3.2.3 触电的预防措施
1.安全电压的概念
根据生产和作业场所的特点,采用相应等级的安全电压,是防止发生触电伤亡事故的根本性措施。国家标准《安全电压》(GB 3805—2008)规定我国安全电压额定值的等级为42 V、36 V、24 V、12 V和6 V,应根据作业场所、操作员条件、使用方式、供电方式、线路状况等因素选用。
2.人体安全电压
人体安全电压为不高于36 V,持续接触安全电压为24 V,安全电流为10 mA。电击对人体的危害程度,主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。电流强度越大,致命危险越大;持续时间越长,死亡的可能性越大。人体电阻除人的自身电阻外,还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻。当人体电阻一定时,人体接触的电压越高,通过人体的电流就越大,对人体的伤害也就越严重。
电流对人体的伤害
3.人体对电流的反应
以工频电流为例,当1 mA左右的电流通过人体时,会产生麻刺等不舒服的感觉;10~30 mA的电流通过人体,会产生麻痹、剧痛、痉挛、血压升高、呼吸困难等症状,但通常不致有生命危险;电流达到50 mA以上,就会引起心室颤动而有生命危险;100 mA以上的电流,足以致人于死地。
伤害程度与通电时间的关系:电流通过人体的时间越长,则伤害越大。
伤害程度与电流途径的关系:电流通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断,危险性最大。电流流经从右手到左脚的路径是最危险的。
伤害程度与电流种类的关系:电流频率在40~60 Hz对人体的伤害最大。
伤害程度与人体状况的关系:电流对人体的作用,女性较男性敏感;小孩遭受电击较成人危险;同时与体重有关系。电流对人体的伤害如表3.2.1所示。
表3.2.1 电流对人体的伤害
4.人体模型电阻
当人体接触带电体时,人体就被当作一电路元件接入回路。人体阻抗通常包括外部阻抗(与触电当时所穿衣服、鞋袜以及身体的潮湿情况有关,从几千欧至几十兆欧不等)和内部阻抗(与触电者的皮肤阻抗和体内阻抗有关)。人体阻抗不是纯电阻,主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值。一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻,约100 kΩ。当电压在500~1 000 V时,这一电阻便下降为1 000 Ω。表皮具有这样高的电阻是因为它没有毛细血管。手指某部位有角质层的皮肤的电阻值更高,而不经常摩擦部位的皮肤的电阻值是最小的。皮肤电阻还同人体与带电体的接触面积及压力有关。当表皮受损暴露出真皮时,人体内因布满了输送盐溶液的血管而具有很低的电阻。一般认为,接触到真皮里,一只手臂或一条腿的电阻大约为500 Ω。因此,由一只手臂到另一只手臂或由一条腿到另一条腿的通路相当于一只1 000 Ω的电阻。假定一个人用双手紧握带电体,双脚站在水坑里而形成导电回路,这时人体电阻基本上就是体内电阻(约为500 Ω)。一般情况下,人体电阻可按1 000~2 000 Ω考虑。
5.安全用电的措施
(1)建立健全安全管理制度和操作规程,普及安全用电常识。
(2)电气设备采用保护接地和保护接零。
电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体触及绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。
保护接地:保护接地是为防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地,如图3.2.4所示。所谓保护接地就是将正常情况下不带电,而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分(即与带电部分相绝缘的金属结构部分)用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地(三相三线制)的供电系统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。
图3.2.4 保护接地
保护接地和保护接零
保护接零:将电气设备的金属外壳或构架与电网的中性线(零线)相连接,如图3.2.5所示。保护接零适用于电源中性点接地的三相四线制供电系统中。
图3.2.5 保护接零
在电压低于1 000 V的接零电网中,若电工设备因绝缘损坏或意外情况而使金属外壳带电时,形成相线对中性线的单相短路,则线路上的保护装置(自动开关或熔断器)迅速动作,切断电源,从而使设备的金属部分不至于长时间存在危险的电压,这就保证了人身安全。多相制交流电力系统中,把星形连接的绕组的中性点直接接地,使其与大地等电位,即为零电位。由接地的中性点引出的导线称为零线。在同一电源供电的电工设备上,不容许一部分设备采用保护接零,另一部分设备采用保护接地。因为当保护接地的设备外壳带电时,若其接地电阻rD较大,故障电流ID不足以使保护装置动作,则因工作电阻rD的存在,使中性线上一直存在电压U0=IDrD,此时保护接零设备的外壳上长时间存在危险的电压U0,危及人身安全。
保护接地既适用于一般不接地的高低压电网,也适用于采取了其他安全措施(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。
(3)安装漏电保护装置。
漏电保护装置是用来防止由电气设备漏电引起的触电事故和单相触电事故的一种接地保护装置,当电路或用电设备漏电电流大于装置的整定值,或人、动物发生触电危险时,它能迅速动作,切断事故电源,避免事故的扩大,保障了人身、设备的安全。因此,漏电保护开关的正确选用和维护管理工作是做好安全用电的主要技术、管理措施。
(4)对一些特殊电气设备或潮湿场所,采用安全电压供电。
我国规定工频有效值42 V、36 V、24 V、12 V和6 V为安全电压。
(5)注意防雷防火。
常见的防雷措施有安装避雷针、避雷线、避雷网、避雷器、保护间隙、设备外壳可靠接地等。
电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能(如高温、电弧、电火花)以及非故障性释放的能量(如电热器具的炽热表面,在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾,也包括由雷电和静电引起的火灾)。造成电气火灾的原因有很多,主要包含电气线路的安装、施工存在违章操作,缺少对电气设施的检查和维护管理,以及电气设备及线路的选型不当,所以必须要采取综合性的措施,加强对各个环节的管理,预防电气火灾。