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据国家统计局的有关数据统计显示,中国每年因触电死亡的人数约八千人,年用电量与触电死亡人数的比值约是8亿kWh/人。美国每年触电死亡人数约400多人,年用电量与触电死亡人数的比值为100亿kWh/人,是中国的12.5倍,百万人口死亡率仅是中国的20%。可见中国的用电安全水平与国际先进水平相比还有较大的差距。中国触电死亡事故超过85%发生在低压配电网中,随着社会经济的发展与生活水平的提高,人民对用电安全提出了更高的要求。
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一、触电形式
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(一)直接触电
直接触电是人体直接接触带电导体引得的,包括正常运行的带电导体与坠落在地的导线。事实上,只有一少部分事故是人体与带电体有物理上的接触引起的,绝大部分事故是在人体或人所持导电物体接近带电导体时产生电弧放电引起的。
(二)间接触电
间接触电有接触电压与跨步电压触电两种形式。
(1)接触电压触电
人接触电气设备的外壳或接地线(如柱上开关的接地线)等原因造成的触电。如图1所示,当电气设备绝缘破坏时,在人手接触外壳时,人手接触处的电压为外壳对地电位Ud,人站立点地电位为Ug,二者之差即为接触电压Ut。接触电压超过安全电压时,造成人体有电流流过而触电。
(2)跨步电压触电
人在具有分布式电压的地面上活动时,因两脚之间的电压差触电。如图2所示,人进入分布式电位的区域时,靠近接地极的一只脚的电位为U1,另一只脚的电位为U2,两者之差为跨步电压Ust。跨步电压超过安全值时,便会发生触电事故。
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图2 跨步电压触电示意图
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(3)水中触电
水上乐园、游泳池、洗浴中心等休闲娱乐场所中的人工造浪、水力按摩、冲浪浴、桑拿浴、水下彩灯、喷泉等设施,都大量使用着各种电气设备和灯具。这些设备多数浸在水中,一旦发生漏电,后果就十分严重,加上二次事故(溺水),极易引起群死群伤事故。另外,在雷雨季节,因公共设施遭受水淹导致的触电事故也屡见不鲜,如广告牌插座被淹漏电,路灯漏电触电事故。
二、触电生理现象
(一)触电伤害的形式
触电受到的伤害,包括电击与电伤两种形式。
(1)电击
指电流通过人体,产生强烈的刺激,是人体内部组织的正常机能受到破坏,发生肌肉收缩,引起心室纤维性颤动、心脏麻痹与呼吸中枢衰竭等。绝大部分触电死亡事故都是由电击造成的。
(2)电伤
(二)电流的人体效应
不同的电流对人体的影响不同,国际电工委员会(IEC)根据统计资料给出了15-100Hz交流电流流过人体时电流-时间效应分区图,如图3所示。图中A、B、C三条曲线将电流对人体的不同效应分成四个区。
图3 交流电流流过人体时电流-时间效应分区图
三、触电保护技术
(一)剩余电流保护配置模式
剩余电流应采用分级保护。分级保护方式的选择应根据用电负荷和线路具体情况、被保护设备和场所的需要配置,一般由总保护、中级保护、末端保护组成两级或三级保护。
(1)TT系统
图5TT系统保护配置示意图
(2)TN-C-S系统
图6TN-C-S系统保护配置示意图
(3)TN-C系统
图7TN-C系统保护配置示意图
(二)提高剩余电流保护应用水平的措施
目前我国低压配电系统还存在没有按国家标准的要求安装RCD、安装的RCD投运率低等问题,剩余电流保护没有发挥应有的触电保护作用,需从以下几个方面采取措施。