比较成熟的产品就是用两片电极,通上正负极的高压电,当PM2.5颗粒进来时被电离并带上电,然后在电场的作用下沉积到另一个电极板上.
  总之,高压电在生活中应用很广.通过上述分析可知,高压电不一定有害,只要功率控制在安全范围之内或者没有电流形成,就能够保障人体的安全,真正对人体有危害的是电流的大小和持续时间.而安全电压是在通常情况下定出的,如果人在特别潮湿的环境中即使在安全电压之内,由于电流过大也会对人体造成危害.认识到高压电的特性,就能够安全地利用高压电,如静电除尘,电蚊拍等.
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