弱電基礎(chǔ)知識(shí)-接地教材

1、弱電基礎(chǔ)知識(shí) - 接地發(fā)布時(shí)間： 08-06-17 10:17:51 新聞來(lái)源： 作者： 閱讀： 1776本文介紹了接地的概念，弱電工程師為了正確地進(jìn)行接地工作，首先必須明確“地”和“接地”的概念以 及有關(guān)的主要名詞術(shù)語(yǔ)，并了解接地在防止人身遭受電擊、減少財(cái)產(chǎn)損失和保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中的作 用。一、“地”和“接地”的概念1地（1）邏輯地 電子設(shè)備中各級(jí)電路電流的傳輸、 信息轉(zhuǎn)換要求有一個(gè)參考的電位， 這個(gè)電位還可防止外界 電磁場(chǎng)信號(hào)的侵入，常稱(chēng)這個(gè)電位為“邏輯地”。這個(gè)“地”不一定是“地理地”，可能是電子設(shè)備的金 屬機(jī)殼、底座、印刷電路板上的地線或建筑物內(nèi)的總接地端子、接地干線等；邏輯地可與

2、大地接觸，也可 不接觸，而“電氣地”必須與大地接觸。（ 2 ）電氣地 大地是一個(gè)電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無(wú)限電荷的能力，而且在吸收大量 電荷后仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統(tǒng)中的參考電位體。這種“地”是“電氣地”，并不等干 “地理地”，但卻包含在“地理地”之中?！半姎獾亍钡姆秶S著大地結(jié)構(gòu)的組成和大地與帶電體接觸的 情況而定。（3）地電位 與大地緊密接觸并形成電氣接觸的一個(gè)或一組導(dǎo)電體稱(chēng)為接地極， 通常采用圓鋼或角鋼，也 可采用銅棒或銅板。圖 1 示出圓鋼接地極。當(dāng)流入地中的電流 I 通過(guò)接地極向大地作半球形散開(kāi)時(shí)，由于 這半球形的球面，在距接地極越近的地方越小，越遠(yuǎn)的地

3、方越大，所以在距接地極越近的地方電阻越大， 而在距接地極越遠(yuǎn)的地方電阻越小。 試驗(yàn)證明： 在距單根接地極或碰地處 20m 以外的地方， 呈半球形的球 面已經(jīng)很大，實(shí)際已沒(méi)有什么電阻存在，不再有什么電壓降。換句話說(shuō)，該處的電位已近于零。這電位等 于零的“電氣地”稱(chēng)為”地電位”。 若接地極不是單根而為多根組成時(shí)， 屏蔽系數(shù)增大，上述 20m 的距離 可能會(huì)增大。圖 1 中的流散區(qū)是指電流通過(guò)接地極向大地流散時(shí)產(chǎn)生明顯電位梯度的土壤范圍。地電位是 指流散區(qū)以外的土壤區(qū)域。在接地極分布很密的地方，很難存在電位等于零的電氣地。2接地將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極稱(chēng)為“接地”?！半姎庋b

4、置”是一定空間中 若干相互連接的電氣設(shè)備的組合?！半姎庠O(shè)備”是發(fā)電、變電、輸電、配電或用電的任何設(shè)備，例如電機(jī)、 變壓器、電器、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置、布線材料等。電力系統(tǒng)中接地的一點(diǎn)一般是中性點(diǎn)，也可能是相線 上某一點(diǎn)。 電氣裝置的接地部分則為外露導(dǎo)電部分。 “外露導(dǎo)電部分”為電氣裝置中能被觸及的導(dǎo)電部分， 它在正常時(shí)不帶電，但在故障情況下可能帶電，一般指金屬外殼。有時(shí)為了安全保護(hù)的需要，將裝置外導(dǎo) 電部分與接地線相連進(jìn)行接地?！把b置外導(dǎo)電部分”也可稱(chēng)為外部導(dǎo)電部分，不屬于電氣裝置， 一般是水、 暖、煤氣、空調(diào)的金屬管道以及建筑物的金屬結(jié)構(gòu)。外部導(dǎo)電部分可能引入電位，一般是地電位。接地線 是連接

5、到接地極的導(dǎo)線。接地裝置是接地極與接地線的總稱(chēng)。超過(guò)額定電流的任何電流稱(chēng)為過(guò)電流。在正常情況下的不同電位點(diǎn)間，由于阻抗可忽略不計(jì)的故障產(chǎn) 生的過(guò)電流稱(chēng)為短路電流，例如相線和中性線間產(chǎn)生金屬性短路所產(chǎn)生的電流稱(chēng)為單相短路電流。由絕緣 損壞而產(chǎn)生的電流稱(chēng)為故障電流，流入大地的故障電流稱(chēng)為接地故障電流。當(dāng)電氣設(shè)備的外殼接地，且其 絕緣損壞，相線與金屬外殼接觸時(shí)稱(chēng)為“碰殼”，所產(chǎn)生的電流稱(chēng)為“碰殼電流”。3接觸電壓當(dāng)電氣裝置 M絕緣損壞碰殼短路時(shí)，流經(jīng)接地極的短路電流為Id 。如接地極的接地電阻力 Rd ，則在接地極處產(chǎn)生的對(duì)地電壓 Ud = Id Rd ，通常稱(chēng) Ud 為故障電壓，相應(yīng)的電位分布曲線

6、為圖 2 中的 曲線 C 。一般情況下，接地線的阻抗可不計(jì)，則 M 上所呈現(xiàn)的電位即為 Ud 。當(dāng)人在流散區(qū)內(nèi)時(shí)，由曲線 C 可知人所處的地電位為 U 。此時(shí)如人接觸 M，由接觸所產(chǎn)生的故障電壓 Ut = Ud -U 。人站立在地上， 而一只腳的鞋、 襪和地面電阻為 Rp，當(dāng)人接觸 M時(shí)兩 只腳為并聯(lián)，其綜合電阻為 Rp2 。在 Ut 的作用下， Rp2 與人體電阻 RB串聯(lián)，則流經(jīng)人體的電流 IB = Uf （ RB+Rp2），人體所承受的電壓 Ut = IB RB = Uf RB（ RB+Rp 2）。這種當(dāng)電氣裝置絕緣 損壞時(shí)，觸及電氣裝置的手和觸及地面的雙腳之間所出現(xiàn)的接觸電壓Ut 與

7、M和接地極間的距離有關(guān)。 由圖2 可見(jiàn)，當(dāng) M 越靠近接地極， U 越大，則 Uf 越小，相應(yīng)地 Ut 也越小。 當(dāng)人在流散區(qū)范圍以外， 則 U = 0，此時(shí) Uf = Ud ，Ut = UdRB（ RB+Rp 2），Ut 為最大值。由于在流散區(qū)內(nèi)人所站立的位置與U有關(guān)，通常以站立在離電氣裝置水平方向 0.8m 和手接觸電氣裝置垂直方向 1.8m 的條件計(jì)算接觸電壓。 如電氣裝置在流散區(qū)以外，計(jì)算接觸電壓 Ut 時(shí)就不必考慮上述水平和垂直距離。4跨步電壓人行走在流散區(qū)內(nèi)，由圖 2 的曲線 C 可見(jiàn)，一只腳的電位為 U 1 ，另一只腳的電位為 U 2 ，則 由于跨步所產(chǎn)生的故障電壓 Uk = U

8、 1 - U 2 。在 Uk 的作用下，人體電流 IB 從人體的一只腳的電阻 Rp ，流過(guò)人體電阻 RB ，再流經(jīng)另一只腳的電阻 Rp ，則人體電流 IB = Uk（ RB十 2Rp）。此時(shí)人體所 承受的電壓 Ut = IBRB = UkRB（ RB+2p） 。這種當(dāng)電氣裝置絕緣損壞時(shí)，在流散區(qū)內(nèi)跨步的條件下， 人體所承受的電壓 Uk 為跨步電壓。一般人的步距約為 0.8m ，因此跨步電壓 Uk 以地面上 0.8m 水平 距離間的電位差為條件來(lái)計(jì)算。 由圖 2 可見(jiàn)，當(dāng)人越靠近接地極， U 1 越大。當(dāng)一只腳在接地極上時(shí) U1 = Ud ，此時(shí)跨步所產(chǎn)生的故障電壓Uk 為最大值，即圖 2 中的

9、 Ukm，相應(yīng)地跨步電壓值也是最大值。反之，人越遠(yuǎn)離接地極， 則跨步電壓越小。當(dāng)人在流散區(qū)以外時(shí)， U1 和 U 2 都等于零， 則 Uk = 0 ， 不再呈現(xiàn)跨步電壓。5流散電阻、接地電阻和沖擊接地電阻接地極的對(duì)地電壓與經(jīng)接地極流入地中的接地電流之比，稱(chēng)為流散電阻。電氣設(shè)備接地部分的對(duì)地電壓與接地電流之比，稱(chēng)為接地裝置的接地電阻，即等于接地線的電阻與流 散電阻之和。一般因?yàn)榻拥鼐€的電阻甚小，可以略去不計(jì)，因此，可認(rèn)為接地電阻等于流散電阻。 為了降低接地電阻，往往用多根的單一接地極以金屬體并聯(lián)連接而組成復(fù)合接地極或接地極組。由于各處 單一接地極埋置的距離往往等于單一接地極長(zhǎng)度而遠(yuǎn)小于40m，此

10、時(shí)，電流流入各單一接地極時(shí)，將受到相互的限制，而妨礙電流的流散。換句話說(shuō)，即等于增加各單一接地極的電阻。這種影響電流流散的現(xiàn)象， 稱(chēng)為屏蔽作用，如圖 3 所示。由于屏蔽作用，接地極組的流散電阻，并不等于各單一接地極流散電阻的并聯(lián)值。此時(shí)，接地極組的 流散電阻Rd = Rd1 (n )1）式中：Rd1單一接地極的流散電阻n 單一接地極的根數(shù) 接地極的利用系數(shù)，它與接地極的形狀、單一接地極的根數(shù)和位置有關(guān)以上所談的接地電阻， 系指在低頻、電流密度不大的情況下測(cè)得的， 或用穩(wěn)態(tài)公式計(jì)算得出的電阻 值。這與雷擊時(shí)引入雷電流用的接地裝置的工作狀態(tài)是大不相同的。由于雷電流是個(gè)非常強(qiáng)大的沖擊波， 其幅度往往

11、大到幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安的數(shù)值。這樣，使流過(guò)接地裝置的電流密度增大，并受到由于電流沖擊 特性而產(chǎn)生電感的影響， 此時(shí)接地電阻稱(chēng)為沖擊接地電阻， 也可簡(jiǎn)稱(chēng)沖擊電阻 . 由于流過(guò)接地裝置電流 密度的增大，以致土壤中的氣隙、接地極與土壤間的氣層等處發(fā)生火花放電現(xiàn)象，這就使土壤的電阻弱電基礎(chǔ)知識(shí) - 接地發(fā)布時(shí)間： 08-06-17 10:17:51 新聞來(lái)源： 作者： 閱讀： 1778率變小和土壤與接地極間的接觸面積增大。結(jié)果，相當(dāng)于加大接地極的尺寸，降低了沖擊電阻值。 長(zhǎng)度較長(zhǎng)的帶形接地裝置，由干電感的作用，當(dāng)超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，沖擊電阻不再減少，這個(gè)極限長(zhǎng)度 稱(chēng)為有效長(zhǎng)度、土壤電阻率越小，雷電流波頭越短

12、，則有效長(zhǎng)度越短。由于各種因素的影響，引入雷電流時(shí)接地裝置的沖擊電阻，乃是時(shí)間的函數(shù)。接地裝置中雷電流增長(zhǎng) 至幅值 IM 的時(shí)間， 是滯后于接地裝置的電位達(dá)到其最大值 UM 的時(shí)間的。 但在工程中已知沖擊電流的幅值 IM 和沖擊電阻 Rds 的條件下，計(jì)算沖擊電流通過(guò)接地極流散時(shí)的沖擊電壓幅值UM= IMRds 。由于實(shí)際上電位與電流的最大值發(fā)生于不同時(shí)間，所以這樣計(jì)算的幅值常常比實(shí)際出現(xiàn)的幅值大一些，是偏于安全 的，因此在實(shí)際中還是適用的。二、接地的作用接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和保障 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行?，F(xiàn)分別說(shuō)明如下。（一）防止人

13、身遭受電擊1電擊機(jī)理電擊所產(chǎn)生的電擊電流通過(guò)人體或動(dòng)物軀體將產(chǎn)生病理性生理效應(yīng)， 例如肌肉收縮、 呼吸困難、 血壓升高、 形成心臟興奮波、心房纖維性顫動(dòng)及無(wú)心室纖維性顫動(dòng)的短暫心臟停跳、心室纖維性顫動(dòng)，直至死亡，所 以必須采取防護(hù)措施。人或家畜觸及電氣設(shè)備的帶電部分，稱(chēng)為直接接觸。人或家畜與故障下帶電的金屬外殼接觸，稱(chēng)為間接接 觸。直接接觸及間接接觸所造成的電擊稱(chēng)為直接電擊和間接電擊。為了防止電擊，必須先了解電擊機(jī)理， 然后對(duì)直接電擊、間接電擊以及兼有該兩者電擊采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，以保證人、畜及設(shè)備的安全。（ 1）人體阻抗的組成 電擊電流大小由接觸電壓和人體阻抗所決定。人體阻抗主要與電流路徑、

14、皮膚 潮濕程度、 接觸電壓、 電流持續(xù)時(shí)間、 接觸面積、 接觸壓力、 溫度以及頻率等有關(guān)。 人體阻抗的組成如圖 4 所示。如將兩個(gè)電極接觸人體的兩個(gè)部分， 并將電極下的皮膚去掉， 則該兩電極問(wèn)的阻抗為人體內(nèi)阻抗 Zi 。 皮膚上電極與皮膚下導(dǎo)電組織之間的阻抗即為皮膚阻抗 ZPl 和 ZP2 。Zi 、ZP1、 ZP2的矢量和為人體總阻 抗 ZT ?，F(xiàn)將這些阻抗的特征說(shuō)明如下：圖 4 人體阻抗的組成 人體內(nèi)阻抗 Zi 根據(jù) IEC 測(cè)定的結(jié)果， Zi 主要是電阻，只有少量電容，如圖 4 虛線所示，其數(shù)值主 要決定于電流路徑，一般與接觸面積關(guān)系不大，但當(dāng)接觸面積小到幾平方毫米數(shù)量級(jí)時(shí)，內(nèi)阻抗才增大

15、。 皮膚阻抗 ZP1、ZP2 ZP1 、ZP2是由半絕緣層和小的導(dǎo)電元件（如毛孔構(gòu)成的電阻電容網(wǎng)絡(luò)）組成， 見(jiàn)圖 4 接觸電壓在 50V 及以下時(shí)，皮膚阻抗值隨表面接觸面積、溫度、呼吸等顯著變化；50100V 時(shí)，皮膚阻抗降低很多；頻率增高時(shí)，皮膚阻抗也隨之降低；皮膚破損時(shí)，皮膚阻抗可忽略不計(jì) . 人體總阻抗 ZT ZT 由電阻分量及電容分量組成。 當(dāng)接觸電壓在 500V 及以下時(shí)， ZT值主要決定于皮膚阻抗值； 接觸電 壓越高， ZT 與皮膚阻抗關(guān)系越少；當(dāng)皮膚破損后， ZT 值接近于人體內(nèi)阻抗。人體初始電阻Ri 在接觸電壓出現(xiàn)的瞬間，人體的電容還未充電，皮膚阻抗可忽略不計(jì)，這時(shí)的電阻值稱(chēng)為

16、人體初始電阻。該值限 制短時(shí)脈沖電流峰值。 當(dāng)電流路徑從手到手或手到腳而且接觸面積較大時(shí)，5 分布秩 （即 5 的人所呈現(xiàn)的最小初始電阻值） Z5 可認(rèn)為等于 500 .2）人體阻抗與接觸狀況的關(guān)系通常劃分為以下三類(lèi)： 狀況 1 干燥或濕潤(rùn)的區(qū)域、干燥的皮膚、高電阻的地面，此時(shí)人體阻抗值：Z11000 0.5Z5 （ ）式中： 1000鞋襪和地面兩者電阻的隨機(jī)值， 0.5考慮了雙手至雙腳的雙重接觸情況Z5 5分布秩，即 5 的人呈現(xiàn)此最小阻抗值， 狀況 2 潮濕的區(qū)域、潮濕的皮膚、低電阻的地面，此時(shí)人體阻抗值：Z2 = 200 = 200 +0.55 （ ）式中； 200較低的地面電阻值，不計(jì)

17、鞋襪的電阻， 狀況 3 浸入水中的情況，此時(shí)皮膚電阻、環(huán)境介質(zhì)的電阻可忽略不計(jì)。 在各種狀況下的安全電壓值，各國(guó)規(guī)定不盡相同，如表 1 所示。表 1 為交流電流的安全電壓， IEC 規(guī)定直流（無(wú)紋波）的安全電壓為：在狀況 1 ，不大于 120V ；在 狀況 2 ，不大于 60V 。安全電壓包括接地系統(tǒng)的相對(duì)地或極對(duì)地電壓，或不接地和非有效接地的相間及極 間電壓。2電擊效應(yīng)（1）交流電流的電擊效應(yīng) IEC 經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究，認(rèn)為心室纖維性顫動(dòng)是電擊致死的主要原因。 一個(gè)心動(dòng)周期如圖 5 所示，由產(chǎn)生興奮期 P 、興奮擴(kuò)展期 R 和興奮復(fù)原期 T 所組成。圖 5中的數(shù)字表示興奮傳播的順序。在興奮

18、復(fù)原期內(nèi)有一個(gè)相對(duì)較小的部份稱(chēng)為易損期，在易損期內(nèi)，心肌纖維處于興奮的 不均勻狀態(tài)，如果受到足夠幅度電流的刺激，心室纖維發(fā)生顫動(dòng)，如圖 6 中 X 點(diǎn)受電流刺激對(duì)心電圖 和血壓的影響，如圖 6 中曲線所示。此時(shí)發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)和血壓降低，如電流足夠大將導(dǎo)致死亡。 當(dāng)電流流過(guò)人體時(shí)， 人身所察覺(jué)到的最小電流值稱(chēng)為感覺(jué)閾值。 對(duì)于 15 100Hz 交流電流，此值為 0.5mA 。 人握電極能擺脫的電流最大值稱(chēng)為擺脫電流，對(duì)于15 100Hz 交流電流為 10mA。當(dāng)流過(guò)人體的電流繼續(xù)增加時(shí)，人體電流 IB 和電流流過(guò)的持續(xù)時(shí)間 t 的關(guān)系如圖 7 所示。圖 7是按電流流過(guò)人體的路徑從左手 到雙

19、腳的效應(yīng)繪制的。當(dāng)電流為 500mA、時(shí)間為 100ms 時(shí)，產(chǎn)生心室纖維性顫動(dòng)的幾率為 14 。圖 7 中 的 區(qū)通常無(wú)反應(yīng)性效應(yīng)； 區(qū)通常無(wú)有害的生理效應(yīng)； 區(qū)通常無(wú)器官性損傷，但可能出現(xiàn)肌肉收 縮和呼吸困難 在心臟中形成興奮波和傳導(dǎo)的可逆性紊亂， 包括心房纖維性顫動(dòng)及短暫心臟停跳； 在 區(qū) 內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)心室纖維性顫動(dòng)，到曲線 c1 ，幾率為 5 ；到曲線 c2 ，幾率為 50 ；曲線 c3 以外則幾率 超過(guò) 50 。隨著電流與時(shí)間的增加，可能發(fā)生心臟停跳、呼吸停止及嚴(yán)重?zé)齻?。圖 7 中的電流為“從左手到雙腳”路徑的電流，如為其它路徑，按下式計(jì)算：IB = Iref F（ 2）式中： IB

20、流經(jīng)其它路徑的人體電流， mAIref 流經(jīng)“從左手到雙腳”的人體電流， mAF 心電流系數(shù)，見(jiàn)表 2上述的感覺(jué)閾值、擺脫閾值及圖 7 中的心室纖維性顫動(dòng)閾值都是對(duì) 15 100Hz 交流電流而言的。 在工業(yè)企業(yè)和民用建筑中，有不少電氣設(shè)備的使用頻率超過(guò) 100Hz ，例如有些電動(dòng)工具和電焊機(jī)，可 用到 450Hz ；電療設(shè)備大多數(shù)使用 4000 5000Hz；開(kāi)關(guān)方式供電的設(shè)備則為 20kHz 1MHz；微波及無(wú)線 電設(shè)備還有使用更高的頻率的。 對(duì)于這些 100Hz 以上交流電流， 人體皮膚的阻抗， 在數(shù)十伏數(shù)量級(jí)的接觸 電壓下，大致與頻率成反比， 例如 500Hz 時(shí)皮膚阻抗， 僅約為 5

21、0Hz 時(shí)皮膚阻抗的 1 10，在很多情況下， 皮膚的阻抗可以忽略不計(jì)。但因?yàn)槭歉哳l電流，對(duì)人體的感覺(jué)和對(duì)心臟的影響都比 100Hz 以下交流電小。 為了與 50Hz 時(shí)閾值相比，常采用頻率系數(shù) Ff 來(lái)衡量、頻率系數(shù) Ff 為頻率 f 時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)生理效應(yīng)的閾 值電流與 50Hz 的閾值電流之比。 在頻率為 100Hz 以上直至 1000Hz 時(shí)，感覺(jué)閾值的頻率系數(shù)和擺脫閾 值的頻率系數(shù)見(jiàn)圖 8 ；電擊持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于心動(dòng)周期并以縱向電流流經(jīng)人體軀干時(shí)， 心室纖維性顫動(dòng)閾值的頻率系數(shù)見(jiàn)圖 9 。電擊持續(xù)時(shí)間小于心動(dòng)周期時(shí)， 尚無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 頻率在 1000Hz 以上直到 10000Hz 交流電的感

22、覺(jué)閾值的頻率系數(shù)和擺脫閾值的頻率系數(shù)見(jiàn)圖 10 ；心室纖 維性顫動(dòng)閾值的頻率系數(shù)， IEC 還在考慮中。頻率在 10kHz 及 100Hz 之間時(shí)，閾值大致由 10mA 上升到 100mA（有效值），頻率在 100kHz 以上及電流強(qiáng)度在數(shù)百毫安數(shù)量級(jí)時(shí)，較低頻率時(shí)有針刺的感覺(jué)，頻率 再高則有溫暖的感覺(jué)。頻率在 100kHz 以上時(shí)，既沒(méi)有擺脫閾值和心室纖維性顫動(dòng)閾值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也沒(méi) 有這方面的事故報(bào)告。頻率在 100kHz 以上及電流在安培數(shù)量級(jí)時(shí)，可能出現(xiàn)燒傷，燒傷的嚴(yán)重程度隨電 流流通的持續(xù)時(shí)間而定。（2）直流電流的電擊效應(yīng) 電流對(duì)人體的效應(yīng)， 例如刺激神經(jīng)和肌肉， 引起心房或心室纖維性顫

23、動(dòng)等， 與電流大小的變化有關(guān)，特別是在接通或斷開(kāi)電流的時(shí)候。電流幅度不變的直流電流要產(chǎn)生同樣的效應(yīng)， 要比交流電流大得多。握持直流電器，事故時(shí)較易擺脫；當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于心動(dòng)周期時(shí)，心室纖維性顫 動(dòng)閾值比交流的閾值高得多。直流電流從手到雙腳，通過(guò)人體軀干的電流稱(chēng)為縱向電流；從手到手通過(guò)人 體軀干的電流稱(chēng)為橫向電流；以雙腳為正極，流過(guò)人體的電流為向上電流；以雙腳為負(fù)極，流經(jīng)人體的電 流為向下電流。直流電流與具有相同誘發(fā)心室纖維性顫動(dòng)幾率的等效交流電流（有效值）之比稱(chēng)為直流 交流等效系數(shù)。直流電流的持續(xù)時(shí)間和電流幅值的關(guān)系見(jiàn)圖 11 。圖中區(qū)通常無(wú)反應(yīng)性效應(yīng)； 區(qū)通常無(wú)有害 的生理效應(yīng)；區(qū)通常預(yù)期

24、無(wú)器官損傷，隨電流幅值和時(shí)間而增加其嚴(yán)重程度，可能出現(xiàn)心臟中興奮波的 形成和傳導(dǎo)的可逆性紊亂； 區(qū)可能出現(xiàn)心室纖維性顫動(dòng)，隨電流幅值和時(shí)間增加，除 區(qū)的效應(yīng)外， 預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?zé)齻炔±砩硇?yīng)。關(guān)于心室纖維性顫動(dòng)，該圖所示為電流從左手到雙腳，且為向上電 流的效應(yīng)。如為向下電流，應(yīng)將電流乘以 2 的系數(shù)進(jìn)行換算。當(dāng)電流從手到手，不大可能產(chǎn)生心室纖維性 顫動(dòng)。在該圖中，當(dāng)電流流過(guò)的持續(xù)時(shí)間小于 500ms 時(shí)，尚無(wú) 和 區(qū)分界線的資料。直流電流的感覺(jué)閾值取決于接觸面積、接觸狀態(tài)（干濕度、壓力、溫度）、電流流過(guò)的持續(xù)時(shí)間 和各自的生理特征等，與交流電不同的是：當(dāng)電流以感覺(jué)閾值強(qiáng)度流過(guò)人體時(shí)，只是在

25、接通和斷開(kāi)電流時(shí) 有感覺(jué)，其它時(shí)間沒(méi)有感覺(jué)。在與測(cè)定交流電流感覺(jué)閾值相等條件下，直流電流的感覺(jué)閾值約為2mA。直流的擺脫閾值與交流不同， 約 300mA 以下的直流電流沒(méi)有可以確定的擺脫閾值， 只有在接通和斷開(kāi) 電流時(shí)，才能引起疼痛性和痙攣似的肌肉收縮。當(dāng)電流大干 300mA 時(shí)，可能擺脫不了，或僅在電擊持續(xù)時(shí) 間達(dá)幾秒或幾分種后才有可能擺脫不了。通過(guò)人體的電流約為 30mA 時(shí)，人體四肢有暖熱感覺(jué)。 流經(jīng)人體的電流為 300mA 及以下橫向電流持續(xù) 幾分鐘時(shí)，隨著時(shí)間和電流增加，可能產(chǎn)生可逆性的心節(jié)律障礙。電流傷痕、燒傷、眩暈、有時(shí)失去知覺(jué)， 超過(guò) 300mA 時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)失去知覺(jué)的情況。（

26、3）特殊波形電流的電擊效應(yīng)（3）特殊波形電流的電擊效應(yīng)特殊波形電流在工業(yè)企業(yè)和民用建筑所用的電氣設(shè)備中，有以下幾種，對(duì)于人體的電擊效應(yīng)分別說(shuō)明如下： 具有直流分量的交流電流的效應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)交流和直流的圖形如圖 12 （ a）及（ b）所示、具有直 流分量的交流電流的波形如圖 12（c）所示， 常用的半波整流及全波整流的波形如圖 13 （ a）及（b）所示。經(jīng)過(guò)整流后，如圖 13 中所示的波形交流電的感覺(jué)閾值和擺脫閾值取決于人體與電極的接觸面積，接觸狀 態(tài)（干濕度、壓力、溫度）和各自的生理特征，其閾值尚在 IEC 的考慮中。&nbs弱電基礎(chǔ)知識(shí) - 接地發(fā)布時(shí)間： 08-06-17 10:17:51

27、 新聞來(lái)源： 作者： 閱讀： 1781p; 在討論心室纖維性顫動(dòng)閾值時(shí)， 必須區(qū)別下列的電流量值： Irms 為合成波形電流的有效值； Ip 為 合成波形電流的峰值； Ipp 為合成波形電流的峰間值； Iev 為產(chǎn)生與所涉及波形在心室纖維性顫動(dòng)方向有 相同危險(xiǎn)的正弦電流的有效值，該值用來(lái)代替圖 7 及圖 11 中的人體電流 IB 以估計(jì)心室纖維性顫動(dòng)的危 險(xiǎn)。當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間大于 1.5 倍心動(dòng)周期時(shí)，Iev = Ipp 2當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間小于 0.75 倍心動(dòng)周期時(shí)，Iev = Ip 2當(dāng)交流對(duì)直流比越小， 上述關(guān)系越不能適用。 對(duì)于持續(xù)時(shí)間小于 0.1s 的直流電擊， 其閾值等于 圖 11 中

28、相應(yīng)的電流值。當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間在 0.75 倍到 1.5 倍心動(dòng)周期時(shí)， 量值參數(shù)由峰值轉(zhuǎn)變?yōu)榉彘g值， 轉(zhuǎn)變的過(guò)程 IEC 認(rèn) 為尚需進(jìn)一步研究。如圖 13 所示的半波及全波整流的波形， 由于電流峰值等于其峰間值， 當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間大干 1.5 倍心 動(dòng)周期及小于 0.75 倍心動(dòng)周期時(shí)， Iev 分別為 Ipp （22）= Ip （2 2） 及 Ipp 2 = Ip2 。由 圖 13 可見(jiàn)， 半波整流時(shí) Irms = Ip 2，全波整流時(shí)為 Ip 2。 因此可得半波整流時(shí) Iev 值分別為 Irms 2 及 2Irms ；全波整流時(shí)， Iev 值分別為 Irms 2 及 Irms 。 具有相位控

29、制的交流電流的效應(yīng) 一般的具有相應(yīng)控制的交流電流的波形分為對(duì)稱(chēng)控制和不對(duì)稱(chēng) 控制兩種，分別示于圖 14 的（ a）和（ b）。這種波形的電流在產(chǎn)生感覺(jué)和阻止擺脫方面的效應(yīng)大致上與具有相同 Ip 的純交流電流相同。相位控 制角在 120 以上時(shí)，峰值隨著電流流通持續(xù)時(shí)間的減少而增加。對(duì)于對(duì)稱(chēng)控制： 當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間大于 1.5 倍心動(dòng)周期時(shí)。 Iev 為具有與所涉及的相應(yīng)波形電流相同的 有效值；當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間小于 0.75 倍心動(dòng)周期時(shí)， Iev 為具有與所涉及的相應(yīng)波形電流相同峰值電流的 有效值， 如相位控制角在 120以上， 心室纖維性顫動(dòng)閾值將升高； 當(dāng)電擊時(shí)間在 0.75 倍到 1.5 倍

30、心動(dòng) 周期時(shí)， Iev 由峰值轉(zhuǎn)變?yōu)橛行е?，轉(zhuǎn)變的過(guò)程， IEC 認(rèn)為尚待進(jìn)一步研究。對(duì)于不對(duì)稱(chēng)控制， 其所產(chǎn)生的電流， 也可能有直流分量。 當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間大干 1.5 倍心動(dòng)周期時(shí)， IEC 尚在考慮中；電擊持續(xù)時(shí)間小于 0.75 倍心動(dòng)周期時(shí)， Iev 為具有與所涉及的相應(yīng)波形電流相同峰值電流 的有效值。相位控制角在 120 以上時(shí)，心室纖維性顫動(dòng)閾值將升高。 具有多周期控制的交流電流的效應(yīng) 具有多周期控制的交流電流的波形見(jiàn)圖15 所示。ts 為傳導(dǎo)時(shí)間。tp 為不傳導(dǎo)時(shí)問(wèn)， ts tp 為工作周期。 p = ts （ts tp） 為電力控制程度。 I1rms 為電流傳導(dǎo)期間電流 的有效值

31、，即 Ip 2； I2rms 為工作周期內(nèi)電流有效值，即 I1rms p 。感覺(jué)閾值及擺脫閾值， IEC 尚在考慮中。心室纖維性顫動(dòng)閾值， IEC 在幼豬身上進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 16 所示，對(duì)于人體，可作參考。當(dāng) 電擊持續(xù)時(shí)間大于 1.5 倍心動(dòng)周期時(shí)，閾值取決于 p 。p 接近 1 時(shí)， Iev 為與同一持續(xù)時(shí)間的正弦交流 電流相同的有效值。 p 接近于 0.1 時(shí) I1rms 與持續(xù)時(shí)間短于 0.75 倍心動(dòng)周期的交流電流的閾值相同。 當(dāng) p在 10.1 的中間值時(shí)，如圖 16 所示，流過(guò)人體的電流逐漸增大，致使纖維 I1rms 與同一持續(xù)時(shí)間的 正弦交流電流的有效值相同。 短持續(xù)時(shí)間

32、單向單脈沖電流的效應(yīng) 內(nèi)裝電子元件的 電器絕緣損壞或直接接觸其帶電體時(shí)可形成矩形或正弦形脈沖，如圖17 （a）、（b）所示；電容器放電的短持續(xù)時(shí)間單向脈沖如圖 17（c）所示。這些脈沖當(dāng)其持續(xù)時(shí)間為 10ms 及以上時(shí)， 對(duì)人體的效應(yīng)與圖 7 相 同；對(duì)于 0.lms 10ms 持續(xù)時(shí)間的脈沖，其效應(yīng)按下列能量率來(lái)表征。心室纖維性顫動(dòng)能量率 Fe ：在電流路徑、心臟時(shí)相（心臟跳動(dòng)的幅值與時(shí)間的關(guān)系）等給定條件下， 引起一定幾率的心室纖維性顫動(dòng)的短持續(xù)時(shí)間單向脈沖的最小 I2t 值，以積分形式表示為Fe =0tii2dtFe 乘以人體電阻得出脈沖期間耗散在人體的能量。心室纖維性顫動(dòng)電荷率 Fq

33、：在給定的電流路徑、心臟時(shí)相等條件下，引起一定幾率的心室纖維性顫 動(dòng)短持續(xù)時(shí)間單向脈沖最小 It 值，以積分形式表示為Fq =0tiidt現(xiàn)以電容器放電為例。 電容器由放電開(kāi)始到放電電流降至其峰值的 5 的時(shí)間間隔為電容器放電的電擊 持續(xù)時(shí)間 t1 。按指數(shù)衰減降到起初幅值 1 e = 0.3679 倍所需的時(shí)間為時(shí)間常數(shù) T 。當(dāng) ti = 3T 時(shí)，所 有脈沖能量幾乎耗盡。電容器放電的感覺(jué)閾值和痛苦閾值取決于電極的形式、脈沖的電荷及其電流峰值。圖 18 為以干手執(zhí) 大電極的人作為放電對(duì)象的感覺(jué)閾值及痛苦閾值痛苦闊值為人感到有蜜蜂蜇或紙煙燒似的痛苦。以能量 率 Fe 表示的痛苦閾值對(duì)于通過(guò)手

34、腳的電流路徑及大接觸面積來(lái)說(shuō)為(50 100) 10 -6A2s 數(shù)量級(jí)(在圖 18中，如以面對(duì)圖的右側(cè)為東，則電容 C 按指向東北的對(duì)角線計(jì)量，能量 W按指向西北的對(duì)角錢(qián)計(jì)量。如已 知充電電壓為 100V ，電容為 100nF ，則由該兩線的交點(diǎn) K，可讀出脈沖的電荷為 10 C，能量為 0.5mJ )。心室纖維性顫動(dòng)閾值取決于脈沖電流的形式、持續(xù)時(shí)間及幅度、脈沖開(kāi)始時(shí)的心臟時(shí)相、通過(guò)人體的 電流路徑及人的生理特征。IEC 曾在動(dòng)物身上做過(guò)試驗(yàn)， 其結(jié)果是： 對(duì)于短持續(xù)時(shí)間的脈沖， 心室纖維性顫動(dòng)一般僅在脈沖落在 心動(dòng)周期易損時(shí)間內(nèi)發(fā)生；對(duì)于電擊持續(xù)時(shí)間小于 10ms 的單向脈沖，心室纖維性

35、顫動(dòng)的發(fā)生由 Fq 或 Fe 所決定。圖 19 示出心室纖維性顫動(dòng)的閾值，對(duì)于 50 的纖維性顫動(dòng)幾率， Fq 為 0.005As ，F(xiàn)e 則由脈 沖持續(xù)時(shí)間 t1 = 4ms 時(shí)的 0.01A2s 上升到 t1 = 1ms 時(shí)的 0.02A2s 。該曲線給出路徑以左手到雙腳流 過(guò)的電流的心室纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)幾率 對(duì)于其它電流途徑， 則乘以表 2 的心電流系數(shù) F 。圖中 c1 曲線以 下，無(wú)纖維性出動(dòng)； c1 曲線以上直到曲線 c2 以下，具有較低的心室纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)，幾率直到5 ；c2曲線以上直到 c3 曲線以下，具有中等纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)，幾率直到50 ；c3 曲線以上，具有高纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)，

36、大于 50 幾率。對(duì)于各種形式脈沖的纖維性顫動(dòng)能量率 Fe 可由下列公式求出：對(duì)于矩形脈沖：Fe IDC2ti對(duì)于正弦形脈沖：Fe (IAC(p)2 2)ti IAC(rms)2ti對(duì)于時(shí)間常數(shù)為 T 的電容放電：Fe IC(p)2 (T 2) IC(rms)2ti以上各式的電流參量可由圖 17 看出： IDC 為矩形脈沖電流的量值， IAC(p) 為正弦形脈沖電流的 峰值， IAC(rms) 為正弦形脈沖電流的有效值， IC(p) 為電容放電的峰值， IC(rms) 為持續(xù)時(shí)間為 3T 的電容 放電電流的有效值。具有相同心室纖維性顫動(dòng)能量率及相同電擊持續(xù)時(shí)間的矩形脈沖、正弦形脈沖及電容 放電

37、見(jiàn)圖 20 。由 Fe 定義可寫(xiě)出，電容放電的 Fe1 為Fe1IC(p)2 0e-2t T IC(p)2(T 2)矩形脈沖及正弦形脈沖的 Fe2 及 Fe3 為Fe2 IDC2 3TFe3 IC(rms)2 3T因?yàn)?Fe1 Fe2 Fe3 ，則IC(p)2(T 2) IDC2 3T IC(rms)2 3T即 IC(p)(1 6) IC(rms) IDC根據(jù)上式將 IDC 及 IC(rms) 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 IC(p)(1 6) 值，則可由轉(zhuǎn)換而得的相應(yīng) IC(p) 值在圖 19 中找到矩形脈沖和正弦形脈沖的心室纖維性顫動(dòng)閾值。3直接電擊的防護(hù)措施 直接電擊保護(hù)又稱(chēng)正常工作的電擊保護(hù)，也稱(chēng)為基

38、本保護(hù)，主要是防止直接接觸到帶電體，一般采取以下 措施。( 1)將帶電體絕緣 帶電部分完全用絕緣覆蓋。該絕緣的類(lèi)型必須符合相應(yīng)電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，且只能 在遭到機(jī)械破壞后才能除去。 絕緣能力必須達(dá)到長(zhǎng)期耐受在運(yùn)行中受到的機(jī)械、化學(xué)、 電及熱應(yīng)力的要求。一般的油漆、清漆、噴漆都不符合要求。在安裝過(guò)程中所用的絕緣也必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，證實(shí)合乎要求后才能 使用。(2) 用遙欄和外護(hù)物防護(hù) 外護(hù)物一般為電氣設(shè)備的外殼， 是在任何方向都能起直接接觸保護(hù)作用的 部件。遮欄則只對(duì)任何經(jīng)常接近的方向起直接接觸保護(hù)作用。兩者的防護(hù)要求如下： 最低的防護(hù)要求 在電氣操作區(qū)內(nèi)，防護(hù)等級(jí)為 IP2X ，頂部則為 IP4X 。在

39、電氣操作區(qū)內(nèi)，如可 同時(shí)觸及的帶電部分沒(méi)有電位差時(shí)，防護(hù)等級(jí)可為 IP1X 。在封閉的電氣操作區(qū)內(nèi)可不設(shè)防護(hù)。 強(qiáng)度及花定性 遮攔或外護(hù)物應(yīng)緊固在其所在位置， 它的材料、 尺寸和安裝方法必須具有足夠的穩(wěn) 定性和耐久性，并可承受在正常使用中可能出現(xiàn)的應(yīng)力和應(yīng)變。 開(kāi)啟成拆卸 必須使用鑰匙或工具，并設(shè)置聯(lián)鎖裝置， 即當(dāng)開(kāi)啟和拆卸遮欄或外護(hù)物時(shí)， 將其中可 能偶然觸及的所有帶電部分的電源自動(dòng)切斷，直到遮欄或外護(hù)物復(fù)位后才能恢復(fù)電源。如遮欄或外護(hù)物中 有電容器、電纜系統(tǒng)等儲(chǔ)能設(shè)備并可能導(dǎo)致危險(xiǎn)時(shí)，不但要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)泄放能量，而且還必須采用與上 述要求相同的聯(lián)鎖裝置。也可在帶電部分與遮欄、外護(hù)物之間插入

40、隔離網(wǎng)罩，當(dāng)開(kāi)啟或拆卸遮欄或外護(hù)物 時(shí)不會(huì)觸及帶電部分。網(wǎng)罩可以固定，也可在遮欄、外護(hù)物除去時(shí)自動(dòng)滑入。網(wǎng)罩防護(hù)等級(jí)至少為 IP2X ， 且只有用鑰匙和工具才能移開(kāi)。如需更換燈泡、熔斷器而在外護(hù)物和遮欄上留有較大的孔洞時(shí)，則必須采 取適當(dāng)措施防止人、畜無(wú)意識(shí)地觸及帶電部分，而且還須設(shè)置明顯的標(biāo)志，警告通過(guò)孔洞觸及帶電部分會(huì) 發(fā)生危險(xiǎn)。（ 3）用阻擋物防護(hù) 阻擋物只能防護(hù)與帶電部分無(wú)意識(shí)接觸，但不能防護(hù)人們有意識(shí)接觸。例如用保 護(hù)遮欄、欄桿或隔板可以防止人體無(wú)意識(shí)接近帶電部分又如用網(wǎng)罩或熔斷器的保護(hù)手柄，可以防止在操 作電氣設(shè)備時(shí)無(wú)意識(shí)觸及帶電部分。阻擋物可不用鑰匙或工具拆除，但必須固定以免無(wú)意

41、識(shí)地移開(kāi)。（4）置于伸臂范圍以外 伸臂范圍如圖 21 所示。將帶電部分置于伸臂范圍以外可以防止無(wú)意識(shí)地觸 及。不同電位而能同時(shí)觸及的部分嚴(yán)禁放在伸臂范圍內(nèi)。 如兩部分相距不到 2.5m ，則認(rèn)為是能夠同時(shí)觸及 的。當(dāng)人們的正?；顒?dòng)范圍 S 由一個(gè)防護(hù)等級(jí)低于 IP2X 的阻擋物（如欄桿）限制時(shí)，則規(guī)定的距離應(yīng)從 阻擋物算起。在正常工作時(shí)須手持大或長(zhǎng)的導(dǎo)電物體的地方，計(jì)算距離時(shí)須計(jì)及該物體的外形尺寸。（5）采用 RCD（剩馀電流保護(hù)裝置，也稱(chēng)漏電并關(guān)）作為附加保護(hù)RCD 不能作為直接電擊的唯一保護(hù)設(shè)備，只能作為附加保護(hù)，也就是作為其它保護(hù)失效或使用者疏忽時(shí)的附加電擊保護(hù)。剩馀電流動(dòng)作整 定值一般

42、采用 30mA。4間接電擊的防護(hù)措施間接電擊保護(hù)又稱(chēng)故障下的電擊保護(hù)，也稱(chēng)附加保護(hù)，一般采用以下措施：（1）自動(dòng)切聽(tīng)電源 當(dāng)故障時(shí)，最大電擊電流的持續(xù)時(shí)間超過(guò)允許范圍時(shí)，自動(dòng)切斷電源（ IT 系統(tǒng)的第一次故障除外），防止電擊電流造成有害的生理效應(yīng)采用這種方法的前提 是：電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分必須按系統(tǒng)接地制式與保護(hù)線相連，同時(shí)還宜進(jìn)行主等電位聯(lián)結(jié)。自動(dòng)切斷 電源法可以最大限度地利用原有的過(guò)電流保護(hù)設(shè)備，且方法簡(jiǎn)單、投資最省，是一種常用的措施。（2）使用級(jí)設(shè)備或采用相當(dāng)絕緣的保護(hù)級(jí)設(shè)備既有基本絕緣也有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣；不考慮保護(hù)接地方法；設(shè)備內(nèi)導(dǎo)電部分嚴(yán)禁與保護(hù)線連接。該類(lèi)設(shè)備的絕緣外護(hù)物必須

43、能承受可能發(fā)生的機(jī)械、 電或熱應(yīng)力，一般的油漆、清漆及類(lèi)似物料的涂層不符合要求。絕緣外護(hù)物上嚴(yán)禁有任何非絕緣材料制作 的螺栓，以免破壞外護(hù)物的絕緣。（3）采用非導(dǎo)電場(chǎng)所 在非導(dǎo)電場(chǎng)所內(nèi)，嚴(yán)禁有保護(hù)線，也不采取接地措施，因此可采用 0 級(jí)設(shè)備 （這種設(shè)備只有基本絕緣，沒(méi)有保護(hù)接地手段）。非導(dǎo)電場(chǎng)所應(yīng)具有絕緣的地板和墻（用于標(biāo)稱(chēng)電壓不超 過(guò) 500V 的設(shè)備，其絕緣電阻不小于 50k ；如標(biāo)稱(chēng)電壓超過(guò) 500V ，則為 100k ），其防護(hù)措施如下： 外露導(dǎo)電部分之間、外露導(dǎo)電部分與外部導(dǎo)電部分之間的距離不小于2m ；如在伸臂范圍以外，則為 1.25m 。 如達(dá)不到上述距離，則在兩導(dǎo)電部分之間設(shè)置

44、絕緣阻擋物，使越過(guò)阻擋物的距離不小于 2m 。 將外部導(dǎo)電部分絕緣起來(lái)，絕緣物要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度并能耐受 2000V 電壓，且在正常情況下， 泄漏電流不大于 1mA。上述布置必須是永久性的，即使使用手?jǐn)y式或移動(dòng)式設(shè)備也必須能滿足上述要求；另外，還應(yīng)采取措 施使墻和地板不因受潮而失去原有電阻值，同時(shí)外部導(dǎo)電部分也不能從外部引入電位。（4）不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)凡是能同時(shí)觸及的外露導(dǎo)電部分和外部導(dǎo)電部分采用不與大地相連的等電位聯(lián)結(jié)，使其電位近似相等，以免發(fā)生電擊。局部等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)嚴(yán)禁通過(guò)外露導(dǎo)電部分或外部導(dǎo)電部分 與大地接觸， 如不能滿足， 必須采用自動(dòng)切斷電源措施。為了防止進(jìn)入等電位場(chǎng)所的人遭

45、受危險(xiǎn)的電位差， 在和大地絕緣的導(dǎo)電地板與不接地的等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)連接的地方，必須采取措施減少電位差。（5）電氣隔離 將回路進(jìn)行電氣隔離是為了防止觸及絕緣破壞的外露導(dǎo)電部分產(chǎn)生電擊電流， 一般采 取以下措施： 該回路必須由隔離變壓器或有多個(gè)等效隔離繞組的發(fā)電機(jī)供電， 電源設(shè)備必須采用級(jí)設(shè)備或與其 相當(dāng)?shù)慕^緣。如該電源設(shè)備供電給幾個(gè)電氣設(shè)備，則這些電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分嚴(yán)禁與電源設(shè)備的金屬外殼相連 該回路電壓不能超過(guò) 500V，其帶電部分嚴(yán)禁與其它回路或大地相連 , 并須注意與大地之間的絕緣。 繼電器、接觸器、輔助開(kāi)關(guān)等電氣設(shè)備的帶電部分與其它回路的任何部分之間也需要這種電氣隔離。 不同回路應(yīng)分開(kāi)

46、布線， 如無(wú)法分開(kāi)， 則必須采用不帶金屬外皮的多芯電纜或?qū)⒔^緣導(dǎo)線敷設(shè)在絕緣 的管路或線槽中。這些電纜或?qū)Ь€的額定電壓不低于可能出現(xiàn)的最高電壓，旦每條回路有過(guò)電流保護(hù)。 被隔離回路的外露導(dǎo)電部分必須采用絕緣的不接地等電位聯(lián)結(jié)， 該連接線嚴(yán)禁與其它回路的保護(hù)線 或外露導(dǎo)電部分相連接，也不與外部導(dǎo)電部分連接。插座必須有保護(hù)插孔，其觸頭上必須連接到等電位聯(lián) 結(jié)系統(tǒng)。軟電纜也必須有一根保護(hù)芯線作等電位聯(lián)結(jié)用（供電給級(jí)設(shè)備的電纜除外）。 如出現(xiàn)影響兩個(gè)外露導(dǎo)電部分的故障， 而這兩部分又接至不同相的導(dǎo)線時(shí)， 則必須有一個(gè)保護(hù)裝置 能滿足自動(dòng)切斷電源的要求。5 防止直接和間接電擊兩者的措施兼有防止直接和間接

47、電擊的保護(hù)， 也稱(chēng)為正常工作及故障情況下兩者的電擊保護(hù)， 可采取以下措 施。（1）安全電壓采用的標(biāo)稱(chēng)電壓不超過(guò)安全電壓50V，如果引出中性殘，中性線的絕緣與相線相同。（2）由安全電源供電 安全電源有以下幾種： 安全隔離變壓器，其一、二次繞組間最好用接地屏蔽隔離。 電化電源，如蓄電池。 與較高電壓回路無(wú)關(guān)的其它電源，如柴油發(fā)電機(jī)。 按標(biāo)準(zhǔn)制造的電子裝置，保證內(nèi)部故障時(shí)，端子電壓不超過(guò)50V ，或端子電壓可能超過(guò) 50V ，但電能量很小，人一接觸端子，電壓立即降到 50V 以下。（3）回路配置 安全電壓的帶電部分嚴(yán)禁與大地、其它回路的帶電部分或保護(hù)線相連。 安全電壓回路的導(dǎo)線與其它回路導(dǎo)線隔離，該

48、隔離不低于安全變壓器輸入和輸出線圈間的絕緣強(qiáng) 度。如無(wú)法隔離，安全電壓回路的導(dǎo)線必須在基本絕緣外附加一個(gè)密封的非金屬護(hù)套、電壓不同的回路的 導(dǎo)線必須用接地的金屬屏蔽或金屬護(hù)套分開(kāi)。如果安全電壓回路的導(dǎo)線與其它電壓回路的導(dǎo)線在同一電纜 或組合導(dǎo)線內(nèi)，則安全電壓回路的導(dǎo)線必須單獨(dú)或集中地按最高電壓絕緣處理。 安全電壓的插頭不能插入其它電壓的插座內(nèi)， 安全電壓的插座也不能被其它電源的插頭插入， 且必 須有保護(hù)觸頭。 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓超過(guò) 25V 時(shí)，正常工作的電擊保護(hù)必須采用 IP2X 的遮欄或外護(hù)物，或采用包以耐壓 500V 歷時(shí) 1 分鐘不擊穿的絕緣。6 防止電擊的接地方法就是將電氣設(shè)備在正常情況下不

49、帶電的金屬部分與接地極之間作良好的金屬連接， 以保護(hù)人體的安全。從圖 22 可以看出，當(dāng)電氣設(shè)備某處的絕緣損壞時(shí)外殼就帶電。由于電源中性點(diǎn)接地，即使設(shè)備不接 地，因線路與大地間存在電容，或者線路上某處絕緣不好，如果人體觸及此絕緣損壞的電氣設(shè)備外殼，則 電流就經(jīng)人體而成通路，這樣就遭受了電擊的危害。圖 23 表示有接地裝置的電氣設(shè)備。當(dāng)絕緣損壞、外殼帶電時(shí)，接地電流 Id 將同時(shí)沿著接地極和人 體兩條通路流過(guò)。流過(guò)每一條通路的電流值將與其電阻的大小成反比，電流分別為 Id 及 IB 。即IB Id RdRB3）式中：Id 沿接地極流過(guò)的電流IB 流經(jīng)人體的電流RB 人體的電阻Rd 接地極的接地電

50、阻從式（ 3）中可以看出，接地極電阻越小，流經(jīng)人體的電流也就越小。通常人體的電阻比接地極電阻大 數(shù)百倍，所以流經(jīng)人體的電流也就比流經(jīng)接地極的電流小數(shù)百倍。當(dāng)接地電阻極小時(shí)，流經(jīng)人體的電流幾 乎等于零，也就是 IB 0，Id Id 。因而，人體就能避免觸電的危險(xiǎn)。因此，不論施工或運(yùn)行時(shí)，在一年中的任何季節(jié)，均應(yīng)保證接地電阻不大于設(shè)計(jì)或規(guī)程中所規(guī)定的接 地電阻值，以免發(fā)生電擊危險(xiǎn)。（二）保障電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行電力系統(tǒng)接地一般為中性點(diǎn)接地。中性點(diǎn)的接地電阻很小，因此中性點(diǎn)與地間的電位接近于零。當(dāng)相 線碰殼或接地時(shí)， 其它兩相對(duì)地電壓， 在中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中將升高為相電壓的3 倍； 而在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中

51、則接近于相電壓，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)振蕩，而且系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路只要按相電 壓考慮其絕緣水平，降低了電氣設(shè)備的制造成本和線路的建設(shè)費(fèi)用。由于有了中性點(diǎn)的接地線，也可保證 繼電保護(hù)的可靠性。通信系統(tǒng)一般采用正極接地，可防止雜音竄入和保證通信設(shè)備正常運(yùn)行。 電子線路需要穩(wěn)定的參考點(diǎn)，才能正常運(yùn)行，因此也要接地。（三）防止雷擊和靜電的危害雷擊時(shí)產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)， 物料在生產(chǎn)和運(yùn)輸中因摩擦而引起的靜電， 都可能造成電擊或火災(zāi)危險(xiǎn)。 直接遭受雷擊的危害，比之于感應(yīng)雷那就更大了，而且發(fā)生的機(jī)會(huì)亦更多。所以，為了防止直擊雷，必須裝設(shè)防雷裝置。 所有防雷裝置和防止靜電危險(xiǎn)的措施，最主要的方法

52、是設(shè)置接地裝置?，F(xiàn)在將其作用分述如下：1直擊雷天氣炎熱時(shí)，天空中往往存在著大量雷云。比如當(dāng)帶有正電荷的雷云飄近地面時(shí)，就在附近地面特別是突 出地面的高大建筑物上感應(yīng)有負(fù)電荷。當(dāng)?shù)孛婧徒ㄖ锷戏e聚的電荷密度很高，而雷云又十分接近地面或 建筑物時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象。這就是通常所謂雷擊。雷擊的破壞作用是很大的。它不僅要擊斃人 畜，燒焦或劈倒樹(shù)木，而且還破壞建筑物，甚至引起火災(zāi)和爆炸。為了防止直擊雷，往往在建筑物的頂部裝設(shè)避雷針或避雷帶。避雷針或避雷帶都是經(jīng)引下線連接到接地裝 置的，與大地間有良好連接。這樣，當(dāng)建筑物上空附近出現(xiàn)有雷云時(shí)，地面上感應(yīng)產(chǎn)生的相反的電荷，就 會(huì)沿接地裝置、引下線和避雷

53、針或避雷帶跑進(jìn)大氣里，與雷云中的電荷中和，從而避免發(fā)生大規(guī)模的強(qiáng)烈 放電現(xiàn)象。這就防止了雷擊的發(fā)生。根據(jù)采用防雷裝置的經(jīng)驗(yàn)證明，防雷裝置必須有正確的設(shè)計(jì)和合理的安裝。否則，不但不能防雷，甚 至更容易招致雷害。這是因?yàn)槔讚魰r(shí)能產(chǎn)生反擊的緣故。反擊的發(fā)生，可能引起電氣設(shè)備絕緣的破壞、金 屬管道被燒穿，甚至于引起火災(zāi)、爆炸和人身事故。防雷的接地裝置所引起的高電位，可能對(duì)建筑物地下的金屬管道、電纜等放電，形成電氣反擊，因此，在防雷接地裝置與地下金屬管道、電纜等之間，必須保持有一定的距離或?qū)⑺鼈冞M(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。2靜電感應(yīng)雷當(dāng)金屬屋頂或其它導(dǎo)體處于雷云和大地間所形成的電場(chǎng)中時(shí)，屋頂或?qū)w上就會(huì)感應(yīng)出與雷云

54、異性的 大量電荷。雷云放電后，云與大地間的電場(chǎng)消失，導(dǎo)體和屋頂上的電荷來(lái)不及立即流散，因而會(huì)產(chǎn)生對(duì)地 很高的靜電感應(yīng)過(guò)電壓并可能引起火災(zāi)或爆炸。為了防止靜電感應(yīng)過(guò)電壓的危害，應(yīng)將建筑物的金屬屋頂和建筑物內(nèi)所有大型金屬物體，如鋼屋架、 鋼筋混凝土柱子、金屬管道及水箱等，全部予以良好的接地，使因感應(yīng)而產(chǎn)生的靜電荷，迅速地被導(dǎo)人地 中而沒(méi)有積聚的可能。這樣就能避免靜電感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生。3電磁感應(yīng)雷由于雷擊時(shí)能產(chǎn)生幅度和陡度都很大的雷電流，在它的周?chē)臻g里，就會(huì)形成強(qiáng)大的變化的電磁場(chǎng)。 處在這一電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，就會(huì)感應(yīng)出非常高的電勢(shì)。若導(dǎo)體恰巧形成間隙不大的閉合環(huán)路，那么，在間 隙處就會(huì)產(chǎn)生火花放電現(xiàn)

55、象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象還可以使構(gòu)成閉合回路的金屬物體產(chǎn)生感應(yīng)電流。如果回路間的導(dǎo)體接觸不良，就會(huì)產(chǎn) 生局部發(fā)熱現(xiàn)象。這對(duì)于存放易燃或易爆炸物品的建筑物是十分危險(xiǎn)的。為了防止電磁感應(yīng)引起的不良后 果，應(yīng)將所有互相靠近的金屬物體，如金屬設(shè)備、管道與金屬結(jié)構(gòu)之間，很好地用金屬線路接起來(lái)，并與 接地裝置有良好的連接4靜電在物理學(xué)中曾告訴過(guò)我們，任何兩種不同物質(zhì)的物體發(fā)生摩擦?xí)r，都能夠產(chǎn)生不同的靜電荷。這種摩 擦生電的現(xiàn)象，在日常生活中也是常常會(huì)遇到的。例如，在很干燥的天氣里，用塑料制的梳子梳干凈頭發(fā) 的時(shí)候，往往頭發(fā)會(huì)飄起來(lái)，梳不服貼、這就是因?yàn)槭嶙优c頭發(fā)發(fā)生摩擦而帶了電荷的緣故。在生產(chǎn)中，這種摩擦生電的現(xiàn)

56、象就更為普遍了。例如在工業(yè)企業(yè)中，當(dāng)利用皮帶傳動(dòng)或由不導(dǎo)電橡膠 制成的橡皮輸送裝置工作時(shí)；當(dāng)在各種混合器中攪拌物質(zhì)時(shí)；當(dāng)物質(zhì)用軋輥或輾光機(jī)進(jìn)行加工時(shí)；當(dāng)搖蕩 液體或把液體從一容器轉(zhuǎn)注到另一容器時(shí)；當(dāng)液體在管道中流動(dòng)速度較大時(shí)，都經(jīng)常會(huì)由于摩擦原因 而產(chǎn)生靜電。這些電荷不僅聚集在管道、容器和貯罐上，而且還會(huì)聚集在加工設(shè)備上，形成了很高的電位， 對(duì)人身安全以及對(duì)設(shè)備和建筑物都存在著危險(xiǎn)。為了防止由于靜電聚集而形成火花放電的危險(xiǎn)可以采取的防護(hù)措施很多。但最簡(jiǎn)單和最可靠的措施，唯有把可能產(chǎn)生或積聚靜電荷的設(shè)備、管道和容器等進(jìn)行接地，使靜電一經(jīng)產(chǎn)生就導(dǎo) 人地中，以消除其積聚的可能性。5電磁干擾屏蔽是抑制

57、無(wú)線電工業(yè)干擾的有效措施之一。在無(wú)線電工業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)線電設(shè)備的調(diào)試在屏蔽房?jī)?nèi)進(jìn)行，目的是用來(lái)防止外來(lái)的干擾。這是因?yàn)槿?何外來(lái)干擾源所產(chǎn)生的電場(chǎng)，其電力線將垂直終止于金屬屏蔽層上，而不能穿進(jìn)屏蔽房?jī)?nèi)。這種屏蔽的作 用，是使屏蔽房?jī)?nèi)的無(wú)線電設(shè)備或?qū)w不受外界干擾源的影響。另一方面，也可以使無(wú)線電干擾源不去影響屏蔽房外的任何無(wú)線電接收設(shè)備或帶電體。這時(shí)屏蔽房需 要與大地或干擾源的機(jī)殼之間有良好的電氣連接。例如，把載有無(wú)線電干擾的導(dǎo)體 A 放在封閉的金屬罩殼 內(nèi)，若導(dǎo)體 A 充有正電荷，則金屬罩殼內(nèi)表面上將受感應(yīng)而帶有負(fù)電荷，并且和 A上的正電荷互相束縛， 金屬罩殼的外表面則感應(yīng)了等量的正電荷。電力線的分布如圖24 （a）所示，金屬罩殼外部的電力線將對(duì)其它導(dǎo)體產(chǎn)生干擾。假如把金屬罩殼進(jìn)行接地或接到干擾源的機(jī)殼，則罩殼外的正電荷與從地上或干擾源 機(jī)殼來(lái)的負(fù)電荷相中和，罩殼外的電力線也就同時(shí)消失，如圖24 （ b ）所示。這樣罩殼內(nèi)載有無(wú)線電干擾的導(dǎo)體