文档介绍：工业与民用配电设计手册第三版
第十五章低压电气装置的防电击和特殊环境的电气安全
第一节概述
一、人体通过电流时的生理反应
1、电流阈值
人体通过电流时的生理反应视电流的大小和通过时间的长短而异。以下是1000V以下50Hz交流电流通过人体时几个主要反应的电流阈值:
感觉阈值──人体能感觉的最小电流值,,此值与通过电流的时间长短无关。
摆脱阈值──人能摆脱手握的带电导体的最大电流值,此值一般取平均值10mA。通过人体的电流如超过摆脱阈值就不能自行摆脱,当电流作用时间较长时,人体将遭受伤害。
心室纤维性颤动阈值──能引起心室纤维性颤动的最小电流值。心室纤维性颤动是人身电击致死的主要原因
。
此阈值随通电时间的增大而减小,见图15?1中的有关曲线。
2、电流通过人体时表征人体生理反应的时间─电流区
为便于制订防电击措施,IEC出版物479-1第二版提供了图15-1所示的15~100Hz交流电流通过人体时人体生理反应的时间─电流区图。
图15-1中 1区──通常无感觉。
2区──通常无病理反应。
3区──b曲线至c1曲线之间为3区,通常无器官损伤,可能出现肌肉收缩、呼吸困难、心房纤维性颤动、无心室纤维性颤动的短暂心脏停跳,此等现象随电流和时间的增大而加剧。
4区──除出现上述3区的反应外,自曲线c1开始可能出现心室纤维性颤动,至曲线c2时其发生机率达5%,至曲线c3时达50%,此后机率继续增大。在此区内还可能发生严重烧伤以及致人死命的心脏停跳、呼吸停止等反应。制定电气安全措施时,通常以图15-1中3区内离曲线c1一段距离的曲线L作为人身是否安全的界限。
用通过人体的电流来检验人身是否安全甚是不便,实际应用中常用人体的接触电压进行检验。因此IEC/TC64又提出如图15-2所示的不同接触电压下的人体允许最大通电时间曲线(Uc-t曲线)。应注意图中的接触电压Uc为包括鞋袜和地板阻抗上压降在内的预期接触电压,即可能出现的最大接触电压。因为人体阻抗并非定值--它随接触电压的升高而下降,所以曲线L1为正常环境中用人体接触电压实测值求得。
在潮湿环境中人体阻抗下降,这种环境中的Uc-t曲线为图15-2中的L2。
从图15-2可知在干燥和潮湿条件下,50V及25V分别对人体是安全的,被称作上述两环境下的约定接触电压限值,此两值被用作电气产品设计和电气工程设计的依据。为安全起见,曲线L1环境条件下超过25V的裸露带电导体仍需为其设置遮栏或外护物,以避免人体与它经常或持续的直接接触。曲线L2环境条件下安全特低电压的应用另有规定,详见第三节。
二、直接接触电击防护
直接接触电击系指人体与正常工作中的裸露带电部分直接接触而遭受的电击。其主要防护措施如下:
(1)将裸露带电部分包以适合的绝缘。
(2)设置遮栏或外护物以防止人体与裸露带电部分接触,这时应注意:
1)遮栏和外护物靠近裸露带电部分的这一部分,其防护等级应至少为IP2X,即如有洞孔,。
2)人易接近的遮栏和外护物的水平顶部的防护等级至少为IP4X,即如有洞孔,其直径不应大于1mm。
3)只能使用钥匙或工具,或切断电源才能移开遮栏和外护物。
(3)设置阻挡物以防止人体无意识地触及裸露带电部分。
阻挡物可不用钥匙或工具就能移动,但必须固定住,以防无意识的移动。这一措施只适用于专业人员。
(4)将裸露带电部分置于人的伸臂范围以外。
伸臂范围的规定距离如图15-3所示。图中S为人的站立面。当人站立处前方有阻挡物时,伸臂范围应从阻挡物算起。,人体上方低于IP2X的阻挡物都不能减小此范围。在常有人手持长或大的物体的场所,伸臂范围尚应适当加大。
(5)装设漏电保护器作为后备保护,其额定动作电流不应超过30mA。它只能作为上述(1)~(4)项直接接触电击防护措施的后备措施,不能代替上述措施。
三、间接接触电击防护
因绝缘损坏,致使相线与PE线、外露导电部分、装置外导电部分以及大地间的短路称为接地故障。这时原来不带电压的
电气装置外露导电部分或装置外导电部分将呈现故障电压。人体与之接触而招致的电击称之为间接接触电击。
因电气设备本身防电击类别(1)的不同,工程设计中采取的防间接接触电击的措施也不同,简述如下:
(1)0类设备具有可导电的外壳,只有一层基本绝缘,且无PE线连接端子(例如不接PE线的金属外壳台灯),当基本绝缘损坏时,外壳即呈现故障电压。0类设备只能在对地绝缘的环境中使用,或用隔离变压器等分隔电源供电。
(2)Ⅰ类设备和0类设备相同,但其外露导电部分上配置有连接PE线的端子。在工程设计