感電

感電とは、人体や家畜の内部に電流が流れることによって引き起こされる物理的および生理的な衝撃状態を指す。電撃によるショック症状を引き起こすだけでなく、体内を通過する電流が大きい場合は、電気抵抗によるジュール熱が発生し、細胞が破壊されてやけどなどの重篤な症状を引き起こす現象である。

一般家庭で使用される100ボルトの低圧電源であっても、条件によっては生命に関わる重大な事故につながる。電気設備を設計および施工するにおいては、人体への感電を未然に防ぐための適切な絶縁処理や保護装置の設置が不可欠となる。

電流の大きさと人体への影響

感電による被害の大きさは、印加された電圧の高さではなく、人体を流れる電流の大きさと、電流が流れた時間によって決定される。人体に流れる電流値による症状の違いは、一般的に以下のように分類される。

1mA程度：電気が流れていることをわずかに感じる感知電流のレベルであり、人体への危険はない。
5mA程度：強い痛みを感じるレベルとなり、これを超えると危険性が高まるとされる。
10mA程度：激しい痛みや筋肉の痙攣を伴うが、自らの意思で電路から手を離すことができる可随電流の限界域である。
20mA以上：筋肉が強く収縮して硬直するため、自ら電路から離脱できなくなる不随電流の領域となり、危険性が高い。

不随電流による感電が発生した場合、自ら離脱できないため電流が流れ続け、重篤な被害に直結する。この状態の被災者に他人が素手で触れると、救助者自身も感電してしまう二次災害の恐れがあるため、直ちに電源のブレーカーを遮断するなどの安全確保が優先される。

人体の電気抵抗とオームの法則による算定

人体を流れる電流の大きさは、オームの法則に従い、接触した電圧を人体の電気抵抗値で割ることで算定される。人体の皮膚の電気抵抗は環境条件によって大きく変動し、乾燥した状態であれば5,000オーム程度の高い抵抗値を示す。

しかし、汗をかいていたり、水仕事などで皮膚が濡れた状態になっていたりすると、電気抵抗値は500オーム程度まで大幅に低下する。この濡れた状態で家庭用の100ボルト電源に感電した場合、人体に流れる電流は以下の計算式で求められる。

電流＝ 100V ／ 500Ω ＝ 0.2A ＝ 200mA

この200mAという数値は、自ら離脱できなくなる不随電流の20mAをはるかに超えており、家庭用の低圧電源であっても水気のある場所での感電は致命的な事故になることを示している。

心室細動の危険性と漏電遮断器の設置

感電において警戒すべき事態は、電流が心臓を通過することによって引き起こされる心室細動である。心室細動が発生すると、心臓が細かく痙攣して血液を送り出すポンプ機能を喪失し、短時間で死に至る。この現象は数十mA程度の微小な電流であっても発生する確率が高く、確実な安全対策が求められる。

電気設備に関する技術基準や内線規程において、水気のある場所や湿気の多い場所に電気機器を設置する場合、電路に漏電遮断器を設けることが義務付けられている。漏電遮断器は、電路の行きと帰りの電流値の差である零相電流を検出し、漏電や感電が発生した場合には、心室細動に至る前のわずかな時間で瞬時に電路を遮断し、人命を保護する役割を担っている。

D種接地工事による接触電圧の低減

洗濯機や冷蔵庫など、水回りで使用される家庭用電気機器には、感電事故を防止するためのアース線の接続が義務付けられている。これは機器の金属製外箱などにD種接地工事を施すものである。

機器の内部で絶縁不良が発生し、金属製の外箱に電圧がかかった状態を漏電と呼ぶ。このとき、アース線が正しく接続されていれば、人体よりも電気抵抗の低いアース線を通って大地へ漏電電流が逃げるため、人が機器に触れた際の人体への通過電流を大幅に低減できる。さらに、大地へ大量の電流が流れることで漏電遮断器が確実に異常を検知し、素早く電路を遮断できるため、接地工事と漏電遮断器の組み合わせが感電防止の基本となる。

電気工事における感電防止の基本原則

電気設備の点検や改修工事を行う作業員にとっても、感電事故の防止は最優先の課題である。労働安全衛生法などの関連法令において、活線作業は原則として禁止されており、作業前に確実な停電を実施することが求められている。

ブレーカーを開放して停電状態にした後も、残留電荷による感電や、他の回路からの回り込みによる電圧印加の危険性が潜んでいる。そのため、作業に取り掛かる直前には必ず検電器を用いて、対象となる電路が無電圧状態であることを確認する手順が義務付けられている。また、誤って別の作業員が電源を投入してしまう事故を防ぐため、操作禁止の標識を掲示したり、ブレーカーに施錠を行ったりといった確実な安全管理が電気工事の基本となる。