【正文】 接地故障回路阻抗，Ω，它包括故障電流所流經(jīng)的相線、PE線和變壓器的阻抗，故障處因被熔焊，不計(jì)其阻抗； 　　Ｕo──相線對(duì)地標(biāo)稱電壓，在我國(guó)為220Ｖ。這時(shí)接觸電壓只是故障電流分流在一小段局部等電位聯(lián)結(jié)線mBLq段上的電壓降，將大大小于50V。Id在電源的接地極上將產(chǎn)生電壓降IdRB，此電壓即電源中性點(diǎn)對(duì)地的故障電壓。 　　如果設(shè)備在無(wú)等電位聯(lián)結(jié)的戶外，而故障電壓超過接觸電壓限值50Ｖ，將對(duì)人身構(gòu)成危害，為此應(yīng)使工作接地極的電阻RB與接地故障點(diǎn)電阻RE之比滿足下式 　　RB 50 　　—≤——— (15—4) 　　RE UO－50 　　　　RB 　　當(dāng) UO為220V時(shí) —≤ 　　RE 　　為此應(yīng)盡量降低RB以滿足此條件或?qū)敉獠糠指臑榫植縏T系統(tǒng)。 　　保護(hù)電器的選用 　　TN系統(tǒng)的接地故障多為金屬性短路，故障點(diǎn)被熔焊，故障電流較大，可利用原來(lái)作過負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)的過電流保護(hù)電器（熔斷器、低壓斷路器）及時(shí)動(dòng)作兼作接地故障保護(hù)，這是TN系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。不論采用何種保護(hù)電器，都必須設(shè)置專門的PE線。 　　基于以上要求，在電源線進(jìn)入建筑物內(nèi)電氣裝置處一般不必設(shè)置人工接地極，而宜盡量利用自然接地體作重復(fù)接地。現(xiàn)分別說明如下。 　　　　人或家畜觸及電氣設(shè)備的帶電部分，稱為直接接觸。直接接觸及間接接觸所造成的電擊稱為直接電擊和間接電擊。 　　　　（1）人體阻抗的組成　電擊電流大小由接觸電壓和人體阻抗所決定。人 　　體阻抗的組成如圖 4所示。皮膚上電極與皮膚下導(dǎo)電組織之間的阻抗即為皮膚阻抗 ZPl和 　　ZP2 ?，F(xiàn)將這些阻抗的特征說明如下： 　　　?、偃梭w內(nèi)阻抗 Zi　根據(jù)IEC測(cè)定的結(jié)果，Zi主要是電阻，只有少量電容，如圖 4中虛線所 　　示，其數(shù)值主要決定于電流路徑，一般與接觸面積關(guān)系不大，但當(dāng)接觸面積小到幾平方毫米數(shù)量 　　級(jí)時(shí)，內(nèi)阻抗才增大。接觸電壓在 50V 及以下時(shí)，皮膚阻抗值隨表面接觸面積、溫度、呼吸等顯著 　　變化；50～100V 時(shí)，皮膚阻抗降低很多；頻率增高時(shí)，皮膚阻抗也隨之降低；皮膚破損時(shí)，皮膚 　　阻抗可忽略不計(jì)。當(dāng)接觸電壓在 500V 及以下時(shí)，ZT值主要 　　決定于皮膚阻抗值；接觸電壓越高，ZT與皮膚阻抗關(guān)系越少；當(dāng)皮膚破損后，ZT值接近于人體內(nèi) 　　阻抗。該值限制短時(shí)脈沖電流峰值。 　　　　圖4　人體阻抗的組成　　 　　　　　?。?）人體阻抗與接觸狀況的關(guān)系　通常劃分為以下三類： 　　　?、?狀況 1　干燥或濕潤(rùn)的區(qū)域、干燥的皮膚、高電阻的地面，此時(shí)人體阻抗值： 　　　　　　　　Z1＝1000 ＋ ％?。é福?　　　　式中：1000──鞋襪和地面兩者電阻的隨機(jī)值，Ω 　　　　　 ──考慮了雙手至雙腳的雙重接觸情況 　　　　　 Z5％──5％ 分布秩，即 5％ 的人呈現(xiàn)此最小阻抗值，Ω 　　　?、?狀況 2　潮濕的區(qū)域、潮濕的皮膚、低電阻的地面，此時(shí)人體阻抗值： 　　　　　　　　Z2 = 200 = 200 +％　（Ω） 　　　　式中；200──較低的地面電阻值，不計(jì)鞋襪的電阻，Ω 　　　　③ 狀況 3　浸入水中的情況，此時(shí)皮膚電阻、環(huán)境介質(zhì)的電阻可忽略不計(jì)。 　　　　　　　　　　表1 為交流電流的安全電壓，IEC 規(guī)定直流（無(wú)紋波）的安全電壓為：在狀況 1，不大于 　　120V；在狀況 2，不大于 60V。 　　　　　　2．電擊效應(yīng) 　　　　　　（1）交流電流的電擊效應(yīng)　IEC 經(jīng)過多年的試驗(yàn)研究，認(rèn)為心室纖維性顫動(dòng)是電擊致死的主 　　要原因。圖5 　　中的數(shù)字表示興奮傳播的順序。此時(shí)發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)和 　　血壓降低，如電流足夠大將導(dǎo)致死亡。對(duì)于 15 ～100Hz 交流電 　　流，此值為 。當(dāng)流過人體的電流繼續(xù)增加時(shí)，人體電流 IB和電流流過的持續(xù)時(shí)間 t 的關(guān)系如圖 7所 　　示。當(dāng)電流為 500mA、時(shí)間為 100ms 　　時(shí)，產(chǎn)生心室纖維性顫動(dòng)的幾率為 14％。隨著 　　電流與時(shí)間的增加，可能發(fā)生心臟停跳、呼吸停止及嚴(yán)重?zé)齻?成國(guó)棟:200592 16:52:00　　在工業(yè)企業(yè)和民用建筑中，有不少電氣設(shè)備的使用頻率超過 100Hz，例如有些電動(dòng)工具和電焊 　　機(jī)，可用到 450Hz；電療設(shè)備大多數(shù)使用 4000～5000Hz；開關(guān)方式供電的設(shè)備則為 20kHz ～ 　　1MHz；微波及無(wú)線電設(shè)備還有使用更高的頻率的。但因?yàn)槭歉哳l電流，對(duì)人體的 　　感覺和對(duì)心臟的影響都比 100Hz 以下交流電小。在頻 　　率為 100Hz 以上直至 1000Hz 時(shí)，感覺閾值的頻率系數(shù)和擺脫閾值的頻率系數(shù)見圖 8；電擊持續(xù) 　　時(shí)間長(zhǎng)于心動(dòng)周期并以縱向電流流經(jīng)人體軀干時(shí)，心室纖維性顫動(dòng)閾值的頻率系數(shù)見圖 9。頻率在 1000Hz 以上直到 10000Hz 交流電的感覺閾值 　　的頻率系數(shù)和擺脫閾值的頻率系數(shù)見圖 10；心室纖維性顫動(dòng)閾值的頻率系數(shù)，IEC 還在考慮中。頻 　　率在 100kHz 以上時(shí)，既沒有擺脫閾值和心室纖維性顫動(dòng)閾值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)．也沒有這方面的事故 　　報(bào)告。 　　　　　　　　　?。?）直流電流的電擊效應(yīng)　電流對(duì)人體的效應(yīng)，例如刺激神經(jīng)和肌肉，引起心房或心室纖維 　　性顫動(dòng)等，與電流大小的變化有關(guān)，特別是在接通或斷開電流的時(shí)候。握持直流電器，事故時(shí)較易擺脫；當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 　　于心動(dòng)周期時(shí)，心室纖維性顫動(dòng)閾值比交流的閾值高得多。直流電流與具有相同誘發(fā)心室纖 　　維性顫動(dòng)幾率的等效交流電流（有效值）之比稱為直流／交流等效系數(shù)。圖中Ⅰ區(qū)通常無(wú)反應(yīng)性效應(yīng)；Ⅱ 區(qū)通常 　　無(wú)有害的生理效應(yīng)；Ⅲ區(qū)通常預(yù)期無(wú)器官損傷，隨電流幅值和時(shí)間而增加其嚴(yán)重程度，可能出現(xiàn) 　　心臟中興奮波的形成和傳導(dǎo)的可逆性紊亂；Ⅳ 區(qū)可能出現(xiàn)心室纖維性顫動(dòng)，隨電流幅值和時(shí)間增 　　加，除 Ⅲ區(qū)的效應(yīng)外，預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?zé)齻炔±砩硇?yīng)。如為向下電流，應(yīng)將電流乘以 2 的系數(shù)進(jìn)行換算。在該圖中，當(dāng)電流流過的持續(xù)時(shí)間小于 500ms 　　時(shí)，尚無(wú) Ⅱ 和 Ⅲ 區(qū)分界線的資料。在與測(cè)定交流電流感覺閾值相等條件下，直流電流 　　的感覺閾值約為 2mA。當(dāng)電流大干 300mA 時(shí)，可能擺脫不了， 　　或僅在電擊持續(xù)時(shí)間達(dá)幾秒或幾分種后才有可能擺脫不了。流經(jīng)人體的電流為 300mA 及以下橫向 　　電流持續(xù)幾分鐘時(shí)，隨著時(shí)間和電流增加，可能產(chǎn)生可逆性的心節(jié)律障礙。 　　　?。?）特殊波形電流的電擊效應(yīng)　　（3）特殊波形電流的電擊效應(yīng)　特殊波形電流在工業(yè)企 　　業(yè)和民用建筑所用的電氣設(shè)備中，有以下幾種，對(duì)于人體的電擊效應(yīng)分別說明如下： 　　?、?具有直流分量的交流電流的效應(yīng)　標(biāo)準(zhǔn)交流和直流的圖形如圖 12（a）及（b）所示、 　　具有直流分量的交流電流的波形如圖 12（c）所示，常用的半波整流及全波整流的波形如圖 13 　?。╝）及（b）所示。 　　　在討論心室纖維性顫動(dòng)閾值時(shí)，必須區(qū)別下列的電流量值：Irms 為合成波形電流的有效 　　值；Ip 為合成波形電流的峰值；Ipp 為合成波形電流的峰間值；Iev 為產(chǎn)生與所涉及波形在心室 　　纖維性顫動(dòng)方向有相同危險(xiǎn)的正弦電流的有效值，該值用來(lái)代替圖 7及圖 11中的人體電流 IB 以 　　估計(jì)心室纖維性顫動(dòng)的危險(xiǎn)。對(duì)于持續(xù)時(shí)間小于 的直流電擊，其閾 　　值等于圖 11中相應(yīng)的電流值。 　　　　如圖 13 所示的半波及全波整流的波形，由于電流峰值等于其峰間值，當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間大干 　　 倍心動(dòng)周期及小于 倍心動(dòng)周期時(shí)，Iev 分別為 Ipp／(2√2)= Ip／(2√2) 及 Ipp／√ 　　2 = Ip／√2 。因此可得半 　　波整流時(shí) Iev值分別為 Irms／√2 及 √2Irms；全波整流時(shí)，Iev 值分別為 Irms／2 及 　　Irms 。 　　　　　　　　　　這種波形的電流在產(chǎn)生感覺和阻止擺脫方面的效應(yīng)大致上與具有相同 Ip 的純交流電流相 　　同。 以上時(shí)，峰值隨著電流流通持續(xù)時(shí)間的減少而增加。Iev 為具有與所涉及的相應(yīng)波形電 　　流相同的有效值；當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間小于 倍心動(dòng)周期時(shí)，Iev 為具有與所涉及的相應(yīng)波形電 　　流相同峰值電流的有效值，如相位控制角在 120176。 　　　　對(duì)于不對(duì)稱控制，其所產(chǎn)生的電流，也可能有直流分量。相位控制角在 120176。 　　　?、劬哂卸嘀芷诳刂频慕涣麟娏鞯男?yīng)　具有多周期控制的交流電流的波形見圖 15所示。tp 為不傳導(dǎo)時(shí)問，ts＋tp 為工作周期。 　　I1rms 為電流傳導(dǎo)期間電流的有效值，即Ip／√2；I2rms為工作周期內(nèi)電流有效值，即 I1rms√ 　　p 。 　　　　心室纖維性顫動(dòng)閾值，IEC 在幼豬身上進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 16所示，對(duì)于人體，可作參 　　考。p接近 1 時(shí)，Iev為與同一持續(xù)時(shí) 　　間的正弦交流電流相同的有效值。 當(dāng) p在 1～ 的中間值時(shí)，如圖 16所示，流過人體的電流逐漸增大，致 　　使纖維 I1rms 與同一持續(xù)時(shí)間的正弦交流電流的有效值相同。這些脈沖當(dāng)其持續(xù)時(shí)間為 10ms 及以上時(shí)，對(duì)人體的效應(yīng)與圖 7 相同；對(duì)于 　　～10ms 持續(xù)時(shí)間的脈沖，其效應(yīng)按下列能量率來(lái)表征。 　　　　心室纖維性顫動(dòng)電荷率 Fq ：在給定的電流路徑、心臟時(shí)相等條件下，引起一定幾率的心室 　　纖維性顫動(dòng)短持續(xù)時(shí)間單向脈沖最小 It 值，以積分形式表示為 　　　　Fq =∫0tiidt 　　　　　　 成國(guó)棟:200592 16:52:00　　現(xiàn)以電容器放電為例。按指數(shù)衰減降到起初幅值 1／e = 倍所需的時(shí)間為時(shí)間常數(shù)T 。 　　　　電容器放電的感覺閾值和痛苦閾值取決于電極的形式、脈沖的電荷及其電流峰值。以能量率 Fe表示的痛苦閾值對(duì)于通過手腳的電流路徑及大接觸面積來(lái)說為(50～100) 　　106A2s 數(shù)量級(jí)（在圖 18中，如以面對(duì)圖的右側(cè)為東，則電容 C 按指向東北的對(duì)角線計(jì)量，能 　　量W按指向西北的對(duì)角錢計(jì)量。 　　　　心室纖維性顫動(dòng)閾值取決于脈沖電流的形式、持續(xù)時(shí)間及幅度、脈沖開始時(shí)的心臟時(shí)相、通 　　過人體的電流路徑及人的生理特征。圖 19示出心室纖維性顫動(dòng)的閾值，對(duì)于 50％ 的纖維性顫動(dòng)幾率， 　　Fq為 ，F(xiàn)e 則由脈沖持續(xù)時(shí)間 t1 = 4ms 時(shí)的 上升到 t1 = 1ms 時(shí)的 　　 。圖中 c1 曲線以下，無(wú)纖維性出動(dòng)；c1 曲線以上直到曲線 　　c2 以下，具有較低的心室纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)，幾率直到 5％；c2 曲線以上直到 c3 曲線以下，具 　　有中等纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)，幾率直到 50％ ；c3 曲線以上，具有高纖維性顫動(dòng)危險(xiǎn)，大于 50％ 幾 　　率。具有相同心室纖維性顫動(dòng)能量率及相同電擊持續(xù)時(shí)間的矩形脈沖、 　　正弦形脈沖及電容放電見圖 20。 　　3．直接電擊的防護(hù)措施 　　　　直接電擊保護(hù)又稱正常工作的電擊保護(hù)，也稱為基本保護(hù)，主要是防止直接接觸到帶電體，一般 　　采取以下措施。該絕緣的類型必須符合相應(yīng)電氣設(shè)備的標(biāo) 　　準(zhǔn)，且只能在遭到機(jī)械破壞后才能除去。一般的油漆、清漆、噴漆都不符合要求。 　　　?。?）用遙欄和外護(hù)物防護(hù)　外護(hù)物一般為電氣設(shè)備的外殼，是在任何方向都能起直接接觸保 　　護(hù)作用的部件。兩者的防護(hù)要求如下： 　　　　① 最低的防護(hù)要求　在電氣操作區(qū)內(nèi)，防護(hù)等級(jí)為 IP2X ，頂部則為 IP4X。在封閉的電氣操作區(qū)內(nèi)可不設(shè) 　　防護(hù)。 　　　?、?開啟成拆卸　必須使用鑰匙或工具，并設(shè)置聯(lián)鎖裝置，即當(dāng)開啟和拆卸遮欄或外護(hù)物時(shí)， 　　將其中可能偶然觸及的所有帶電部分的電源自動(dòng)切斷，直到遮欄或外護(hù)物復(fù)位后才能恢復(fù)電源。也可在帶電部分與遮欄、外護(hù)物之間插入隔 　　離網(wǎng)罩，當(dāng)開啟或拆卸遮欄或外護(hù)物時(shí)不會(huì)觸及帶電部分。網(wǎng)罩防護(hù)等級(jí)至少為 IP2X，且只有用鑰匙和工具才能移開。 　　　?。?）用阻擋物防護(hù)　阻擋物只能防護(hù)與帶電部分無(wú)意識(shí)接觸，但不能防護(hù)人們有意識(shí)接觸。阻擋物可不用鑰匙或工具拆除，但必須固 　　定以免無(wú)意識(shí)地移開。將帶電部分置于伸臂范圍以外可以防止無(wú)意 　　識(shí)地觸及。如兩部分相距不到 ，則認(rèn)為 　　是能夠同時(shí)觸及的。在正常工作時(shí)須手持大或長(zhǎng)的導(dǎo)電物體的地方，計(jì)算距離 　　時(shí)須計(jì)及該物體的外形尺寸。剩馀電流動(dòng)作整定值一般采用 30mA。自動(dòng)切 　　斷電源法可以最大限度地利用原有的過電流保護(hù)設(shè)備，且方法簡(jiǎn)單、投資最省，是一種常用的措 　　施。該類設(shè)備的絕緣外護(hù)物必須能承 　　受可能發(fā)生的機(jī)械、電或熱應(yīng)力，一般的油漆、清漆及類似物料的涂層不符合要求。 　　　?。?）采用非導(dǎo)電場(chǎng)所　在非導(dǎo)電場(chǎng)所內(nèi)，嚴(yán)禁有保護(hù)線，也不采取接地措施，因此可采用 　　0 級(jí)設(shè)備（這種設(shè)備只有基本絕緣，沒有保護(hù)接地手段）。 　　　?、?如達(dá)不到上述距離，則在兩導(dǎo)電部分之間設(shè)置絕緣阻擋物，使越過阻擋物的距離不小于 　　2m。 　　　　上述布置必須是永久性的，即使使用手?jǐn)y式或移動(dòng)式設(shè)備也必須能滿足上述要求；另外，還 　　應(yīng)采取措施使墻和地板不因受潮而失去原有電阻值，同時(shí)外部導(dǎo)電部分也不能從外部引入電位。局部等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)嚴(yán)禁通過外露導(dǎo) 　　電部分或外部導(dǎo)電部分與大