陳佳銘

工業(yè)上一般把3000～11000伏的交流電稱為高壓電.通常情況下，電壓在250伏及以上的電源都被稱為高壓電.在生活中有很多高壓電的應(yīng)用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等.社會(huì)上很多人認(rèn)為，高壓電對(duì)人體一定有害，因?yàn)檫@些電壓都超過了安全電壓36V.那么，高壓電一定有害嗎？

一、安全電壓

生活中常見的交流電壓是220V，通常認(rèn)為安全電壓是36V，只要高于36V都對(duì)人體有傷害.那么，事實(shí)真的如此嗎？比如，當(dāng)脫下毛衣時(shí)產(chǎn)生的電壓高達(dá)數(shù)萬伏，粉塵摩擦產(chǎn)生的靜電也可達(dá)數(shù)萬伏，橡膠和塑料薄膜行業(yè)的靜電電壓可高達(dá)10多萬伏，電蚊拍能達(dá)到的電壓也可達(dá)3000V左右，等等.為什么這么高的電壓對(duì)人體沒什么傷害呢？

行業(yè)規(guī)定安全電壓為不高于36V，持續(xù)接觸安全電壓為24V，安全電流為10mA.電擊對(duì)人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時(shí)間長短.電流強(qiáng)度越大，致命危險(xiǎn)越大；持續(xù)時(shí)間越長，死亡的可能性越大.當(dāng)直流電電流幅度不變時(shí)，要產(chǎn)生與交流電相同的效果 ，直流電電流幅值要比交流電有效值大 2～4倍.對(duì)于50Hz交流電，觸電電流和人體的生理反應(yīng)如下：電流在0.6～1.5 mA時(shí)，手指開始感覺發(fā)麻.電流在2～3 mA時(shí)，手指感覺強(qiáng)烈發(fā)麻.電流在5～7 mA時(shí)，手指肌肉感覺痙攣.電流在8～10 mA時(shí)，手指關(guān)節(jié)與手掌感覺痛，手已難以脫離電源，但尚能擺脫電源.電流在20～25 mA時(shí)，手指感覺劇痛，迅速麻痹，不能擺脫電源，呼吸困難.電流在50～80 mA時(shí)，呼吸麻痹，心房開始震顫.電流在90～100 mA時(shí)，呼吸麻痹，持續(xù)3min后或更長時(shí)間后，心臟麻痹或心房停止跳動(dòng).

根據(jù)歐姆定律I=UR.I是電流，U是電壓，R是電阻.可知，流經(jīng)人體電流的大小與外加電壓和人體電阻有關(guān).成人的人體阻抗在1000Ω左右，設(shè)定通過人體電流為50mA，則50mA與1000Ω的乘積為50V，那是此接觸狀態(tài)時(shí)的允許接觸電壓.在有防止觸電保護(hù)裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮， 則30mA與1000Ω的乘積為30V，此時(shí)要求的最大電壓是30V，也就是安全電壓等級(jí)定為36V的緣故.

安全電壓一定安全嗎？雖然人體電阻一般可達(dá)1000Ω，但是影響人體電阻的因素很多，如皮膚潮濕出汗、帶有導(dǎo)電性粉塵、加大與帶電體的接觸面積和壓力以及衣服、鞋、襪的潮濕油污等情況，均能使人體電阻降低.如果人體處于非常潮濕的環(huán)境中，自身電阻會(huì)非常小，這時(shí)即使在安全電壓36V以下流經(jīng)人體的電流還會(huì)非常大，也能對(duì)人體造成巨大的傷害，所以具體情況具體分析.對(duì)人體造成傷害的是電流，而不是電壓，即使在安全電壓下也不一定安全.

靜電場的高壓電雖然電壓高達(dá)上千至上萬伏特，但這個(gè)是在空載的情況下輸出的電壓值.由于其輸出功率有限，所以當(dāng)人不小心觸碰時(shí)，根據(jù)以下公式可計(jì)算出流經(jīng)人體的電流大小.P=I2×R.P是功率，I是加在人體上的電流，R是人體的電阻.一般靜電場功率是限定在15W以下，人體的電阻值是1000Ω，可以計(jì)算出瞬間電流最大為1.5mA.對(duì)照人體對(duì)電流的生理反應(yīng)表可以看出，人體對(duì)0.6～1.5mA的直流電是毫無感覺的，這個(gè)時(shí)候人是安全的.

二、高壓電的應(yīng)用

在靜電除塵中，高壓電得到充分的利用.靜電除塵是氣體除塵方法的一種.含塵氣體經(jīng)過高壓靜電場時(shí)被電分離，塵粒與負(fù)離子結(jié)合帶上負(fù)電后，趨向陽極表面放電而沉積.利用靜電場使氣體電離，從而使塵粒帶電吸附到電極上.在強(qiáng)電場中空氣分子被電離為正離子和電子，電子奔向正極過程中遇到塵粒，使塵粒帶負(fù)電吸附到正極被收集.

此外，高壓電還可以去除霧霾.近年北方大氣環(huán)境中常出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象，霧霾是空氣中動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5μm 的顆粒物，也稱細(xì)顆粒物（ PM2.5） ，因其粒徑小、比表面積大，易于富集空氣中的有毒有害物質(zhì)，并可以隨著人的呼吸進(jìn)入體內(nèi)，甚至進(jìn)入人體肺泡或血液循環(huán)系統(tǒng)，損害人體健康.現(xiàn)階段都在研究應(yīng)用高壓靜電消除霧霾.目前，比較成熟的產(chǎn)品就是用兩片電極，通上正負(fù)極的高壓電，當(dāng)PM2.5顆粒進(jìn)來時(shí)被電離并帶上電，然后在電場的作用下沉積到另一個(gè)電極板上.

總之，高壓電在生活中應(yīng)用很廣.通過上述分析可知，高壓電不一定有害，只要功率控制在安全范圍之內(nèi)或者沒有電流形成，就能夠保障人體的安全，真正對(duì)人體有危害的是電流的大小和持續(xù)時(shí)間.而安全電壓是在通常情況下定出的，如果人在特別潮濕的環(huán)境中即使在安全電壓之內(nèi)，由于電流過大也會(huì)對(duì)人體造成危害.認(rèn)識(shí)到高壓電的特性，就能夠安全地利用高壓電，如靜電除塵，電蚊拍等.