劉艷

摘要：因觸電引發(fā)的危害人身安全的事故時有發(fā)生，嚴重的可能會致人死亡。造成這類事故的最主要原因是配電系統(tǒng)出現(xiàn)了接地故障，且未采取有效的預防觸電的措施。本文將對間接接觸電擊防護的措施進行探討。

關(guān)鍵字：觸電、電擊防護、接地故障、間接接觸電擊防護

1電擊防護的重要性

當人體同時觸及不同電位的導電部分時，電位差使電流在人體中流過，稱之為觸電。電流在人體內(nèi)的大小和持續(xù)時間的長短，將會對人體產(chǎn)生不同的效應。

當通過人體的電流很小時，往往對人體無害。但如果電流較大或持續(xù)時間較長，電流效應可使人受到傷害甚至死亡。人體能夠感覺出的最小電流值一般為0.5mA，此值與電流通過人體的時間長短無關(guān)。而當流過人體的電流值超過某個數(shù)值（IEC取值為5mA）時，人體將發(fā)生肌肉痙攣而不能動彈，導致無法擺脫帶電導體，使得電流在人體內(nèi)長時間作用而遭受傷害。通過人體的電流越大，電流效應作用的時間越長，人體電擊致死的危險就越大。

因此，在電氣設計工作中，應采用各種安全措施，降低人體觸電的可能性和危險性，保護人身安全。

2電擊防護的基本原則

根據(jù)國家規(guī)范GB/T 17045，電擊防護的基本原則是危險的帶電部分必須不可觸及，而可觸及的可導電部分在正常情況下或在單一故障的情況下必須不帶危險電位。

3電擊防護措施的分類

在正常條件下的保護稱為直接接觸防護，采用基本保護措施;而在單一故障條件下的保護稱為間接接觸防護，應采用故障保護措施。

直接接觸防護是指采用絕緣物質(zhì)、遮攔或外護物等來阻隔人體與帶電部分接觸。間接接觸防護是指當電氣裝置因絕緣損壞發(fā)生接地故障時，通過采取一定的措施，降低人體接觸電壓，使得線路上的保護開關(guān)裝置能夠迅速檢測到故障電流并斷開故障線路，從而降低人體觸電的危險。間接接觸電擊防護措施遠比直接接觸電擊防護措施復雜得多，本文將對間接接觸電擊防護措施進行探討。

4間接接觸電擊防護措施

據(jù)統(tǒng)計，電網(wǎng)故障的80%左右為單相接地故障。接地故障引起的間接接觸電擊事故是最常見的電擊事故。接地故障引起的對地電弧、電火花和異常高溫則是最常見的電氣火災和爆炸的根源。就引起的電氣災害而言，接地故障遠比一般短路更具危險性。因此，在電氣設計工作中必須采取一定的防護措施來防范接地故障引起的間接接觸電擊。

4.1自動切斷電源防電擊措施

自動切斷電源是最常用的防間接接觸電擊措施。要實現(xiàn)這一防電擊措施，配電系統(tǒng)需要進行保護接地。當發(fā)生接地故障時，故障電流能夠沿接地導體返回電源，進而配電回路上的保護電器能夠檢測到這一故障電流，從而使人在發(fā)生觸電危險之前切斷電源。

4.1.1 配電系統(tǒng)的保護接地

保護接地是指用電設備的外露可導電部分與保護導體連接。其作用是降低電氣裝置的外露導電部分在故障時的對地電壓或接觸電壓。以380V/220V配電系統(tǒng)為例，當?shù)蛪弘姎庠O備的外殼發(fā)生單相短路接地故障時，如果未做保護接地，設備外殼上將帶220V的接觸電壓，周圍的人發(fā)生電擊致死的危險非常大。如果設置了保護接地，系統(tǒng)則形成了故障電流返回電源星形結(jié)點的通路，配電線路上設置的保護電器能夠檢測到這一故障電流從而切斷電源，使得接觸故障設備的人可不致電擊死亡。保護接地是應用最廣泛的安全措施之一，不論是高壓設備還是低壓設備，都必須采用保護接地作為安全技術(shù)措施。

4.1.2在故障情況下自動切斷電源

為了使故障回路上的保護電器能夠快速斷開，要求盡量減小故障回路的阻抗，故障電流越大，切斷電源越迅速，防電擊效果越好。以下舉例說明。

上圖是一TN-C-S系統(tǒng)，進建筑物處設置了重復接地。當電氣設備發(fā)生了如圖所示的接地故障時，故障電流Id經(jīng)過相線-設備外殼-PE線-PEN線返回電源變壓器。當人體接觸帶故障電壓的金屬設備外殼時，故障電流為Id，由于接地電阻RA+RB遠大于PEN線上的電阻，對故障電流的分流作用不大，因此，人體預期接觸電壓為Ut=Id（Zab+Zbc）。

如果配電線路上采用斷路器作為防電擊電器，考慮我國產(chǎn)品制造±20%的誤差和電網(wǎng)電壓±10%的偏差等因素后，接地故障電流Id應不小于斷路器瞬時或短延時脫扣器整定電流Ia的1.3倍，以確保電擊防護的有效性。

在TN系統(tǒng)內(nèi)還可采用RCD來防電擊。與過電流防護電器相比，RCD對接地故障引起的電擊事故的防范具有很高的動作靈敏度。但在TN系統(tǒng)有PEN線的回路上不能裝設RCD，只能采用過電流防護電器來防電擊。并且，當采用RCD作為間接接觸電擊防護電器時，必須裝設保護導體。否則，RCD將不能正確動作。

4.1.3 自動切斷電源的時間要求

對于不同種類的用電設備，保護電器自動切斷電源的時間也有不同的要求。對于固定式設備，切斷時間t≤5s;對于手持式、移動式設備，切斷時間t≤0.4s.

4.2用等電位聯(lián)結(jié)作附加防護

自動切斷電源雖然是最常用的防電擊措施，但它并非最可靠的措施。配電系統(tǒng)上應用的熔斷器、斷路器、RCD等開關(guān)型防護電器，可能因為種種原因拒動而不起防護作用。因此需盡可能地設置等電位聯(lián)結(jié)才做附加防護，以降低或消除電位差。

等電位聯(lián)結(jié)是將導電部分之間用導線做電氣連接，使其電位相等或接近。建筑物內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)有兩類，一類是起保護性作用的等電位聯(lián)結(jié)，其作用是防人身電擊、電氣火災等電氣災害;另一類是起功能性作用的等電位聯(lián)結(jié)，其作用是使各類電氣系統(tǒng)正常運作，發(fā)揮其應有的作用。

保護性等電位聯(lián)結(jié)又可以分為三類，分別是總等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和輔助等電位聯(lián)結(jié)。就防電擊而言，等電位聯(lián)結(jié)具有比接大地更好的降低接觸電壓的效果。

總等電位聯(lián)結(jié)是將建筑物內(nèi)的電源進線箱內(nèi)的PE母排、接地裝置的接地母排、建筑物內(nèi)的各種金屬管道、可連接的金屬構(gòu)件、集中采暖和空調(diào)的干管、電纜的金屬外皮、外部防雷裝置的引下線等在電源進線處互相聯(lián)結(jié)而形成等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)。

等電位聯(lián)結(jié)必須保證其導通的持續(xù)可靠，因此總等電位聯(lián)結(jié)必須在戶內(nèi)地面上可見和可操作的位置進行聯(lián)結(jié)。

下面將舉例說明設置總等電位聯(lián)結(jié)對于降低人體預期接觸電壓的UL的效果。

上文提到，在建筑物進線處設置了重復接地的一TN-C-S系統(tǒng)，人體預期接觸電壓為Ut=Id（Zab+Zbc）。在此基礎上，若在建筑內(nèi)作了總等電位聯(lián)結(jié)，在建筑物電源進線處PE線與MEB連通，則人體預期接觸電壓為Ut2=Id·Zab，其值為建筑物內(nèi)從電源進線處至故障電氣設備的PE線上Id產(chǎn)生的電壓降。

若在此基礎上又增加了局部等電位聯(lián)結(jié)，因局部范圍內(nèi)產(chǎn)生預期接觸電壓的PE線更短，僅為Ut3=Id·Zad< Ut2

局部等電位聯(lián)結(jié)可以將局部場所內(nèi)任一設備故障時的接觸電壓限制到接觸電壓限值以下，從而避免電擊致死事故的發(fā)生。它還可以消除沿PE線或金屬管道結(jié)構(gòu)從別處傳導來的轉(zhuǎn)移故障電壓引起的電位差，避免因電位傳導引起的電擊危險。

4.3采用SELV和PELV特低電壓

IEC標準將工頻50V及以下的電壓稱之為特低壓，它能有效地防直接接觸電擊和間接接觸電擊。特低電壓作為保護措施包括兩種不同的特低壓系統(tǒng)：SELV和PELV。

按IEC標準，特低壓設備的額定電壓用于干燥場所者為48V（我國仍沿用前蘇聯(lián)的36V），用于潮濕場所為24V，用于水下者為12V及6V。當采用特低壓供電時，即是防護電器失效拒動，人體也不致電擊致死。

5結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的進步，各種用電設備不斷被應用于人們的生產(chǎn)和生活中，由于電擊事故造成的人員傷亡和電氣災害時有發(fā)生。因此，電氣設計人員應該對此予以高度重視，提高配電系統(tǒng)的安全性和可靠性，同時避免電擊事故和電氣災害的發(fā)生。

參考文獻：

[1]孫樂場，張秀琨.《間接接觸電擊預防技術(shù)分析》[J].能源技術(shù)與管理，2009

[2] 劉明強.《鐵路貨場供電系統(tǒng)間接接觸電擊的防護方法分析》[J].中國水運（下半月），2011