安全用電之防觸電與供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式關(guān)系淺析

孫獻(xiàn)玲

摘要“安全第一，預(yù)防為主”，作為生產(chǎn)力的電能，也帶來(lái)了安全隱患——觸電，文章引出觸電危險(xiǎn)性與中性點(diǎn)接地方式的關(guān)系，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用的意義。

關(guān)鍵詞觸電電流；安全電流；保護(hù)接零；保護(hù)接地

中圖分類(lèi)號(hào)：TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0174-02

電力是一種能源，它不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供了必不可少的動(dòng)力，而且與現(xiàn)代社會(huì)生活有著日益密切的聯(lián)系。電能廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)。從世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，國(guó)民經(jīng)濟(jì)每增長(zhǎng)1%，就要求電力工業(yè)增長(zhǎng)1.3%~1.5%，一些發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跏敲?~10年（個(gè)別的是5~6年），裝機(jī)容量增加1倍。所以，沒(méi)有電力工業(yè)的先行作為基礎(chǔ)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化是不可能實(shí)現(xiàn)的。

在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，沒(méi)有哪一種能源能代替電能，人類(lèi)要關(guān)注能源，就必然關(guān)注電能，電能是人類(lèi)永恒研究的主題。

電能在促使社會(huì)進(jìn)步，科技發(fā)展，帶來(lái)更為便利的同時(shí)，也帶來(lái)安全問(wèn)題，觸電就是危及人身安全的頭等問(wèn)題。那么觸電的危險(xiǎn)性有多大呢？

研究表明，當(dāng)通過(guò)人體的電流路徑確定后，觸電的危險(xiǎn)性主要取決于電流的大小和持續(xù)時(shí)間。而觸電電流的大小決定于電氣設(shè)備的接地保護(hù)類(lèi)別，電氣設(shè)備的接地保護(hù)又與變壓器中性點(diǎn)的接地方式（供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地制式）有關(guān)。

1電流對(duì)人體的危害

電流通過(guò)人體時(shí)會(huì)對(duì)體產(chǎn)生生理和病理的傷害。

如雷擊和高壓觸電事故，會(huì)造成安培級(jí)以上的大電流，流經(jīng)人體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，造成傷害。

在常用的380 V/220 V的供電系統(tǒng)中，觸電電流能達(dá)到幾十至幾百毫安之間，這個(gè)范圍的電流能破壞人體神經(jīng)系統(tǒng)的正常工作，從而可引起如表1所列的一系列的病理和生理的反應(yīng)。

表1電流強(qiáng)度與生理反應(yīng)的關(guān)系

電流強(qiáng)度（mA） 生理現(xiàn)象

0~0.9 無(wú)感覺(jué)

0.9~3.5 感到麻木但并非病態(tài)現(xiàn)象

3.5~4.5 有些不適的麻木痛楚,輕微痙攣,

反射性的肌肉收縮

5.0~7.0 手感到痛楚,且表面有痙攣

8.0~10 全手病態(tài)痙攣、收縮且麻痹

11~12 肌肉收縮痙攣傳至肩部,強(qiáng)烈疼痛

(接觸帶電體時(shí)間不超過(guò)30 s)

13~14 手自己全部抓緊,須用力才能放開(kāi)帶電體

(接觸帶電體時(shí)間不超過(guò)30 s)

15 手全部自己抓緊,不能放開(kāi)帶電體

為了達(dá)到絕對(duì)的安全，應(yīng)使觸電電流在安全電流范圍內(nèi)，但是多大的電流是安全的呢？5 mA、6 mA、9 mA、還是15 mA？

為了盡可能的保證安全，安全電流還受到一些條件和因素的影響。條件中有環(huán)境溫度、空氣濕度、腐蝕、野外作業(yè)等，這些條件都會(huì)降低安全電流的數(shù)值；因素中有觸電時(shí)間、電流性質(zhì)、觸電途徑。經(jīng)研究證明，電流通過(guò)人體的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)人體的危害就越大；工頻電流對(duì)人體的危害最嚴(yán)重，直流電對(duì)人體的傷害較輕；電流通過(guò)心臟、中樞神經(jīng)（腦部和脊髓）、呼吸系統(tǒng)是最危險(xiǎn)的。因此從左手到前胸是最危險(xiǎn)的電流途徑，這時(shí)心臟、肺部、脊髓等重要器官都處于電路內(nèi)，很容易引起心室顫動(dòng)和中樞神經(jīng)失調(diào)而死亡。

表2通電途徑與心臟電流系數(shù)的關(guān)系

通電途徑 心臟電流系數(shù)

左手---腳 1.0

右手---腳 0.8

左---右手 0.4

背---左手 0.7

背---右手 0.3

胸---右手 1.3

胸---左手 1.5

兩肩 0.7

觸電電流的大小決定于電氣設(shè)備的金屬外殼所采用的接地方式。

2接地的種類(lèi)

為保護(hù)人身和設(shè)備的安全，電氣設(shè)備應(yīng)接地或接零。電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地或接零，按其不同的作用，分為工作接地、保護(hù)接地、保護(hù)接零、重復(fù)接地等。

工作接地：在正?；蚴鹿是闆r下，為了保證電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，必須在電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行的接地。如直接接地、經(jīng)消弧線圈接地等。

保護(hù)接地：為防止因絕緣破壞而遭到觸電的危險(xiǎn)，將電氣設(shè)備帶的金屬外殼或構(gòu)架接地。

保護(hù)接零：將與電氣的金屬外殼或構(gòu)架同與中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中的零線相連接。

重復(fù)接地：將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)與地再次作金屬連接。

3觸電危險(xiǎn)性分析

3.1 電氣設(shè)備外殼與地和零線均無(wú)金屬連接時(shí)

其中，—觸電電流，A；

—相電壓，V；

—人體電阻，取平均值1000 Ω；

—系統(tǒng)中工作接地電阻，取4 Ω。

顯然0.22 A的電流遠(yuǎn)大于表1所列的最大值15 mA,所以會(huì)危及到生命安全。

3.2 電氣設(shè)備采用保護(hù)接地

其中，—短路電流，A；

—相電壓，V；

—電氣設(shè)備的接地電阻，Ω；

—變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地電阻，Ω。

當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，它的金屬外殼和構(gòu)架帶電，人體接觸時(shí)，電流就沿著設(shè)備的接地裝置和人體兩條并聯(lián)回路流過(guò)。在并聯(lián)回路中，總電阻R等于兩分電阻之積除以?xún)煞蛛娮柚?，即?/p>

這就是說(shuō)，兩個(gè)電阻值相差很大的電阻并聯(lián)后，其總值是取小值的。而根據(jù)歐姆定律，通過(guò)電阻R的電流I與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比，即：

通常接地裝置的電阻小于4 Ω，而人體的電阻在1000 Ω以上，所以流經(jīng)接地裝置的電流將人體短接，從而避免了觸電事故的發(fā)生。但是，由于該系統(tǒng)中單相接地短路電流小，在容量小的負(fù)荷中，可達(dá)到保護(hù)作用；在容量大的負(fù)荷中，單相接地短路電流小于開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流和熔斷器的熔斷電流，也就是說(shuō)起不到保護(hù)作用。在這種情況下，我們就要采用保護(hù)接零系統(tǒng)。

3.3 電氣設(shè)備采用保護(hù)接零

其中，—短路電流，A；

—觸電電流，A；

—接零導(dǎo)線電阻，Ω。

顯然保護(hù)接零系統(tǒng)最安全，但是需要一定的條件的。

4保護(hù)接零的要求

1）三相四線制低壓電源的中性點(diǎn)必須良好接地，接地電阻值應(yīng)≤0.5 Ω。

2）應(yīng)裝設(shè)足夠的重復(fù)接地裝置。

3）同一低壓電網(wǎng)中（指同一臺(tái)配電變壓器的供電范圍內(nèi)），在選擇采用保護(hù)接零方式后，便不允許采用保護(hù)接地方式。

如果同時(shí)采用了接地與接零兩種保護(hù)方式，當(dāng)保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生了碰殼故障，則零線的對(duì)地電將會(huì)升高到電源相電壓的一半或更高。這時(shí)，采用保護(hù)接零的所有設(shè)備外殼上，便會(huì)有同樣高的電位，從而危及操作人員安全。

如同一臺(tái)變壓器供電的保護(hù)接零系統(tǒng)中，有個(gè)別設(shè)備接備接地，當(dāng)設(shè)備碰殼短路時(shí)，短路電流通過(guò)設(shè)備接地和電源接地構(gòu)成回路。如果短路電流不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作，則設(shè)備外殼、零線的對(duì)地均有電壓。

這時(shí)除了接觸設(shè)備的人有觸電危險(xiǎn)外，由于零線對(duì)地電壓的升高，使所有與接零設(shè)備接觸的人都有觸電的危險(xiǎn)。所以同一低壓配電系統(tǒng)內(nèi)，保護(hù)接零與保護(hù)接地這兩種不同方式一定不能混用。

4）零線上不準(zhǔn)裝設(shè)開(kāi)關(guān)和熔斷器。

5）零線截面不小于相線截面的一半。

6）在1000 V以上及1000 V以下的電氣設(shè)備的接地，應(yīng)根據(jù)1000 V以上系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式而定，采用共同接地。

5方莊二礦洗煤廠等接地方式分析

1）方莊二礦洗煤廠現(xiàn)有一臺(tái)800 kVA的變壓器，專(zhuān)供該范圍內(nèi)的供電，現(xiàn)采用保護(hù)接地方式。

洗煤廠的用電負(fù)荷比較集中，多數(shù)設(shè)備為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在運(yùn)行中，工作人員需要定期的對(duì)電機(jī)端部的溫度、軸承的聲響等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，有直接接觸電機(jī)外殼的機(jī)會(huì)。而電機(jī)的工作條件一般比其他設(shè)備惡劣，當(dāng)電機(jī)繞組絕緣劣化時(shí)，導(dǎo)電部分就和電機(jī)的金屬外殼相接觸，電機(jī)的外殼上就存在一定的電位，當(dāng)人員接觸時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)所選電機(jī)容量大，額定電流超過(guò)短路電流39A（22.5的倍），達(dá)不到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流，所以起不到保護(hù)作用，就有觸電電流通過(guò)人體。為了保護(hù)人員安全，應(yīng)該采用保護(hù)接零。

改造前已經(jīng)符合的條件如下：

①供電系統(tǒng)接地電阻值≤0.5 Ω。

②重復(fù)接地電阻值≤10 Ω。

③零線上沒(méi)有設(shè)開(kāi)關(guān)和熔斷器。

④零線截面為銅排100×10等于相線截面。

改造前不符合的條件如下：

變壓器出線側(cè)接地母線的截面為24 mm2的扁鐵，焊接、布置等不符合要求。需改造如下：

①接地母線采用鍍鋅扁鐵，不小于40×4，焊接牢固，采用搭焊接，搭接部分扁鐵為其寬度的2倍。

②變壓器本體雙接地。

③將扁鋼引入室內(nèi)距地面300 mm高與墻平行敷設(shè)1～2 m固定。

④對(duì)該變壓器供電范圍內(nèi)所有用電設(shè)備進(jìn)行排查，確保所有電氣設(shè)備的金屬外殼均與變壓器零線相接。

2）其他地點(diǎn)。

因生活變與生產(chǎn)變共用，高壓與低壓共用，接地電阻達(dá)不到0.5 Ω要求，機(jī)修車(chē)間、木場(chǎng)、壓風(fēng)機(jī)房等機(jī)電硐室采用保護(hù)接地方式。但機(jī)修車(chē)間、木場(chǎng)的用電設(shè)備處，操作臺(tái)可制作絕緣臺(tái)，工作時(shí)，人員站在上面，小負(fù)荷的，還可按用電設(shè)備本著“一機(jī)一閘一漏”原則設(shè)置，這樣的話，保護(hù)接地就可達(dá)到保護(hù)效果。

6結(jié)束語(yǔ)

方莊二礦洗煤廠供電系統(tǒng)接地制式由保護(hù)接地變更為保護(hù)接零系統(tǒng)后，當(dāng)有電氣設(shè)備漏電時(shí)，就形成單相接地短路，大的短路電流使保護(hù)迅速動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘，中斷供電，保護(hù)了人身安全，極大的提高了供電安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]顧永輝.煤礦電工手冊(cè)第二分冊(cè)礦井供電(下)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.

[2]陳家斌.接地技術(shù)與接地裝置[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

[4]電工作業(yè)安全技術(shù)[M].北京：氣象臺(tái)出版社，2003.

endprint

摘要“安全第一，預(yù)防為主”，作為生產(chǎn)力的電能，也帶來(lái)了安全隱患——觸電，文章引出觸電危險(xiǎn)性與中性點(diǎn)接地方式的關(guān)系，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用的意義。

關(guān)鍵詞觸電電流；安全電流；保護(hù)接零；保護(hù)接地

中圖分類(lèi)號(hào)：TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0174-02

電力是一種能源，它不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供了必不可少的動(dòng)力，而且與現(xiàn)代社會(huì)生活有著日益密切的聯(lián)系。電能廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)。從世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，國(guó)民經(jīng)濟(jì)每增長(zhǎng)1%，就要求電力工業(yè)增長(zhǎng)1.3%~1.5%，一些發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跏敲?~10年（個(gè)別的是5~6年），裝機(jī)容量增加1倍。所以，沒(méi)有電力工業(yè)的先行作為基礎(chǔ)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化是不可能實(shí)現(xiàn)的。

在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，沒(méi)有哪一種能源能代替電能，人類(lèi)要關(guān)注能源，就必然關(guān)注電能，電能是人類(lèi)永恒研究的主題。

電能在促使社會(huì)進(jìn)步，科技發(fā)展，帶來(lái)更為便利的同時(shí)，也帶來(lái)安全問(wèn)題，觸電就是危及人身安全的頭等問(wèn)題。那么觸電的危險(xiǎn)性有多大呢？

研究表明，當(dāng)通過(guò)人體的電流路徑確定后，觸電的危險(xiǎn)性主要取決于電流的大小和持續(xù)時(shí)間。而觸電電流的大小決定于電氣設(shè)備的接地保護(hù)類(lèi)別，電氣設(shè)備的接地保護(hù)又與變壓器中性點(diǎn)的接地方式（供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地制式）有關(guān)。

1電流對(duì)人體的危害

電流通過(guò)人體時(shí)會(huì)對(duì)體產(chǎn)生生理和病理的傷害。

如雷擊和高壓觸電事故，會(huì)造成安培級(jí)以上的大電流，流經(jīng)人體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，造成傷害。

在常用的380 V/220 V的供電系統(tǒng)中，觸電電流能達(dá)到幾十至幾百毫安之間，這個(gè)范圍的電流能破壞人體神經(jīng)系統(tǒng)的正常工作，從而可引起如表1所列的一系列的病理和生理的反應(yīng)。

表1電流強(qiáng)度與生理反應(yīng)的關(guān)系

電流強(qiáng)度（mA） 生理現(xiàn)象

0~0.9 無(wú)感覺(jué)

0.9~3.5 感到麻木但并非病態(tài)現(xiàn)象

3.5~4.5 有些不適的麻木痛楚,輕微痙攣,

反射性的肌肉收縮

5.0~7.0 手感到痛楚,且表面有痙攣

8.0~10 全手病態(tài)痙攣、收縮且麻痹

11~12 肌肉收縮痙攣傳至肩部,強(qiáng)烈疼痛

(接觸帶電體時(shí)間不超過(guò)30 s)

13~14 手自己全部抓緊,須用力才能放開(kāi)帶電體

(接觸帶電體時(shí)間不超過(guò)30 s)

15 手全部自己抓緊,不能放開(kāi)帶電體

為了達(dá)到絕對(duì)的安全，應(yīng)使觸電電流在安全電流范圍內(nèi)，但是多大的電流是安全的呢？5 mA、6 mA、9 mA、還是15 mA？

為了盡可能的保證安全，安全電流還受到一些條件和因素的影響。條件中有環(huán)境溫度、空氣濕度、腐蝕、野外作業(yè)等，這些條件都會(huì)降低安全電流的數(shù)值；因素中有觸電時(shí)間、電流性質(zhì)、觸電途徑。經(jīng)研究證明，電流通過(guò)人體的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)人體的危害就越大；工頻電流對(duì)人體的危害最嚴(yán)重，直流電對(duì)人體的傷害較輕；電流通過(guò)心臟、中樞神經(jīng)（腦部和脊髓）、呼吸系統(tǒng)是最危險(xiǎn)的。因此從左手到前胸是最危險(xiǎn)的電流途徑，這時(shí)心臟、肺部、脊髓等重要器官都處于電路內(nèi)，很容易引起心室顫動(dòng)和中樞神經(jīng)失調(diào)而死亡。

表2通電途徑與心臟電流系數(shù)的關(guān)系

通電途徑 心臟電流系數(shù)

左手---腳 1.0

右手---腳 0.8

左---右手 0.4

背---左手 0.7

背---右手 0.3

胸---右手 1.3

胸---左手 1.5

兩肩 0.7

觸電電流的大小決定于電氣設(shè)備的金屬外殼所采用的接地方式。

2接地的種類(lèi)

為保護(hù)人身和設(shè)備的安全，電氣設(shè)備應(yīng)接地或接零。電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地或接零，按其不同的作用，分為工作接地、保護(hù)接地、保護(hù)接零、重復(fù)接地等。

工作接地：在正常或事故情況下，為了保證電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，必須在電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行的接地。如直接接地、經(jīng)消弧線圈接地等。

保護(hù)接地：為防止因絕緣破壞而遭到觸電的危險(xiǎn)，將電氣設(shè)備帶的金屬外殼或構(gòu)架接地。

保護(hù)接零：將與電氣的金屬外殼或構(gòu)架同與中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中的零線相連接。

重復(fù)接地：將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)與地再次作金屬連接。

3觸電危險(xiǎn)性分析

3.1 電氣設(shè)備外殼與地和零線均無(wú)金屬連接時(shí)

其中，—觸電電流，A；

—相電壓，V；

—人體電阻，取平均值1000 Ω；

—系統(tǒng)中工作接地電阻，取4 Ω。

顯然0.22 A的電流遠(yuǎn)大于表1所列的最大值15 mA,所以會(huì)危及到生命安全。

3.2 電氣設(shè)備采用保護(hù)接地

其中，—短路電流，A；

—相電壓，V；

—電氣設(shè)備的接地電阻，Ω；

—變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地電阻，Ω。

當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，它的金屬外殼和構(gòu)架帶電，人體接觸時(shí)，電流就沿著設(shè)備的接地裝置和人體兩條并聯(lián)回路流過(guò)。在并聯(lián)回路中，總電阻R等于兩分電阻之積除以?xún)煞蛛娮柚?，即?/p>

這就是說(shuō)，兩個(gè)電阻值相差很大的電阻并聯(lián)后，其總值是取小值的。而根據(jù)歐姆定律，通過(guò)電阻R的電流I與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比，即：

通常接地裝置的電阻小于4 Ω，而人體的電阻在1000 Ω以上，所以流經(jīng)接地裝置的電流將人體短接，從而避免了觸電事故的發(fā)生。但是，由于該系統(tǒng)中單相接地短路電流小，在容量小的負(fù)荷中，可達(dá)到保護(hù)作用；在容量大的負(fù)荷中，單相接地短路電流小于開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流和熔斷器的熔斷電流，也就是說(shuō)起不到保護(hù)作用。在這種情況下，我們就要采用保護(hù)接零系統(tǒng)。

3.3 電氣設(shè)備采用保護(hù)接零

其中，—短路電流，A；

—觸電電流，A；

—接零導(dǎo)線電阻，Ω。

顯然保護(hù)接零系統(tǒng)最安全，但是需要一定的條件的。

4保護(hù)接零的要求

1）三相四線制低壓電源的中性點(diǎn)必須良好接地，接地電阻值應(yīng)≤0.5 Ω。

2）應(yīng)裝設(shè)足夠的重復(fù)接地裝置。

3）同一低壓電網(wǎng)中（指同一臺(tái)配電變壓器的供電范圍內(nèi)），在選擇采用保護(hù)接零方式后，便不允許采用保護(hù)接地方式。

如果同時(shí)采用了接地與接零兩種保護(hù)方式，當(dāng)保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生了碰殼故障，則零線的對(duì)地電將會(huì)升高到電源相電壓的一半或更高。這時(shí)，采用保護(hù)接零的所有設(shè)備外殼上，便會(huì)有同樣高的電位，從而危及操作人員安全。

如同一臺(tái)變壓器供電的保護(hù)接零系統(tǒng)中，有個(gè)別設(shè)備接備接地，當(dāng)設(shè)備碰殼短路時(shí)，短路電流通過(guò)設(shè)備接地和電源接地構(gòu)成回路。如果短路電流不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作，則設(shè)備外殼、零線的對(duì)地均有電壓。

這時(shí)除了接觸設(shè)備的人有觸電危險(xiǎn)外，由于零線對(duì)地電壓的升高，使所有與接零設(shè)備接觸的人都有觸電的危險(xiǎn)。所以同一低壓配電系統(tǒng)內(nèi)，保護(hù)接零與保護(hù)接地這兩種不同方式一定不能混用。

4）零線上不準(zhǔn)裝設(shè)開(kāi)關(guān)和熔斷器。

5）零線截面不小于相線截面的一半。

6）在1000 V以上及1000 V以下的電氣設(shè)備的接地，應(yīng)根據(jù)1000 V以上系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式而定，采用共同接地。

5方莊二礦洗煤廠等接地方式分析

1）方莊二礦洗煤廠現(xiàn)有一臺(tái)800 kVA的變壓器，專(zhuān)供該范圍內(nèi)的供電，現(xiàn)采用保護(hù)接地方式。

洗煤廠的用電負(fù)荷比較集中，多數(shù)設(shè)備為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在運(yùn)行中，工作人員需要定期的對(duì)電機(jī)端部的溫度、軸承的聲響等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，有直接接觸電機(jī)外殼的機(jī)會(huì)。而電機(jī)的工作條件一般比其他設(shè)備惡劣，當(dāng)電機(jī)繞組絕緣劣化時(shí)，導(dǎo)電部分就和電機(jī)的金屬外殼相接觸，電機(jī)的外殼上就存在一定的電位，當(dāng)人員接觸時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)所選電機(jī)容量大，額定電流超過(guò)短路電流39A（22.5的倍），達(dá)不到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流，所以起不到保護(hù)作用，就有觸電電流通過(guò)人體。為了保護(hù)人員安全，應(yīng)該采用保護(hù)接零。

改造前已經(jīng)符合的條件如下：

①供電系統(tǒng)接地電阻值≤0.5 Ω。

②重復(fù)接地電阻值≤10 Ω。

③零線上沒(méi)有設(shè)開(kāi)關(guān)和熔斷器。

④零線截面為銅排100×10等于相線截面。

改造前不符合的條件如下：

變壓器出線側(cè)接地母線的截面為24 mm2的扁鐵，焊接、布置等不符合要求。需改造如下：

①接地母線采用鍍鋅扁鐵，不小于40×4，焊接牢固，采用搭焊接，搭接部分扁鐵為其寬度的2倍。

②變壓器本體雙接地。

③將扁鋼引入室內(nèi)距地面300 mm高與墻平行敷設(shè)1～2 m固定。

④對(duì)該變壓器供電范圍內(nèi)所有用電設(shè)備進(jìn)行排查，確保所有電氣設(shè)備的金屬外殼均與變壓器零線相接。

2）其他地點(diǎn)。

因生活變與生產(chǎn)變共用，高壓與低壓共用，接地電阻達(dá)不到0.5 Ω要求，機(jī)修車(chē)間、木場(chǎng)、壓風(fēng)機(jī)房等機(jī)電硐室采用保護(hù)接地方式。但機(jī)修車(chē)間、木場(chǎng)的用電設(shè)備處，操作臺(tái)可制作絕緣臺(tái)，工作時(shí)，人員站在上面，小負(fù)荷的，還可按用電設(shè)備本著“一機(jī)一閘一漏”原則設(shè)置，這樣的話，保護(hù)接地就可達(dá)到保護(hù)效果。

6結(jié)束語(yǔ)

方莊二礦洗煤廠供電系統(tǒng)接地制式由保護(hù)接地變更為保護(hù)接零系統(tǒng)后，當(dāng)有電氣設(shè)備漏電時(shí)，就形成單相接地短路，大的短路電流使保護(hù)迅速動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘，中斷供電，保護(hù)了人身安全，極大的提高了供電安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]顧永輝.煤礦電工手冊(cè)第二分冊(cè)礦井供電(下)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.

[2]陳家斌.接地技術(shù)與接地裝置[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

[4]電工作業(yè)安全技術(shù)[M].北京：氣象臺(tái)出版社，2003.

endprint

摘要“安全第一，預(yù)防為主”，作為生產(chǎn)力的電能，也帶來(lái)了安全隱患——觸電，文章引出觸電危險(xiǎn)性與中性點(diǎn)接地方式的關(guān)系，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用的意義。

關(guān)鍵詞觸電電流；安全電流；保護(hù)接零；保護(hù)接地

中圖分類(lèi)號(hào)：TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0174-02

電力是一種能源，它不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供了必不可少的動(dòng)力，而且與現(xiàn)代社會(huì)生活有著日益密切的聯(lián)系。電能廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)。從世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，國(guó)民經(jīng)濟(jì)每增長(zhǎng)1%，就要求電力工業(yè)增長(zhǎng)1.3%~1.5%，一些發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跏敲?~10年（個(gè)別的是5~6年），裝機(jī)容量增加1倍。所以，沒(méi)有電力工業(yè)的先行作為基礎(chǔ)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化是不可能實(shí)現(xiàn)的。

在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，沒(méi)有哪一種能源能代替電能，人類(lèi)要關(guān)注能源，就必然關(guān)注電能，電能是人類(lèi)永恒研究的主題。

電能在促使社會(huì)進(jìn)步，科技發(fā)展，帶來(lái)更為便利的同時(shí)，也帶來(lái)安全問(wèn)題，觸電就是危及人身安全的頭等問(wèn)題。那么觸電的危險(xiǎn)性有多大呢？

研究表明，當(dāng)通過(guò)人體的電流路徑確定后，觸電的危險(xiǎn)性主要取決于電流的大小和持續(xù)時(shí)間。而觸電電流的大小決定于電氣設(shè)備的接地保護(hù)類(lèi)別，電氣設(shè)備的接地保護(hù)又與變壓器中性點(diǎn)的接地方式（供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地制式）有關(guān)。

1電流對(duì)人體的危害

電流通過(guò)人體時(shí)會(huì)對(duì)體產(chǎn)生生理和病理的傷害。

如雷擊和高壓觸電事故，會(huì)造成安培級(jí)以上的大電流，流經(jīng)人體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，造成傷害。

在常用的380 V/220 V的供電系統(tǒng)中，觸電電流能達(dá)到幾十至幾百毫安之間，這個(gè)范圍的電流能破壞人體神經(jīng)系統(tǒng)的正常工作，從而可引起如表1所列的一系列的病理和生理的反應(yīng)。

表1電流強(qiáng)度與生理反應(yīng)的關(guān)系

電流強(qiáng)度（mA） 生理現(xiàn)象

0~0.9 無(wú)感覺(jué)

0.9~3.5 感到麻木但并非病態(tài)現(xiàn)象

3.5~4.5 有些不適的麻木痛楚,輕微痙攣,

反射性的肌肉收縮

5.0~7.0 手感到痛楚,且表面有痙攣

8.0~10 全手病態(tài)痙攣、收縮且麻痹

11~12 肌肉收縮痙攣傳至肩部,強(qiáng)烈疼痛

(接觸帶電體時(shí)間不超過(guò)30 s)

13~14 手自己全部抓緊,須用力才能放開(kāi)帶電體

(接觸帶電體時(shí)間不超過(guò)30 s)

15 手全部自己抓緊,不能放開(kāi)帶電體

為了達(dá)到絕對(duì)的安全，應(yīng)使觸電電流在安全電流范圍內(nèi)，但是多大的電流是安全的呢？5 mA、6 mA、9 mA、還是15 mA？

為了盡可能的保證安全，安全電流還受到一些條件和因素的影響。條件中有環(huán)境溫度、空氣濕度、腐蝕、野外作業(yè)等，這些條件都會(huì)降低安全電流的數(shù)值；因素中有觸電時(shí)間、電流性質(zhì)、觸電途徑。經(jīng)研究證明，電流通過(guò)人體的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)人體的危害就越大；工頻電流對(duì)人體的危害最嚴(yán)重，直流電對(duì)人體的傷害較輕；電流通過(guò)心臟、中樞神經(jīng)（腦部和脊髓）、呼吸系統(tǒng)是最危險(xiǎn)的。因此從左手到前胸是最危險(xiǎn)的電流途徑，這時(shí)心臟、肺部、脊髓等重要器官都處于電路內(nèi)，很容易引起心室顫動(dòng)和中樞神經(jīng)失調(diào)而死亡。

表2通電途徑與心臟電流系數(shù)的關(guān)系

通電途徑 心臟電流系數(shù)

左手---腳 1.0

右手---腳 0.8

左---右手 0.4

背---左手 0.7

背---右手 0.3

胸---右手 1.3

胸---左手 1.5

兩肩 0.7

觸電電流的大小決定于電氣設(shè)備的金屬外殼所采用的接地方式。

2接地的種類(lèi)

為保護(hù)人身和設(shè)備的安全，電氣設(shè)備應(yīng)接地或接零。電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地或接零，按其不同的作用，分為工作接地、保護(hù)接地、保護(hù)接零、重復(fù)接地等。

工作接地：在正?；蚴鹿是闆r下，為了保證電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，必須在電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行的接地。如直接接地、經(jīng)消弧線圈接地等。

保護(hù)接地：為防止因絕緣破壞而遭到觸電的危險(xiǎn)，將電氣設(shè)備帶的金屬外殼或構(gòu)架接地。

保護(hù)接零：將與電氣的金屬外殼或構(gòu)架同與中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中的零線相連接。

重復(fù)接地：將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)與地再次作金屬連接。

3觸電危險(xiǎn)性分析

3.1 電氣設(shè)備外殼與地和零線均無(wú)金屬連接時(shí)

其中，—觸電電流，A；

—相電壓，V；

—人體電阻，取平均值1000 Ω；

—系統(tǒng)中工作接地電阻，取4 Ω。

顯然0.22 A的電流遠(yuǎn)大于表1所列的最大值15 mA,所以會(huì)危及到生命安全。

3.2 電氣設(shè)備采用保護(hù)接地

其中，—短路電流，A；

—相電壓，V；

—電氣設(shè)備的接地電阻，Ω；

—變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地電阻，Ω。

當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，它的金屬外殼和構(gòu)架帶電，人體接觸時(shí)，電流就沿著設(shè)備的接地裝置和人體兩條并聯(lián)回路流過(guò)。在并聯(lián)回路中，總電阻R等于兩分電阻之積除以?xún)煞蛛娮柚?，即?/p>

這就是說(shuō)，兩個(gè)電阻值相差很大的電阻并聯(lián)后，其總值是取小值的。而根據(jù)歐姆定律，通過(guò)電阻R的電流I與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比，即：

通常接地裝置的電阻小于4 Ω，而人體的電阻在1000 Ω以上，所以流經(jīng)接地裝置的電流將人體短接，從而避免了觸電事故的發(fā)生。但是，由于該系統(tǒng)中單相接地短路電流小，在容量小的負(fù)荷中，可達(dá)到保護(hù)作用；在容量大的負(fù)荷中，單相接地短路電流小于開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流和熔斷器的熔斷電流，也就是說(shuō)起不到保護(hù)作用。在這種情況下，我們就要采用保護(hù)接零系統(tǒng)。

3.3 電氣設(shè)備采用保護(hù)接零

其中，—短路電流，A；

—觸電電流，A；

—接零導(dǎo)線電阻，Ω。

顯然保護(hù)接零系統(tǒng)最安全，但是需要一定的條件的。

4保護(hù)接零的要求

1）三相四線制低壓電源的中性點(diǎn)必須良好接地，接地電阻值應(yīng)≤0.5 Ω。

2）應(yīng)裝設(shè)足夠的重復(fù)接地裝置。

3）同一低壓電網(wǎng)中（指同一臺(tái)配電變壓器的供電范圍內(nèi)），在選擇采用保護(hù)接零方式后，便不允許采用保護(hù)接地方式。

如果同時(shí)采用了接地與接零兩種保護(hù)方式，當(dāng)保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生了碰殼故障，則零線的對(duì)地電將會(huì)升高到電源相電壓的一半或更高。這時(shí)，采用保護(hù)接零的所有設(shè)備外殼上，便會(huì)有同樣高的電位，從而危及操作人員安全。

如同一臺(tái)變壓器供電的保護(hù)接零系統(tǒng)中，有個(gè)別設(shè)備接備接地，當(dāng)設(shè)備碰殼短路時(shí)，短路電流通過(guò)設(shè)備接地和電源接地構(gòu)成回路。如果短路電流不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作，則設(shè)備外殼、零線的對(duì)地均有電壓。

這時(shí)除了接觸設(shè)備的人有觸電危險(xiǎn)外，由于零線對(duì)地電壓的升高，使所有與接零設(shè)備接觸的人都有觸電的危險(xiǎn)。所以同一低壓配電系統(tǒng)內(nèi)，保護(hù)接零與保護(hù)接地這兩種不同方式一定不能混用。

4）零線上不準(zhǔn)裝設(shè)開(kāi)關(guān)和熔斷器。

5）零線截面不小于相線截面的一半。

6）在1000 V以上及1000 V以下的電氣設(shè)備的接地，應(yīng)根據(jù)1000 V以上系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式而定，采用共同接地。

5方莊二礦洗煤廠等接地方式分析

1）方莊二礦洗煤廠現(xiàn)有一臺(tái)800 kVA的變壓器，專(zhuān)供該范圍內(nèi)的供電，現(xiàn)采用保護(hù)接地方式。

洗煤廠的用電負(fù)荷比較集中，多數(shù)設(shè)備為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在運(yùn)行中，工作人員需要定期的對(duì)電機(jī)端部的溫度、軸承的聲響等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，有直接接觸電機(jī)外殼的機(jī)會(huì)。而電機(jī)的工作條件一般比其他設(shè)備惡劣，當(dāng)電機(jī)繞組絕緣劣化時(shí)，導(dǎo)電部分就和電機(jī)的金屬外殼相接觸，電機(jī)的外殼上就存在一定的電位，當(dāng)人員接觸時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)所選電機(jī)容量大，額定電流超過(guò)短路電流39A（22.5的倍），達(dá)不到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流，所以起不到保護(hù)作用，就有觸電電流通過(guò)人體。為了保護(hù)人員安全，應(yīng)該采用保護(hù)接零。

改造前已經(jīng)符合的條件如下：

①供電系統(tǒng)接地電阻值≤0.5 Ω。

②重復(fù)接地電阻值≤10 Ω。

③零線上沒(méi)有設(shè)開(kāi)關(guān)和熔斷器。

④零線截面為銅排100×10等于相線截面。

改造前不符合的條件如下：

變壓器出線側(cè)接地母線的截面為24 mm2的扁鐵，焊接、布置等不符合要求。需改造如下：

①接地母線采用鍍鋅扁鐵，不小于40×4，焊接牢固，采用搭焊接，搭接部分扁鐵為其寬度的2倍。

②變壓器本體雙接地。

③將扁鋼引入室內(nèi)距地面300 mm高與墻平行敷設(shè)1～2 m固定。

④對(duì)該變壓器供電范圍內(nèi)所有用電設(shè)備進(jìn)行排查，確保所有電氣設(shè)備的金屬外殼均與變壓器零線相接。

2）其他地點(diǎn)。

因生活變與生產(chǎn)變共用，高壓與低壓共用，接地電阻達(dá)不到0.5 Ω要求，機(jī)修車(chē)間、木場(chǎng)、壓風(fēng)機(jī)房等機(jī)電硐室采用保護(hù)接地方式。但機(jī)修車(chē)間、木場(chǎng)的用電設(shè)備處，操作臺(tái)可制作絕緣臺(tái)，工作時(shí)，人員站在上面，小負(fù)荷的，還可按用電設(shè)備本著“一機(jī)一閘一漏”原則設(shè)置，這樣的話，保護(hù)接地就可達(dá)到保護(hù)效果。

6結(jié)束語(yǔ)

方莊二礦洗煤廠供電系統(tǒng)接地制式由保護(hù)接地變更為保護(hù)接零系統(tǒng)后，當(dāng)有電氣設(shè)備漏電時(shí)，就形成單相接地短路，大的短路電流使保護(hù)迅速動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘，中斷供電，保護(hù)了人身安全，極大的提高了供電安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]顧永輝.煤礦電工手冊(cè)第二分冊(cè)礦井供電(下)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.

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[4]電工作業(yè)安全技術(shù)[M].北京：氣象臺(tái)出版社，2003.

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