2.6 安全用电
学习电工知识,不仅要掌握电路的基本理论和分析方法,而且要懂得如何安全用电。
1.人体触电基本知识
(1)人体触电。人体接触或接近带电体引起人体局部受伤或死亡的现象称为触电。
(2)触电分类。触电一般可分为两类:电伤和电击。
1)电伤是指由电流热效应、化学效应或机械效应对人体造成的伤害。如电弧灼伤、熔化金属溅伤等。
2)电击是指电流通过人体、使内部器官组织受到损伤。如果受害者不能迅速摆脱带电体,则最后可造成死亡事故。本节主要分析电击伤害。
电击伤害的程度主要与通过人体的电流大小、电流频率、持续时间以及电流通过人体的部位有关。电流通过人体部位以通过或接近心脏和脑部最为危险。因此,若人的两手接触两根相线或人的一手一脚分别接触一根相线、一根中性线时最危险。
(3)人体电阻。同等情况下,人体电阻越大,通过人体的电流越小,受伤害程度越轻。人体电阻约104~105Ω,主要与皮肤状态有关。干燥时,人体电阻较大;皮肤潮湿、有汗或皮肤破损时,人体电阻可下降至几百欧姆。
(4)安全电流。人体通过工频电流1mA就会有麻木感觉;10mA为摆脱(脱扣)电流;人体通过50mA及以上电流,就有生命危险。国际电工委员会(IEC)将30mA作为实用的安全电流临界值。
根据国家标准,剩余电流动作保护器、家用电器均将10mA作为脱扣(断开电源)电流临界值。
安全电流也与电流频率有关,50~60Hz的工频电流危险性最大,高频电流危害相对较小。
(5)安全电压。安全电压有多种标准,供不同条件下使用的电气设备选用。一般来说,接触36V以下电压,通过人体电流不会超过50mA,所以36V称为安全电压。在潮湿情况下,安全电压规定还要低一些,通常是24V或12V。机床照明用电压为36V,船舶、汽车电源电压为24V或12V。
2.接地
1)保护接地。保护接地适用于中性点不接地系统。以电动机设备为例,在图2-33a中,某电动机三相绕组中若有一相绝缘损坏,就会使电动机外壳带电。人若接触电动机外壳,流过人体的电流为Id,有可能构成危险。图2-33b中,电动机外壳接地,这种接地称为保护接地。由于接地电阻R0远小于人体电阻Rb,因此接地装置中的电流I0极大地分流了接地电流Id,从而保证了人身安全。
对于1000V以下中性点不接地系统,其保护接地方式中的接地电阻R0,一般要求R0不大于4Ω;对1000V以上系统,要求R0更小。
保护接地也常用于单相系统中,图2-34为单相系统保护接地示意图。L为三相中一个相线(火线),N为中性线,为接地线。
2)工作接地。电力系统由于运行和安全的需要,常将中性点接地,这种接地称为工作接地。工作接地具有降低触电电压、故障时迅速切断电源和削弱电气设备对地绝缘程度的作用。
图2-33 保护接地原理图
a)无保护接地 b)有保护接地
图2-34 单相系统保护接地
【复习思考题】
2.20 触电时,电流流过人体什么部位最危险?
2.21 触电电流达到多大就有生命危险?安全电流临界值是多少?
2.22 根据国家标准,剩余电流动作保护器、家用电器的脱扣电流临界值为多少?
2.23 保护接地适用范围是什么?