《低压电气装置的设计安装和检验》.doc

第一章 电流通过人体时的效应 当人体同时触及不同电位的导电部分时电位差使电流流经人体，称之为电接触。视电流的大小和持续时间的长短，它对人体有不同的效应。电流小时于人体无害，如用于诊断和治病的某些医疗电气设备，接触人体时，通过微量电流还对人体有益，这种电接触被称作微电接触。如通过人体的电流较大，持续时间过长，则可使人受到伤害甚至死亡，这种电接触被称作电击。电击危及人身，因此电专业人员应了解电流通过人体的效应，才能采取有效的防范措施，避免发生电击事故。 几个有关电气安全的电流效应阈值 IEC60479《电流通过人体时的效应》标准根据测试结果规定电压不大于1000V，频率不大于l00Hz的交流电流通过人体时有以下几个主要的效应阈值： 感觉阈值——人体能感觉出的最小电流值，一般为0.5mA，此值与电流通过的持续时间长短无关。 摆脱阈值——当人用手持握带电导体时，如流过手掌的电流超过此值，手掌肌肉的反应将是不依人意地紧握带电导体而不是摆脱带电导体，从而使电流得以持续通过人体。导致此效应的最小电流称作摆脱阈值，此值因人而异，IEC取其平均值为10mA。如不能摆脱带电导体，在较大电流长时间作用下人体将遭受伤害甚至死亡。人体其他部位接触带电导体时可瞬即摆脱带电导体，不存在电击致死的危险，但可能引起二次伤害．例如因电击自高处坠地而招致伤亡。 心室纤维性颤动阈值——电流通过人体时引起的心室纤维性颤动是电击致死的主要原因，引起心室纤维性颤动的最小电流，称为心室纤维性颤动阈值(以下简称心室纤颤)。此阈值与通电时间长短有关，也与人体条件、心脏功能状况、电流在人体内通过的路径等有关，但与人的性别、肤色、种族无关。IEC 60479标准测试得出的导致心室纤颤的15至100Hz交流电流Ib与通电时间t的关系曲线如图1-1曲线c所示。 图中各区域的含义： ①区——直线a左侧的区域，通常无感觉； ②区——直线a与折线b之间的区域，有电的感觉，但无病理反应； ③区——折线b至曲线c之间的区域，通常无器官损伤，可能出现肌肉收缩、呼吸困难、心房纤颤、无心室纤颤的短暂心脏停跳，此等病理反应随电流和时间的增大而加剧； ④区——曲线c右侧的区域，除出现③区的病理反应外，还出现导致死亡的心室纤颤以及心脏停跳、呼吸停让、严重烧伤等反应，它随电流和时间的增大而加剧。 从图1-1可知，如电击电流和其持续时间在④区内，人体就有死亡危险。但在制定电气安全措施时，尚需为其他一些外界影响条件留出一些裕量，通常以③区内离曲线c一段距离的曲线L作为人体是否安全的界限，如图1-1所示。从曲线L可知，只要Ib小于30mA，人体就不致因发生心室纤颤而电击致死。据此国际上将防电击的高灵敏度剩余电流动作保护器(以下简称RCD)的额定动作电流值取为30mA。 第二节 不同潮湿环境条件下的不同接触电压限制 电流Ib因施加于人体阻抗Zt上的接触电压而产生。接触电压越大，Ib也越大。在设计电气装置时计算Ib很困难，而计算接触电压比较方便。为此IEC又提出在干燥和潮湿环境条件下相应的预期接触电压Ut—时间曲线L1和L2，如图1-2所示。 应该说明，图1-2曲线L1和L2非自图1-1曲线L按欧姆定理推算求得，因人体阻抗是随接触电压的增大而减小的，故此曲线也系测试求得。还需说明，在防电击的计算中求出的是预期接触电压Ut，对于从手到足的电击电流通路而言，它是施加于人体、鞋袜、地面等阻抗之和上的电压，故人体实际接触电压常小于预期接触电压Ut。但在诸如赤足和导电地面之类的情况下，鞋袜和地面电阻可不计，这时实际接触电压即为预期接触电压，故预期接触电压为最大的接触电压。为确保电气安全和简化计算，在实际应用中接触电压都采用预期接触电压Ut。 由图1-2可知，在干燥条件下当Ut不大于50V时，人体接触此电压不致发生心室纤颤，所以在干燥环境条件下将预期接触电压限值UL取为50V。据此，IEC将干燥环境条件下特低电压设备的额定电压定为48V(我国现仍沿用过去的36V)。在潮湿环境条件下，例如在施工场地、农场等处，由于人体皮肤阻抗降低，大于25V的Ut即可导致引起心室纤颤的30mA以上的接触电流Ib，据此IEC将潮湿环境条件下的UL值规定为25V，而特低电压设备的额定电压则规定为24V。在水下或特别潮湿环境条件下，例如在浴室或游泳池等场所内，出于皮肤湿透，特低电压设备的额定电压IEC规定仅为12V或6V。 需要注意，尽管不同潮湿环境条件下的接触电压限值各不相同，但导致人体心室纤颤的电流阈值都为30mA。这正是在不同潮湿环境条件下，IEC都规定装用额定动作电流不大于30mA的瞬动RCD的原因。这一问题在第二十三章第一节中还将作进一步的叙述。 电流通过人的效应与局防护电器选用的关系 从图1-1可知，人体遭受电击时发生心室纤颤致死的危险程