DC 인체 저항 실험 I

Aug 01, 2023

편집자 주 - 이 기사의 기반이 된 논문은 원래 2018 IEEE Product Safety Engineering Society 심포지엄에서 발표되었으며, 그곳에서 최고의 심포지엄 논문으로 인정을 받았습니다. 이 내용은 2018 IEEE 제품 안전 공학 협회 제품 규정 준수 엔지니어링에 관한 국제 심포지엄의 절차에서 허가를 받아 여기에 재인쇄되었습니다. 저작권 2018 IEEE.

감전의 생리학적 영향은 주로 전류에 의해 유발되므로[1], 감전 위험으로부터 인체를 보호하기 위해 안전 표준에 전류 제한이 명시되는 경우가 많습니다[2]. 그러나 특정 표준이나 애플리케이션의 경우 전압 제한이 선호되는 경우가 많습니다. 이러한 경우 인체 임피던스를 사용하여 안전한 전류 제한을 기반으로 전압 제한을 추정할 수 있습니다. 또한 인체 임피던스는 터치 전류를 추정하기 위해 인체를 통한 전도 경로를 나타내는 전기 회로 모델을 구축하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, UL 101 [2]에 명시된 대로 인체 임피던스는 다른 500Ω 저항기와 직렬로 배치된 0.22μF 커패시터와 병렬로 연결된 1500Ω 저항으로 모델링됩니다. 이러한 측정 회로는 60Hz 정현파 AC에 대한 지각 수준 충격 효과의 터치 전류를 평가하는 데 사용됩니다.

DC 애플리케이션, 특히 위험 전압의 애플리케이션은 재생 가능 에너지원(예: 광전지), 에너지 저장 시스템 등의 사용 증가로 인해 점점 더 보편화되었습니다. 따라서 DC에서 인체 저항을 검토하여 DC 애플리케이션을 더 잘 이해하는 것이 좋습니다. DC 애플리케이션에 대한 전기 충격 생리학적 영향에 대한 영향. IEC 60479-1 [3]에서는 25V ~ 1000V 사이의 DC 인체 저항에 대한 인체 저항을 지정합니다. 그러나 [3]에 포함된 DC 저항 값은 25V에서만 수행된 실험 데이터를 기반으로 한 것이며 나머지는 AC 인체 저항을 기반으로 수학적으로 추정된 값입니다. 이는 신체 임피던스가 AC와 마찬가지로 DC에서도 동일하게 확장된다고 가정하며, 이는 사실일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 또한 [3]에 제공된 DC 본체 저항은 건조 조건에만 해당됩니다. 저자가 아는 한, 현재 실험적 관찰을 직접적으로 기반으로 한 습한 조건에 대한 DC 인체 저항에 대한 데이터는 없습니다. 습한 조건의 경우 IEC 표준[3]에 제공된 DC 본체 저항 값은 각 전압에서 습한 조건의 AC 본체 저항과 동일한 것으로 가정됩니다. 다시 말하지만, 이는 실험 데이터에 의해 확고하게 입증되지 않은 가정을 만듭니다.

위험한 전압의 DC와 이러한 위험에 대한 인체 노출 가능성이 점점 더 일반화됨에 따라 DC에서 인체 임피던스에 대한 포괄적인 데이터를 확보하는 것이 필수적입니다. 이러한 데이터 세트에는 통계적 유의성을 갖기 위해 많은 개인(예: 50명 이상)에 대한 측정이 필요합니다. 현재 AC에 사용할 수 있는 것과 유사한 실험 데이터를 기반으로 일반적인 DC 본체 임피던스 값을 개발하는 것이 저자의 궁극적인 목표입니다.

그러나 다양한 측정 매개변수가 어느 정도 영향을 미칠지는 아직 불분명하며, 주어진 측정이 특정 개인에게 얼마나 반복 가능한지도 현재로서는 불분명합니다. 따라서 저자는 특정 개인에 대한 측정 일관성에 대한 더 나은 이해가 확립되기 전에 상당수의 인간 지원자가 포함된 대규모 실험 프로그램을 진행하는 것은 시기상조라고 결론지었습니다. 예를 들어, 동일한 테스트 조건에서 서로 다른 시간에 동일한 개인을 측정할 때 반복 가능한 값을 얻을 수 있는지 여부가 불분명했습니다. 저자가 아는 한, 이전 연구에서는 이를 평가한 적이 없습니다. 또한 접촉 물질이 인체 임피던스 테스트에 미치는 영향에 대해 발표된 데이터는 발견되지 않았습니다. 이는 측정된 신체 임피던스에 영향을 미치는 것으로 추정되며 측정된 신체 임피던스와 인가 전압의 관계를 더 잘 설명할 수 있습니다. ([3]에서는 인가 전압이 증가함에 따라 신체 저항이 선형적으로 감소한다고 보고했습니다.) DC 신체 임피던스 측정에 대한 이러한 알려지지 않은 영향을 고려하여 저자는 이러한 요인을 더 잘 이해하기 위한 첫 번째 단계를 수행했습니다. 그 결과가 여기에 보고됩니다. 따라서 대규모 테스트 프로그램은 우리 작업의 두 번째 단계로 수행되도록 연기되었습니다.