IEEE標(biāo)準(zhǔn)C 95.6－2002

6.6環(huán)境電場(chǎng)的曝露

由于環(huán)境電場(chǎng)在生物組織內(nèi)感應(yīng)出電場(chǎng)和軀體電流，以下結(jié)論可看作是合乎邏輯的：應(yīng)當(dāng)限制感應(yīng)場(chǎng)，以排除直接電刺激的影響。然而，實(shí)際上接觸電流和火花放電的準(zhǔn)則（非直接電刺激）已經(jīng)把環(huán)境電場(chǎng)限制到顯著低于在生物組織內(nèi)直接感應(yīng)電場(chǎng)達(dá)到表1和表6水平所需要的數(shù)值。舉例：對(duì)腦子中生物組織內(nèi)電場(chǎng)的基本限值，在60 Hz時(shí)對(duì)公眾是17.7 mV∕m（表1）。對(duì)一個(gè)直立的人、在地面上要感應(yīng)這個(gè)場(chǎng)將需要一個(gè)環(huán)境場(chǎng)約為59 kV∕m（Carstensen[B22]）?？紤]到未畸變場(chǎng)在軀體表面上是增強(qiáng)的——例如在直立人的頭部是18倍（Kaune[B51]），而在延伸的指尖上甚至可能增強(qiáng)得更高，在腦內(nèi)感應(yīng)上述電場(chǎng)所對(duì)應(yīng)的環(huán)境場(chǎng)水平，軀體的一部分可能已處在電暈狀態(tài)。

非直接刺激效應(yīng)是通過(guò)在電場(chǎng)內(nèi)人和導(dǎo)電物體之間的電荷轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生。在足夠強(qiáng)的場(chǎng)中，一個(gè)人在正好直接接觸之前瞬間能夠覺(jué)察到火花放電；而在與導(dǎo)電物體（與地是良好地絕緣的）脫離接觸后的瞬間，也能夠覺(jué)察到火花放電。通過(guò)與這些物體直接接觸感知到電流也是可能的。

直立的人在垂直極化的電場(chǎng)中，碰觸到一個(gè)接地的物體，其接觸電流分量Ic如方程式（10）（Reilly[B75]）所示：

           Ic ＝ 9.0 × 10－11h2 f E                                          （10）

這里

h   是人的高度

f    是場(chǎng)的頻率

E   是環(huán)境場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)

對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)頻率的場(chǎng)，其中在軀體所能占據(jù)的范圍上環(huán)境場(chǎng)的數(shù)值有所變化，在方程式（10）中的場(chǎng)強(qiáng)可以用軀體所處范圍內(nèi)的平均環(huán)境場(chǎng)來(lái)替代（Deno和Zaffanella[B29]；Kaune[B51]）。

表4中環(huán)境電場(chǎng)的曝露限值，意圖是在一個(gè)直立的人碰摸到對(duì)地導(dǎo)電通路時(shí)，避免厭惡或痛感的接觸電流或火花放電。在這個(gè)實(shí)例中，如果這個(gè)人對(duì)地是絕緣的（橡膠絕緣鞋、站立在絕緣墊上等），這個(gè)人*是感應(yīng)的物體。在碰摸到與地絕緣的大型導(dǎo)電物體時(shí)情況下，上述限值可能不能保護(hù)接地的個(gè)人免除不良的電刺激。

表4中供防止不良接觸電流的場(chǎng)的限值，與頻率成反比例地變化。如果這個(gè)法則延伸到零頻率，電場(chǎng)的限值將接近無(wú)窮大。故在*大許可電場(chǎng)上設(shè)置一個(gè)上限，來(lái)限制火花放電不良反應(yīng)的可能性。

在表4中對(duì)公眾的*大許可場(chǎng)是5kV∕m。這是估計(jì)，在良好絕緣并碰摸到在5kV∕m場(chǎng)內(nèi)的接地物體的成人中，火花放電約對(duì)7%成人產(chǎn)生痛感。當(dāng)一個(gè)接地的人碰摸到大型的導(dǎo)電物體，該大型導(dǎo)電物體處在一個(gè)強(qiáng)場(chǎng)內(nèi)、且對(duì)地是良好絕緣的情況下，不愉快的火花放電也可能發(fā)生。當(dāng)非常巨大（或長(zhǎng)）的物體處在靠近產(chǎn)生電場(chǎng)的源處、而這些電場(chǎng)源在空間上是非常延伸的，例如高壓輸電線路的情況下，*避免所有不良刺激的可能性，而不減少在物體上的感應(yīng)電荷是不可能的。例如有一根帶絕緣支柱的長(zhǎng)柵欄桿與高壓輸電線平行走向時(shí)，在這些情況下，寧可適當(dāng)?shù)貙?dǎo)電的物體（如其他安全法規(guī)中所陳述的）進(jìn)行接地來(lái)限制電刺激，而不是將電場(chǎng)限制到不切實(shí)際的很小水平。

在受控環(huán)境中，那里*大許可曝露水平MPE限制為20 kV∕m，對(duì)在地面上絕緣的人碰摸到接地導(dǎo)電物體時(shí)，痛感的火花放電而不是接觸電流，可能很容易地在所述及的限值上碰到。在這樣的強(qiáng)場(chǎng)之內(nèi)，工作者應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂梅雷o(hù)服、接地的措施、接觸的技術(shù)、或考慮到這些環(huán)境電場(chǎng)效應(yīng)的其他工作上的實(shí)踐，來(lái)限制痛感火花放電的可能性。在受控制的環(huán)境中，可穿導(dǎo)電衣服，來(lái)屏蔽高的環(huán)境電場(chǎng)，從而大大地降低非直接的電刺激。傳導(dǎo)到穿防護(hù)服個(gè)人軀體上的電流將不得超出表5中的限值。

電力線路走廊對(duì)公眾來(lái)說(shuō)，一定程度上界于“受控”和“不受控制”環(huán)境的定義之間，其中公眾的活動(dòng)可由公用事業(yè)公司予以限定，但是為了公眾的利益，通常是允許公眾進(jìn)入的。因此，本標(biāo)準(zhǔn)為公眾規(guī)定了線路走廊以外區(qū)域的限值5kV∕m，但是在正常負(fù)荷情況下，在走廊之內(nèi)，允許一個(gè)中間的場(chǎng)10 kV∕m。（如果電力線走廊符合受控環(huán)境的要求，那么可應(yīng)用受控環(huán)境的限值）。對(duì)人體對(duì)象使用火花放電刺激的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（Reilly[B75]；Reilly和Larkin[B81]）能夠適用到這種曝露。在10kV∕m的場(chǎng)中，約50%的對(duì)地良好絕緣的成人對(duì)象（1.8米高）在接觸到接地導(dǎo)體時(shí)將感受到痛感的放電，對(duì)更高個(gè)子的對(duì)象，上述概率會(huì)增加，而對(duì)較矮的對(duì)象則會(huì)降低。當(dāng)人體對(duì)地不完全絕緣時(shí)，概率也會(huì)下降。

在電力輸電線走廊內(nèi)、外的允許*大電場(chǎng)，還要受到來(lái)自其他機(jī)構(gòu)或要求的限制，諸如美國(guó)全國(guó)安全用電法規(guī)（NESC）和其他電力公司的規(guī)章。美國(guó)全國(guó)安全用電法規(guī)R（NESCR）（被認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)C2－1997年）規(guī)定了來(lái)自高壓輸電線電場(chǎng)內(nèi)物體的5mA短路電流（即是電流經(jīng)一個(gè)低阻抗的連接到地）的安全限值。這個(gè)規(guī)定的意圖是限制接觸電流達(dá)到百分之幾的敏感兒童在*壞情況下的“可釋放”（let-go）水平，而不是避免接觸電流或火花放電的厭惡或痛感的感覺(jué)。

在不存在非直接刺激的情況下，環(huán)境的電場(chǎng)有時(shí)能夠通過(guò)由場(chǎng)和帶電荷毛囊間相互作用引起的軀體毛發(fā)振動(dòng)被覺(jué)察到。在一個(gè)足夠的強(qiáng)場(chǎng)中，這種感覺(jué)可能使有些人產(chǎn)生煩惱。舉例：在一個(gè)室外環(huán)境的20 kV∕m下，50%站立的成人能夠覺(jué)察到60Hz的場(chǎng)，而5%者將會(huì)注意到有煩惱的感覺(jué)（Deno和Zaffanella[B29]；Reilly[B69]）。雖然20%的對(duì)象在9 kV∕m時(shí)會(huì)覺(jué)察到60Hz的電場(chǎng)，小于5%的人能夠察覺(jué)到2或3 kV∕m的電場(chǎng)（Reilly[B69]）。當(dāng)手舉高超過(guò)軀體時(shí)，中值的感覺(jué)閾值是7 kV∕m。

當(dāng)一個(gè)曝露的個(gè)人不在可觸及接地導(dǎo)電物體范圍之內(nèi)（例如一個(gè)帶電線路工人在一個(gè)絕緣的斗車上），表4中的*大曝露限值可能并不適用。在這些情況下，接觸電流和火花放電的數(shù)值將由個(gè)人與所碰觸物體間的電位差、以及他們的電容來(lái)決定。分委員會(huì)建議對(duì)公眾要遵照表4的限值。然而，在工人們并不在可觸及接地的導(dǎo)電物體范圍以內(nèi)的受控環(huán)境中，表4的限值可以超過(guò)。在這種受控環(huán)境中，分委員會(huì)沒(méi)有針對(duì)這種情況的特定建議。不考慮導(dǎo)電物體的尺寸和曝露個(gè)人可能會(huì)碰摸到的物體的可接近程度，可接受曝露的*上限將由防止人體表面電暈的需要來(lái)確定。對(duì)任何曝露的軀體部分，超過(guò)30 kV∕m的曝露（非畸變場(chǎng)）估計(jì)是不會(huì)被接受的。

6.7 靜止或準(zhǔn)靜止的電場(chǎng)

*大許可環(huán)境電場(chǎng)已經(jīng)被加以上限，來(lái)限制產(chǎn)生痛感火花放電的可能性。這個(gè)限值原則上可以延伸到任意的低頻，因?yàn)榧词箚蝹€(gè)放電也可是有痛感的。然而在足夠低的頻率下，時(shí)間常數(shù)τh（在此時(shí)間常數(shù)上人體能夠保持電荷）將開(kāi)始限制感應(yīng)電荷的數(shù)值。該時(shí)間常數(shù)由人的對(duì)地電容和電阻的乘積來(lái)給出。舉例，考慮電阻是1000MΩ，這可適用于在干燥地面穿正常鞋子的10%人員（Reilly[B70]，[B75]），以及電容是150 pF。這些假設(shè)形成了150ms時(shí)間常數(shù)，相當(dāng)于1 Hz的頻率，低于這頻率給定場(chǎng)內(nèi)的感應(yīng)電壓會(huì)降低、而許可的曝露能夠上升。然而對(duì)站在良好絕緣表面上的人，將可能有更長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)。這個(gè)觀點(diǎn)對(duì)經(jīng)歷過(guò)地毯積累電荷1秒或更長(zhǎng)時(shí)間后發(fā)生不愉快地毯火花放電的人而言，顯然是易于認(rèn)同的。

這些觀察可以用如下方式反映到表4的標(biāo)準(zhǔn)中：對(duì)1000MΩ的泄漏電阻，低于1Hz的許可*大限值可以近似地與頻率成反比例地增加；對(duì)更大的電阻，可適用的頻率將更低。

6.8 反應(yīng)閾值的統(tǒng)計(jì)性變動(dòng)

可以觀察到電氣閾值因人不同，而有很大變動(dòng)。電作用閾值的統(tǒng)計(jì)分布通?？捎脤?duì)數(shù)正態(tài)分布來(lái)表達(dá)，也即統(tǒng)計(jì)變量的對(duì)數(shù)具有正態(tài)分布。對(duì)數(shù)正態(tài)分布的平均值始終超出中值。平均值與值的比例ρ在方程式（11）中表達(dá)（Hastings和Peacock[B38]）：

          ρ＝exp（σ2∕2）                                                  （11）

這里 σ 是統(tǒng)計(jì)變量自然對(duì)數(shù)的方差。

對(duì)一個(gè)50%數(shù)值與1%數(shù)值之比等于3的分布，平均值與中值的比例是1.12，即是平均值超出中值12%。上述關(guān)系式在給出的是實(shí)驗(yàn)的平均值而不是中值時(shí)，是很有用的。

在許多的電刺激實(shí)例中，實(shí)驗(yàn)閾值很好地符合于對(duì)數(shù)正態(tài)分布，雖然通常必需在對(duì)數(shù)正態(tài)坐標(biāo)上重新繪制公布的數(shù)據(jù)來(lái)顯示這種分布。對(duì)數(shù)正態(tài)分布被發(fā)現(xiàn)在：接觸電流的人體感覺(jué)（Larkin及其同事[B56]）；接觸電流的牛的感覺(jué)（Reinemann及其同事[B56]）；人體的“釋放”閾值（Dalziel[B26]）；電場(chǎng)的人體感覺(jué)（Reilly[B69]）；時(shí)變磁場(chǎng)的人體感覺(jué)和從時(shí)變磁場(chǎng)來(lái)的痛苦感（Nyenhuis及其同事[B67]）；人體電痙攣治療法（ECT）發(fā)作的閾值（Weaver和Williams[B97]）；以及狗的心臟VF（室性纖維顫動(dòng)）閾值（Reilly[B75]）。

對(duì)數(shù)正態(tài)的坡度可以表達(dá)為中值與百分之一閾值的比。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的近似坡度參數(shù)能夠總結(jié)為：在前臂上接觸電流的人體感覺(jué)：3.0；人體感覺(jué)、指尖：2.0；VF閾值，狗：2.1；牛的接觸電流感覺(jué)：2.3；人體ECT發(fā)作閾值：2.0；時(shí)變磁場(chǎng)的人體感覺(jué)：1.9?？煽吹剑露葏?shù)3代表著應(yīng)用于本標(biāo)準(zhǔn)中的觀察到的*大坡度，雖然一個(gè)更典型情況將具有坡度參數(shù)約為2。

表9提供了對(duì)數(shù)正態(tài)模型的實(shí)例（中值歸一化到1.0），可應(yīng)用到健康成人人體前臂的感覺(jué)刺激，以及應(yīng)用到健康狗的心臟室性纖顫（VF）上（Reilly[B75]）。對(duì)指尖感覺(jué)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)更加接近地遵循VF值。與從健康動(dòng)物來(lái)的數(shù)據(jù)相比，對(duì)直接電極接觸到達(dá)經(jīng)受閥瓣更換開(kāi)心外科手術(shù)病人的心臟上（Watson及其同事[B96]），已經(jīng)報(bào)告了VF閾值具有非常廣泛的分布。對(duì)人在病理學(xué)狀態(tài)、或是藥物治療下的閾值還沒(méi)有進(jìn)行試驗(yàn)。

表9  對(duì)健康成年人群（男性與女性）使用對(duì)數(shù)正態(tài)模型、電作用閾值的歸一化分布a,b

a.感覺(jué)的分布根據(jù)對(duì)手臂接觸的人體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。室性纖顫的分布來(lái)自健康狗的心臟。

b.來(lái)源：Reilly[B75]。

將表9的分布模型外推到任意小的百分序列等級(jí)上是吸引人的。然而，實(shí)驗(yàn)證據(jù)并不足以支持低于 1%等級(jí)的外推，這是由于提供有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)象數(shù)目有限。分委員會(huì)采納一個(gè)為3的系數(shù)，來(lái)把中值閾值轉(zhuǎn)換到敏感個(gè)人。這*多將包括 1%的*敏感個(gè)人，但是通常而言，影響本標(biāo)準(zhǔn)處理大多數(shù)反應(yīng)時(shí)的百分等級(jí)取為更小。

人與人之間閾值的變化，尚沒(méi)有很好地理解。*與電閾值相關(guān)聯(lián)的明顯生理參數(shù)是軀體的尺寸和相關(guān)的參數(shù)，如性別與年齡（Larkin及其同事[B56]和Reilly[B75]，[B81]）。這種關(guān)聯(lián)表現(xiàn)為：較小的個(gè)體傾向于具有較低的閾值。軀體尺寸的關(guān)聯(lián)是在感覺(jué)作用、“釋放”閾值、和心臟室性纖顫中發(fā)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明：在人體中的痛苦閾值和動(dòng)物中的室性纖顫閾值近似地隨著軀體重量的平方根而變化，雖然也有已提出的其他關(guān)系（Reilly[B75]）。人體中的“釋放”閾值近似地正比于軀體重量而變化。因此，小的個(gè)體特別是兒童，將是*易受電刺激影響的。另一方面，由電場(chǎng)和磁場(chǎng)所感應(yīng)的電流數(shù)值隨著對(duì)象尺寸的減小而降低。對(duì)接觸電流，小的個(gè)體通常比較大的個(gè)體具有較大的四肢間電阻。因?yàn)檫@些的補(bǔ)償因子，軀體尺寸的影響預(yù)計(jì)不會(huì)大。當(dāng)然，磁場(chǎng)感覺(jué)閾值和形態(tài)因子（對(duì)象的性別、腰圍、重量與年齡）之間關(guān)系的研究，證明了與上述因子中任何一個(gè)都缺乏顯著的相互關(guān)系。

分節(jié)6.11.2提供了對(duì)數(shù)正態(tài)統(tǒng)計(jì)模型的應(yīng)用實(shí)例。

6.9 驗(yàn)收準(zhǔn)則（標(biāo)準(zhǔn)）

6.9.1 基本限值

在表1中列出的*大許可曝露水平系從表6的中值閾值導(dǎo)出的。在導(dǎo)出中，使用一個(gè)由激勵(lì)的中值閾值轉(zhuǎn)換到有害作用閾值的系數(shù)，使在健康成人中具有低的可能性（或然率）、并具有一個(gè)合適的安全因子。表10匯總了用來(lái)導(dǎo)出基本限值的這些系數(shù)：列A列出考慮中的作用；列B列出刺激的部位；列C列出中值基強(qiáng)度的激勵(lì)閾值Eot，該值來(lái)自表6，但使用轉(zhuǎn)換式E(rms)＝E(峰值)∕ 從峰值轉(zhuǎn)換到rms值；列D列出應(yīng)用到列C、從中值激勵(lì)閾值轉(zhuǎn)換到中值有害作用閾值的系數(shù)（倍率）Fa；列E列出從中值閾值轉(zhuǎn)換到低－或然率的閾值的系數(shù)Fp；列F列出分別應(yīng)用到公眾和受控的環(huán)境的安全因子Fs；列G列出在生物組織內(nèi)場(chǎng)的基強(qiáng)度Eob＝EotFaFpFs，這些是表1中基強(qiáng)度的基本限值。

表10  將中值轉(zhuǎn)換到MPE（*大許可曝露）數(shù)值的幾個(gè)因子

表1中所列出的基本限值是根據(jù)在生物組織內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng)；然而，感應(yīng)的模式可以是通過(guò)環(huán)境磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用。除了感應(yīng)電場(chǎng)的規(guī)范之外，也必需限制在生物組織內(nèi)的磁場(chǎng)、以防止由甚低頻磁場(chǎng)（見(jiàn)第6.4節(jié)）而來(lái)磁流體動(dòng)力效應(yīng)的有害作用。表1規(guī)定低于10 Hz的這些限值。對(duì)較高頻率規(guī)定磁場(chǎng)基本限值是不需要的，因?yàn)闈撛诘挠泻τ绊憣㈥P(guān)聯(lián)到感應(yīng)電場(chǎng)，而不是生物組織內(nèi)磁場(chǎng)本身。

下述的章節(jié)總結(jié)了表10中出現(xiàn)的各系數(shù)（倍率）的基本原理。

6.9.1.1 有害作用因子

對(duì)周邊神經(jīng)激勵(lì)，痛苦被考慮是一種有害反應(yīng)。一個(gè)有害作用系數(shù)Fa＝1.45應(yīng)用到神經(jīng)激勵(lì)的閾值，來(lái)導(dǎo)出一個(gè)痛苦的閾值（見(jiàn)第6.2節(jié)）。對(duì)突觸的效應(yīng)、腦刺激和心臟激勵(lì)，激勵(lì)本身被考慮為有害的，如在6.1.2節(jié)和6.1.3節(jié)中所提到的；因此有害作用系數(shù)Fa＝1.0應(yīng)用到這些作用的激勵(lì)閾值上。

6.9.1.2 或然率因子（可能性因子）

或然率因子Fp應(yīng)用來(lái)從中值的閾值轉(zhuǎn)換到低或然率的閾值。對(duì)對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其中坡度參數(shù)（中值—百分之一比例）是3，應(yīng)用到中值閾值的系數(shù)0.333相應(yīng)于百分之一*敏感的人體對(duì)象。在一些情況下觀察到坡度參數(shù)為3（例如在前臂上的接觸電流感覺(jué)）；而對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的其它臨界反應(yīng)（磁場(chǎng)感覺(jué)、心臟VF、腦部ECT閾值），坡度參數(shù)非常接近于2.0（見(jiàn)第6.8節(jié)）。對(duì)坡度參數(shù)為2，應(yīng)用到中值閾值的系數(shù)0.333所對(duì)應(yīng)的是0.01% 或然率（的敏感對(duì)象）。

6.9.1.3 安全因子

由于病理學(xué)條件或藥物治療導(dǎo)致閾值影響的不確定性，作用閾值的不確定性，以及感應(yīng)模型的不確定性，用于保護(hù)特別敏感個(gè)人的安全因子的系數(shù)為Fs＝0.333。在手、腕、腳、和踝的情況下，與軀體其他部位相比，在確認(rèn)狹窄的截面和優(yōu)越的低導(dǎo)電率的組織傾向于增強(qiáng)這些部位內(nèi)生物組織內(nèi)的電場(chǎng)的前提下，取Fs＝1。因?yàn)檫@些部位與緊要器官相比，缺少關(guān)鍵功能，故較大的局部電場(chǎng)是允許的。在受控環(huán)境情況下，對(duì)應(yīng)于所有的作用型式Fs＝1，僅有的例外是心臟的激勵(lì)，這是根據(jù)以下設(shè)想，即：在受控環(huán)境中，對(duì)有些機(jī)制來(lái)說(shuō)不舒適的小可能性是可接受的，但是對(duì)所有的各體，心臟的激勵(lì)是不能接受的。安全因子Fs＝1對(duì)所指的曝露是合理的，因?yàn)楸緲?biāo)準(zhǔn)系基于避免曝露個(gè)體立即出現(xiàn)的短期反應(yīng)，而不是在低于感覺(jué)水平上的慢性（長(zhǎng)期）曝露的健康影響，以及累積曝露可能是顯著的場(chǎng)合。作出的假設(shè)是：因?yàn)槎唐谧饔脤?duì)曝露的個(gè)人是很明顯的，故他們會(huì)自己離開(kāi)這環(huán)境、調(diào)整他們的活動(dòng)、或采取避免這種曝露的其它行動(dòng)。

與應(yīng)用于較高頻率的 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)C95.1相比，如果安全因子Fs＝0.333，注意到：應(yīng)用于感應(yīng)場(chǎng)的除數(shù)3，等效于SAR（比吸收率）中的除數(shù)9，因?yàn)镾AR是正比于感應(yīng)場(chǎng)的平方。

6.9.2 *大許可曝露水平

在評(píng)估基本限值是否得到滿足時(shí)，有時(shí)需要復(fù)雜計(jì)算的能力。因此，希望取用環(huán)境場(chǎng)中的參考水平，而不是在生物組織內(nèi)的感應(yīng)場(chǎng)來(lái)定義MPE數(shù)值。在表2中所列出的MPE結(jié)合有保守的假設(shè)，以使符合MPE*可保證基本限值不會(huì)超過(guò)。然而因?yàn)镸PE是保守地導(dǎo)出的，故有可能當(dāng)一個(gè)人超出MPE時(shí)，仍然在基本限值之內(nèi)。

圖1 顯示出磁場(chǎng)MPE水平的導(dǎo)出。圖1表明對(duì)整個(gè)軀體曝露的有害作用中值閾值（虛線）和MPE值（實(shí)線）。MPE是按每個(gè)頻率的*小有害閾值，再降低一個(gè)表10中的相應(yīng)或然率與安全因子后得出的。對(duì)突觸改變的曲線已經(jīng)延伸到1000 Hz。MPE曲線從*低有害作用閾值導(dǎo)出，跨越不同頻譜的有害作用分別如下：0－0.153 Hz，磁流體動(dòng)力效應(yīng)；0.153－759 Hz，突觸的改變；超出759 Hz，周邊神經(jīng)的痛苦。注意：在受控環(huán)境中的MPE，相應(yīng)于低或然率的作用閾值（≤ 1%）。這些限值應(yīng)用到公眾時(shí)，再降低一個(gè)3倍的因子。表2表明了MPE的參考水平。

為了驗(yàn)證是符合本標(biāo)準(zhǔn)的目的，表2和表4應(yīng)當(dāng)分別地考慮，而不是相加的。這是因?yàn)?，環(huán)境電場(chǎng)與磁場(chǎng)所感應(yīng)的生物組織內(nèi)的電場(chǎng)，在表2和表4所代表的情況下，是在軀體的關(guān)節(jié)分離部位上*大化了的。

圖1  來(lái)自磁場(chǎng)曝露有害刺激的中值閾值（破折線）和推薦的*大許可曝露限值（實(shí)線）；

（整個(gè)軀體曝露到空間的不變的場(chǎng)）

6.10 部分的或不均勻的曝露

表2中的限值是*整個(gè)軀體曝露到數(shù)值和相對(duì)相位相對(duì)地不變的磁場(chǎng)情況下，用來(lái)避免有害的作用。由于手臂與腿的曝露，對(duì)生物組織內(nèi)的電場(chǎng)在頭部與軀干內(nèi)的貢獻(xiàn)（數(shù)值）是不大的，故該限值也適用于只作用在頭部與軀干的恒定場(chǎng)。然而，當(dāng)一個(gè)作用在頭部與軀干上的磁場(chǎng)非恒定時(shí)，對(duì)磁場(chǎng)的一項(xiàng)保守處理是限制與表2相一致的實(shí)際場(chǎng)的空間峰值。這是可能的，這樣的處理可能是過(guò)分地限制，一個(gè)可接受的可選方案將是限制外部的磁場(chǎng)，以使生物組織內(nèi)的電場(chǎng)不超出表1的基本限值。為確定是否與表1相符合，可能必需模擬感應(yīng)的過(guò)程，使用實(shí)際場(chǎng)的值（方向、數(shù)值、與相對(duì)相位）、和相應(yīng)的生理模型（計(jì)算的或物理的），模型的定向符合場(chǎng)的方向。

在頭部與軀干的磁場(chǎng)曝露顯著不均衡的場(chǎng)合下，需要滿足基本限值（表1）的*大許可曝露的磁通密度可能變化很大。為顯示出這點(diǎn)，考慮有一個(gè)的只有軀干曝露60 Hz場(chǎng)，和另一個(gè)軀干與頭部均被曝露的60Hz場(chǎng)。如果只有軀干被曝露，MPE將被周邊神經(jīng)的刺激來(lái)限制，而不是腦部的突觸效應(yīng)。對(duì)軀干的曝露，60Hz時(shí)的MPE將是34.8mT；粗略地是對(duì)頭部與軀干兩者同時(shí)曝露時(shí)的限值2.71 mT（表2）的13倍。

表4中的電場(chǎng)參照水平，不是根據(jù)表1中生物組織內(nèi)的電場(chǎng)限值而得出的；更確切地說(shuō)，這些限值是根據(jù)非直接的電刺激。如果在軀體尺寸上的平均環(huán)境電場(chǎng)不超出表4的限值，火花放電與接觸電流將是可接受的。這些限值是根據(jù)這種假設(shè)：即曝露的人對(duì)地是絕緣的；是非?？拷囟皇强拷鼒?chǎng)源；是在可觸及一個(gè)接地導(dǎo)電物體的范圍之內(nèi)。

6.11 感應(yīng)電流和接觸電流

6.11.1 總的關(guān)系

強(qiáng)度－持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度－頻率曲線決定了接觸電流神經(jīng)刺激的閾值特性。進(jìn)入接觸電極的電流的基強(qiáng)度閾值數(shù)值，隨著接觸面積而反比例地變化。輕指尖接觸的碰觸面積假設(shè)為1cm2，而一個(gè)更大的接觸范圍（≌15cm2）可適用到握緊的接觸。因此，在表5中對(duì)握緊和碰摸的接觸予以不同的值。在控制環(huán)境中的握緊接觸的限值適用于這種情況：那里人員被訓(xùn)練來(lái)實(shí)現(xiàn)與潛在的帶電導(dǎo)體或當(dāng)該人是感應(yīng)的物體時(shí)，與接地導(dǎo)體的握緊接觸、而避免碰摸的接觸。假設(shè)公眾是不會(huì)意識(shí)到帶電物體可能產(chǎn)生導(dǎo)電電流，接觸的方式也是不受約束的。規(guī)定的限值降低了這種可能性，即與帶電物體的疏忽（非故意的）接觸能夠?qū)е缕つw外層微小的局部灼傷（隨著火花放電）、痛苦的感覺(jué)、或是驚起的反應(yīng)，后者會(huì)在本質(zhì)上沒(méi)有危害時(shí)，卻引起一個(gè)事故。

正弦形電流感覺(jué)的大量實(shí)驗(yàn)顯示出強(qiáng)度－頻率法則，即在臨界頻率fe以下具有一個(gè)*小的平穩(wěn)段，在此之上，當(dāng)電流是具有連續(xù)性質(zhì)時(shí)，閾值會(huì)聚到與頻率成正比例的法則（Reilly[B75]）。在連續(xù)的正弦形刺激下，直到100 kHz的頻率，已經(jīng)證實(shí)了在人體中與頻率成正比例的閾值。超出這個(gè)頻率，熱感應(yīng)閾值將占主導(dǎo)地位（Chatterjee及其同事[B23]；Dalziel和Mansfield[B27]）。然而，對(duì)脈沖的正弦形波形，其頻率－正比例關(guān)系曲線能夠延伸到MHz的范圍，如在老鼠的神經(jīng)刺激實(shí)驗(yàn)中（LaCourse及其同事[B55]），以及使用短暫（≌0.1μs）脈沖的人體實(shí)驗(yàn)之中 （Reilly[B75]）所指出的那樣。

根據(jù)神經(jīng)激勵(lì)的模型，強(qiáng)度－持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度－頻率的常數(shù)關(guān)系為fe＝1∕（2τe）。因此，導(dǎo)致小τe數(shù)值的因子將會(huì)增加fe。雖然涉及這種變動(dòng)的因子尚未很好地弄清楚，實(shí)驗(yàn)的fe值變動(dòng)很顯著。分委員會(huì)采取以下假設(shè)，即接觸電流的fe是3kHz，允許對(duì)*低閾值在3kHz和低于3kHz時(shí)，依據(jù)較高頻率時(shí)所確定的閾值，使用一個(gè)坡度為f，外推到較低的頻率。通過(guò)進(jìn)一步的研究，來(lái)理解強(qiáng)度－持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度－頻率法則中所觀察到的實(shí)驗(yàn)常數(shù)的變動(dòng)將是必要的。

6.11.2  統(tǒng)計(jì)關(guān)系的說(shuō)明

對(duì)3.0kHz頻率的碰摸接觸的痛苦水平可以從Chatterjee及其同事[B23]的實(shí)驗(yàn)中來(lái)外推，這是假設(shè)的拐角頻率（超出該頻率具有一個(gè)與頻率成比例的坡度）。在10kHz上（由Chatterjee作試驗(yàn)的*低頻率），平均痛苦水平對(duì)成人（男性與女性混合的）是8.0mA，和對(duì)10歲的兒童是6.0mA。這些值可以利用1.12的因子作為除數(shù)轉(zhuǎn)換到中值閾值，如在第6.8節(jié)中所指出的。10kHz的閾值應(yīng)用0.3的乘數(shù)（3 kHz∕10kHz的比例），外推到3 kHz的基強(qiáng)度。其結(jié)果是，中值的痛苦閾值對(duì)成人是2.14mA，而對(duì)10歲的兒童是1.6mA（譯注：即＝6.0 mA÷1.12×0.3）。對(duì)接觸電流使用一個(gè)為0.7的不愉快－痛苦的比例（參見(jiàn)地6.2節(jié)），中值的不愉快基強(qiáng)度水平估計(jì)為對(duì)成人是1.5mA，而對(duì)兒童是1.12 mA。應(yīng)用這些中值的數(shù)值到具有中值－百分之一比例為3.0的對(duì)數(shù)正態(tài)模型上，可確定出如下的作用概率。對(duì)碰摸接觸水平為0.5 mA（對(duì)公眾的MPE），兒童中的不愉快的或然率是5%，而痛苦的或然率是1%；而在成人中：不愉快的或然率是1%，而痛苦的或然率是0.1%。碰摸接觸電流水平為1.5 mA時(shí)，在成人中痛苦的或然率是23%，而不愉快的或然率是50%。

如果接觸是通過(guò)緊握來(lái)實(shí)現(xiàn)的而不是碰摸，對(duì)感覺(jué)和痛苦的電流閾值明顯地較大。在10kHz下緊握接觸的平均感覺(jué)水平，對(duì)成人是13mA（Chatterjee及其同事）。外推到頻率3kHz，確定的中值感覺(jué)閾值為3.48 mA（譯注：即＝13 mA÷1.12×0.3）。中值的不愉快或痛苦的閾值，可分別應(yīng)用乘數(shù)2.4和1.7來(lái)確定（第6.2節(jié)），其結(jié)果是中值基強(qiáng)度不愉快水平為5.92 mA、痛苦水平為8.35 mA。在緊握接觸電流為3 mA時(shí)（表5中受控環(huán)境緊握接觸MPE的規(guī)定），在成人中的不愉快或然率（可能性）估計(jì)是8%，而痛苦的或然率是1.6%。

在表5中的接觸電流水平并不包括安全因子。在注意到接觸電流的作用水平與本標(biāo)準(zhǔn)中所述及的其他作用閾值相比，是很好地被通曉的前提下，忽略安全因子被證實(shí)是合理的。

6.12 療裝置和金屬植入物

使用療裝置和金屬的植入物的個(gè)體曝露到電場(chǎng)和磁場(chǎng)之中，可能涉及特殊的健康與安全問(wèn)題。本標(biāo)準(zhǔn)并不必然地提供保護(hù)來(lái)防止對(duì)這些裝置或硬件的干擾。這些裝置的領(lǐng)受者或供應(yīng)商，應(yīng)當(dāng)注意這些危害的潛在性和這些裝置可能必需的注意事項(xiàng)。

用電的療裝置，可能易受來(lái)自許多不同的電能干擾源的影響。對(duì)療裝置的干擾可能在低于上述電刺激影響閾值的曝露情況下發(fā)生。若干型式的療裝置已經(jīng)設(shè)計(jì)得能免受電干擾（舉例：心臟起搏器），但在使用中的許多裝置并不已經(jīng)設(shè)計(jì)或測(cè)試得免除這些干擾。甚至在已具有合理的抗干擾能力的情況下，在超過(guò)抗干擾能力時(shí)，也可能發(fā)生嚴(yán)重的病人后果。對(duì)裝置干擾的關(guān)心已擴(kuò)展到用電供給動(dòng)力的療裝置的廣泛范圍。這些裝置的實(shí)例包括有、但并不*制于：心臟起搏器、除顫器、藥物輸送泵、神經(jīng)刺激器、助聽(tīng)器、窒息（呼吸暫停）監(jiān)控器、療床以及動(dòng)力的輪椅。當(dāng)認(rèn)為是必要時(shí)，應(yīng)當(dāng)從該裝置的制造商處或從疾病療開(kāi)業(yè)生處取得忠告。

現(xiàn)有一些涉及療裝置的電磁兼容性（EMC）以及該裝置在曝露環(huán)境中功能的標(biāo)準(zhǔn)。*廣泛被公認(rèn)的、由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC[B44]）所頒布的療裝置標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)蓋了許多的、但不是全部的療裝置。也有針對(duì)主動(dòng)植入療裝置的通用標(biāo)準(zhǔn)，其中包含著EMC的要求（ECES[B33]；IEC[B44]；ISO[B48]）。此外， IEC療設(shè)備的EMC標(biāo)準(zhǔn)的更新工作正在進(jìn)行之中，并發(fā)展為對(duì)心臟起搏器、植入式除顫器更為一致的標(biāo)準(zhǔn)，其中包括EMC的要求，諸如在美國(guó)的療器械發(fā)展協(xié)會(huì)（AAMI[B1]）和歐洲的歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（ECES[B34]，[B35]））中所涉及的。

金屬植入物是另一種等級(jí)的療植入物，諸如金屬限制器、釘鉤和矯形外科的金屬棒與板。在有些情況下，金屬植入物會(huì)接觸到敏感的組織，如心臟釘鉤。不像療裝置那樣，這些植入物可能不會(huì)由于電干擾而出現(xiàn)失效（故障）模式。然而，植入在軀體中的金屬硬件，或許會(huì)因提供磁感應(yīng)的環(huán)路而增強(qiáng)感應(yīng)的電場(chǎng)，或許會(huì)因提供一個(gè)高導(dǎo)電率的部位而導(dǎo)致局部地增強(qiáng)感應(yīng)的電場(chǎng)，并進(jìn)而增強(qiáng)在靠近植入物局部范圍的電刺激可能性（Reilly和Diamant[B78]）。

附  錄  A （資料提供性的）

文獻(xiàn)目錄

這里引述從科學(xué)會(huì)議或技術(shù)報(bào)告而來(lái)的文獻(xiàn)，這是因?yàn)檫@些資料在審核人來(lái)源中是不具有的。

文獻(xiàn)共99份，譯文略。

附  錄  B （規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的）

磁感應(yīng)模型

使用于提出本標(biāo)準(zhǔn)的磁感應(yīng)模型，將軀體所曝露的截面處理為一個(gè)橢圓的形狀，帶有均勻的導(dǎo)電率。這個(gè)模型的解決方案，適用于場(chǎng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于軀體尺寸，已經(jīng)由Durney及其同事[B32]所發(fā)表，并被Spiegel[B93]以以適用的方式表達(dá)出來(lái)。這里現(xiàn)在所使用的方式是由Reilly[B72]所表達(dá)的方式。由一個(gè)外部磁感應(yīng)場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的通用表達(dá)式示于方程式（B.1），該外部磁場(chǎng)在橢圓上的數(shù)值和相對(duì)相位是常數(shù)：

E=- w                                                          (B.1)

這里au 和av 是各別地沿著短軸和長(zhǎng)軸的單位向量，（a，b）各別地是半長(zhǎng)軸和半短軸，（u，v）是曝露區(qū)域內(nèi)的位置，而 w是磁通密度在垂直于截面方向的時(shí)間變化率、這是個(gè)向量。在以下的計(jì)算中，感應(yīng)場(chǎng)E以數(shù)值表達(dá)，而不是它的向量成份。坐標(biāo)系統(tǒng)是這樣的，即橢圓的短軸是沿著u-方向，而長(zhǎng)軸是沿著v-方向。

表B.1總結(jié)了用于確定表7中 0數(shù)據(jù)的曝露條件。表B.1中條目如下。第2列表示曝露的情況。舉例：*行為位于腦部的一個(gè)10-μm神經(jīng)元的激勵(lì)，磁場(chǎng)垂直于矢截面。第3列給出橢圓的半短軸和半長(zhǎng)軸。第4列給出截面內(nèi)電場(chǎng)被評(píng)價(jià)的部位。第5列是假設(shè)的基強(qiáng)度值E0（從表6來(lái)）。*后一列給出由方程式（B.1）所確定的 0數(shù)值。在這個(gè)公式之中，作出假設(shè)：一個(gè)橢圓在三個(gè)方位中的一個(gè)是適合于軀干、軀體或頭部的。因此，參考系統(tǒng)（u,v）是與所設(shè)定的橢圓相聯(lián)系的，而不是相對(duì)于軀體的一個(gè)特定的參考系統(tǒng)。

表B.1   用于計(jì)算磁場(chǎng)感應(yīng)的橢圓曝露的模型a,b

a. b,a各別地代表橢圓的半短軸和半長(zhǎng)軸，該橢圓適用于特殊的軀體部分，也*是：在條目1和2中的腦部，條目4中的軀干，以及在條目3和5中的整個(gè)軀體。

b.（u,v）代表橢圓內(nèi)的部位，那里感應(yīng)場(chǎng)是被評(píng)價(jià)的，其中u和V是各別地沿著短軸和長(zhǎng)軸進(jìn)行測(cè)量的。

在條目（1）和（2）之中，所假設(shè)的橢圓并不假定是代表腦子的真實(shí)尺寸，而是一個(gè)包圍其外部周邊（大腦皮質(zhì)）的橢圓的尺寸，那里感應(yīng)電場(chǎng)的數(shù)值是*大的。包圍腦子的橢圓具有半長(zhǎng)軸和半短軸，系小于假設(shè)的頭部尺寸1.5cm，這是考慮到皮質(zhì)和頭頂皮間的距離1.5cm。條目（3）和（5）把曝露作為均勻地復(fù)蓋整個(gè)軀體處理；條目（4）和（6）假設(shè)只有軀干是曝露的。后者被包括在表中是為了顯示，整個(gè)軀體曝露的*壞情況下與只是軀干受曝露兩者之間，*周邊神經(jīng)和心臟刺激而言，具有一個(gè)適度的差別（約10%）。

u,v點(diǎn)的選擇，是對(duì)每個(gè)被假設(shè)的方案相當(dāng)于*壞情況的曝露點(diǎn)。在腦子的情況下[條目（1）和（2）]，皮質(zhì)那里感應(yīng)的電場(chǎng)是*大的，徑向的（矢狀的）曝露提供了*大的磁感應(yīng)環(huán)路。對(duì)條目（3）和（5），一個(gè)橢圓適合于在徑向的截面中觀察的整個(gè)軀體。在心臟的情況下，對(duì)電刺激的*大敏感點(diǎn)是在心臟的*（Roy及其同事[B84]），而在此位置上，*大感應(yīng)場(chǎng)被發(fā)現(xiàn)是在徑向曝露時(shí)（Reilly[B72]）。在條目（5）和（6）中的點(diǎn)（u,v）相當(dāng)于心臟的*。

在表B.1中的曝露橢圓相當(dāng)于成人的一個(gè)很大的軀體尺寸（但不是極大的），這是根據(jù)擬人數(shù)據(jù)（美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)SAE[B85]）。假設(shè)一個(gè)很大的軀體尺寸是保守的。