低压电气装置的设计安装和检验.doc

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1、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。第一节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

2、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

3、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。IEC60479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

4、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

5、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

6、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

7、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。第一节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度，是与通过人体电流的大小及其持续时