1.3　安全用电常识

随着国民经济中各行各业电气化、自动化水平不断提高，从家庭到办公室，从学校到工矿企业，几乎没有不用电的场所。电气事故是现代社会不可忽视的灾害之一，安全用电是最重要的基本常识。如果不掌握必要的安全用电知识，操作中缺乏足够的警惕，就可能发生人身、设备事故。

在使用电能的长期实践中，人们总结积累了安全用电的经验。我们应该掌握必要的知识，首先要学会保护人身安全，掌握安全用电知识和触电急救的正确方法。

1.3.1　触电对人体的危害

发生触电事故后，人体受到的伤害分为电击和电伤两类。

1.电击

电击是指电流通过人体内部，影响呼吸、心脏和神经系统，造成人体内部组织的损坏乃至死亡，即其对人体的危害是体内的、致命的。它对人体的伤害程度与通过人体的电流的大小、通电时间、电流途经及电流性质有关。人体触及带电导体、漏电的外壳，以及因雷击或电容器放电等都可能导致电击。触电事故基本上都是电击造成的。

按照发生电击时电气设备的状态，电击可分为直接触电击和间接触电击。直接触电击是触及设备和线路正常运行时的带电体发生的电击，如误触接线端子发生的电击。间接触电击是触及正常设备及正常状态下不带电，而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。

2.电伤

电伤是指由于电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的危害，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。电伤是由于发生触电而导致的人体外表创伤。它对人体的危害一般是体表的、非致命的。

（1）电烧伤：指由于电流的热效应灼伤人体皮肤、皮下组织、肌肉，甚至神经等，其表面现象是发红、起泡、烧焦、坏死等。它又可以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造成的伤害。电流灼伤一般发生在低压设备或低压线路上。电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害。高压电弧的烧伤比低压电弧的烧伤严重，直流电弧的烧伤比工频交流电弧的烧伤严重。

（2）电烙伤：指由于电流的机械效应或化学效应，而造成人体触电部位的外部伤痕，如皮肤表面的肿块等。

（3）皮肤金属化：指由于电流的化学效应，在电弧高温的作用下，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：指电流作用于人体时，由于中枢神经反射、肌肉强烈收缩、体内液体汽化等作用导致的机体组织断裂、骨折等伤害。

（5）电光眼：指发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。电光眼表现为角膜炎或结膜炎。

3.影响触电危害程度的因素

触电对人体的危害程度与电击强度、通电时间、电流的途径、电流的性质及人体自身条件等因素有关。其中，通过人体电流的大小和通电时间是起决定作用的因素。

（1）电击强度

电击强度是指通过人体的电流与通电时间的乘积。一定限度的电流（小于0.7mA）不会对人体造成损伤。通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，感觉越强烈，引起心室颤动所需的时间越短，致命的危险性就越大。电流对人体的作用如表1-1所示。

（2）电流的途径

电流通过人体，严重干扰人体的正常生物电流，如果不经过人脑、心、肺等重要部位，除了电击强度较大时会造成内部烧伤外，一般不会危及生命。电流流过心脏会引起心室颤动，较大的电流还会使心脏停止跳动；电流流过大脑，会造成脑细胞损伤，使人昏迷，甚至造成死亡；电流流过神经系统，会导致神经紊乱，破坏神经系统正常工作；电流流过呼吸系统可导致呼吸停止；电流流过脊髓可造成人体瘫痪等。

（3）电流的性质

电流的性质不同对人损伤也不同。直流电易使心脏颤动，人体忍受电流的电击强度要稍微高一些，一般引起电伤。静电因随时间很快减弱，没有足够量的电荷，虽然电压可能很高但能维持的电流极小，一般不会导致严重后果。交流电则会导致电伤与电击同时发生，危险性大于直流电，特别是40～100Hz的交流电对人体最危险，人们日常使用的市电正是在这个危险的频段（我国为50Hz）。但是，当交流电频率达到20000Hz时，对人危害很小，用于理疗的一些仪器采用的就是这个频段。另外电压越高，危险性越大。

（4）人体自身条件

人体自身条件包括人体电阻、年龄、性别、皮肤完好程度及情绪等。人体电阻包括皮肤电阻和体内电阻，是一个不确定的电阻，皮肤干燥的时候电阻可呈现100kΩ以上，而一旦潮湿，电阻可降到1kΩ以下。人体还是一个非线性电阻，随着电压升高，电阻值减小，如表1-2所示。安全电压是对人体皮肤干燥时而言的，因此，倘若人体出汗，又用湿手接触36V的电压时，同样会受到电击，此时安全电压也不安全了。

4.触电的方式

人体触电主要原因有直接触电、间接触电、静电触电和跨步电压触电。直接触电又分为单相触电和双相触电2种。

（1）单相触电

人某一部分触及带电设备或线路中的某一相导体时，一相电流通过人体经大地回到中性点，人体承受相电压。绝大多数触电事故都属于这种形式，如图1-2所示。大部分触电事故都是单相触电事故，单相电击的危害程度除与带电高低、人体电阻、鞋和地面状态等因素有关外，还与人体离接地点的距离以及配电网对地允许方式有关。

（2）双相触电

双相触电是指人体两处同时触及两相带电体而发生的触电事故。这种形式的触电，加在人体的电压是电源的线电压（380V），电流将从一相导线经人体流入另一相导线，如图1-3所示。双相触电的危害主要取决于带电体之间的电压和人体电阻，双相触电的危险性比单相触电高，漏电保护装置对两相电击是不起作用的。

（3）静电触电

在检修电气或科研工作中有时发生电气设备已断开电源，但由于设备中高压大容量电容的存在而导致在接触设备某些部分时发生触电，这样的现象是静电触电。静电触电是由于放电时产生的瞬间冲击电流，通过人体造成的伤害，这类触电有一定的危险，容易被忽略，因此要特别注意。

（4）跨步电压触电

在故障设备附近，当带电体接地时（如电线断落在地上），有电流向大地扩散，其电位分布以接地点为圆心向圆周扩散，在不同位置形成电位差。若人站在这个区域内，则两脚之间的电压，称为跨步电压，由此所引起的触电称为跨步电压触电。跨步电压的大小受接地电流大小、鞋和地面特征、两脚之间的跨距、两脚的方位以及离接地点的远近等因素影响，如图1-4所示。

1.3.2　安全用电技术

交流安全电压在任何情况下有效值不超过50V，直流安全电压为72V，我国规定的安全电压等级是42V、36V、24V、12V、6V。一般情况下36V为常用安全电压，但在潮湿的环境下安全电压在24V甚至以下。当电压超过24V时，必须采取防止直接接触带电体的保护措施。在日常生活和工作中要建立安全用电意识，时刻保持触电警惕性，养成安全操作用电设备的习惯，正确运用安全用电技术，不断提高安全用电的水平，防止触电事故发生。

在低压配电系统中，有变压器中性点接地和不接地两种系统，相应的措施有接地保护和接零保护2种方式。

1.接地保护

电气设备的任何部分与土壤做良好的电气连接，称为接地。与土壤直接接触的金属称为接地体。用于连接接地体和电气设备的导线，称为接地线。这里的“接地”同电子电路中简称的“接地”（在电子电路中，“接地”是指接公共参考电位“零点”）不是一个概念，这里是真正地接大地。保护接地是将电气设备外壳上的金属部分与接地体做良好的电气连接。

对于采用接地保护的电气设备，在相线绝缘破损使设备金属外壳带电的情况下，人接触金属外壳的同时，短路电流从两条通路流走，一条接地线，另一条是人体。接地线的电阻通常小于4Ω，而人体的电阻一般为500Ω左右，短路电流绝大部分从接地线流走，从而实现对人的保护。接地保护示意图如图1-5所示。

2.接零保护

对变压器中性点接地系统（现在普遍采用电压为380V/220V三相四线制电网）来说采用外壳接地已不足以保证安全。在实际应用中，由于人体电阻远大于设备的接地电阻，如果人体表面受到的电压就是相线与外壳短路时外壳的对地电压，该电压将达到一定的值，对人体来说是不安全的。因此，在这种系统中，应采用接零保护。在低压供电系统中，接地的中性线称为零线。接零保护是将正常情况下不带电的电气设备的金属外壳接到零线上。

对于采用接零保护的电气设备，在相线绝缘破损且接触到金属外壳时，相线和零线通过金属外壳形成碰壳短路。短路电流将故障相熔断或启动其他保护元器件切断电源，实现保护功能。这种采用接地保护的供电系统，除工作接地外，还必须有重复接地保护，如图1-6所示。

图1-7所示为民用220V供电系统的保护零线和工作零线。在一定距离和分支系统中，必须采用重复接地，这些属于电工安装中的安全规则，电源线必须按有关规定制作。应注意的是这种系统中的接零保护必须是接到保护零线上，而不能接到工作零线上。保护零线同工作零线，虽然它们对地的电压都是0V，但保护零线上是不能接熔断器和开关的，而工作零线上则根据需要可接熔断器及开关。这对有爆炸、火灾危险的工作场所为减轻过负荷的危险是必要的。图1-8所示为室内有保护零线时，用电器外壳采用接零保护的接法。

3.漏电保护开关

漏电保护开关又称触电保护开关，是一种保护切断型的安全技术，它比保护接地或保护接零更灵敏，更有效。

漏电保护开关有电压型和电流型两种，其工作原理有共同性，即都可把它看作是一种灵敏继电器，如图1-9所示，检测器JC控制S的通断。对电压型而言，JC检测用电器对地电压；对于电流型JC检测用电器漏电流，超过安全值即控制S动作切断电源。

目前发展较快、使用广泛的是电流型保护开关，电流型保护开关不仅能防止人体触电而且能防止漏电造成的火灾，可用于中性点接地系统，也可用于中性点不接地系统，还可单独使用，也可与接地保护、接零保护共同使用，而且安装方便。选择漏电保护开关一定要注重产品的质量。要选择经国家电工产品认证委员会认证，带有安全标志的产品。

4.过限保护

上述接地、接零保护以及漏电保护开关主要解决电器外壳漏电及意外触电问题。另有一类故障表现为电器并不漏电，但由于电器内部元器件、部件故障，或由于电网电压升高引起电器电流增大，温度升高，超过一定限度，结果导致电器损坏甚至引起电气火灾等严重事故。对这一种故障，目前有自动保护元器件和装置。这类元器件和装置有以下几种：

（1）过压保护装置

过压保护装置有集成过压保护器和瞬变电压抑制器。

集成过压保护器是一种安全限压自控部件，如图1-10所示，使用时并联于电源电路中。当电源正常工作时功率开关断开。一旦设备电源失常或失效超过保护阈值，采样放大电路将使功率开关闭合、电源短路，使熔断器断开，保护设备免受损失。

瞬变电压抑制器（TVP）是一种类似稳压管特性的二端器件，但比稳压管响应快，功率大，能“吸收”高达数千瓦的浪涌功率。图1-11所示为TVP的电路接法。选择合适的TVP就可保护设备不受电网或意外事故产生的高压危害。

（2）温度保护装置

电器温度超过设计标准是造成绝缘失效，引起漏电、火灾的关键。温度保护装置除传统的温度继电器外，还有一种新型有效而且经济实用的元器件——热熔断器。热熔断器的外形如同一只电阻器，可以串联在电路中，置于任何需要控制温度的部位，正常工作时相当于一只阻值很小的电阻器，一旦电器温度超过阈值，立即熔断，从而切断电源回路。

（3）过流保护装置

用于过流保护的装置和元器件主要有熔丝、电子继电器及聚合开关，它们串联在电源回路中以防止意外电流超限。熔丝用途最普遍，主要特点是简单、廉价；不足之处是反应速度慢而且不能自动恢复。电子继电器过流开关，也称电子熔丝，反应速度快、可自行恢复，但较复杂、成本高，在普通电器中难以推广。

1.3.3　电子装接操作安全

电子装接操作泛指工厂规模化生产以外的各种电子电器操作，如电器维修、电子实验、电子产品研制、电子工艺实习以及各种电子制作等。

1.用电安全

尽管电子装接工作通常称为“弱电”工作，但实际工作中免不了接触“强电”。一般常用的电动工具（电烙铁、电钻、电热风机等）、仪器设备和制作装置大部分需要接市电才能工作，因此用电安全是电子装接工作的首要关注点。实践证明以下三点是安全用电的基本保证。

（1）安全用电观念

增强安全用电的观念是安全的基本保证。任何制度、任何措施，都是由人来贯彻执行的，忽视安全是最危险的隐患。

（2）基本安全措施

工作场所的基本安全措施是保证安全的物质基础。基本安全措施包括以下几条：

①工作场所电源必须符合电气安全标准。

②工作场所总电源上一定要装有漏电保护开关。

③使用符合安全要求的低压电器（包括电线、插座、开关、电动工具、仪器仪表等）。

④工作室或工作台上有便于操作的电源开关。

⑤从事电力电子技术工作时，工作台上应设置隔离变压器。

⑥调试、检测较大功率电子装置时工作人员不少于两人。

（3）养成安全操作习惯

习惯是一种下意识的、不经思索的行为方式，安全操作习惯可以经过培养逐步形成，并使操作者终身受益。主要安全操作习惯有以下几个：

①人体触及任何电气装置和设备时要先断开电源。断开电源一般指真正脱离电源系统（如拔下电源插头、断开闸刀开关或断开电源连接线），而不仅是断开设备电源开关。

②测试、装接电力线路采用单手操作。

③触及电路的任何金属部分之前都应进行安全测试。

2.机械损伤

在电子装接工作中机械损伤比在机械加工中要少得多，但是如果放松警惕、违反安全规程仍然存在一定的危险。例如，戴手套或者披散长发操作钻床是违反安全制度和操作规程的，实践中曾发生手臂和头发被高速旋转的钻具卷入，造成严重伤害的事故。再如，使用螺丝刀紧固螺钉可能打滑伤及自己的手；剪断印制电路板上的元器件引线时，线段飞射打伤眼睛等事故都曾发生。只要严格遵守安全制度和操作规程，树立牢固的安全保护意识，这些事故是完全可以避免的。

3.防止烫伤

烫伤在电子装接工作中是频繁发生的一种安全事故，这种烫伤一般不会造成严重后果，但也会给操作者造成伤害。只要注意操作安全，烫伤是完全可以避免的。造成烫伤的原因及防止措施如下：

（1）接触过热固体

①电烙铁和电热风枪。电烙铁为电子装接必备的工具，通常烙铁头表面温度可达400～500℃，而人体所能耐受的温度一般不超过50℃。工作中电烙铁应放置在烙铁架上并置于工作台右前方。观测烙铁温度可用烙铁熔化松香，不要直接用手触摸烙铁头。

②电路中发热电子元器件，如变压器、大功率器件、电阻器、散热片等。特别是电路发生故障时有些发热器件可达几百摄氏度高温，如果在通电状态下触及这些元器件不仅可能造成烫伤，还可能有触电危险。

（2）过热液体烫伤

电子装接工作中接触到的主要有熔化状态的焊锡及溶液（如腐蚀印制电路的加热腐蚀液）。

（3）电弧烧伤

电弧温度可达数千摄氏度，对人体损伤极为严重。电弧烧伤常发生在操作电气设备过程中，例如较大功率电器不通过启动装置而直接接到刀开关上，当操作者用手去断开刀开关时，由于电路感应电动势（特别是电感性负载，如电动机、变压器等）在刀开关瞬间可产生数千甚至上万伏高电压，因此击穿空气而产生的强烈电弧容易烧伤操作者。

1.3.4　触电急救与电气消防

1.触电急救

发生触电事故，千万不要惊慌失措，必须用最快的速度使触电者脱离电源。要记住当触电者未脱离电源前本身就是带电体，同样会使抢救者触电。脱离电源最有效的措施是拉闸或拔出电源插头，如果一时找不到或来不及找的情况下可用绝缘物（如带绝缘柄的工具、木棒、塑料管等）移开或切断电源线，关键是要快，同时保证自己的安全。

脱离电源后如果病人呼吸、心跳尚存，应尽快送医院抢救；若心跳停止应采用人工心脏按压法维持血液循环；若呼吸停止应立即做口对口人工呼吸；若心脏、呼吸全停止，则应同时采用上述两种方法，并向医院告急求救。

2.电气消防

发生电气火灾后，进行电气消防时要注意以下几点：

（1）发现电子装置、电气设备、电缆等冒烟起火，要尽快切断电源（拉电源总开关或将失火电路断开）。

（2）使用砂土、二氧化碳或四氯化碳等不导电灭火介质，忌用泡沫或水进行灭火。

（3）灭火时不可将身体或灭火工具触及导线和电气设备。