전기에 의한 감전과 인체에 미치는 영향, 방지대책

출처 : 한국전력공사 홈페이지

 

1. 인체의 전기적 특성

감전에 의한 인체의 반응 및 사망의 한계는 그속성상 인체실험이 어렵고, 또 어떠한 실험결과가 나와도 그것은 검증이 어렵다는 점과 인간의 다양성, 재해 당시의 상황변수 등의 이유로 획일적으로 정하기는 어렵지만, 인체의 감전 시 그 위험도는 보통 아래 4가지에 의해 결정됩니다.

• 통전전류의 크기
• 통전시간
• 통전경로
• 전원의종류

인체에 대한 감전의 영향은 크게 두가지로 나눌수 있습니다.

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

둘째는 전기에너지가 생체조직의 파괴, 손상 등의 구조적 손상을 일으키는 것입니다.

 

2. 통전전류에 의한 영향

(1) 최소감지전류

교류(상용주파수 60[Hz]) 에서 이값은 2[mA]이하로서 이정도의 전류로서는 위험이 없습니다.

 

(2) 고통한계전류

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

 

(3) 이탈전류와 교착전류(마비 한계전류)

통전전류가 증가하면 통전경로의 근육경련이 심해지고 신경이 마비되어 운동이 자유롭지 않게 되는 한계의 전류를 교착전류, 운동의 자유를  잃지 않는 최대 한도의 전류를 이탈 전류라 하는데 교류(상용주파수 60[Hz]) 에서 이 값은 대게 10~15[mA]입니다.

 

(4) 심실세동 전류

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

 

3. 통전경로의 영향

인체 감전시의 영향은 전류의 경로에 따라 그 위험성이 달라지며, 전류가 심장 또는 그 주위를 통하게되면, 심장에 영향을 주어 더욱 위험하게됩니다. 즉, 인체에  전류가 통과하게되면, 심실세동이  일어날 수 있는 것은 물론이고, 통전경로에 따라서는 그  보다 낮은 전류에서도 심실세동의 위험이 있으며 이에 대한 것을 심장전류계수로 나타내면 아래와 같습니다.

 

 [통전경로별 심장전류계수]

통전경로	심장전류계수
왼손 - 가슴 ①	1.5
오른손 - 가슴	1.3
왼손 - 한발 또는 양발	1.0
양손 - 양발 ②	1.0 위에 표에서 숫자가 클수록 위험도가 높아진다. 예를 들면 ①'왼손과 가슴'간에 53[mA]의 전류가 통전될 때와 ②'양손과 양발'간에 80[mA]의 전류가 흐를때 위험도가 서로 동일 합니다.

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4. 접촉전압의 허용한계

인체를 통과하는 전류와 인체 저항의곱이 인체에 가해지는 전압이며, 이것을 접촉전압이라고 합니다. 감전의 위험성은 이 접촉전압의크기와 감전 시간과의 곱에 비례합니다. 위험한 장소에서의 안전전압의 한계로 일본의 경우 [전압전로 지락보호지침] 에서는 접촉상태에 따라 아래와 같이 분류하고 있습니다.

종별	통전경로	허용접촉전압
제 1종	- 인체의 대부분이 수중에 있는 상태	2.5 [V] 이하
제 2종	- 인체가  현저하게 젖어 있는 상태 - 금속성의 전기 기계기구나 구조물에 인체의 일부가 상시 접촉되어 있는 상태	25 [V] 이하
제 3종	- 건조한 통상의 인체상태로서, 접촉전압이 가해지더라도 위험성이 낮은 상태	50 [V] 이하
제 4종	- 제3종의 경우와 더불어 접촉전압이 가해질 우려가 없는 경우	제한 없음

 

5. 저압의 위험성

심실세동을 야기하는 전류가 통전시간 1 [sec]라는 전제에서 80 [mA] ~ 3,000 [mA]의 범위라는 것은 사람의 접촉저항을 1,000[Ω]으로 하였을 경우  다음과같습니다.

• 접촉전압 80 [V]의 경우 : 80 [mA]
• 접촉전압 150 [V]의 경우 : 150 [mA]
• 접촉전압 4,000 [V]의 경우 : 4,000 [mA]

위와 같이 저압기기의 누전상태에 사람이 접촉하였을 경우에는 바로 심실세동을 일으키는 범위 내에 들게 됩니다. 그런데 6,000 [V]의 고압선의경우에는 심실 세동 범위 밖이 되며, 이 건에관한 한 고압선보다 저압선의 감전이 위험성이 크게 됩니다. 따라서 저압선 쯤이야 하고 얕보는 것은 매우 위험합니다.

 

6. 전기기계, 기구에대한 감전 재해 방지 대책

(1) 보호절연

누전이 발생된 기기를 사람이 접촉하더라도 인체전류의 통전경로를 절연시킴으로써 인체통과 전류를 안전한계 이하로 낮추는 방법

 

(2) 안전전압 이하의 기기 사용

누전이 발생하더라도 안전 전압 이하이므로 감전사고를 유발시키지 않습니다. (안전전압은 전기장치의 설치조건및 인체의 접촉면적등에 영향을  받습니다.)

 

(3) 보호접지 (또는 기기접지)

발생되는 위험한전압을 감소시키기 위한 방법으로 평상시 충전되지 않는 도전성 부분(금속제 외함등)을 접지 극에 연결하는 것으로 이때의 접지저항은 가능한 작은 것이 좋으며 접지저항과 해당기기의 과전류 차단 값의 곱이 안전전압 이내 이면 안전하다고 판정할 수 있습니다.

 

(4) 전원의 자동차단

누전의 발생시 가능한 짧은 시간에 사고회로의 전원을 차단하는 방법으로 습기가 있는 장소 등에서는 반드시 누전차단기 등을 설치하도록 하고 있습니다.