电工电子技能实训教程
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1.1 人身安全

1.1.1 安全电压

安全电压是指在各种不同环境条件下,人体接触到带电体后各部分组织(如皮肤、心脏、呼吸器官和神经系统等)不发生任何损害的电压。安全电压一方面是相对于电压的高低而言,但更主要的是指对人体安全危害甚微或没有威胁的电压。我国的安全电压额定值的等级分为42 V、36 V、24 V、12 V和6 V。通常情况下将36 V以下的电压作为安全电压。但是,安全电压也与人体电阻有关,人体的电阻一般为100 kΩ,皮肤潮湿时可降到1 kΩ以下。因此,在潮湿的环境中,因人体电阻的降低,即便接触36 V的电压也会有生命危险,所以要用12 V安全电压。

1.1.2 触电危害

触电对人体的危害主要有电伤和电击两种。

1. 电伤

电伤是由于发生触电而导致的人体外表创伤,通常有以下三种。

(1)灼伤。灼伤是由于电的热效应而对人体皮肤、皮下组织、肌肉甚至神经产生的伤害,是最常见也是最严重的一种电伤。灼伤会引起皮肤发红、气泡、烧焦、坏死。

(2)电烙伤。电烙伤是指由电流的化学效应和机械效应造成的人体触电部位的外部伤痕,触电部位的皮肤会变硬并形成肿块痕迹,如同烙印一般。

(3)皮肤金属化。这种化学效应是由于带电体金属通过触电点蒸发进入人体造成的,使局部皮肤变得粗糙坚硬并呈青黑色或褐色。

2. 电击

所谓电击,是指电流通过人体时所造成的内部伤害,它会破坏人的心脏、呼吸系统及神经系统的正常工作,甚至会危及生命。低压系统通电电流不大且时间不长的情况下,电流会引起人的心室颤动,但通电电流时间较长时,会造成人窒息而死亡,这是电击致死的主要原因。绝大部分触电死亡事故都是由电击造成的。日常所说的触电事故基本上多指电击。

电击可分为直接电击与间接电击两种。直接电击是指人体直接触及正常运行的带电体所发生的电击;间接电击则是指电气设备发生故障后,人体触及该意外带电部分所发生的电击。直接电击多数发生在误触相线、刀闸或其他设备的带电部分;间接电击一般发生在设备绝缘损坏、相线触及设备外壳、电器短路、保护接零及保护接地损坏等情况。违反操作规程也是造成电击的最大隐患。

3. 影响触电危害程度的因素

(1)电流的大小。人体是存在生物电流的,一定限度的电流不会对人体造成损伤。一些电疗仪器就是利用电流刺激穴位来达到治疗目的的。电流对人体的作用如表1-1-1所示。

表1-1-1 电流对人体的作用

(2)电流的类型。电流的类型不同对人体的损伤也不同。直流电一般引起电伤,而交流电则电伤与电击同时发生,特别是40~100 Hz交流电对人体最危险。不幸的是我们日常使用的工频市电(我国为50 Hz)正是在这个危险的频段。当交流电频率达到20000 Hz时对人体危害很小,用于理疗的一些仪器采用的就是这个频段。

(3)电流的作用时间。电流对人体的伤害与其作用时间密切相关。可以用电流与时间的乘积(也称电击强度)来表示电流对人体的危害。触电保护器的一个主要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mA·s。实际产品可以小于3mA·s,故可有效防止触电事故。

(4)人体电阻。人体是一个不确定的电阻。如前所述,皮肤干燥时电阻可呈现100 kΩ以上,而一旦潮湿,电阻可降到1 kΩ以下。人体还是一个非线性电阻,随着电压升高,电阻值减小。表1-1-2给出了人体电阻值随电压的变化情况。

表1-1-2 人体电阻值随电压的变化情况

1.1.3 触电形式

触电是指当人体接触到电源(或带电体),电流就由接触点进入人体,然后由另一点(接触到的地面、墙壁或零线)而形成回路,造成深部肌肉、神经、血管等组织破坏。若电流经过心脏则会造成严重的心律不齐,甚至心跳暂停而死亡。同时两个接触点因电流的流过而产生热能并对肌肤造成损伤。触电的形式可分为单相触电、两相触电和跨步触电3种。

1. 单相触电

单相触电是指人体在地面上或其他接地体上,人体的某一部分触及一相带电体的触电事故。单相触电时,加在人体的电压为电源电压的相电压。设备漏电造成的事故属于单相触电。绝大多数的触电事故属于这种形式,如图1-1-1所示。

图1-1-1 单相触电

2. 两相触电

两相触电是指人体两处同时触及两相带电体而发生的触电事故。其加在人体的电压是电源的线电压。电流将从一相经人体流入另一相导线。因此,两相触电的危险性比单相触电大,如图1-1-2所示。

3. 跨步触电

当带电体碰地有电流流入大地,或雷击电流经设备接地体入地时,在该接地体附近的大地表面具有不同数值的电位。人体进入上述范围后,两脚之间形成跨步电压而引起的触电事故叫跨步触电,如图1-1-3所示。

图1-1-2 两相触电

图1-1-3 跨步触电

1.1.4 防止触电

防止触电是安全用电的核心。没有任何一种措施或一种保护器是万无一失的。最保险的钥匙掌握在自己手中,即安全意识和警惕性。以下几点是最基本、最有效的安全措施。

1. 安全制度

工厂企业、科研院所、实验室等用电单位,几乎无一例外地制定了各种各样的安全用电制度。这些制度绝大多数都是在科学分析基础上制定的,也有很多条文是在实际中总结出的经验,可以说很多制度条文都是用惨痛的教训换来的。我们一定要记住:在你走进车间、实验室等一切用电场所时,千万不要忽略安全用电制度,不论这些制度粗看起来如何“不合理”,如何“防碍”工作与学习。

2. 安全措施

预防触电的措施很多,这里提出的几条措施都是最基本的安全保障。

(1)对正常情况下带电的部分,一定要加绝缘防护,并且置于人不容易碰到的地方,如输电线、配电盘、电源板等。

(2)所有金属外壳的用电器及配电装置都应该设保护接地或保护接零。对目前大多数工作生活用电系统而言是保护接零。

(3)在所有使用市电的场所装设漏电保护器。

(4)随时检查所用电器插头、电线,发现破损老化应及时更换。

(5)手持电动工具尽量使用安全电压工作。我国规定常用安全电压为36 V,特别危险的场所使用12 V。

3. 安全操作

(1)任何情况下检修电路和电器时都要确保断开电源,仅仅断开设备上的开关是不够的,还要拔下电源插头。

(2)不要湿手开/关、插拔电器。

(3)遇到不明情况的电线,先认为它是带电的。

(4)尽量养成单手操作电工作业的习惯。

(5)不在疲倦、带病等状态下从事电工作业。

(6)遇到较大体积的电容器时要先行放电,再进行检修。