전기의 위험성 및 인체의 전기적 특성, 접촉 형태

전기는 눈에 보이지 않고 냄새도 나지 않으나, 감전되면 큰 불행이 발생할 수 있습니다. 이제 위험성과 우리 인체의 전기적 특성, 접촉 형태, 통전 경로별 위험성 등에 대해 알아봅시다.

1. 전기의 위험성

 전기는 눈에 보이지 않고 소리 또는 냄새도 맡을 수 없을 뿐만 아니라 손으로 확인할 수도 없기 때문에 전기적 위험의 감지는 상당히 어렵다. 

일반적으로 감전 재해는 다른 재해에 비하여 발생률이 낮으나, 일단 재해가 발생하면 호흡 정지, 심장마비, 근육 수축 등의 신체 기능 장해와 고소 작업 시 추락 등으로 인한 2차 재해가 발생하기 때문에 치명적인 경우가 많으며, 생명에 지장이 없다 하더라도 불구가 되는 예가 적지 않다. 

2. 인체의 전기적 특성

 전기에 관한 각종 재해 중 가장 빈도수가 높은 것이 감전, 즉 전격에 의한 재해이며 이는 인체의 일부 또는 전체에 전기가 흘렀을 때 인체 내에서 일어나는 생리적인 현상으로 인체의 반응 및 사망의 한계는 그 속성 상 인체 실험이 어렵고, 또 어떠한 실험 결과가 나와도 그것이 검증이 어렵다는 점과 인간의 다양성, 재해 당시의 상황 변수 등으로 인하여 획일적으로 정하기 는 어렵지만, 인체의 감전 시 그 위험도가 비교적 일치하고 있는 사항은 통전 전류의 크기, 통전 시간, 통전 경로, 전원의 종류 등이다. 

그리고 인체에 대한 전격의 영향은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데,

첫째, 전기 신호가 신경과 근육을 자극해서 정상적인 기능을 저해하여 호흡 정지 또는 심실세동을 일으키는 현상이며, 

둘째는 전기에너지가 생체 조직의 파괴, 손상 등의 구조적 손상을 일으키는 것이다.

1) 통전 전류에 의한 영향(감전에 의한 사망의 위험성은 보통 통전 전류의 크기에 의해 결정된다) 인체는 금속체와 같은 양도체로 전류가 잘 통하며, 인체에 전류가 흐르게 되면, 아주 작은 전류에서는 아무런 느낌이 없으나, 전류가 커지게 되면「통전 전류의 크기×시간」의 크기에 따라 전격을 느끼게 되고 더 커지게 되면 고통과 함께 화상을 입거나 근육이 수축되기도 한다. 

 여기서 문제가 되는 것은 심실 세동 현상으로 이는 일정 크기를 넘는 통전 전류의 일부가 심장부위를 흐르게 되면 심장계의 펄스 전압에 이상을 주어 심장 제어계가 교란 또는 파괴되어 심장이 정상적인 박동을 하지 못하고 불규칙적인 세동으로 혈액의 순환이 순조롭지 못하게 되는 현상을 말하며 통전전류가 차단되어도 심장 박동이 자연적으로 회복되지 못하고, 이 상태를 그 대로 방치하여 두면 수 분내로 사망하게 된다. 

따라서 감전 사망 사고의 대부분은 심실세동으로 기인하며 이때에는 심장 마사지 등의 응급조치를 시행하여야 한다. 

2) 통전경로에 의한 영향 

 <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

 <통전 경로별 위험도>

순위  통전경로                            Kh 

1     왼손 → 가슴                         1.5 

2     오른손 → 가슴                      1.3 

3     왼손 → 한발 또는 양 발           1 

4     양손 → 양 발                        1 

5     오른손 → 한발 또는 양 발        0.8 

6     왼손 → 등                            0.7 

7     한 손 또는 양손 → 앉은 자리    0.7

8     왼손 → 오른손                      0.4 

9     오른손 → 등                         0.3 

※ Kh : Kill of Heart(위험도를 나타내는 계수)

인체 감전 시의 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 분로 역할을 하게되어 심실세동의 한계를 넘는 전류 강도에서는 심실세동이 일어날 수 있는 것은 물론이고, 통전 경로에 따라서는 그 보다 낮은 전류에서도 심실세동의 위험성이 있다. 

통전 경로별 위험도에서 볼 수 있는 것과 같이 예를 들면, 왼손과 가슴간에 53[㎃]의 전류가 통전되는 것과 양손과 양 발 사이에 80[㎃]의 전류가 흐를 때의 위험도가 서로 동일하다. 

여기에서 “왼손과 가슴”인 경우에는 전류가 심장을 통과하므로 가장 위험하고, 오른손보다는 왼손이 통전 경로가 되는 경우에 심장을 통과할 가능성이 높으므로 더 위험하다 

3. 전원과 인체의 접촉 형태 

인체의 감전은 인체와 전원이 어떠한 형태이든 접촉할 경우에 일어나며, 이때 인체를 통과하는 전류가 일정 수준 이상이면 전격을 유발하게 되는데, 접촉되는 형태를 크게 직접 접촉과 간접 접촉 형태로 분류한다. 

특히 간접 접촉의 형태는 누전되어 있는 기기의 외함과 그렇지 않은 경우를 육안으로 구분하기 가 불가능하며 특별한 주의없이 기기외함과 접촉할 수 있다는 점 때문에 각 별한 안전대책이 수립되어야 한다. 

1) 직접 접촉 : 평상시 충전되어 있는 충전부에 인체의 일부가 직접 접촉하여 전압이 인가되는 형태로 활성작업중 부주의 또는 정전작업 중 타인이 전원스위치를 투입하였을 때 자주 발생되는 형태이다. 

2) 간접 접촉 : 전선 피복의 절연 손상 또는 아크 발생에 의하며, 평상시 충전되지 않는 기기의 금속제 외함 등에 누전이 되어 있는 상태에서 인체의 일부가 이 외함과 접촉하여 인체에 전압이 인가되게 되는 형태이다.