關(guān)于觸電漏電和它的保護(hù)

關(guān)于觸電(漏電)和它的保護(hù)1概述電，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、通訊以及家庭生活等領(lǐng)域。一方面它為人類的生產(chǎn)發(fā)展和生活提供了能源；另一方面，它又可能造成電氣火災(zāi)和使人體遭受電擊(觸電)，對生產(chǎn)設(shè)備、人民生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p害，甚至奪去人的生命。不論是電氣引起的火災(zāi)或因電擊對人體的傷害，都和流過導(dǎo)體(或人體)的故障電流(漏電電流)的大小和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。鑒此，我們應(yīng)該有防患措施，限制漏電電流和持續(xù)時(shí)間，同時(shí)防止人體與有危險(xiǎn)的電氣設(shè)備接觸。在觸電或漏電發(fā)生時(shí)，用安裝的保護(hù)裝置在極短的時(shí)間里，將故障電路切斷。2電流流過人體的效應(yīng)交流電和直流電觸及人體的后果是不一樣的，交流電比直流電危害要大。交流電的頻率也是一個(gè)重要的因素，高頻(幾千Hz)和低頻(幾個(gè)Hz)比工頻(50Hz或60Hz)危害性小很多(但高壓高頻對人體的危害性也是很大的)。除了通過人體的電流值和電流的持續(xù)時(shí)間長短外，影響電擊危害的還有下面的幾個(gè)因素：(1)人體的重量。(2)電流通過人體的途徑。(3)人體的電阻。(4)引起電擊死亡的心室纖維性顫動(dòng)的臨界值。醫(yī)學(xué)上認(rèn)為，人的觸電死亡由心臟的心室纖維性顫動(dòng)現(xiàn)象引起，而心室纖維性顫動(dòng)則由生理參數(shù)和物理?xiàng)l件(電流大小、種類及電流的持續(xù)時(shí)間等)決定。如果接觸到的是交流50Hz或60Hz的電壓，則有必要考慮降低心室纖維性顫動(dòng)的臨界值。通過人體的電流，其持續(xù)時(shí)間超過心臟的跳動(dòng)周期(博動(dòng)周期)，則電流使心臟外部收縮，因而產(chǎn)生不同性質(zhì)的刺激是很明顯的。電擊(觸電)電流為400～500mA，持續(xù)時(shí)間20～100ms時(shí)，不會(huì)發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)。如果電擊電流為40～50mA，持續(xù)時(shí)間可等于或略大于1s，但電流與持續(xù)時(shí)間二者的乘積應(yīng)不大于50mA·s，為了安全起見，國際上在臨界值的50mA·s基礎(chǔ)上再乘一個(gè)0.6的系數(shù)，即50mA·s×0.6=30mA·s。](5)心臟窒息或心臟停跳是可逆的或不可逆狀態(tài)。(6)電流小而時(shí)間長，引起人體嚴(yán)重?zé)茖?dǎo)致死亡。(7)高空作業(yè)觸電，雖未引起心室纖維顫動(dòng)，但卻因高空跌落致死。電流對人體的作用，見表1。3防電擊保護(hù)3.1防止直接接觸的保護(hù)人或動(dòng)物(牲畜)直接觸及電氣設(shè)備的帶電部位，稱為直接接觸。任何電氣設(shè)備都必須采取措施，防止人體直接觸及帶電體。具體措施有以下幾種：(1)對帶電體(火線)的隔絕保護(hù)這種保護(hù)是將帶電體用絕緣材料覆蓋。絕緣材料必須按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制造，能經(jīng)受機(jī)械、化工、電氣和熱等因素的考驗(yàn)而不致對人、畜產(chǎn)生電擊。絕緣物覆蓋必須牢固，只有通過破壞(剝離)的辦法，才能使帶電體去掉絕緣層。(2)柵欄和外殼保護(hù)帶電體安放在外殼內(nèi)或柵欄的后面，直徑為12mm的固體物不能進(jìn)入外殼(或柵欄)，防止帶電體和其他任何物體相接觸。(3)用障礙物提供保護(hù)障礙物僅僅用來防止無意識(shí)地接觸帶電體。(4)用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(RCD)作附加保護(hù)使用剩余電流(漏電電流)動(dòng)作值IΔn為30mA，動(dòng)作時(shí)間小于或等于0.2s(實(shí)際動(dòng)作時(shí)間大多數(shù)為≤0.1s)的剩余電流保護(hù)器來防止人體觸電的危險(xiǎn)，這是一種較理想的保護(hù)措施。3.2防止間接接觸的保護(hù)所謂間接接觸是指人體接觸到某些電氣設(shè)備的外殼。外殼在正常情況下是不帶電的，但是如果帶電導(dǎo)體的絕緣受損，外殼將帶上電，人觸及帶電的外殼將受電擊。為了防止間接接觸，除了已規(guī)定的某些特殊的措施外，還要求所有的電氣設(shè)備應(yīng)有發(fā)生漏電時(shí)的自動(dòng)切斷電源的裝置，以防止事故的存在和擴(kuò)大。這些保護(hù)裝置中，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器是最好的一種，它不僅適用于TT、TN接地系統(tǒng)，也適宜于某些IT系統(tǒng)。4剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的種類及工作原理4.1保護(hù)器種類按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB6829—1995《剩余電流動(dòng)作斷路器》和GB16916.1—97《家用或類似用途不帶過電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器的一般要求》、GB16917.1—97《家用或類似用途帶過電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器的一般要求》的規(guī)定，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器可分：(1)剩余電流動(dòng)作開關(guān)(不帶過載、短路保護(hù)，僅有漏電保護(hù)的保護(hù)器，過去稱漏電開關(guān))。(2)剩余電流動(dòng)作斷路器(帶過載、短路和漏電三種保護(hù)的保護(hù)器，過去稱漏電斷路器)。(3)剩余電流動(dòng)作繼電器(無過載、短路保護(hù)功能，也不直接合分線路，僅有漏電報(bào)警作用的保護(hù)器，過去稱漏電繼電器)。漏電繼電器除作為報(bào)警而不切斷電源之用外，也可與一般斷路器或接觸器組合成漏電斷路器或漏電開關(guān)。4.2保護(hù)器工作原理它是一種電流動(dòng)作型的漏電保護(hù)裝置，適用于電源(變壓器)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)(TT和TN系統(tǒng))，也適合于對地電容較多的某些中性點(diǎn)不接地的IT系統(tǒng)[但絕對不能用于人體(手與手)直接接觸到兩極相線(火線)]，線路(相線和中性線)穿過保護(hù)器的零序電流互感器(ZCT)鐵心，ZCT的副邊線圈(繞組)接漏電脫扣器的去磁線圈或中間繼電器、分勵(lì)脫扣器的釋放線圈。正常情況(未發(fā)生對地泄漏電流)，三相線和中性線，進(jìn)入互感器的電流等于流出的電流，即此時(shí)互感器無磁通的變化，其副邊無感應(yīng)。一旦有對地泄漏電流(或人體觸電電流)，則某相的進(jìn)入電流不等于流出的電流，互感器有磁通的變化，其副邊便有感應(yīng)電流的產(chǎn)生，此電流流過脫扣器的去磁線圈，在漏電脫扣器的鐵心中產(chǎn)生交變磁通。漏電脫扣器在正常時(shí)，它的銜鐵是被鐵心內(nèi)的永久磁鐵產(chǎn)生的磁力吸住的。當(dāng)漏電流產(chǎn)生的交變磁通在某一半波的方向與永久磁鐵產(chǎn)生的恒向磁通相反，則削弱或抵銷了恒磁通，鐵心吸不住銜鐵，銜鐵在與之相連的反力彈簧作用下釋放。銜鐵與脫扣桿為一體，釋放時(shí)脫扣桿牽動(dòng)開關(guān)或斷路器的牽引桿(板)，使之分閘，切斷電源(電磁式)。當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，ZCT的副邊感應(yīng)電流(通常它是毫安級(jí))，經(jīng)集成電路放大，再輸出給中間繼電器釋放線圈或分勵(lì)脫扣器線圈使其釋放，并經(jīng)此使斷路器或開關(guān)跳閘，切斷電路(電子式)；而將漏電流經(jīng)集成電路放大，再流入漏電脫扣器的去磁線圈(脫扣器也由鐵心、永久磁鐵、銜鐵等組成)，使斷路器或開關(guān)跳閘，是混合式，從分類而言，它應(yīng)是另一種電子式。5.1電磁式剩余電流動(dòng)作斷路器(帶過載、短路、漏電三種保護(hù))DZ15L—40、63A有三極、四極兩種規(guī)格，額定電壓：220V、380V，額定電流：10、20、25、30、40A(DZ15L—40)；10、15、20、30、40、50、63A(DZ15L—63)，短路分?jǐn)嗄芰Γ?80V3kA(DZ15L—40)；380V5kA(DZ15L—63)，額定剩余(漏電)動(dòng)作電流IΔn：30、50、75、100mA。AB62—16型，額定電壓：220V.380V，極數(shù)：2、3，額定電流：6、10、16、25、32A，短路分?jǐn)嗄芰Γ?80V500A，額定剩余動(dòng)作電流IΔn：30mA。Fi/LS—32/2、Fi/LS—32/3、Fi/LS—32/4，額定工作電壓：230V(二極)、400V(三極、四極)，額定電流：2、4、6、10、16、20、25、32A，短路分?jǐn)嗄芰Γ?kA，額定剩余動(dòng)作電流IΔn：30、50、100、300mA等。5.2電磁式剩余電流動(dòng)作斷路器(不帶過載、短路保護(hù)，僅有漏電保護(hù))FiN25、FiN40、FiN63，額定工作電壓：220V(二極)、380V(三極、四極)，額定工作電流分別為：25、40、63A，額定剩余動(dòng)作電流IΔn：30、100、300、500mA。5.3電子式剩余電流動(dòng)作斷路器(帶過載、短路、漏電三種保護(hù))C45Vigi、DZL18—20、DZL29、DZL118、DZ12L、DZ47L、DZ10L—100、DZ20L及K系列等。5.4電子式剩余電流動(dòng)作斷路器(不帶過載、短路保護(hù)，僅有漏電保護(hù))DZL33、DZL38等。5.5剩余電流繼電器(漏電繼電器)JD1—100、250(電磁式)，額定電壓：400V(380V)，額定電流：100、250A，額定剩余動(dòng)作電流IΔn：100、300、500mA。JD3—40(電子式)，LJM、LTS(主要用于農(nóng)村)最大額定電流800A。5.6移動(dòng)式剩余電流保護(hù)器LBX、LBC、CL1—10、THD10、YLC1保護(hù)插頭、插座，這些品種在單相電路中使用。額定電壓：220V(230V)，額定工作電流：16A及以下。5.7混合型由中國OTT集團(tuán)研制、開發(fā)的新型帶過載、短路、漏電三種保護(hù)的S—L—63、100、200剩余電流動(dòng)作斷路器，它的額定電壓：400V，額定電流：10～200A，額定短路分?jǐn)嗄芰Γ?00V15kA(Inm63A)，400V40kA(Inm100、200A)，額定剩余動(dòng)作電流IΔn：30、100、300mA。具有快速動(dòng)作型(動(dòng)作時(shí)間≤0.1s)和延時(shí)型(最大延時(shí)時(shí)間0.5s)，本型號(hào)既有漏電電流發(fā)生時(shí)迅速切斷故障電路(或經(jīng)0.5s及以下延時(shí)后切斷線路)，又有只報(bào)警而不切斷線路的兩種規(guī)格功能。6RCD的剩余電流的選用和它的分級(jí)選擇性保護(hù)采用電流動(dòng)作型剩余電流保護(hù)裝置時(shí)的觸電(漏電)保護(hù)系統(tǒng)，見表2。RCD的額定剩余動(dòng)作電流IΔn的選擇和級(jí)間保護(hù)配合的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)間值問題按以下幾個(gè)原則。(1)RCD的額定剩余動(dòng)作電流(漏電動(dòng)作電流)IΔn的選擇。單機(jī)配用時(shí)IΔn>4Ix；分支路配用時(shí)IΔn>2.5Ix，同時(shí)還要滿足最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)IΔn>4Ix(此Ix電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的值取)；主干線或全網(wǎng)配用時(shí)，IΔn>2Ix。各式中IΔn——RCD的額定剩余動(dòng)作電流，mA；Ix——線路或電動(dòng)機(jī)實(shí)測或是經(jīng)驗(yàn)值的泄漏電流，mA。(2)RCD額定剩余不動(dòng)作電流IΔn0的值。IΔn0=1/2IΔn(3)剩余電流動(dòng)作繼電器(漏電繼電器)的IΔn值。目前JD1型(電磁式)等的剩余電流動(dòng)作繼電器的IΔn有100mA、200mA和500mA幾種。能引燃起火的電弧電流通常在500mA以上。單就預(yù)防電氣火災(zāi)而言，取IΔn為500mA，IΔn0為250mA為宜。(4)級(jí)間保護(hù)配合的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間。RCD的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的選擇應(yīng)考慮上下級(jí)保護(hù)的協(xié)調(diào)配合。為避免下級(jí)的剩余不動(dòng)作電流IΔn0的矢量和達(dá)到上一級(jí)保護(hù)裝置的IΔn而引起動(dòng)作，從選擇性、可靠性出發(fā)，按分級(jí)保護(hù)，下級(jí)與上級(jí)應(yīng)有選擇性的原則來設(shè)計(jì)。動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定IΔn1>KIΔn2；tF>tFD。式中IΔn1——上級(jí)RCD的額定剩余動(dòng)作電流，mA；IΔn2——下級(jí)RCD的額定剩余動(dòng)作電流，mA；K——可靠系數(shù)，取2～3；tF——上級(jí)RCD的可返回時(shí)間，s；tFD——下級(jí)RCD的全分?jǐn)鄷r(shí)間，s。在正常情況，按上述式子選擇各級(jí)剩余動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間，一般不會(huì)引起誤動(dòng)作。表2是保護(hù)系統(tǒng)的大綱，而實(shí)際應(yīng)用中，上下級(jí)保護(hù)協(xié)調(diào)有四種方案，各級(jí)間的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的選擇見表3。7關(guān)于報(bào)警式剩余電流保護(hù)器的應(yīng)用范圍為了確保消防電源的連續(xù)供電，對安裝于消防電氣設(shè)備前的剩余電流保護(hù)器，只允許發(fā)出漏電報(bào)警而不允許自動(dòng)切斷電源。以下場所適用報(bào)警式剩余電流保護(hù)器：1公共場所的通道、應(yīng)急照明；2消防用電梯及確保公共場所安全的設(shè)備；3用于消防設(shè)備的電源，如消防報(bào)警裝置、消防水泵等。對于一些重要的加工場所(如化工、石油、冶煉、軋鋼、自動(dòng)化流水線、公共場所等)、醫(yī)院的手術(shù)室、重大科研單位及一切不能停電的地方，當(dāng)由于漏電而發(fā)生報(bào)警時(shí)，雖然不許切斷電源，但值班人員應(yīng)采取搶修措施，否則漏電事故擴(kuò)大會(huì)引起電氣火災(zāi)等危險(xiǎn)。