인체의 전기적 특성

 

1. 전기의 위험성

 

전기는 눈에 보이지 않고 소리 또는 냄새도 맡을 수 없을뿐만 아니라 손으로 확인할 수도 없기 때문에 전기적 위험의 감지는 상당히 어렵다. 일반적으로 감전재해는 다른 재해에 비하여 발생율이 낮으나, 일단 재해가 발생하면 호흡정지, 심장마비, 근육수축 등의 신체기능 장해와 고소작업시 추락 등으로 인한 2차재해가 발생하기 때문에 치명적인 경우가 많으며, 생명에 지장이 없다하더라도 불구가 되는 예가 적지 않다.

 

2. 인체의 전기적 특성

 

전기에 관한 각종 재해중 가장 빈도수가 높은 것이 감전, 즉 전격에 의한 재해이며 이는 인체의 일부 또는 전체에 전기가 흘렀을 때 인체내에서 일어나는 생리적인 현상으로 인체의 반응 및 사망의 한계는 그 속성상 인체실험이 어렵고, 또 어떠한 실험결과가 나와도 그것이 검증이 어렵다는 점과 인간의 다양성, 재해당시의 상황변수 등으로 인하여 획일적으로 정하기는 어렵지만, 인체의 감전시 그 위험도가 비교적 일치하고 있는 사항은 통전전류의 크기, 통전시간, 통전경로, 전원의 종류 등이다.

그리고 인체에 대한 전격의 영향은 크게 두가지로 나눌 수 있는데, 첫째는, 전기신호가 신경과 근육을 자극해서 정상적인 기능을 저해하여 호흡정지 또는 심실세동을 일으키는 현상이며, 둘째는 전기에너지가 생체조직의 파괴, 손상등의 구조적 손상을 일으키는 것이다.

 

1) 통전전류에 의한 영향

(감전에 의한 사망의 위험성은 보통 통전전류의 크기에 의해 결정된다)

 

인체는 금속체와 같은 양도체로 전류가 잘 통하며, 인체에 전류가 흐르게 되면, 아주 작은 전류에서는 아무런 느낌이 없으나, 전류가 커지게 되면「통전전류의 크기×시간」의 크기에 따라 전격을 느끼게 되고 더 커지게 되면 고통과 함께 화상을 입거나 근육이 수축되기도 한다.

<심장의 운동 : ①이완, ②수축>

 

여기서 문제가 되는 것은 심실세동 현상으로 이는 일정크기를 넘는 통전전류의 일부가 심장부위를 흐르게 되면 심장계의 펄스전압에 이상을 주어 심장제어계가 교란 또는 파괴되어 심장이 정상적인 박동을 하지 못하고 불규칙적인 세동으로 혈액의 순환이 순조롭지 못하게 되는 현상을 말하며 통전전류가 차단되어도 심장박동이 자연적으로 회복되지 못하고, 이 상태를 그대로 방치하여 두면 수분내로 사망하게 된다. 따라서 감전사망사고의 대부분은 심실세동으로 기인하며 이때에는 심장마사지 등의 응급조치를 시행하여야 한다.

 

<전류의 크기에 따른 감전의 영향>

 

1(㎃)	전기를 느낄 정도
5(㎃)	상당한 고통을 느낌
10(㎃)	견디기 어려운 정도의 고통
20(㎃)	근육의 수축이 심해 자신의 의사대로 행동 불능
50(㎃)	상당히 위험한 상태
100(㎃)	치명적인 결과 초래

 

 

2) 통전경로에 의한 영향

 

인체 감전시의 영향은 전류의 경로에 따라 그 위험성이 달라지며, 전류가 심장 또는 그 주위를 통과하게 되면, 심장에 영향을 주어 더욱 위험하게 된다.

즉, 인체에 전류가 통과하게 되면, 심장이 어느 정도의 분로역할을 하게되어 심실세동의 한계를 넘는 전류 강도에서는 심실세동이 일어날 수 있는 것은 물론이고, 통전경로에 따라서는 그 보다 낮은 전류에서도 심실세동의 위험성이 있다.

 

심실세동(心室細動) ventricular fibrillation 

 

인체의 혈액은 전신에서 심장으로 돌아오는 대정맥을 통하여, 심장의 우심방과 우심실을 거친후 폐동맥을 통해 폐로 들어가 정화되고 폐정맥을 거쳐서 심장의 좌심방으로 들어가서 좌심실을 거쳐 전신으로 가는 대동맥으로 나가서 온몸을 흐른 다음 다시 대정맥을 통해 심장으로 돌아오는 순환을 하고 있다. 그런데 이 혈액은 심장의 펌프작용에 의해 순환하게 되며 이 펌프작용의 원동력은 심장중추에서 만들어지는 전압 펄스에 의하는데 이 펄스는 1.1～1.3[㎐]로 결국 심장을 1분에 약70회 정도 박동시키게 한다. 그러나 전격에 의해 외부에서 전압이 가해지게 되면 심장박동의 제어계에 영향을 주거나 파괴시켜 불규칙적인 박동(1분에 약 200～500회)을 일으키게 되는데 이러한 현상을 심실세동이라 한다. 이 현상이 일어나게 되면 심장의 불규칙적인 박동에 이어 심장이 정지하게 된다.