基于HYAD-01安全用電技能實(shí)訓(xùn)裝置的模擬觸電實(shí)訓(xùn)
1觸電事故傷害類(lèi)型
在日常生活的用電過(guò)程中,如果使用者不懂得安全用電的常識(shí)和規(guī)范,就會(huì)對(duì)人身造成觸電傷害。觸電泛指人體觸及帶電體,帶電體上的電流流過(guò)人體,對(duì)人體造成差別化的傷害。
觸電事故可分成兩種:電擊、電傷。
人接觸帶電體(設(shè)備外殼漏電、雷擊、電容放電)時(shí),電流可能流經(jīng)人的心臟、神經(jīng)、肺臟,從而對(duì)這些臟器的正常機(jī)能造成差別化的傷害,這種觸電形式稱(chēng)為電擊。
人接觸帶電體時(shí),電流對(duì)人體造成燒燙傷、皮膚金屬化、電烙印等不同臨床表現(xiàn)的癥狀,這種觸電形式稱(chēng)為電傷。這是受到電流的熱、化學(xué)、機(jī)械等效應(yīng)的影響。
2觸電事故的形式
(1)單相觸電:人體某部位接觸帶電體的一相線,電流穿過(guò)人體注入大地,經(jīng)大地回流至上一級(jí)變壓器中性點(diǎn)接地。當(dāng)發(fā)生單相觸電時(shí),加在人身體的電壓最大值是相電壓,其危險(xiǎn)水平與電網(wǎng)運(yùn)作的方式有關(guān)。在中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中,由于人的電阻遠(yuǎn)大于中性點(diǎn)接地電阻,電壓基本全部加在人體上:而中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中,電源設(shè)備的對(duì)地絕緣電阻較大,流經(jīng)人體的電流較小。所以,在中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中發(fā)生單相觸電事故要比在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中造成的傷害大。
(2)兩相觸電:人身不同的兩處部位同時(shí)接觸帶電體的兩相,加在人身上的電壓是危害性最大的線電壓。
(3)跨步電壓觸電:當(dāng)電氣設(shè)備產(chǎn)生接地短路故障時(shí),電流流入大地形成電位分布,當(dāng)人雙腳踏入電位分布區(qū)域,雙腳之間形成電位差,叫作跨步電壓。
除電氣設(shè)備外,高壓輸電的架空線掉落也會(huì)形成跨步電壓,掉落地點(diǎn)與帶電導(dǎo)線電勢(shì)相同,電流從帶電導(dǎo)線的墜落點(diǎn)向外擴(kuò)散,于是以帶電導(dǎo)線墜落點(diǎn)為中心,形成一個(gè)電位分布區(qū)域,人或家畜在距墜落點(diǎn)8~10m以?xún)?nèi),就有可能發(fā)生觸電事故。
3實(shí)訓(xùn)目的
了解人體發(fā)生單相觸電、兩相觸電的具體原理,了解跨步電壓如何產(chǎn)生,從而進(jìn)一步思考采取何種措施預(yù)防此類(lèi)觸電事故的發(fā)生。
4實(shí)訓(xùn)設(shè)備
HYAD-01安全用電技能實(shí)訓(xùn)裝置由實(shí)訓(xùn)工作臺(tái)和實(shí)訓(xùn)掛箱組成,可根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的不同選擇不同的實(shí)訓(xùn)掛箱來(lái)完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。本實(shí)訓(xùn)選用的功能單元如下:
(1)三相五線電源輸出單元。用于在實(shí)訓(xùn)中向用電回路供電,可提供220m、340m兩種電壓等級(jí),使用前應(yīng)檢查急停旋鈕是否處在正常狀態(tài):檢查保險(xiǎn)座中的保險(xiǎn)管是否有燒斷的情況,如果發(fā)現(xiàn)有保險(xiǎn)管燒斷,應(yīng)及時(shí)告知指導(dǎo)教師進(jìn)行更換。
(2)安全隔離變壓器單元。在連接的實(shí)訓(xùn)線路中為學(xué)生提供安全的220m電壓。
(3)模擬供電系統(tǒng)單元。
(4)低壓模擬供電系統(tǒng)單元。
(5)模擬人體觸電單元。
(6)模擬跨步電壓?jiǎn)卧?
(7)連接導(dǎo)線若干、萬(wàn)用表、節(jié)能燈等。
5實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
使用所給的實(shí)訓(xùn)設(shè)備連接線路,分別模擬人體單相、兩相和跨步電壓觸電的形式,并觀察現(xiàn)象。
(1)按照?qǐng)D1所給出的電路圖接線,模擬單相觸電形式,步驟如下:
1)將220m交流電從三相五線電源輸出單元上接出,U、m、W三個(gè)相線端任選其中一端連接到實(shí)訓(xùn)掛箱四模擬供電系統(tǒng)中空氣開(kāi)關(guān)的L端,N端連接到空氣開(kāi)關(guān)的N端。
2)將實(shí)訓(xùn)掛箱四模擬供電系統(tǒng)中空氣開(kāi)關(guān)的L1、N1端連接到模擬人體觸電單元的單相觸電模型上。
3)用萬(wàn)用表測(cè)量出人體單相觸電時(shí)的觸電電壓:再用萬(wàn)用表測(cè)量出當(dāng)發(fā)生單相觸電時(shí),流經(jīng)人體單相觸電模型的電流。
(2)按照?qǐng)D2所示線路圖接線,模擬兩相觸電形式,步驟如下:
1)將340m交流電從三相五線電源輸出單元上接出,U、m、W三端接到低壓模擬供電系統(tǒng)單元340m/220m變壓器一次側(cè)的U、m、W端。
2)將340m/220m變壓器二次側(cè)的U、m、W端任選兩相與人體觸電單元兩相觸電模型相連。
3)用萬(wàn)用表測(cè)量出人體兩相觸電時(shí)的觸電電壓:再用萬(wàn)用表測(cè)量出當(dāng)發(fā)生兩相觸電時(shí),流經(jīng)人體兩相觸電模型的電流。
(3)根據(jù)所給實(shí)訓(xùn)設(shè)備及圖3連接回路,測(cè)量跨步電壓值(從中心點(diǎn)o到各電位點(diǎn)之間的電壓值)。步驟如下:
1)將220V交流電從三相五線電源輸出單元上接出,U、V、w三個(gè)相線端選其中一端連接到實(shí)訓(xùn)掛箱一安全隔離變壓器一次側(cè)L端,N端(零線端)連接到隔離變壓器一次側(cè)N端。
2)將安全隔離變壓器二次側(cè)L1、N1端分別連接到實(shí)訓(xùn)掛箱二模擬跨步電壓?jiǎn)卧狶、N端。
3)閉合電源空氣開(kāi)關(guān),按下啟動(dòng)按鈕,將隔離變壓器一次側(cè)開(kāi)關(guān)閉合。
4)閉合跨步電壓模擬單元上的開(kāi)關(guān),用萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量從跨步電壓模擬單元的中心點(diǎn)o分別到各電位點(diǎn)的電壓值。
6預(yù)防觸電的措施
為了防止觸電事故的發(fā)生,除必須遵守操作規(guī)程、正確安裝和使用電氣設(shè)備或器材之外,還應(yīng)該采取保護(hù)接地、保護(hù)接零和漏電開(kāi)關(guān)等安全措施。
6.1保護(hù)接地
將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼和埋入地下并與其周?chē)嗤两佑|良好的金屬接地體相連接,稱(chēng)為保護(hù)接地,接地電阻是接地體對(duì)地電阻和接地線電阻之和,電壓低于1000V的系統(tǒng),接地電阻一般不大于4Q。
當(dāng)絕緣破損或因漏電使電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí),如果沒(méi)有保護(hù)接地,則金屬外殼上所帶的電壓大小為相電壓值。采用保護(hù)接地后,因接地電阻小,故金屬外殼的電位應(yīng)接近地電位,絕大部分漏電電流經(jīng)過(guò)接地導(dǎo)體流入大地,流經(jīng)人體的電流幾乎為零,可使人體避免被漏電電流所傷害。
6.2保護(hù)接零
保護(hù)接零就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼接到三相四線制的零線上,當(dāng)因絕緣損壞而導(dǎo)致電氣設(shè)備某一相與外殼接觸時(shí),就發(fā)生了單相短路,該保護(hù)裝置就開(kāi)始動(dòng)作(例如熔斷器的熔絲熔斷),因而外殼不再帶電。保護(hù)接零導(dǎo)線中不可以裝設(shè)熔斷器。
保護(hù)接零適用于中性點(diǎn)接地的三相四線制供電系統(tǒng),但在三相四線制不平衡負(fù)載系統(tǒng)中,由于零線上的電流不為零,因而零線對(duì)地電位不為零。為了使保護(hù)更為安全可靠,有時(shí)專(zhuān)門(mén)從電源中性點(diǎn)引出一條零線用于保護(hù)接零,此時(shí)應(yīng)將設(shè)備外殼接在這條保護(hù)零線上,這種供電系統(tǒng)有三條相線、一條工作零線和一條保護(hù)零線,稱(chēng)為三相五線制。
6.3漏電保護(hù)裝置
保護(hù)接地和保護(hù)接零一般可以有效地防止觸電,但仍不能保證絕對(duì)安全,最好采取漏電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。通常操作手持電動(dòng)工具、移動(dòng)電器的工作人員,均需配有漏電保護(hù)裝置,以保證安全。電壓低的用電設(shè)備在電源進(jìn)線處安裝漏電保護(hù)裝置,可以有效防止操作時(shí)發(fā)生觸電事故。
漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流選擇,可以根據(jù)負(fù)荷的大小來(lái)確定,但并非是漏電電流整定值選得越小就越安全:選得過(guò)小時(shí),漏電保護(hù)裝置靈敏度高,頻繁動(dòng)作會(huì)影響正常供電和漏電保護(hù)裝置的使用壽命。一般的場(chǎng)合,選用工作電流為0~30mA、動(dòng)作時(shí)間為0.1s的漏電開(kāi)關(guān):如果是在危險(xiǎn)的工作環(huán)境下,最好選擇工作電流為10~30mA的漏電保護(hù)裝置。
7結(jié)語(yǔ)
通過(guò)進(jìn)行模擬觸電實(shí)訓(xùn),學(xué)生能夠?qū)?dǎo)致人體觸電的原理有更進(jìn)一步的理解,同時(shí)掌握一些預(yù)防觸電的措施,從而減少觸電事故的發(fā)生,為人身安全提供有效的保障。