作者：张方庆,李敏
出版社：电子工业出版社
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企业安全用电技术试读：
前言
随着工厂、企业电气化程度越来越高，电气设备在企业生产设备中被广泛应用，从事电气维护、管理的技术人员越来越多，但是如果对电气设备使用不当，将会发生人身和设备事故，给个人、企业和社会带来损失甚至是灾难。
一个操控技术较高的驾驶员，如果他不懂、不遵守交通规则，那他不算是一名合格的驾驶员，因为他只懂驾驭操控汽车的技术，不懂、不遵守交通规则随时都有可能发生事故。同样一个理论与实践丰富的企业电气技术人员，如果不懂企业用电的安全技术与规程，那他也算不上一个合格的技术人才，因为他对安全的无知迟早会造成人身伤亡和设备损坏事故。
一个合格的企业机电专业技术人员不但要有专业理论知识与操作技能，更重要的是要具备安全用电的基本知识、安全操作的基本规程，掌握防止人身触电和设备损坏的安全技术，要学会紧急救护法，特别是触电急救，要学会使用安全工具，学会设备的安全管理方法。
本书最大的特点就是从如何保证人身和电气设备安全的角度出发，介绍机电专业从业人员如何防护人身触电，如何正确地进行人身伤害的紧急救护，如何在工作当中遵守基本的安全操作规程，同时如何保证电气设备的安全，包括短路、接地保护、防雷保护、防火、防爆等。同时介绍如何对企业的用电事故进行调查和管理，并从中吸取经验教训。
要用一种非常严格的态度来学习这门课程，这是一门如何保证从业人员人身安全的课程，因为人的生命是最重要的，这符合“以人为本”的科学发展观，而保证企业电气设备的安全实际上也是保证了人身安全，所以该课程是即将走上机电专业工作岗位人员的必修课，不但要掌握，而且在以后的工作当中必须随时运用和遵守。
本书由张方庆和李敏担任主编，赵永生任副主编。在此，对上述编者和所列参考文献的所有编者表示衷心感谢！
限于编者的知识与水平，本书的疏漏之处在所难免，因此恳请使用者及同行给与指正。
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编者
2010年5月第1章 概述
电能具有传输、转换和控制方便，并且对环境极少污染的突出优点，因此，它的生产、使用和发展极其迅速，在工农业生产和日常生活中都已十分普及，每个人都要使用电为生产、生活服务。
如何确保人身和用电设备的安全是摆在我们面前的课题，特别是作为一名电气专业技术人员，安全用电是首要任务。安全用电技术是一门研究电气事故、正确使用电器的方法和直接解决生产中电气安全问题的学科。
电气事故不仅包括触电事故，而且还包括雷电、静电、电磁场危害、各种电气火灾与爆炸，以及由电气线路和设备的故障等而造成的事故。1.1 安全电的意义
电能作为动力，能不断提高工农业生产的机械化、自动化程度，有效地促进国民经济各部门的技术改造，大幅度提高劳动生产率。利用电能，还可以保证产品质量的稳定性，改善劳动者的劳动条件，为劳动者提供清洁和安全的环境。电能也是提高人民生活水平和建设物质文明的工具。目前，我国电化教育和家用电器越来越普及，特别是互联网的普及，使人民生活用电越来越多，电能的广泛应用，改变了科学技术的状况，加速了科学技术的发展。
人们用电的同时，会遇到各种各样的安全问题，电能是由一次能源转换得来的二次能源，在应用这种能源时，如果处理不当，在其输送、控制、驱动过程中会遇到障碍，即发生事故，严重的事故将导致身体的伤害或重大经济损失。例如，电能直接作用于人体，将造成电击；电能转化为热能作用于人体，将造成烧伤或烫伤；电能离开预定的通道、将构成漏电、接地或短路，均可能造成触电或火灾事故的发生。因此，在用电的同时，必须充分考虑到安全问题。
大部分电气安全问题是在电力工业发展的过程中提出来的，但在一些非用电场所或电路正常的情况下，由于电能的释放也会造成灾害。例如，雷电、静电、电磁场危害等方面的安全工作也是不容忽视的。总之，火灾是由能量造成的，由电流的能量或静电荷的能量造成的事故属于电气事故。人们在研究和利用电能的同时，必须研究防止各种事故的发生，使电能更好地为人类的生产、生活和生存服务。
安全用电的意义在于确保人身和设备安全，减少人民生命财产损失；确保电力系统的正常、稳定运行。
电流作用于人体的能量超过一定限度时，将会导致触电死亡。据有关安全生产管理部门统计，在所有工伤事故中，电气事故占有不小的比例。触电死亡在全国工矿企业单位因工事故死亡人数中占第5～6位，约占6%～8%，如果加上农村用电死亡人数和非生产触电死亡人数，数字会更大、更惊人。
改革开放以来，我国的电力工业取得了很大的发展，但电气安全水平与电力工业水平还不相适应，同发达国家比起来还很落后。当前，技术先进的国家每生产30亿度电死亡1人，而我国生产约1亿度电就死亡1人，安全用电水平相差数十倍。也就是说，随着我国现代化建设事业的发展、全面建设小康社会步伐的加快、构建社会主义和谐社会进程的推进，电能在生产生活中的应用一定要有一个大幅度的发展。与此同时，为了防止各类用电事故的发生，保护劳动者的安全与健康，安全用电技术也必须有一个与之相适应的大发展、大进步。
电气事故造成设备损坏给国民经济造成的损失是巨大的，例如，某工厂变电站一电容式电压互感由于使用维护不当导致爆炸，引发大火致使整个变电站90%设备烧毁，停电时间达4天之久，闻名世界的美国东北部系统（包括纽约）发生大面积停电事故，从下午发生故障，造成21 000 MW用电负荷停电，最长停电时间达13小时，停电区域共20万平方公里，影响居民3 000万人，估计各方面的经济损失达1亿美元，并引起了社会混乱。2008年年底至2009年年初我国湖南南部电网因冰冻原因导致几个地州市的电网与系统瓦解，对人们的生活、生产造成了很大的影响。
用户电气事故将影响电力系统正常发供电和其他用户正常生产。由于电能发、供、用同时完成的特点，用电单位（用户）工作的失误，将会扩大为系统事故，例如，某工厂因值班电工误操作，带负荷拉主进线刀闸，造成弧光短路，使系统变电站出现跳闸，使同一条线路供电的其他五家工厂停电、停产。1.2 安全用电技术的基本内容和特点
1.安全用电技术的基本内容
为了做好用电安全工作，必须明确安全用电技术这门学科的任务和研究对象。安全用电技术主要包括两方面的任务。一方面是研究各种电气事故，研究各种电气事故发生的机理、原因、构成、规律、特点和防治措施；另一方面是研究用电的方法以解决安全生产问题，也就是研究采用电气检测、电气检查和电气控制的方法来评价系统的安全性、可靠性或解决生产中的安全问题。安全用电技术是一项涉及面很广的技术，不论是流电还是静电，不论是交流电还是直流电，不论是高压还是低压电，不论是强电还是弱电，不论是工业用电还是农业用电，不论是大企业还是小企业，不论是生产用电还是生活用电，都会遇到用电安全问题。也就是说，用电安全技术研究的对象不是单一的，另外，在一些不用电的场合也有电气安全问题，还要考虑用电气手段来解决其他安全问题，从而导致了安全用电技术的复杂性和综合性，使这门学科同很多学术领域（包括技术管理在内）都有密切的关系。
2.安全用电技术的特点
安全用电技术的主要特点是抽象性、广泛性、综合性和严重性。（1）抽象性
由于电具有看不见、听不到、闻不着的特点，因此比较抽象，以致电气事故往往带有某种程度的神秘性，使人一下子难以理解。例如，物体打击使人受伤，这是很容易理解的，但是一根很细的电线能使人电击致死，静电火花能引起爆炸之类的用电事故，与前者比较起来就难理解得多。电磁辐射更具有感觉不到的特点，而且与受伤害发病之间有一段潜伏期，人们可能在相当长的时间内对周围严重的电磁环境没有察觉。用电伤害的这一特征无疑会增加危害的严重性。抽象的特点会加大技术处理的难度，并加大安全培训教育的难度。（2）广泛性
安全用电技术的广泛性可以这样来理解，电的应用极为广泛，没有电的广泛应用，生产和生活的现代化是不可能实现的，为了提高劳动生产率，减轻劳动强度和改善劳动条件，实现现代化和全面进入小康社会，电力作为关系着国计民生的重要产品需要有一个大的发展。但是，就电气设备而言，必须特别注意研究防止各种电气伤害和危害的方法。例如，一些家用电器的使用，将会带来触电、火灾等危险；电动工具、医疗电器的广泛使用会增加触电的危险；各种高频设备的使用会带来辐射伤害的问题等。也就是说，在人们的生产和生活中，处处要用电，处处会遇到用电安全问题。（3）综合性
安全用电技术是一项综合性的工作，有工程技术的一面，也有组织管理的一面。工程技术工作和组织工作是相辅相成的，有着十分密切的联系。在工程技术方面，用电安全技术的重要任务是完善传统的用电安全技术措施，研究新的用电安全技术和自动防范技术，研究和解决新出现的电气安全问题，研究电气安全检测及监察技术以及获得各种安全条件的用电安全方法等。在管理组织方面也需要做很多工作，如加强各部门的协调，逐步实现电气安全系统化，引进安全系统工程的理论和方法，加强对人机工程的研究等。（4）严重性
电力工业的又好又快发展必将促进安全用电工作的快速发展，电气事故的严重性决定了安全用电技术的迫切性。据监管部门统计，我国电气火灾约已超过火灾总数的20%，电气火灾造成的经济损失所占比例还要更高一些。因此，电气事故的严重性必须引起电气作业人员和电气安全管理人员的高度重视。1.3 电气事故的种类
电气事故是安全用电技术主要研究和管理的对象。掌握电气事故的分类，对做好安全用电技术工作具有重要的意义。根据能量转换理论的观点，电气事故是由于电能非正常作用于人体或系统造成的。根据电能的不同形式，可将电气事故分为触电事故、雷电事故、静电事故、电磁辐射事故、电路故障事故等。
1.触电事故
触电事故是由电流形成的能量造成的事故。当电流流过人体，人体直接接受局部电能时，人将受到不同程度的伤害，这种伤害叫做电击。当电流转换成其他形式的能量（如热能）作用于人体时，人们也将受到不同形式的伤害，这类伤害统称为电伤。（1）电击
按照发生电击时电气设备的状态，电击可分为直接接触电击和间接接触电击，直接接触电击是触及设备和线路正常运行的带电体发生的电击（如误触接线端子发生的电击），而触及当设备或线路故障时意外带电的导体发生的电击（如触及漏电设备的外壳发生的电击），也称为故障状态下的电击。由于二者发生事故的条件不同，所以防护技术也不相同。
电击是电流通过人体，刺激机体组织，使肌肉非自主地发生痉挛性收缩而造成的伤害，严重时会破坏人的心脏、肺部、神经系统的正常工作，形成危及生命的伤害。电击对人体的效应是由通过人体的电流决定的，而电流对人体的伤害程度与通过人体的电流强度、种类、持续时间、通过途径及人体状况等多种因素有关。
按照人体触及带电体的方式，可分为单相电击、两相电击、跨步电压电击，有关内容参见第3章。（2）电伤
电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。此伤害多见于肌体的外部，往往在肌体表面留下伤痕。能够形成电伤的电流通常比较大。电伤属于局部伤害，其危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等多种伤害，下面分别介绍。
① 电烧伤
电烧伤是由电流的热效应造成的伤害，是最为常见的电伤。大部分触电事故都含有电烧伤成分。电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。
电流灼伤是人体与带电体接触，电流通过人体由电能转换成热能而造成的伤害。由于人体与带电体的接触面积一般都不大且皮肤电阻又比较高，因而在皮肤与带电体接触部位产生的热量就较多，因此，皮肤受到的灼伤比体内严重得多。电流越大，通电时间越长，电流途径上的电阻越大，则电流灼伤越厉害。由于接近高压带电体时会发生击穿放电，因此，电流灼伤一般发生在低压电气设备上。因电压较低，所以形成电流灼伤的电流不太大。数百毫安的电流即造成灼伤，数安的电流则会形成严重的灼伤。在高频电流下，因皮肤电容的旁路作用，有可能发生皮肤仅有的轻度灼伤而内部组织却被严重灼伤的情况。
电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。直接电弧烧伤发生在带电体与人体之产，是电流通过人体的烧伤；间接电弧烧伤发生在人体附近对人体形成的间接烧伤，以及被熔化金属溅落的烫伤。
直接电弧烧伤是与电击同时发生的。弧光放电因电流很大、能量也很大、电弧温度高达数千摄氏度，可造成大面积的深度烧伤，严重时能将肌体组织烘干、烧焦。电弧烧伤既可发生在高压系统中，也可发生在低压系统中。在低压系统中，带负荷（尤其是感性负载）拉开裸露的闸刀开关时，产生的电弧会烧伤操作者的手部和面部；当线路发生短路，开启式熔断器熔断时，炽热的金属微粒飞溅出来会造成烧伤；因误操作引起短路也会导致电弧烧伤等。在高压系统中，由于误操作，会产生强烈的电弧，造成严重的烧伤；人体过分接近带电体，其间距小于放电距离时，直接产生强烈的电弧，造成电弧烧伤，严重时会因电弧烧伤而死亡。
在全部电烧伤的事故当中，大部分事故发生在电气维护人员身上。因此，预防电伤事故具有重要的意义。
② 电烙印
电烙印是电流通过人体后，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕，如同烙印。斑痕处皮肤呈现硬变，表层坏死，失去知觉。
③ 皮肤金属化
皮肤金属化是在电弧高温作用下，金属熔化、汽化，金属微粒渗入皮肤，使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。
④ 机械损伤
机械损伤多数是由于电流作用于人体时，人的中枢神经反射使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。其损伤包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂乃至骨折等。
⑤ 电光眼
电光眼是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因是紫外线。电光眼表面为角膜炎或结膜炎。
尽管触电事故只是电气事故中的一种，但触电事故是最常见的电气事故，而且大部分触电事故都是在用电过程中发生的。因此研究触电事故的预防是安全用电技术的重要课题。
2.雷击事故
雷电是由大自然的力量在宏观范围内分离和积累起来的正、负电荷的放电现象。也就是说，雷击是自然中正、负电荷形成的能量释放造成的事故。
雷电分为直击雷、感应雷和球雷。当带电积云接近地面，与地面突出物之间的电场强度达到空气的击穿强度（25～30 kV/mm）时所发生的激烈的放电现象称为直击雷。这一放电过程包括含先导放电、主放电、余光三个阶段。当带电积云接近地面突出物时，在其顶部感应出大量异性电荷，当带电积云与其他部位或其他积云或地面设施放电后，突出物顶部的电荷失去束缚，高速传播形成高压冲击波，此冲击波由静电感应产生，具有雷电特征，称为电磁感应雷。雷电放电时产生的球形发光带电体称为球雷，球雷也能造成多种危害。
雷电放电具有电流大、电压高、冲击性强的特点，其能量释放可表现为极大的破坏力。雷击除能毁坏设施和设备外，还能伤及人、畜，引起火灾和爆炸，造成大规模停电事故。电力设施和建筑物，特别是有火灾和爆炸危险的建筑物，均需考虑防雷措施。
3.静电事故
静电事故是由静电电荷或静电场能量引起的事故。在生产工艺过程中以及操作人员的操作过程中，某些材料的相对运动、接触与分离等原因导致了相对静止的正电荷和负电荷的积累，即产生了静电。由此产生的静电能量不大，不会直接使人致命。但是，其电压能高达数十千伏乃至数百千伏，发生放电，产生静电火花。在有爆炸或火灾可能的危险环境下，静电是一个十分危险的因素，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。
接触-分离过程，即两种紧密接触材料的突然分离过程是静电产生的基本方式。高电阻率的高分子材料容易产生和积累危险的静电。1011体积电阻率为10Ω·m以上或表面电阻率10Ω·m 以上的材料是有静电危险的材料。以下工艺过程都容易产生静电。
① 固体物质大面积的摩擦，如纸张与辊轴摩擦，橡胶或塑料的碾制、传动带与带轮或辊轴摩擦等；固体物质在压力下接触后分离，如塑料压制、上光等；固体物质在挤压、过滤时与管道、过滤器等摩擦，如塑料的挤出等。
② 固体物质的粉碎、研磨过程，悬浮粉尘的高速运动等。
③ 在混合器中搅拌各种高电阻率的物质，如纺织品的涂胶过程等。
④ 高电阻率液体在管道中流动且流速超过1m/s，液体喷出管口时；液体注入容器发生冲击、飞溅时等。
⑤ 液化气体、压缩气体和高压蒸气在管道中流动和由管口喷出时，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。
在石油、化工、粉末加工、橡胶、塑料等行业，必须充分注意静电的危害性。生产工艺过程中的静电也能使人遭到电击，还能妨碍生产。在电子行业，如无有效的防静电措施，集成元件还会遭到击穿。从广义上讲，由静电原因降低工效，降低产品质量或导致废品也是安全工作者不可忽视的问题。
4.电磁辐射事故
电磁辐射事故是电磁波形式的能量造成的事故。射频电磁波泛指频率100 kHz以上的电磁波。高频热合机、高频淬火装置、某些电子装置附近都可能存在超标的电磁辐射。
在高频电磁波照射下，人体会因吸收辐射能量而受到不同程度的伤害。过量的辐射可引起中枢神经系统的机能障碍，出现神经衰弱症候群等临床症状；可造成植物神经紊乱，出现心率或血压异常，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等；可引起眼睛损伤，造成晶体混浊、严重时导致白内障；可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤等。
在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，会造成电引爆器发生意外引爆。感应放电对其有爆炸、火灾危险的场所来说是一个不容忽视的危险因素。此外，当高大金属设施接收电磁波以后，可能发生谐振，产生数百伏的感应电压。由于感应电压较高，可能给人以明显的电击，还可能与邻近导体之间发生火花放电。
高频电磁波还可能干扰无线电通信，还可能降低电子装置的质量和影响电子装置的正常工作。
5.电路故障事故
电路故障事故是由于电能在输送、分配、转换过程中失去控制而产生的。断路、短路、异常接地、漏电、电气设备或电气元件受电磁干扰而发生误动等都属于电路故障。电气线路或电气设备的故障会导致人员伤亡及重大财产损失。电路故障危害主要体现在以下几个方面。（1）异常带电
在电路系统中，原本不带电的部分因电路故障而异常带电，可导致触电事故发生。例如，电气设备因绝缘不良产生漏电，使其金属外壳漏电；高压电路故障接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，形成触电的危险条件。（2）异常停电
在某些特定的场合，异常停电会造成设备损坏和人员伤亡。如正在浇注钢水的吊车，因骤停而失控，导致钢水洒出，引起人身伤亡事故；医院手术室可能因异常停电而被迫停止手术，无法正常抢救而危及病人生命；排放有毒气体的风机因异常停电而停转，致使有毒气体超过允许浓度而危及人身安全等；公共场所发生异常停电，会引起妨碍公共安全的事故；异常停电还可能引起电子计算机系统的故障，造成难以挽回的损失。（3）引起火灾和爆炸
线路、开关、熔断器、插座、照明器具、电动机等发生故障时均可能引起火灾和爆炸；电力变压器等电气设备在发生故障时不仅有较大的火灾危险，还有爆炸的危险。
应当指出，电气火灾和电气爆炸都是电气事故。火灾和爆炸只是事故表现形式，而不是造成事故的基本因素。因此，在这里不把电气火灾、爆炸单独列出来。上述电流形式的能量、电荷形式的能量、电磁波形式的能量以及电能失去控制都可能引起火灾和爆炸。在火灾和爆炸事故中，电气火灾和爆炸事故占有很大的比例。就引起火灾的原因而言，电气原因仅次于一般明火而位居第二。电气火灾和爆炸除可能毁坏设备和设施，引起大规模停电，造成重经济损失外，还可能导致重大人身伤亡事故。
应当注意到，雷击事故、静电事故、电磁辐射事故很可能与用电无关，也就是说，电气事故可能发生在不用电的场合，电气事故也不等于用电事故。1.4 触电事故的原因及规律
1.触电事故的原因
引起触电事故的原因有很多，主要有以下几个方面：（1）电气设备安装不合理
例如，室内、外配电装置的最小安全净距不够；室内配电装置各种通道的最小宽度小于规定值；架空线路的对地距离及交叉跨越的最小距离不符合要求；电气设备的接地装置不符合规定；落地式变压器无围栏；电气照明装置安装不当，如相线未接在开关上，灯头离地面太低；电动机安装不合理；导线穿墙无套管；电力线与广播线同杆架设；电杆梢径过小等。（2）违反安全工作规程
例如，非电气工作人员操作和维修电气设备；带电移动或维修电气设备，带电登杆或爬上变压器台作业；在线路带电情况下，砍伐靠近线路的树木，在导线下面修建房屋、打井、堆柴；使用行灯和移动式电动工具不符合安全规定；在带电设备附近进行起重作业时，安全距离不够；在全部停电和部分停电的电气设备上工作时，安全组织措施和技术措施未落实，申请停电后又进行工作；带负荷分离隔离开关或跌落式熔断器、带临时接地线合上隔离开关和断路器、带电误将两路电源并列等误操作；私自乱拉乱接临时电线；低压带电作业的工作位置、活动范围、使用工具及操作方法不正确等。（3）运行维修不及时
例如，架空线路被大风刮断或外力扯断，造成断线接地或电话线、广播线搭连，电杆倾倒，木杆腐朽等，没有及时修复；电气设备外壳损坏，导线绝缘老化破损，致使金属导体外露等，没有及时发现和修理。（4）缺乏安全用电常识
例如，家用电器不按使用说明书的要求接线；私设电网防盗和用电捕鱼、捕鼠；将湿衣服晒在电线上；用活树当电杆等。
2.发生触电事故的规律
发生触电事故的规律有以下几个方面。（1）农村触电事故多于城市
主要原因是农村用电条件差、设备简陋、技术水平低、缺乏安全用电知识。（2）季节性明显
一年当中，夏、冬两季，特别是7、8、9三个月，触电事故较多，主要原因是这个期间雷雨多，空气湿度大，降低了电气设备的绝缘性能，并且人体多汗，皮肤电阻下降，易导电，衣着单薄，身体裸露部分较多，增加了触电的机会。（3）单相触电事故多
统计资料表时，单相触电事故占触电事故总数的70%以上。（4）触电事故多发生在电气连接部位
如分支线、电缆线、灯头、插头、电线接头、熔断器、接触器等处。（5）低压触电事故多于高压
主要原因是低压电网广，低压设备多，人们接触的机会多。有些人对低压电气设备有麻痹大意思想，所以设备一旦有缺陷，就易发生触电事故。据资料统计，低压设备引起的触电事故占触电事故总数的80%以上。（6）与用电环境有密切关系
在高温、高湿、多粉尘及有腐蚀性气体的用电环境中，触电事故极易发生。
习题
1.什么是安全用电技术?
2.安全用电的意义是什么?
3.安全用电技术主任务是什么?
4.安全用电技术的主要特点是什么?
5.根据电能的不同形式电气事故可分为哪几类?各类事故有何特点?
6.引起触电事故的主要原因有哪些?
7.发生触电事故的规律有哪些?第2章 人身触电的防护技术2.1 电流对人体的危害
电流通过人体时，人体会产生不同程度的刺麻、酸疼、有打击感，不自主地收缩肌肉、心慌、惊恐等症状，伤害严重时会出现心律不齐、昏迷、心室颤抖，心跳呼吸骤停，致使触电者死亡的严重后果。电流对人体的伤害可分为两种类型，即电击和电伤。电击是指电流通过人体，造成内部器官生理或病理变化，如神经中枢麻痹、心室颤抖等，一般后果比较严重。电伤是指电流对人体外部造成的伤害，如电灼伤、电烙印和皮肤金属化等，一般无致命危险，本节主要讨论电击伤害，影响电击伤害严重程度的因素主要有以下几个方面。
1.电流强度
通过人体的电流越大，人的生理反应越强烈，致命危险越大。按照电流通过人体时不同的生理反应，将电流分为三类，即感知电流、摆脱电流和致命电流。
感知电流是指人体有感觉的最小电流。实验表明，工频电流作用人体平均感知电流，成人男性约1.1 mA，女性约为0.7 mA。
摆脱电流是指人体接触后能自主摆脱电源的最大电流，平均摆脱电流成年男性约为16 mA，女性约为10 mA。
致命电流指在较短时间内，危及生命的最小电流。一般将引起心室颤抖的电流定义为致命电流。不同电流强度对人体的影响如表2-1所示，一般人50 mA为致命电流，30 mA为一般条件下的允许电流（一般漏电开关依此设定动作电流为30 mA）。表2-1 不同电流强度对人体的影响
2.通电时间
通电时间是影响电击伤害程度的又一重要因素。用大电流、短时间进行动物电击试验，狗的室颤电流为400 mA（通电时间0.1 s）；用小电流、长时间进行动物电击试验，狗的室颤电流为10 mA（通电时间120 min）。上例说明通电时间越长，即使不大的电流也能引起心室颤抖，导致触电死亡。这一事实可用以下分析解释：通电时间长，人体内电量积累多，电流对体液的电解作用和由于电刺激人体出汗使人体电阻下降，造成通过人体的电流增加，致命危险增大。另外试验表明，人体心脏搏动周期内，存在着一段对电流特别敏感的时区，有文献指出，这一敏感时区存在于心脏收缩期与舒张期之间大约0.1 s的间歇期，如果恰巧此时有电流通过人体，较小的电流也会引起室颤，而在这0.1 s间歇的时间内，人体通过电流即使较大的电流也不至于引起室颤。即这0.1s是心脏对电流最敏感的时区。通电时间越长，与心脏的电流敏感时区重合的概率就越大，触电危险就越大。
3.人体电阻
通过人体的电流大小，决定于接触电压和人体电阻。人体电阻不是常数，它因人而异，随皮肤干湿程度和接触电压高低而在很大范围内变化，可从几百至几万欧姆。不同条件下的人体电阻值如表2-2所示。另外皮肤越潮湿，接触电压越高，人体电阻越小，触电危险就越大。外皮肤有损伤或带有导电粉尘会使人体电阻降低，与导电体接触面大、接触压力也会降低人体电阻。从触电保护观点考虑，人体电阻一般取1 000～2 000Ω。表2-2 不同条件下的人体电阻注：① 干燥场所的皮肤，电流途径为单手至双脚。② 潮湿场所的皮肤，电流途径为单手至双脚。③ 有水蒸气，特别潮湿场所的皮肤，电流途径为双手至双脚。④ 游泳池或浴池中的情况，基本为体内电阻。
4.电流频率
试验表明50～60 Hz交流电流对人体伤害最严重，而人体可以耐受较大的直流或高频电流，表2-3和表2-4列出了不同频率电流的人体效应和触电死亡概率。表2-3 不同频率电流的人体效应表2-4 不同频率的触电死亡率
5.电流途径
电流通过心脏引起心室颤抖是导致触电死亡的最大危险，哪种电流途径通过心脏的电流分量大，其触电伤害程度就大。表2-5是国际电工委员会（IEC）出版物提供的不同电流途径的心脏电流系数。在四肢触电事故中以左手至脚的途径最危险，以此途径心脏分流电流值为基数，由表中可看出左手至胸部通过电流，因电流途径短，心脏处于电流途径中其危险性是左手至脚的1.5倍。相比之下，电流途径下肢时危险性最小。表2-5 心脏电流系数
6.人体状况
电击伤害程度与人的年龄、性别和身体健康状况有关。人体耐受电流的程度与人的体重和肌肉发达程度成正比，因而女性触电危险较大。而儿童电击伤害危害较成人严重。疲劳、创伤、情绪欠佳及内分泌疾病能使人体对电流刺激的敏感性升高，因此年老、体弱者触电后果比较严重。2.2 人体触电方式及危险性分析
人体触电方式是指人体接触带电体的方式，分为直接触电和间接触电两种。触电时通过人体的电流大小除人体条件外，还与电网额定电压、系统接线方式和绝缘状况有关。
1.直接触电
直接触电是指人体接触正常运行中的带电导体而发生的触电，分为单相触电、两相触电及弧光触电。（1）单相触电
单相触电是最常见的触电方式，如人站在地面或其他接地体上触及线路的一相导线，导线外露的灯头、开关、插座等。单相触电通过人体的电流与电网接地方式有关（2.4节中将介绍电网的接地方式）。中性点接地电网中的单相触电如图2-1所示，人体触及一相带电体，通过人体的电流可以粗略地用下式表示（不考虑衣服、地板的电阻）。
式中，U——相电压（相对地电压）（V）；φ
R——人体电阻（Ω）；r
R——中性点接地电阻（Ω）。0
在式（2-1）中，由于接地电阻值相对于人体电阻都很小（一般10～4Ω），粗略计算可忽略不计。当发生一相触电时，相当于全部相电压作用于人体。图2-1 中性点接地电网的单相触电
如果触电发生在380/220V低压系统，人体电阻取1 000Ω；则流过人体的电流约220mA（220V/1 000Ω），这是很危险的。如果当事人穿绝缘鞋或站在不导电的地板上，增加了电流通路的电阻值，则会大大限制通过人体的电流，使触电危险减小。
而中性点不接地电网的单相触电电流通路如图2-2所示，为了简化分析，以低压线路为例。假设电源电压对称，各相对地绝缘电阻相等，即图中R=R=R=R；忽略导线对地电容，则正常运行时中性jajbjcj点对地为零。当有人触电时，则触及相的对地电阻为人体电阻R和绝r缘电阻R的并联值，等值电路如图2-2（b）所示，此时中性点对地电j压U可用电工原理中的节点电压法求得：0
通过人体电流为：图2-2 中性点不接地电网单相单相触电及等效示意图【例2-1】某380/220V中性点不接地线路，正常情况下测得对地绝缘电阻为0.5MΩ，阴雨天测得绝缘电阻为0.01 MΩ，试求在以上两种工况下，单相触电通过人体的电流各为多少?（取人体电阻R=1000Ω）r
解：已知U=220V，R=1 000Ωφr
据式（2-3）有：
正常情况下单相触电时通过人体的电流为：6
I=3×220/（3×1000+0.5×10）A=0.0013A=13mAr
阴雨天发生单相触电时通过人体的电流为：6
I=3×220/（3×1000+0.01×10）A=0.05A=50mAr
通过上例分析计算可见，中性点不接地系统由于对地绝缘电阻对电流有良好的限流作用，单相触电通过人体的的电流仅有1.3mA，只是人体的感知电流。因此该系统触电危险较小。但不能忽略的是，当系统对地绝缘下降时（如阴雨天或绝缘受损等）通过人体的电流仍可能达到致命电流。
当系统对地电容不能忽略时，如电缆线路或供电半径较大的架空线路及电力电缆，用各相对地复阻抗Z代替式（2-3）中绝缘电阻R，jj式（2-3）仍成立，即大电容电网中性点不接地系统单相触电通过人体的电流为：
式（2-4）表明，系统对地电容较大和绝缘电阻降低时，中性点不接地系统单相触电仍有致命危险。（2）两相触电
人体同时触及电源的任意两相带电体，称为两相触电。此时，人体处于线电压作用下，触电危险性比单相触电更为严重，如果是两只手触电，电流通路会有手—手、手—脚，但人体两相触电的机会较单相触电的机会少得多。（3）弧光触电
人体过分接近高压设备造成弧光放电。当人体与裸露的高压带电体间的距离小于安全距离时，带电体和人体间可能发生放电而造成触电事故。这时通过人体的电流会很大，后果严重。如果是瞬间放电，迅速脱离电源，触电伤害程度会有所减轻。弧光触电多由于误入带电间、误登带电设备引起，约占高压触电事故的80%左右，是一种比较严重的频发事故。
2.间接触电
人体触及正常时不带电而故障情况下呈现对地电压的电气设备金属外壳所造成的人身触电事故称为间接触电，包括接触电压触电和跨步电压触电。（1）“地”和对地电压
当电机、电器或线路绝缘损坏发生接地短路时，接地短路电流经接地体向大地做半球形流散，如图2-3所示。电流I在地中流散所遇jd到全部电阻叫流散电阻（R），电流通过接地体在流散电阻上的压降d就是接地体的对地电压U。距接地点越远，参与导电的半球形面积jd越大，单位厚度半球壳体的电阻越小，其电压降也越小。距离接地点220m远处，半球面积已达2 500m，土壤电阻已小到可以忽略不计，电流在此不再产生电压降了，也就是说，远离接地点20m以外的地方，电压降已接近于零，可以认为该处为零电位，即电气上的“地”。试验和推导都表明，单一接地体周围各点的对地电压呈双曲线形状分布。（2）接触电压触电
接触电压是指人手触碰了发生接地短路故障的设备外壳、机座、构架等外露可导电部分，手脚之间的电位差，如图2-4所示。
正常情况下，设备外露可导电部分并不带电，当设备对地绝缘击穿时，接地短路电流经外露可导电部分入地而出现对地电压。此时如有人站在地上触及故障设备外壳，便承受了接触电压。接触电压的大小、决定于故障点对地电压U（U=I·R）和人员站立地点的电jdjdjdd位。由接触电压造成的触电称为接触电压触电，这是低压系统中易发生触电的方式之一。图2-3 接地电流的流散电场图2-4 接触电压和跨步电压（3）跨步电压触电
当接地电流通过接地体向大地流散，电流入地点周围地面上形成分布电位，这时若有人在分布电位区行走，其两脚之间的电位差就是跨步电压，如图2-4中的U。跨步电压造成的触电称为跨步电压触电。kb
电气设备发生接地短路故障、高压线路断线落地、两线一地式输电线路的工作接地、或雷电流经接地装置入地等均可能在接地点周围形成分布电位，人在附近行走时，可能造成跨步电压触电。
因接地点周围电位呈双曲线分布，距接地点越近电位梯度越大，因而人与接地点距离越近跨步电压越大，触电危险就越大。《电业安全作为规程》规定，人与接地故障点的距离，在室内不得小于4m，室外不得小于8m。雷雨天气不应接近避雷针及其接地装置，避免跨步电压触电。2.3 防护触电的基本措施
人身触电的后果是严重的，减小乃至杜绝触电事故的发生，应坚持预防为主的方针，针对不同的用电环境和条件，设置相应的预防措施。
1.安全超低压
当用电环境或电气设备的使用方式使触电危险极大时，可采用安全超低压保护。安全超低压保护就是采用特定的安全电源供电系统，它对防止直接触电和间接触电均有效。（1）安全电压
安全电压（或称安全超电压）是指不危及人身安全的电压系列。这个电压系列的上限值，在任何情况下，两导体间或任一导体与地之间均不得超过50V（交流50～60Hz有效值）。
安全电压是依据人体允许电流和人体电阻确定的。人体允许电流一般情况下可按30mA考虑，在空气中，水面等处可能因电击造成二次伤害的场所，应把不引起肌肉强烈痉挛的摆脱电流作为允许电流。人体电阻一般按1 000～2 000Ω考虑，还应考虑环境干湿程度或有无导电粉尘等因素对人体电阻的影响。实际工作中安全电压等级的选用，应按实际工作环境条件下的人体允许电流和电阻确定。
我国《安全电压》标准规定的安全电压系列分别为42V、36V、24V、12V、6V五个等级。当采用的安全电压超过25V时，仍应采取防止直接触电的保护措施。（2）安全电压电源
安全电压电源应具备额定电压不超过安全电压上限值和与较高电压回路有可靠绝缘隔离两个条件。如输出电压不大于50V的隔离变压器（原副边没有电的联系，只有磁的联系）；额定电压≤50V的蓄电池等独立电源可作为安全电压电源，而自耦调压器虽能输出＜50V的电压，但由于它的原副边有电的联系，所以不能作为安全电压电源。（3）安全超低压回路的安全要求
一是安全超低压回路的带电部分严禁与较高电压带电体、保护线及大地有任何连接，安全超低压回路应是与地绝缘的独立系统；二是回路所用的插头及插座必须专用。即该回路插头绝对不能插入其他电压系统的插座，该回路的插座绝对不能被其他电压系统的插头插入。
2.直接触电保护（1）绝缘
采用绝缘物有效地将带电体全部包裹起来，以防止人员与带电体的接触。绝缘物的绝缘水平必须符合该电气设备电压等级的要求，并能耐受运行中容易受到的电、化学、机械和热应力的作用。
绝缘材料的主要作用是用于带电的或不带电的导体进行隔离，其导电能力很小，但并非绝对不导电，工程上应用的绝缘材料的电阻率7一般在1×10Ω·m以上。绝缘材料品种很多，一般分为气体绝缘材料、液体绝缘材料、固体绝缘材料。（2）屏护和障碍
屏护是采用屏护装置控制不安全因素，即采用遮栏、护罩、护盖等把危险的带电体同外界隔离开来，以防止由人体触及或接近带电体所引起的触电事故。屏护还起到防止电弧伤人、防止弧光短路和便于检修工作的作用。
屏护可分为屏蔽和障碍（阻挡物），两者的区别在于：前者可防止无意或有意触及带电导体，后者只能防止人体无意识触及或接近带电导体，而不能防止有意识移开、绕过或翻越该障碍接近带电体。从这点来说，前者属于一种完全的防护，后者是一种不完全的防护。
屏护装置的种类有永久性屏护装置和临时性屏护装置之分，前者如配电装置的遮栏，开关的罩盖等；后者如检修工作中使用的临时屏护装置和临时设备的屏护装置等。
屏护装置的种类还有固定屏护装置和移动屏护装置之分，前者如母线的护网，后者如跟随天车移动的天车滑行的屏护装置。
屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合，如开关电器的可动部分一般不能足以绝缘，因此需要屏护。对于高压设备，由于全部绝缘往往有困难，如果人接近至一定程度时，即会发生严重的触电事故。因此，不论高压设备是否有绝缘，均需采用屏护或其他防护接近的措施。室内外安装的变压器和变配电装置应装有完善的屏护装置。当作业场所靠近带电体时，在作业人员与带电体之间、过道、入口等处均应装设可移动的临时性屏护装置。
在屏护装置上还应有醒目的带电标示，使人认识到通过孔洞或进入遮栏会有触电危险，而不故意触及。屏护和遮栏应牢固地固定在应有位置，有足够的稳定性和持久性，与带电体之间保护足够的安全距离。当需要移动遮栏和打开外护物时，必须使用钥匙等专用工具，还应有可靠的闭锁装置，保护只有在电源确已切断，设备已无电的情况下才可能打开屏护，屏护恢复后方可恢复供电。为保护人身不过分接近带电体，人体与带电体间的距离不应小于表2-6的规定。表2-6 人体与无遮栏带电体间的最小安全距离（设备不停电时的安全距离）（3）阻断人体电流通路
如果因技术和操作方面的原因，无法对带电体进行隔离和绝缘时，可设置绝缘台（垫）、穿绝缘鞋、使用绝缘工具等将操作人员与大地隔离，或与带电体隔离，限制通过人体的电流。（4）漏电保护
漏电保护又叫残余电流保护，当有人触电或设备绝缘损坏，出现对地漏电流时，保护装置动作切断供电电路，实现保护作用。采用额定动作电流不超过30mA的漏电保护装置，在正常运行中作为其他保护措施失效时，或使用电器者疏忽时的附加电击保护有良好的效果。漏电保护装置必须和以上某一项保护措施配合使用，而不能单独应用。
3.间接触电保护（故障情况下的电击保护）（1）自动切断供电电源
电气设备发生接地短路故障时，外露可导电部分出现对电地电压，可能造成间接触电。如果保护装置能迅速切断故障设备电源，就减少了接触电压触电机会，即使当时恰巧有人触碰故障设备外壳，因电源被迅速切断，人体通电时间极短，电流伤害程度也会大大下降。本保护措施需与供电系统接地形式相配合。要求保护装置在被保护的那部分电气装置发生故障后，能自动迅速切断电源，以保证保护范围内任何一点的接触电压存在时间不超过表2-7的规定。表2-7 最大接触电压持续时间（2）使用加强绝缘保护
本措施用以防止电气设备能触及部分在基本绝缘发生故障时出现危险电压。
加强绝缘保护指在低压电器制造和安装过程中设置双重绝缘或加强绝缘，或采用具有总体绝缘的成套低压开关设备和控制设备（该设备用符号“回”加以识别）。
双重绝缘指设备除具有保证正常工作所需的基本绝缘外，还有防止基本绝缘损坏后产生危险电压的保护绝缘，如图2-5所示。如果由于设备结构特征妨碍使用双重绝缘，可用单一的加强绝缘，其绝缘水平应与双重绝缘相当。图2-5 双重绝缘结构示意图1—带电体；2—基本绝缘；3—保护绝缘；4—金属壳体
对于未采用加强绝缘措施的低压电器，人员经常触碰的手柄等外露可导电部分，应采用绝缘外护物封闭。绝缘外护物的电气强度，耐受机械、电动力或热应力的能力应满足要求。一般不应以油漆及类似物料的涂层作为绝缘外护物。凡采用加强绝缘保护措施的电气设备，外露可导电部分严禁与保护线或系统零线相接。（3）降低预期接触电压
采用措施，降低故障时可能出现的接触电压，使其不超过安全电压值，从而避免触电事故的发生，如2.4节将要讨论的保护接地措施。（4）用于非导电场所的保护
如果用电场所在的地板和墙均为绝缘材料，即使电气装置的绝缘损坏后，虽然外露可导电部分会出现危险电压，但人员对地绝缘，则可避免触电事故。（5）用不接地的局部等电位连接保护
将所有能同时触及的外露可导电部分相互连接，形成等电位区，阻止接触电压的形成以达到保护目的。2.4 电气接地与接零的安全技术
1.低压系统的接地形式
常用的三相低压系统的接地形式有TN系统、TT系统和IT系统，TN系统如图2-6所示。（1）TN系统
系统有一点（中性点）直接接地，装置的外露可导电部分用保护线与系统接地点相连。按中性线N和保护线PE的组合情况，可分为TN_c、TN_s、TN_c_s三种形式，如图2-6所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]