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朝陽科技大學 95 學年度第一學期「工作安全與衛生」講義 電氣危害（講義編號 03）
李正隆 95.10.11
一、電力系統簡介1.水力發電
利用巨大水流衝力推動水輪機，再利用水輪機帶動水力發電機發電。
2.火力發電
燃燒煤炭、石油或天燃氣等燃料，使蒸氣鍋爐產生巨量且富巨大壓力 之蒸氣，推動蒸氣渦輪機，再由渦輪機帶動發電機發電。
3.核能發電
由燃燒鈾料的反應爐形成巨大熱能，使反應爐周圍的冷卻水產生巨量 且富巨大壓力的蒸氣，推動蒸氣渦輪機，再由渦輪機帶動發電機發電。
其水力、火力和核能三種發電廠的發電原理，如圖1所示。
圖1 三種發電廠的發電原理示意圖
二、感電
(1)「電」看不見、無味、無聲，一直到感電才發覺；人類對於電是很脆 弱的。
(2)感電災害是瞬間性的，知道時已經太晚；要防止感電，必須在0.01~1
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秒的瞬間脫離所接觸到的電壓。
(3)感電災害（一次災害）有時雖然不嚴重，但因之引起的可能災害（二 次災害），例如感電時因受驚嚇而由高處跌落，或在狹處作業因而動彈 不得（預防之道：高處作業佩戴安全腰帶或置安全網，狹處作業有第 三者在旁監視）。
(4)感電災害的機率不高，一旦引起時，造成死亡或殘廢的機率卻非常高。
(5)變壓器低壓側原則上必須接地（稱為電源系統接地），其目的在於預防 萬一高低壓線圈混觸時，高壓加在低壓側，非常危險；若接地，當高 低壓混觸時，低壓側亦不會產生高壓。
(6)低電壓下，除非人體一部分直接碰到低壓帶電部分，否則不會感電；
高壓電下，只要人體一部分接近而使周圍空氣的絕緣破壞，就會引起 感電。依「勞工安全衛生設施規則」，低壓係指600伏特以下之電壓；
高壓係指超過600伏特至22,800伏特之電壓；特高壓係指22,800伏特以 上之電壓。
(7)感電一般稱為電擊，嚴重時，將造成殘廢或死亡。
三、感電危害
感電亦稱電擊，是電流流經人體神經系統所產生的一種刺激，當電位 差克服人體對電流的阻抗後，電流即會通過人體。感電的傷害有：1.胸部 筋肉收縮，妨礙呼吸；2.神經中樞麻痺，致呼吸停止；3.妨礙正常的心跳；
4.產生大量的熱，破壞組織、器官、神經中樞、及肌肉等。嚴重時，將造 成殘廢或死亡。
一、歐姆定律：
V = I × R 電壓 = 電流 × 電阻 其中 V：電壓，單位為伏特（Volt, V）
I：電流，單位為安培（Ampere, A）
R：電阻，單位為歐姆（Ohm）
二、感電的因素
感電的強度與後果主要與下列因素有關：(1)通過人體電流的電流量；
(2)電流流經人體的路徑；(3)電流的頻率；(4)電流通過人體的時間長短。
(1)通過人體電流的電流量
通常一個人可以感覺到有電的感覺的最小電流稱為最小感知電流，如 表1所示，60Hz的交電流，男人約為1.1mA、女性約為0.7mA。當電流逐漸 增加，感電時，會感到痛苦，但筋肉尚能自由活動，此電流稱為感痛電流。
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當通電的筋肉會呈現嚴重的痙攣或神經麻痺，但還可以自如脫離電流，其 該電流的最大限度電流稱為自走電流（或隨意電流）。而當通電的筋肉呈 現嚴重的痙攣或神經麻痺，但卻不能控制運動（即失去運動的自由性），
致其手無法自行放鬆帶電物件，此一電流稱為電凍電流（freezing current，
或稱不隨意電流）。
致命電流（心室細動電流、心室纖維性痙攣電流）：心臟的心室開始 痙攣，不能作正常的跳動，致血液循環停止，造成腦部及細胞組織的缺氧，
若延遲急救會造成死亡。其正常心電圖與心室細動心電圖如圖2，而人體 對電流量的感受之男女性數值如表2所示。
(a) (b)
圖2 心電圖：(a)正常心電圖；(b)心室細動心電圖
表1 人體對電流量的感受
男性 女性
直流 5.2mA 3.5mA
60Hz交流 1.1mA 0.7mA 最小感知電流
10KHz交流 12mA 8mA
直流 62mA 41mA
60Hz交流 9mA 6mA
感痛電流
10KHz交流 55mA 37mA
直流 74mA 50mA
60Hz交流 16mA 10.5mA 自走電流（let-go current，
隨意電流、讓行電流、可
脫逃電流） 10KHz交流 75mA 50mA
直流 90mA 60mA
60Hz交流 23mA 15mA
電 凍 電 流 （ freezing current）
10KHz交流 94mA 63mA
直流 500mA 500mA
60Hz交流 100mA 100mA 致 命 電 流（ 心 室 細 動 電
流、心室纖維性痙攣電流）
10KHz交流 500mA 500mA
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人體皮膚與身體內部均有電阻，因此可承受一定量的電壓；乾燥、堅 硬皮膚的電阻往往高達數十萬歐姆，當皮膚受潮或流汗時，電阻即會降至 一千歐姆左右，甚至更低。一旦皮膚的電阻銳減，電流即可很容易地通過 人體內部；人體電阻愈小時，流經的電流愈大，其危險度愈高。通常身體 內部組織的電阻均低於600歐姆。人體的電阻如表2所示。
假設一般家庭常用電壓為110伏特，而100 K為人類皮膚乾燥時的電 阻，1 K為皮膚潮濕時的電阻，那麼依歐姆定律，人體感電時其電阻將分 別為多少？
(
即1.1毫安培)
mA 1.1 A 0.0011 K
100
110
= =
=
I
（當皮膚乾燥時）(
即110毫安培)
mA 110 A K 0.11 1
110
= =
=
I
（當皮膚潮濕時）由上述簡易計算可知，當皮膚潮濕時感電的嚴重危害程度較皮膚乾燥 狀態高出許多，可由1.1毫安培（最小感知電流狀態）增加至110毫安培（致 命電流狀態）（註：請參閱表1）。
表 2 人體的電阻
電阻值（歐姆數）
接 觸 的 狀 況
乾 濕
皮膚接觸 100K~600K 1K
手指接觸 40 K ~1,000K 4 K ~15K
用手握住導線 15 K ~50K 3 K ~6K
大拇指握牢 10 K ~30K 2 K ~5K
用手握柱錢子 5 K ~10K 1 K ~3K
手掌接觸 3 K ~8K 1 K ~2K
擔手握住 1.5 吋的管子 1 K ~3K 0.5 K ~1.5K 雙手握住 1.5 吋的管子 0.5 K ~1.5K 250~750
手浸在水中 － 200~500
腳浸在水中 － 100~300
人體內部組織 － 200~1,000
手腳之間 － 400~600
兩耳之間 － 100
(2)電流流經人體的路徑
電流流經人體的路徑，亦是決定感電嚴重程度的因素之一。如果電流 沒通過神經中樞、重要器官或其近旁時，感電所造成的傷害較不嚴重，但 工業界大多數的感電，其電流經常是由手部流至腳部，人體的這一部份中 具有心、肺等重要器官，其感電的後果相當嚴重。
如果電流從一腿流到另一腿，與自一手臂流至另一手臂，雖然電流值
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相同，但因從一手臂經另一手臂，顯然會經過心臟，易造成心臟衰竭、或 呼吸器官麻痺，因此後者比前者嚴重。表3為以羊隻作為對象所進行的心 室細動電流實驗。
表3 心室細動電流實驗
電流路徑 羊數 引起心室細動的最小
電流（平均）mA
不引起心室細動的最 小電流（平均）mA
右前肢⇔左後肢 20 250 240
右前肢⇔左前肢 10 390 360
頭⇔左後肢 10 300 260
右前肢
⇔
右胸部 10 240 200右胸部⇔左胸部 10 260 240
右後肢
⇔
左後肢 5 到 12.4A 都不引起心室細動 註：60Hz，AC（即交流電），通電時間 3 秒(3)電流的頻率
危險的頻率範圍為20~100Hz，一般而言，人類對高頻電流的感覺較遲 鈍，60Hz最危險，因為60Hz是心室纖維化痙欒最可能產生的頻率，當超過 100Hz，纖維化現象不會發生，當頻率愈大，發生的機率愈低，故高頻電 流較不危險，主要因電流在導體或身體的表面通過，而非流經導體的「身 體」內部。超過2000Hz頻率會造成嚴重灼傷，但對身體內部影響比低頻率 小。
(4)電流通過人體的時間長短
通常電流通過人體的時間愈久，其結果愈嚴重。尤其例如高壓電源，
其所產生的電流相當可觀，唯有在觸電極短時間內被救，才有獲救可能。
四、停電作業與活線作業 1.停電作業
「停電作業」為切斷電源後再從事有關線路施工的作業，此種作業方 式較安全，但亦會因聯繫不當或未做好適當措施，而仍發生電擊現象的可 能。例如，切斷的電路中含有電力電纜或電力電容器，致電氣設備有殘留 電荷，因此作業前應先以安全方法確實放電。
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2.活線作業
有別於「停電作業」，「活線作業」係指在不能停電的線路上進行施工 的作業，或指在高低壓配電線路維持活線狀態之下，從事改裝、修護或保 養等作業。活線作業可分為低壓活線作業及高壓活線作業，目前低壓活線 作業除電力公司外，尚有鄉鎮市公所之路燈桿及一般工廠之電氣設備，而 高壓活線作業，大部份由電力公司作業人員擔任外，尚有電力公司之承包 商及少部份高壓用戶的電氣設備維修。活線作業由於在有電的情況下進 行，依規定必須由熟練的作業人員擔任，新進及未熟練之作業人員不得作 業。
在靠近高低壓活線施工之作業稱為「接近活線作業」，例如道路修剪 路樹或有限電視外線電桿作業時，其作業範圍附近有高壓電線經過屬之。
從事活線作業或接近活線作業時，除應給予人員及電路適當防護外，人員 身體或其使用中的金屬工具材料等導電體，應與活線保持如表4所示之接 近界限距離。
表 4 接近界限距離
電 路 之 電 壓 接近界限距離(公分)
22,000伏特以下 20
超過22,000伏特, 33,000伏特以下 30 超過33,000伏特, 66,000伏特以下 50 超過66,000伏特, 77,000伏特以下 60 超過77,000伏特, 110,000伏特以下 90 超過110,000伏特, 154,000伏特以下 120 超過154,000伏特, 187,000伏特以下 140 超過187,000伏特, 220,000伏特以下 160 超過220,000伏特, 345,000伏特以下 200
超過345,000伏特 300
五、接地（英國常稱之earthing, 美國人較喜歡稱為grounding）
接地在電力安全上是個很重要的事項，將大地視為無限儲存電力的場 所，有些電子設備，其金屬本體的作用有如電子或離子的儲存所，可以替 代大地。
1.接地的目的：
(1)防止感電：當設備漏電時，將漏電電流經接地線進入大地，防止感電災 害。
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(2)防止火災、爆炸：接地可將靜電導入大地，避免放電，引燃易燃物或爆 炸物。
(3)防止機械損壞：靜電、雷擊等造成的異常電壓，會將設備絕緣破壞劣化，
利用接地將過高電流導入大地，防止機械損壞。
(4)防止高壓低壓混觸之危險：高低壓間線圈絕緣破壞，高壓由低壓側侵入 屋內線路，造成高壓低壓混觸，而破壞屋內電氣設備、或發生火災、或 感電事故。
2.接地可分為系統接地、及設備接地等二種：
(1)系統接地（system grounding）
用於一電機回路，被設計來保護輸送線路、或配電線路。在電機法規 中，常可見到「對地電壓」，對地電壓是指在接地電路之接地線與未接地 線間量得的最大電壓。
(2)設備接地
將配線系統未攜帶電流的金屬部分，如電的管路、開關箱、連接的設 備如洗衣機、電腦等。
參考資料：
1.工業安全衛生，羅文基著，三民書局
2.工業安全，楊振峰、劉宏信編著，高立圖書
