abl安規測試面面觀 – 淺談人體阻抗模型(MD) & 接觸電流測試方法 洗脚水做米线前言：
在華儀電子前幾期的電子報中曾經為各位介紹有關電源洩漏電流測試(Line Leakage Current Test, LLT)或是現在根據IEC60990所描述專為人體的洩漏電流測試稱為」接觸電流測試(Touch Current Test ,TC Test)」的應用和測試方法。但在這一期的的電子報中我們將為各位介紹有關接觸電流測試不可少的部份就是人體阻抗模型(Measuring Device, MD)，我們要知道因為是模擬人體的阻抗，所以會有男生和女生的差異，還有也會因為生病，人體的阻抗結構也會有所改變，當然外在因素如：觸電的電壓/頻率、觸電時間、接觸面積、濕度環境都會有著絕對密切的關係。
人體阻抗模型Measuring Device(MD)
人體的阻抗基本上可分為兩種，一是皮膚阻抗(Skin Impedance)，一為人體內部阻抗(Internal Impedance)，所以總的人體阻抗(ZT)的定義為皮膚阻抗(Zp)與人體內部阻抗(Zi)的向量和。人體阻抗的等效電路就如(圖一)所示，其中Zp1及Zp2代表人身上任何兩處，Zi代表人體內部的阻抗，人體阻抗分為皮膚阻抗和人體內阻抗的原因，乃是因為這兩種阻抗無論是阻抗值或特性均有很大的差異： (圖一)人體阻抗的等效電路
(1) 皮膚阻抗Zp (Skin Impedance)
人體的皮膚阻抗基本上是非常近似一個電阻和一個電容並聯的等效阻抗，影響皮膚阻抗的因素很多如:
電壓、頻率、觸電時間、接觸面積、接觸力度、皮膚濕度，甚至呼吸的狀況都有關係。底下將說明電壓高低、頻率大小、時間長短和濕度對人體皮膚阻抗的影響。
電壓的影響：當電壓在50V 以下時，皮膚的阻抗明顯受到接觸面積、室溫及呼吸狀況
人体芝术
的影響；但當電壓在50V以上時，皮膚阻抗則明顯下降到幾乎可以忽視的地步。
頻率的影響：'當頻率越高時，皮膚阻抗則越低，這也是為什麼皮膚的阻抗等效電路會採用一個電容和一個電阻並聯的原因。至於時間，則是觸電時間超過幾個毫秒，阻抗就會明顯的減少；而於濕度方面，若皮膚沾濕了水，阻抗就會趨近於零。
綜合上列之特點，我們可以簡單而清楚地瞭解人體在觸及一個50V電壓源時的狀況。首先由於皮膚的電容的充電特性使其阻抗幾乎不存在，之後在電容充飽阻抗形成時，依然會在不到幾個毫秒的時間內，阻抗明顯地減少，所以人體的皮膚阻抗與外在和環境因素有非常密切的關係。
(2) 人體內部阻抗Zi (Internal Impedance)
人體的體內阻抗在接觸電源的頻率不高(約1000Hz 以下)的情況下，可以說幾乎是一個純阻的阻抗，而其中電阻的大小和電流流通的途徑(Current Path)有著絕對的關係，一般的安規標準會將體內阻抗以500歐姆作為合理的參考值，接觸面積也是另一個影響體內阻抗的重要因素，基本上，當接觸面積小於幾個平方毫米時，體內阻抗即會明顯的增加，人體在乾燥與潮濕情況下的阻抗相差有三倍以上，因為皮膚在潮濕時幾乎是沒有阻抗。整體而言，人體處於高壓高濕的狀況下，皮膚阻抗將不起任何效用，僅存體內阻抗，約在500 ~ 1000歐姆之間。 海南建设国际旅游岛
觸電程度及對人體的反應
瞭解人體阻抗後，在來我們討論一下觸電的情形。根據相關研究報告指出觸電危險的程度是取決於通過人體電流的大小和時間的長短，而不是電壓或其他因素。另外當電流小於某個固定值時，觸電時間的長短將不起任何影響，意即通過人體的電流若是很小的話，對人體的安全就不構成任何威脅了，事實上觸電的程度在標準IEC60479-1把電流通過人體的效應，以時間/電流為座標分成四個區域七種生理效應，且適用於頻率15Hz到100Hz之間，第一、二區為感知電流區，第三、四區分別是不隨意可擺脫電流區和心室纖微顫動電流區，在標準IEC60990接觸電流和保護導體電流的測量方法中更明白的針對人體對接觸電流的反應給出以下三種對應的人體阻抗模型線路分別是：電灼傷電流(Electric Burn)的人體阻抗模型、感電流和反應電流(Perception & Reaction) 的人體阻抗模型、擺脫電流(Let- go) 的人體阻抗模型。
電灼傷電流(Electric Burn)
電灼傷是當電流流經人體表皮和人體構成的阻抗時，因消耗功率所造成。灼傷的其他形式可能是由電氣設備引起的，例如由於電弧或電弧生成物。一般沒有一個在所有情況下能防止電灼傷可以被接受的接觸電流限值，其主因是人體與帶電體的接觸面積和接觸時間有相關聯，在IEC標準IEC61010-1安規用電的量測設備及實驗試: 有效值500mA(在故障件下)，有研究報告指出，在電流密度約為(300 ~ 400)mA/ cm2有效值的情況下，開始出現皮膚灼傷。例如(圖二)為標準IEC60990 給出的電灼傷電流測
試的人體阻抗模型。
(圖二)標準IEC60990 給出的電灼傷電流測試的人體阻抗模型。
感知電流 / 反應電流(Perception / Reaction)
人體對電流的感知和反應是由流過人體內部器官的電流所引起。當通過人體的電流在0.5mA到5mA之間，人體就會出現有刺麻的感覺，但對人體不會造成任何危險，且沒有時間限制。人體對有感電流的反應程度，除了和接觸面積有關係外，電流頻率亦是主要的因素，當頻率愈高時，人體的承受能力就越強。以IEC60950-1為例，限流線路(Limited Current Circuit) 的操作頻率若在1KHz以下時，流過2000Ω電阻的電流不能超過0.7mA；但線路的操作頻率若在1KHz以上，則允許流過電阻的電流最高可
以到70mA，由此可知頻率越高時，人體可承受的電流就愈大。(圖三)為標準IEC60990 給出的感知電流 / 反應電流測試的人體阻抗模型。
(圖三)標準IEC60990 給出的感知電流 / 反應電流測試的人體阻抗模型。
擺脫電流 (Let- go)
人體喪失擺脫物體的能力是由流過人體內部(例如：通過肌肉)的電流所造成。當電流增加到10mA以上時，人體的肌肉便開始有痙攣和收縮的現象，如果此時剛好是由手掌握著觸電體，便會因為肌肉的收縮而無法張開，導致通電時間太久，造成生命的危險。(圖四)為標準IEC60990 給出的擺脫電流測試的
人體阻抗模型。
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(圖四)標準IEC60990 給出的擺脫電流測試的人體阻抗模型。
代理之狐各安規標準給出的人體阻抗模型( Measuring Device )
(1)資訊產品標準 -- IEC 60950-1、家用電器標準 -- IEC60335-1、影音產品標準 – IEC60065、室內空調標準–UL484 如(圖五)
(圖五) (2)醫療器具標準 -- IEC 60601-1如(圖六)
(圖六)
(3)家用電器標準-- IEC 335-1(1996)、商業用冰箱和冷凍機標準 –UL471、烹調用微波爐應用標準—UL923、美國醫療和牙齒的設備標
準–UL544( Nonpatient equipment )如(圖七)
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