在GB 50054 - 2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中，電擊防護(hù)分為直接接觸防護(hù)及間接接觸防護(hù)。在GB 16895. 21 - 2011 / IEC 60364 - 4 - 41：2005《低壓電氣裝置 第4 - 41部分：安全防護(hù) 電擊防護(hù)》中則分為基本防護(hù)及故障防護(hù)。住建部2018年12月14日發(fā)布的《低壓配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見(jiàn)稿2018 - 11）沿用IEC的分法將其分為基本防護(hù)及故障防護(hù)。

 

電擊概念

 

觸及不同電位的導(dǎo)電部分時(shí)，電位差會(huì)使電流流經(jīng)人體，這種接觸稱(chēng)為“電接觸”。視該電流大小和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，它對(duì)人體產(chǎn)生不同的效應(yīng)：電流小時(shí)于人體無(wú)害，如常用于診斷和治病的醫(yī)療電氣設(shè)備，當(dāng)這些微量電流通過(guò)人體某些部位時(shí)能治病救人，這種接觸稱(chēng)為“微電接觸”；如果通過(guò)人體的電流較大，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，電流效應(yīng)會(huì)使人受到傷害，以致引起心室纖顫、心臟停搏、器官損傷等病態(tài)生理效應(yīng)，這種電接觸稱(chēng)為“電擊”，電擊危及人身安全，十分危險(xiǎn)。因此電氣設(shè)計(jì)及工作者應(yīng)采取各類(lèi)防電擊措施，預(yù)防及避免電擊傷害事故的發(fā)生。

 

特別要提出的是，按IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行心臟手術(shù)設(shè)備的正常泄漏電流不得大于10 μA；當(dāng)發(fā)生一個(gè)接地故障時(shí)，其故障電流不得大于50 μA。因?yàn)橥ㄟ^(guò)人體心臟的電流如超過(guò)50 μA可導(dǎo)致病人心室纖顫而死亡，這種電擊死亡稱(chēng)為“微電擊死亡”。

 

人體的“電流效應(yīng)”和學(xué)習(xí)“電流效應(yīng)”的重要性

 

電流通過(guò)人體時(shí)的效應(yīng)是“電流效應(yīng)”。了解電流通過(guò)人體時(shí)的電流效應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)、理解以及執(zhí)行相關(guān)的電氣規(guī)范提供幫助，對(duì)電氣設(shè)計(jì)工作有十分重要的意義。

 

人體能感覺(jué)到的最小電流值一般為0. 5 mA，也稱(chēng)為“感覺(jué)閾值”，該值與通過(guò)電流持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。

 

GB 50054 - 2011之5. 2. 9條第2款規(guī)定了在TN系統(tǒng)中配電線路的間接接觸防護(hù)電器在供給手持式和移動(dòng)式電氣設(shè)備時(shí)，TN系統(tǒng)最長(zhǎng)切斷時(shí)間不大于0. 4 s，這種規(guī)定也與“電流效應(yīng)”有關(guān)。當(dāng)人用手持握帶電導(dǎo)體時(shí)，如流過(guò)手掌的電流超過(guò)此值，手掌肌肉的反應(yīng)將是不依人意地緊握帶電導(dǎo)體而不是擺脫帶電導(dǎo)體，從而使電流得以持續(xù)通過(guò)人體，導(dǎo)致此效應(yīng)的最小電流稱(chēng)作“擺脫閾值”。在GB / T 13870. 1 - 2008 / IEC / TS 60479 - 1：2005《電流對(duì)人和家畜的效應(yīng) 第1部分：通用部分》規(guī)定：“約10 mA的值是針對(duì)成年男人而假設(shè)的”“約5 mA的數(shù)值適用于所有人”。

 

在實(shí)際的配電設(shè)計(jì)中，手握式及移動(dòng)式電氣設(shè)備的特點(diǎn)是功率小、體量輕，便于手握及移動(dòng)式設(shè)備，通常由插座供電。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，因“擺脫閾值”的緣故，難以擺脫故障設(shè)備，時(shí)間長(zhǎng)了極易被電擊致傷致亡，這也是插座回路要裝設(shè)瞬間動(dòng)作的剩余電流保護(hù)器（RCD）的原因。

 

為了保護(hù)人身安全，無(wú)論是民用、居住及工廠建筑的插座均要裝設(shè)額定剩余動(dòng)作電流IΔn = 30 mA的RCD，為什么對(duì)IΔn作如此規(guī)定呢？

 

圖1示出了交流電流通過(guò)人體時(shí)的效應(yīng)，圖中的曲線c是IEC測(cè)試得出的導(dǎo)致心室纖顫的曲線，曲線的橫坐標(biāo)是通過(guò)人體的15 ~ 100 Hz交流電流Ib，縱坐標(biāo)表示通電時(shí)間t。當(dāng)通過(guò)人體電流大小在曲線c的右側(cè)區(qū)域時(shí)，不僅會(huì)出現(xiàn)肌肉收縮、呼吸困難、心房纖顫等病理反應(yīng)，還會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致死亡的心室纖顫、心室停搏、呼吸停止等反應(yīng)。也就是說(shuō)通過(guò)人體的電流和通電的持續(xù)時(shí)間在c曲線的右側(cè)即在 ④ 區(qū)內(nèi)，人體就有死亡的危險(xiǎn)。另外曲線c是在實(shí)驗(yàn)室所指定的外界條件下測(cè)定和繪制，由于實(shí)驗(yàn)室所指定的外界條件可能與室外的條件有所不同，應(yīng)為室外條件的變化留出一些余量，因此以在區(qū)域 ③ 內(nèi)距離曲線c一段距離的曲線L作為人體是否安全的界限。查曲線L可知，當(dāng)Ib < 30 mA時(shí)，人體就不會(huì)因電擊引起心室纖顫而致死。這就是國(guó)際上將防電擊的高靈敏度剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置RCD的額定剩余動(dòng)作電流IΔn定為30 mA的根據(jù)。

 

 

當(dāng)電流Ib通過(guò)人體阻抗為Zs時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電壓Ut，電壓Ut稱(chēng)為接觸電壓，電流Ib是接觸電流，Ib越大，接觸電壓Ut也越大。實(shí)際工作時(shí)，計(jì)算Ib較困難，而計(jì)算接觸電壓比較方便，于是IEC又提出在干燥和潮濕環(huán)境條件下相應(yīng)的預(yù)期接觸電壓Ut―通電時(shí)間t的曲線L1和L2（如圖2所示），這里預(yù)期的接觸電壓是最大的接觸電壓，為確保電氣安全和簡(jiǎn)化計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中，接觸電壓都采用預(yù)期接觸電壓。

 

 

從圖2可知：

 

a. 人電擊致死的原因是電流，而電流是因施加在人體阻抗上的電壓產(chǎn)生的。例如，10 kV架空線斷線落在街邊，街邊的行人只要遠(yuǎn)離是不會(huì)被電擊的，如若去接觸斷線的落地導(dǎo)體，由于不同電位差產(chǎn)生的電壓施加在人體上，產(chǎn)生接觸電流，令人遭受電擊而致傷致亡。

 

b. 人體的阻抗是人體內(nèi)部阻抗和皮膚阻抗之和，但主要是皮膚阻抗。在干燥場(chǎng)所，人的皮膚干燥，人體的阻抗大，一般要50 V的接觸電壓才能達(dá)到30 mA電擊致死的接觸電流。而在潮濕場(chǎng)所，達(dá)到上述的30 mA只需要25 V的接觸電壓。所以，IEC將50 V和25 V分別定為干燥場(chǎng)所和潮濕場(chǎng)所的接觸電壓限值UL1和UL2。

 

以上所述電擊電流通過(guò)人體的通道環(huán)境是在地面上，接觸電流經(jīng)手、腳和不同電位導(dǎo)體接觸，有可能經(jīng)心臟引發(fā)電擊事故。表1是不同電流路徑的心臟電流系數(shù)，引自GB / T 13870. 1 - 2008 / IEC / TS 60479 - 1：2005《電流對(duì)人和家畜的效應(yīng) 第1部分：通用部分》表12。

 

 

電氣工程師注冊(cè)考試中有一個(gè)考題與表1有關(guān)，考題如下：交流電通過(guò)人身達(dá)一定數(shù)值，將引起人身發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)現(xiàn)象。如果電流通路為左手到右腳時(shí)這一數(shù)值為50 mA，那么，當(dāng)電流通路變?yōu)橛沂值诫p腳時(shí)，引起發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)相同效應(yīng)的人身電流是多少？

 

［A］30 mA ［B］50 mA

 

［C］62. 5 mA ［D］100 mA

 

解答過(guò)程：根據(jù)GB / T 13870. 1 - 2008表12可知：左手到右腳心臟電流系數(shù)為1. 0，而右手到雙腳心臟電流系數(shù)為0. 8，則引發(fā)心室纖維性顫動(dòng)電流為 I = I′/ 0. 8 = 50 / 0. 8 = 62. 5 mA，選答案C?？梢?jiàn)，人體通過(guò)電流時(shí)不同的電流通道，人體的電流效應(yīng)是不同的。

 

如果接觸電流流經(jīng)人體通道的環(huán)境是在水下，則情況十分危險(xiǎn)及復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，純水是不導(dǎo)電或其導(dǎo)電性極弱，生活中的水不是純水，或多或少含有雜質(zhì)，含有雜質(zhì)水的電阻率是依雜質(zhì)的濃度和種類(lèi)而不同，十分復(fù)雜，當(dāng)水中存在不同電位的導(dǎo)體時(shí)，兩個(gè)不同電位導(dǎo)體間會(huì)形成電場(chǎng)和電位梯度。人體處于這種水下環(huán)境中時(shí)，不僅人體皮膚電阻大幅下降，而且接觸電流會(huì)直接從胸骨間通過(guò)心臟，也可直接在頭顱兩側(cè)通過(guò)大腦。和地面上人體通過(guò)電流的通道相比，水下的電流通道更為危險(xiǎn)，也就是說(shuō)水下環(huán)境的電流效應(yīng)比地面上更嚴(yán)峻，所以IEC規(guī)定進(jìn)入水下的電氣設(shè)備的額定電壓不得超過(guò)12 V，若能采用6 V則更為安全。

 

在低壓配電設(shè)計(jì)中，TN及TT低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與防雷裝置的接地設(shè)計(jì)是共用接地裝置

 

在低壓配電設(shè)計(jì)中，當(dāng)任一電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)確定后，都要考慮及處理兩個(gè)接地事宜，這就是通常所說(shuō)的系統(tǒng)內(nèi)電源側(cè)接地和負(fù)荷側(cè)接地，即系統(tǒng)的工作接地和負(fù)荷的保護(hù)接地。IEC根據(jù)系統(tǒng)接地及保護(hù)接地的不同構(gòu)成對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)：TN（包括TN - S、TN - C及TN - C - S）、T T及IT系統(tǒng)，由于種種原因，民用建筑大多采用TN系統(tǒng)。不同接地方式的配電系統(tǒng)對(duì)其配電線路的間接接觸防護(hù)電器的動(dòng)作特性作了規(guī)定，這是屬于電擊防護(hù)設(shè)計(jì)范疇。

 

建筑物的外部防雷包括接閃器、引下線及接地裝置。接閃器是直擊雷防護(hù)措施中的重要一環(huán)，發(fā)生直擊雷時(shí)接閃器將雷電流吸引過(guò)來(lái)，并通過(guò)后端的引下線、接地裝置將雷電流泄放入地，這是防雷設(shè)計(jì)的功能要求，也就是說(shuō)不論配電系統(tǒng)是何種接地方式，都不影響接閃器通過(guò)引下線、接地裝置將雷電電流泄放入地的要求。“此接地非彼接地”，兩種接地毫無(wú)任何關(guān)聯(lián)。只是按照規(guī)范規(guī)定兩類(lèi)接地應(yīng)共用接地裝置，僅此而已。

 

在電氣設(shè)計(jì)中，大多數(shù)設(shè)計(jì)者的電氣設(shè)計(jì)說(shuō)明都有“防雷與接地”這一節(jié)的描述，往往將配電系統(tǒng)的接地方式如TN - S等都納入其內(nèi)，這樣一來(lái)將兩種性質(zhì)不同的接地混為一談，是不妥的。

 

現(xiàn)在相關(guān)地區(qū)都在新修或擴(kuò)建大學(xué)校園，其中最大的亮點(diǎn)是建設(shè)各種前端科學(xué)的物理、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室，于是儀表接地問(wèn)題引起注意及爭(zhēng)議。業(yè)主根據(jù)供應(yīng)商或境外專(zhuān)家的意見(jiàn)，要求這些高精尖的儀表設(shè)置單獨(dú)的接地裝置，且要求接地電阻不大于0. 5 Ω。這種要求合理否？一時(shí)間意見(jiàn)紛紜，莫衷一是，難以定案。

 

對(duì)此，筆者愿借一角談?wù)効捶耙庖?jiàn)，以饗讀者：

 

a. 校園建筑配電系統(tǒng)的接地方式是TN - S，按照該接地方式的規(guī)定，負(fù)荷側(cè)的接地應(yīng)是“外露導(dǎo)電部分通過(guò)接地的電源中性點(diǎn)的連接而接地”，可知當(dāng)配電系統(tǒng)接地方式確定后，負(fù)荷側(cè)的接地方式也確定了。對(duì)于TN - S接地方式配電系統(tǒng)其負(fù)荷側(cè)是通過(guò)與電源側(cè)引出的PE線連接而接地，所以負(fù)荷側(cè)即儀表不應(yīng)要求單獨(dú)再設(shè)接地裝置，供應(yīng)商等的要求只不過(guò)是給現(xiàn)有的TN系統(tǒng)做了一個(gè)重復(fù)接地而已。

 

b. 如果供應(yīng)商或境外專(zhuān)家堅(jiān)持儀表設(shè)單獨(dú)的接地裝置，只能將配電系統(tǒng)的接地方式改為T(mén) T系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明白，T T與TN系統(tǒng)的防電擊保護(hù)的措施是大相徑庭的。當(dāng)然，也可以在TN系統(tǒng)中采用局部的T T系統(tǒng)，問(wèn)題是在同一建筑物內(nèi)實(shí)施TN與T T系統(tǒng)的兼容，從理論上說(shuō)是可行的，而在施工中極為困難，似難實(shí)現(xiàn)。特別應(yīng)引起注意的是在“寸土寸金”的環(huán)境里，有無(wú)實(shí)現(xiàn)T T系統(tǒng)的可能!

 

c. 說(shuō)到儀表所使用的頻率，設(shè)計(jì)人員竟一問(wèn)三不知，如此一來(lái)無(wú)法討論0. 5 Ω的必要性。對(duì)接大地的接地裝置而言，是可以降低工頻時(shí)接地極的接地電阻，卻無(wú)法降低高頻在接地線中的高頻阻抗，這就是為什么信息系統(tǒng)電氣裝置要設(shè)計(jì)高頻低阻抗等電位聯(lián)結(jié)來(lái)替代通常用的接大地，從而減少信息設(shè)備對(duì)地電位的高頻電位差的原因。

 

表2是電阻及電抗隨工作頻率變化而變化的關(guān)系。由表2可知：對(duì)于同一截面（如25 mm2）的銅導(dǎo)體在高頻1 MHz時(shí)，其感抗量為電阻量的625倍；頻率為100 MHz時(shí)，兩者的倍數(shù)高達(dá)6 250。當(dāng)導(dǎo)體截面增大為107 mm2、頻率為1 MHz時(shí)，其感抗量為電阻量的1 284倍；頻率為100 MHz時(shí)，兩者的倍數(shù)高達(dá)12 840。

 

 

表2比較說(shuō)明，工作頻率越高、導(dǎo)體截面越大時(shí)，相對(duì)導(dǎo)體的感抗而言，導(dǎo)體的電阻幾乎可以忽略不計(jì)。這就是說(shuō)接地電阻再?。ㄈ?. 5 Ω），也無(wú)法抵消高頻在接地線中的高頻阻抗影響，所以工作在高頻條件下的信息設(shè)備，要求小接地電阻是無(wú)意義的。

 

d. 儀器儀表的這種接地及接地電阻的要求，由來(lái)已久。過(guò)去由于“閉關(guān)自鎖”，不明白緣由，只能照辦。接觸IEC后，GB 50343 - 2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》5. 2. 4條條文說(shuō)明中指出：“對(duì)于某些特殊而又重要的電子信息系統(tǒng)的接地設(shè)置等電位連接，可以設(shè)置專(zhuān)用的垂直接地干線減少干擾。”垂直干線由建筑物的等電位接地端子盤(pán)引出。在工頻時(shí)，垂直接地干線的最小截面為50 mm2；高頻或高層建筑時(shí)，垂直干線截面還要酌情增加。具體做法詳見(jiàn)圖3。

 

 

防電擊設(shè)計(jì)及理論得不到重視的原因分析

 

電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員都要進(jìn)行各類(lèi)保護(hù)電器選用設(shè)計(jì)，為什么要這樣做？答曰：為了安全。再進(jìn)一步詢問(wèn)，無(wú)非是各類(lèi)保護(hù)電器動(dòng)作的解釋。直到接觸IEC后，才知道“電擊防護(hù)”，才知道選用保護(hù)電器是“間接接觸防護(hù)的自動(dòng)切斷電源防護(hù)措施”，也就是說(shuō)“電擊防護(hù)”是引進(jìn)IEC后才知曉的。

 

2016年11月住建部發(fā)布的《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定（2016年版）》并未按GB 50054 - 2011第5章要求對(duì)電擊防護(hù)的電氣設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的深度規(guī)定。“深度規(guī)定”都如此，建筑電氣設(shè)計(jì)忽略或者不重視電擊防護(hù)就不足為奇了。

 

這些忽略或不重視主要表現(xiàn)在電氣設(shè)計(jì)說(shuō)明成百上千字，竟無(wú)“電擊防護(hù)”一席之地！往往將配電系統(tǒng)接地方式納入防雷接地中；將防電擊附加措施的RCD歸入開(kāi)關(guān)的選用；將另一附加措施：“等電位聯(lián)結(jié)”不是與防雷設(shè)計(jì)的等電位要求混淆，就是并列在管道的設(shè)計(jì)中等等。

 

更有甚者，要求按照GB 50057 - 2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中等電位連接部件的最小截面作為設(shè)計(jì)浴室的防電擊等電位依據(jù)，雖說(shuō)這兩種等電位聯(lián)結(jié)（連接）的目的都是為了安全，然而兩者安全防范對(duì)象、各自的特點(diǎn)等等均不相同，“此等電位連接非彼等電位聯(lián)結(jié)”，兩者不能通用，不能混為一談。

 

RCD在防電擊保護(hù)的設(shè)計(jì)中是使用較為廣泛的保護(hù)電器設(shè)備，RCD與斷路器在工作機(jī)理、用途及使用范圍是不同的，它是“間接接觸防護(hù)的自動(dòng)切斷電源防護(hù)措施”的附加措施之一。有的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)說(shuō)明中要求RCD動(dòng)作時(shí)間小于0. 4 s，這種要求全面嗎？

 

GB 50054 - 2011 5. 2. 9條第2款規(guī)定“供給手持式電氣設(shè)備和移動(dòng)式電氣設(shè)備用電的末端線路或插座回路，TN系統(tǒng)的最長(zhǎng)切斷時(shí)間”當(dāng)標(biāo)稱(chēng)電壓為220 V，不應(yīng)超過(guò)0. 4 s。顯然，RCD是能滿足這個(gè)要求的，許多廠家表示在IΔn時(shí)（即額定剩余動(dòng)作電流為30 mA），RCD的動(dòng)作時(shí)間可以達(dá)到 ≤ 0. 1 s。顯然上述要求能滿足規(guī)范的要求，然而設(shè)計(jì)者卻忽略了GB 50054 - 2011 5. 1. 12條的規(guī)定：“額定剩余動(dòng)作電流不超過(guò)30 mA的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，可作為其他直接接觸保護(hù)措施失效或使用者疏忽時(shí)的附加防護(hù)，但不能單獨(dú)作為直接接觸防護(hù)措施。”這表明RCD不僅是自動(dòng)切斷電源間接接觸的附加防護(hù)，還是直接接觸的附加防護(hù)。這是因?yàn)镽CD在剩余電流為IΔn時(shí)，t ≤ 0. 1 s；在 ≥ 5IΔn（即5 × 30 = 150 mA）時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間僅為0. 04 s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的直接接觸時(shí)間；當(dāng)系統(tǒng)電壓在120 V ＜ U0 ≤ 230 V，最長(zhǎng)的切斷時(shí)間不超過(guò)0. 2 s的要求，是可以作為直接接觸的附加防護(hù)。所以設(shè)計(jì)者對(duì)RCD動(dòng)作時(shí)間的要求是不妥的。

 

自動(dòng)切斷電源防護(hù)措施中，要重視附加防護(hù)措施的功效及實(shí)施

 

在自動(dòng)切斷電源防護(hù)措施中，不言而喻，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的保護(hù)電器，確保自動(dòng)切斷電源防護(hù)措施可靠實(shí)施。然而對(duì)“電”的安全而言，一定確保不能出現(xiàn)“萬(wàn)一”的情況。再者，接地故障是一種發(fā)生幾率遠(yuǎn)大于帶電導(dǎo)體間的短路故障。接地故障分金屬性短路及電弧性起火，故障情況比較復(fù)雜，據(jù)統(tǒng)計(jì)斷路器90 % 的故障跳閘是接地故障所致，但接地故障并不都能令斷路器跳閘，它的存在給人們的安全造成極大的危害。為此“自動(dòng)切斷電源防護(hù)措施”的附加防護(hù)措施應(yīng)運(yùn)而生。

 

附加措施一：等電位聯(lián)結(jié)

 

大部分建筑物的配電設(shè)計(jì)都采用TN系統(tǒng)。規(guī)程、規(guī)范都規(guī)定TN系統(tǒng)在采用自動(dòng)切斷電源措施時(shí)，一定要輔以等電位聯(lián)結(jié)。

 

在GB 16895. 21 - 2011 / IEC 60364 - 4 - 41：2005《低壓電氣裝置 第4 - 41部分：安全防護(hù) 電擊防護(hù)》及GB 50054 - 2011都規(guī)定在低壓配電系統(tǒng)中采用自動(dòng)切斷電源的防電擊防護(hù)措施，以及該措施失效時(shí)的附加保護(hù)措施。對(duì)于TN系統(tǒng)而言，等電位聯(lián)結(jié)是十分重要的且必須的附加保護(hù)之一。

 

為了說(shuō)明原因，還得從TN系統(tǒng)的接線特點(diǎn)說(shuō)起：TN系統(tǒng)的第一個(gè)字母表示電源的一點(diǎn)（通常是中性點(diǎn)N）與大地直接連接，第二個(gè)字母表示電氣裝置外露導(dǎo)電部分通過(guò)與接地的電源中性點(diǎn)的連接而接地。也就是說(shuō)，TN系統(tǒng)電源側(cè)的PE線是與負(fù)荷側(cè)全程貫通的。這樣，當(dāng)電源側(cè)或負(fù)荷側(cè)某處接地故障，故障電壓會(huì)通過(guò)PE線傳到其他負(fù)荷的外露可導(dǎo)電金屬外殼，例如電動(dòng)伸縮門(mén)的金屬外殼。TN系統(tǒng)這種“城門(mén)失火，殃及池魚(yú)”的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)者應(yīng)給予關(guān)注。

 

之前媒體報(bào)道的浙江小女孩爬在未運(yùn)行的電動(dòng)門(mén)上玩耍、深圳一名保安無(wú)意觸及靜止的電動(dòng)門(mén)均遭電擊，不幸身亡，經(jīng)查門(mén)衛(wèi)處的配電箱并未發(fā)生過(guò)故障，恐怕都與系統(tǒng)內(nèi)傳導(dǎo)的危險(xiǎn)故障電壓有關(guān)！

 

根據(jù)電氣設(shè)備和電氣裝置防間接接觸電擊的組合防護(hù)，可以將電氣設(shè)備分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(lèi)，最為廣泛使用的電氣設(shè)備是Ⅰ類(lèi)，它是藉自動(dòng)切斷電源和經(jīng)PE 線接地而實(shí)現(xiàn)間接接觸電擊防護(hù)，這是在配電設(shè)計(jì)中采用最多的一種電擊防護(hù)。

 

各類(lèi)保護(hù)電器如斷路器、熔斷器等因各種原因可能拒動(dòng)，無(wú)法起到保護(hù)作用，所以要輔以附加保護(hù)來(lái)彌補(bǔ)其不足。而等電位聯(lián)結(jié)及剩余電流保護(hù)裝置就是自動(dòng)切斷電源保護(hù)措施的兩個(gè)附加保護(hù)措施。

 

防電擊設(shè)計(jì)中，等電位聯(lián)結(jié)常分為總等電位聯(lián)結(jié)及輔助等電位聯(lián)結(jié)?？偟入娢宦?lián)結(jié)雖然能大大地降低接觸電壓，但當(dāng)建筑物離電源較遠(yuǎn)，建筑物內(nèi)保護(hù)線路過(guò)長(zhǎng)，則保護(hù)電器的動(dòng)作時(shí)間和接觸電壓都可能超過(guò)規(guī)定的限值，為此可采取輔助等電位聯(lián)結(jié)或局部等電位聯(lián)結(jié)。

 

IEC 60364標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的輔助等電位是2. 5 m伸臂范圍內(nèi)可同時(shí)觸及的導(dǎo)電部分之間的聯(lián)結(jié)。輔助等電位聯(lián)結(jié)能使2. 5 m伸臂范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的電位差降至0 V或接近0 V。

 

局部等電位聯(lián)結(jié)好似我們自己的命名，現(xiàn)行IEC標(biāo)準(zhǔn)中未見(jiàn)此提法。局部等電位聯(lián)結(jié)可視為局部范圍內(nèi)的“總等電位聯(lián)結(jié)”，但它與總等電位聯(lián)結(jié)的關(guān)系并非總配電箱與分配電箱之間的上下級(jí)關(guān)系。實(shí)施局部等電位聯(lián)結(jié)使降低接觸電壓值須小于安全電壓限值50 V，方能認(rèn)為局部等電位聯(lián)結(jié)是有效的。

 

可見(jiàn)，無(wú)論局部等電位聯(lián)結(jié)還是輔助等電位聯(lián)結(jié)，其目的在于是接觸電壓減低至安全電壓限值50 V以下或接近0 V，而不是縮短保護(hù)電器動(dòng)作時(shí)間。

 

等電位聯(lián)結(jié)作為附加保護(hù)不能單獨(dú)使用，一定要與自動(dòng)切斷電源保護(hù)聯(lián)合實(shí)施。還要說(shuō)明的是等電位聯(lián)結(jié)能保護(hù)人身安全，是不能保護(hù)電氣設(shè)備的。

 

附加措施二：剩余電流保護(hù)器（

 

RCD

 

）

 

剩余電流保護(hù)器的原理是基于基爾霍夫定律，即電流流入同一節(jié)點(diǎn)之和等于零。它不同于TN系統(tǒng)與T T系統(tǒng)關(guān)于盡量減小電抗（阻抗）或電阻的基本思想。

 

現(xiàn)在各國(guó)多采用電流型剩余電流保護(hù)器（RCD）。追溯至1928年，德國(guó)人提出的“人體觸及帶電導(dǎo)體時(shí)所通過(guò)的電流，以剩余電流互感器檢測(cè)，并在人受傷害之前快速切斷電流，從而達(dá)到保護(hù)的目的”的專(zhuān)利，這無(wú)疑是從事電器災(zāi)害預(yù)防工作的人所希望的理想保護(hù)方式。

 

RCD對(duì)電氣回路接地故障的防護(hù)非常有效。由于其工作原理所限，RCD不能防止別處故障沿PE線或裝置外導(dǎo)電部分傳導(dǎo)來(lái)的故障電壓所引起的電擊事故，所以，RCD不是萬(wàn)能的，這點(diǎn)應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員重視！

 

還需說(shuō)明的是，設(shè)計(jì)人員只注意額定剩余動(dòng)作電流IΔn的選用，以為IΔn越小越好，因?yàn)殪`敏度高嘛！但往往忘記了還有一個(gè)IΔn0需要考慮！

 

IΔn0是額定剩余不動(dòng)作電流。規(guī)范對(duì)此的解釋是：額定剩余不動(dòng)作電流的優(yōu)選值為0. 5IΔn，如采用其他值時(shí)應(yīng)大于0. 5IΔn。通常，對(duì)于IΔn = 30 mA的RCD，其額定剩余不動(dòng)作電流IΔn0 = 0. 5 IΔn= 0. 5 × 30 mA = 15 mA。

 

制造廠告知IΔn、IΔn0的含義是：對(duì)于IΔn = 30 mA的RCD，當(dāng)其泄漏電流大于15 mA時(shí)，RCD一定動(dòng)作；泄漏電流小于15 mA時(shí)，RCD一定不動(dòng)作。泄漏電流在 ＞ 15 mA及 ＜ 30 mA區(qū)間內(nèi)，RCD可能動(dòng)作，也可能不動(dòng)作，均屬于正常狀態(tài)。

 

有人以為IΔn的選值越小越好，其實(shí)不然。通常IΔn0 ≥ 2 Ix（Ix為正常運(yùn)行時(shí)的最大泄漏電流），已知IΔn = 2 IΔn0，所以IΔn ≥ 4 Ix，如果不滿足這個(gè)式子，或者說(shuō)IΔn選得太小，則會(huì)造成RCD誤動(dòng)。

 

另外，如前所述，RCD與用于間接接觸防護(hù)的自動(dòng)切斷電源保護(hù)電器不同，不僅是間接接觸防護(hù)的附加保護(hù)，還是直接接觸防護(hù)的附加保護(hù)。

 

需要提醒的是，使用RCD時(shí)請(qǐng)注意場(chǎng)所的電壓。IEC 60479 - 1標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)表明，人在干燥環(huán)境下分別接觸230 V和400 V時(shí)，人體平均電阻分別為1. 2 kΩ和950 Ω，流過(guò)人體的電流估算為191 mA和420 mA。從電流對(duì)人體作用曲線可以看到人觸及電壓高于400 V的對(duì)地電壓時(shí)，即使在系統(tǒng)中安裝5IΔn在0. 04 s動(dòng)作的RCD，也不能保證不進(jìn)入圖1中④ 的危險(xiǎn)區(qū)。也就是說(shuō)，在高于400 V的對(duì)地電壓時(shí)，任何剩余電流等級(jí)的RCD都不能用于人體直接接觸防護(hù)的附加保護(hù)。

 

有了RCD是否可以不接地，不做等電位聯(lián)結(jié)呢？答案是否定的！人體電擊致死的危險(xiǎn)程度決定于兩個(gè)因素：一是通過(guò)人體電流的大小或人體接觸電壓的高低；二是人體通過(guò)電流時(shí)間的長(zhǎng)短。接地和等電位聯(lián)結(jié)的作用是降低接觸電壓；RCD 則是縮短通電時(shí)間，兩者各司其職，各盡其責(zé)，兩者兼用，相輔相成。所以采用了RCD，仍要實(shí)施接地及做等電位聯(lián)結(jié)。

 

結(jié)語(yǔ)

 

a. 做好電擊防護(hù)電氣設(shè)計(jì)，應(yīng)學(xué)習(xí)電擊防護(hù)的基礎(chǔ)理論。

 

b. 不同的低壓配電系統(tǒng)接地方式，防電擊的要求各不相同。低壓配電系統(tǒng)當(dāng)采用TN或T T時(shí)，與防雷裝置的接地設(shè)計(jì)是共用接地裝置，僅此而已。

 

c. 在自動(dòng)切斷電源電擊防護(hù)措施中，應(yīng)重視附加防護(hù)措施的應(yīng)用，即等電位聯(lián)結(jié)及剩余電流保護(hù)裝置的應(yīng)用。