接地的概念-第3部分

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电流逐渐增大，致使纤维　I1rms　与同一持续时间的正弦交流电流的有效值相同。



　　④　短持续时间单向单脉冲电流的效应　内装电子元件的电器绝缘损坏或直接接触其带电体时可形成矩形或正弦形脉冲，如图　17（a）、（b）所示；电容器放电的短持续时间单向脉冲如图　17（c）所示。这些脉冲当其持续时间为　10ms　及以上时，对人体的效应与图　7　相同；对于　0。lms～10ms　持续时间的脉冲，其效应按下列能量率来表征。
　　心室纤维性颤动能量率　Fe　：在电流路径、心脏时相（心脏跳动的幅值与时间的关系）等给定条件下，引起一定几率的心室纤维性颤动的短持续时间单向脉冲的最小　I2t值，以积分形式表示为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Fe　=∫0tii2dt

Fe乘以人体电阻得出脉冲期间耗散在人体的能量。
　　心室纤维性颤动电荷率　Fq　：在给定的电流路径、心脏时相等条件下，引起一定几率的心室纤维性颤动短持续时间单向脉冲最小　It　值，以积分形式表示为

　　　　　　　　　　　　　　　Fq　=∫0tiidt

　　现以电容器放电为例。电容器由放电开始到放电电流降至其峰值的　5％　的时间间隔为电容器放电的电击持续时间　t1。按指数衰减降到起初幅值　1／e　=　0。3679　倍所需的时间为时间常数T　。当　ti　=　3T时，所有脉冲能量几乎耗尽。
　　电容器放电的感觉阈值和痛苦阈值取决于电极的形式、脉冲的电荷及其电流峰值。图　18为以干手执大电极的人作为放电对象的感觉阈值及痛苦阈值．痛苦阔值为人感到有蜜蜂蜇或纸烟烧似的痛苦。以能量率　Fe表示的痛苦阈值对于通过手脚的电流路径及大接触面积来说为（50～100）×10…6A2s　数量级（在图　18中，如以面对图的右侧为东，则电容　C　按指向东北的对角线计量，能量W按指向西北的对角钱计量。如已知充电电压为　100V，电容为　100nF，则由该两线的交点　K，可读出脉冲的电荷为　10μC，能量为　0。5mJ）。
　　心室纤维性颤动阈值取决于脉冲电流的形式、持续时间及幅度、脉冲开始时的心脏时相、通过人体的电流路径及人的生理特征。
　　　IEC　曾在动物身上做过试验，其结果是：对于短持续时间的脉冲，心室纤维性颤动一般仅在脉冲落在心动周期易损时间内发生；对于电击持续时间小于　10ms　的单向脉冲，心室纤维性颤动的发生由　Fq或　Fe　所决定。图　19示出心室纤维性颤动的阈值，对于　50％　的纤维性颤动几率，Fq为　0。005As　，Fe　则由脉冲持续时间　t1　=　4ms　时的　0。01A2s　上升到　t1　=　1ms　时的　0。02A2s　。该曲线给出路径以左手到双脚流过的电流的心室纤维性颤动危险几率．对于其它电流途径，则乘以表2的心电流系数　F　。图中　c1　曲线以下，无纤维性出动；c1　曲线以上直到曲线　c2　以下，具有较低的心室纤维性颤动危险，几率直到　5％；c2　曲线以上直到　c3　曲线以下，具有中等纤维性颤动危险，几率直到　50％　；c3　曲线以上，具有高纤维性颤动危险，大于　50％　几率。
　　对于各种形式脉冲的纤维性颤动能量率　Fe可由下列公式求出：
　　对于矩形脉冲：

　　　　　　　　　　Fe　＝　IDC2ti

对于正弦形脉冲：

　　　　　　　　　　　　Fe　＝　（IAC（p）2／2）ti　＝　IAC（rms）2ti

　　　　对于时间常数为T的电容放电：

　Fe　＝　IC（p）2　（T／2）　＝　IC（rms）2ti

　　　　　以上各式的电流参量可由图17看出：IDC为矩形脉冲电流的量值，IAC（p）为正弦形脉冲电流的峰值，IAC（rms）为正弦形脉冲电流的有效值，IC（p）为电容放电的峰值，IC（rms）为持续时间为　3T　的电容放电电流的有效值。具有相同心室纤维性颤动能量率及相同电击持续时间的矩形脉冲、正弦形脉冲及电容放电见图　20。
　　由Fe定义可写出，电容放电的　Fe1为

　　　Fe1　＝　IC（p）2∫0∞e…2t／T　＝　IC（p）2（T／2）

矩形脉冲及正弦形脉冲的　Fe2及　Fe3为

　　　　　Fe2　＝　IDC2　3T

　　　　　Fe3　＝　IC（rms）2　3T

因为　Fe1　＝　Fe2＝　Fe3　，则

　　　IC（p）2（T／2）　＝　IDC2　3T　＝　IC（rms）2　3T

即　　IC（p）（1／√6）　＝　IC（rms）　＝　IDC

根据上式将　IDC　及　IC（rms）　转换为相应的　IC（p）（1／√6）　值，则可由转换而得的相应　IC（p）值在图　19中找到矩形脉冲和正弦形脉冲的心室纤维性颤动阈值。



3．直接电击的防护措施　

直接电击保护又称正常工作的电击保护，也称为基本保护，主要是防止直接接触到带电体，一般采取以下措施。
　　（1）将带电体绝缘　带电部分完全用绝缘覆盖。该绝缘的类型必须符合相应电气设备的标准，且只能在遭到机械破坏后才能除去。绝缘能力必须达到长期耐受在运行中受到的机械、化学、电及热应力的要求。一般的油漆、清漆、喷漆都不符合要求。在安装过程中所用的绝缘也必须经过试验，证实合乎要求后才能使用。
　　（2）用遥栏和外护物防护　外护物一般为电气设备的外壳，是在任何方向都能起直接接触保护作用的部件。遮栏则只对任何经常接近的方向起直接接触保护作用。两者的防护要求如下：
　　①　最低的防护要求　在电气操作区内，防护等级为　IP2X　，顶部则为　IP4X。在电气操作区内，如可同时触及的带电部分没有电位差时，防护等级可为　IP1X。在封闭的电气操作区内可不设防护。
　　②　强度及花定性　遮拦或外护物应紧固在其所在位置，它的材料、尺寸和安装方法必须具有足够的稳定性和耐久性，并可承受在正常使用中可能出现的应力和应变。
　　③　开启成拆卸　必须使用钥匙或工具，并设置联锁装置，即当开启和拆卸遮栏或外护物时，将其中可能偶然触及的所有带电部分的电源自动切断，直到遮栏或外护物复位后才能恢复电源。如遮栏或外护物中有电容器、电缆系统等储能设备并可能导致危险时，不但要在规定时间内泄放能量，而且还必须采用与上述要求相同的联锁装置。也可在带电部分与遮栏、外护物之间插入隔离网罩，当开启或拆卸遮栏或外护物时不会触及带电部分。网罩可以固定，也可在遮栏、外护物除去时自动滑入。网罩防护等级至少为　IP2X，且只有用钥匙和工具才能移开。如需更换灯泡、熔断器而在外护物和遮栏上留有较大的孔洞时，则必须采取适当措施防止人、畜无意识地触及带电部分，而且还须设置明显的标志，警告通过孔洞触及带电部分会发生危险。
　　（3）用阻挡物防护　阻挡物只能防护与带电部分无意识接触，但不能防护人们有意识接触。例如用保护遮栏、栏杆或隔板可以防止人体无意识接近带电部分．又如用网罩或熔断器的保护手柄，可以防止在操作电气设备时无意识触及带电部分。阻挡物可不用钥匙或工具拆除，但必须固定以免无意识地移开。
　　（4）置于伸臂范围以外　伸臂范围如图21所示。将带电部分置于伸臂范围以外可以防止无意识地触及。不同电位而能同时触及的部分严禁放在伸臂范围内。如两部分相距不到　2。5m，则认为是能够同时触及的。当人们的正常活动范围　S　由一个防护等级低于　IP2X　的阻挡物（如栏杆）限制时，则规定的距离应从阻挡物算起。在正常工作时须手持大或长的导电物体的地方，计算距离时须计及该物体的外形尺寸。
　　（5）采用　RCD（剩馀电流保护装置，也称漏电并关）作为附加保护　RCD　不能作为直接电击的唯一保护设备，只能作为附加保护，也就是作为其它保护失效或使用者疏忽时的附加电击保护。剩馀电流动作整定值一般采用　30mA。

4．间接电击的防护措施　

间接电击保护又称故障下的电击保护，也称附加保护，一般采用以下措施：
　　（1）自动切听电源　当故障时，最大电击电流的持续时间超过允许范围时，自动切断电源（IT　系统的第一次故障除外），防止电击电流造成有害的生理效应．采用这种方法的前提是：电气设备的外露导电部分必须按系统接地制式与保护线相连，同时还宜进行主等电位联结。自动切断电源法可以最大限度地利用原有的过电流保护设备，且方法简单、投资最省，是一种常用的措施。
　　（2）使用Ⅱ级设备或采用相当绝缘的保护　Ⅱ级设备既有基本绝缘也有双重绝缘或加强绝缘；不考虑保护接地方法；设备内导电部分严禁与保护线连接。该类设备的绝缘外护物必须能承受可能发生的机械、电或热应力，一般的油漆、清漆及类似物料的涂层不符合要求。绝缘外护物上严禁有任何非绝缘材料制作的螺栓，以免破坏外护物的绝缘。
　　（3）采用非导电场所　在非导电场所内，严禁有保护线，也不采取接地措施，因此可采用　0　级设备（这种设备只有基本绝缘，没有保护接地手段）。非导电场所应具有绝缘的地板和墙（用于标称电压不超过　500V　的设备，其绝缘电阻不小于　50kΩ；如标称电压超过　500V，则为　100kΩ），其防护措施如下：
　　①　外露导电部分之间、外露导电部分与外部导电部分之间的距离不小于　2m；如在伸臂范围以外，则为　1。25m。
　　②　如达不到上述距离，则在两导电部分之间设置绝缘阻挡物，使越过阻挡物的距离不小于　2m。
　　③　将外部导电部分绝缘起来，绝缘物要有足够的机械强度并能耐受　2000V　电压，且在正常情况下，泄漏电流不大于1mA。
　　上述布置必须是永久性的，即使使用手携式或移动式设备也必须能满足上述要求；另外，还应采取措施使墙和地板不因受潮而失去原有电阻值，同时外部导电部分也不能从外部引入电位。
　　（4）不接地的局部等电位联结　凡是能同时触及的外露导电部分和外部导电部分采用不与大地相连的等电位联结，使其电位近似相等，以免发生电击。局部等电位联结系统严禁通过外露导电部分或外部导电部分与大地接触，如不能满足，必须采用自动切断电源措施。为了防止进入等电位场所的人遭受危险的电位差，在和大地绝缘的导电地板与不接地的等电位联结系统连接的地方，必须采取措施减少电位差。
　　（5）电气隔离　将回路进行电气隔离是为了防止触及绝缘破坏的外露导电部分产生电击电流，一般采取以下措施：
　　①　该回路必须由隔离变压器或有多个等效隔离绕组的发电机供电，电源设备必须采用Ⅱ级设备或与其相当的绝缘。如该电源设备供电给几个电气设备，则这些电气设备的外露导电部分严禁与电源设备的金属外壳相连。
　　②　该回路电压不能超过　500V，其带电部分严禁与其它回路或大地相连；并须注意与大地之间的绝缘。继电器、接触器、辅助开关等电气设备的带电部分与其它回路的任何部分之间也需要这种电气隔离。
　　③　不同回路应分开布线，如无法分开，则必须采用不带金属外皮的多芯电缆或将绝缘导线敷设在绝缘的管路或线槽中。这些电缆或导线的额定电压不低于可能出现的最高电压，旦每条回路有过电流保护。
　　④　被隔离回路的外露导电部分必须采用绝缘的不接地等电位联结，该连接线严禁与其它回路的保护线或外露导电部分相连接，也不与外部导电部分连接。插座必须有保护插孔，其触头上必须连接到等电位联结系统。软电缆也必须有一根保护芯线作等电位联结用（供电给Ⅱ级设备的电缆除外）。
　　⑤　如出现影响两个外露导电部分的故障，而这两部分又接至不同相的导线时，则必须有一个保护装置能满足自动切断电源的要求。

　　　　5．防止直接和间接电击两者的措施　

　　　　　兼有防止直接和间接电击的保护，也称为正常工作及故障情况下两者的电击保护，可采取以下措施。
　　（1）安全电压采用的标称电压不超过安全电压　50V，如果引出中性残，中性线的绝缘与相线相同。
　　（2）由安全电源供电　安全电源有以下几种：
　　①　安全隔离变压器，其一、二次绕组间最好用接地屏蔽隔离。
　　②　电化电源，如蓄电池。
　　③　与较高电压回路无关的其它电源，如柴油发电机。
　　④　按标准制造的电子装置，保证内部故障时，端子电压不超过　50V，或端子电压可能超过　50V，但电能量很小，人一接触端子，电压立即降到　50V　以下。
　　（3）回路配置
　　①　安全电压的带电部分严禁与大地、其它回路的带电部分或保护线相连。
　　②　安全电