基于HYAD-01安全用电技能实训装置的模拟触电实训

1触电事故伤害类型

在日常生活的用电过程中,如果使用者不懂得安全用电的常识和规范,就会对人身造成触电伤害。触电泛指人体触及带电体,带电体上的电流流过人体,对人体造成差别化的伤害。

触电事故可分成两种:电击、电伤。

人接触带电体(设备外壳漏电、雷击、电容放电)时,电流可能流经人的心脏、神经、肺脏,从而对这些脏器的正常机能造成差别化的伤害,这种触电形式称为电击。

人接触带电体时,电流对人体造成烧烫伤、皮肤金属化、电烙印等不同临床表现的症状,这种触电形式称为电伤。这是受到电流的热、化学、机械等效应的影响。

2触电事故的形式

(1)单相触电:人体某部位接触带电体的一相线,电流穿过人体注入大地,经大地回流至上一级变压器中性点接地。当发生单相触电时,加在人身体的电压最大值是相电压,其危险水平与电网运作的方式有关。在中性点接地电网中,由于人的电阻远大于中性点接地电阻,电压基本全部加在人体上:而中性点不接地电网中,电源设备的对地绝缘电阻较大,流经人体的电流较小。所以,在中性点接地电网中发生单相触电事故要比在中性点不接地的电网中造成的伤害大。

(2)两相触电:人身不同的两处部位同时接触带电体的两相,加在人身上的电压是危害性最大的线电压。

(3)跨步电压触电:当电气设备产生接地短路故障时,电流流入大地形成电位分布,当人双脚踏入电位分布区域,双脚之间形成电位差,叫作跨步电压。

除电气设备外,高压输电的架空线掉落也会形成跨步电压,掉落地点与带电导线电势相同,电流从带电导线的坠落点向外扩散,于是以带电导线坠落点为中心,形成一个电位分布区域,人或家畜在距坠落点8~10m以内,就有可能发生触电事故。

3实训目的

了解人体发生单相触电、两相触电的具体原理,了解跨步电压如何产生,从而进一步思考采取何种措施预防此类触电事故的发生。

4实训设备

HYAD-01安全用电技能实训装置由实训工作台和实训挂箱组成,可根据实训项目的不同选择不同的实训挂箱来完成实训内容。本实训选用的功能单元如下:

(1)三相五线电源输出单元。用于在实训中向用电回路供电,可提供220m、340m两种电压等级,使用前应检查急停旋钮是否处在正常状态:检查保险座中的保险管是否有烧断的情况,如果发现有保险管烧断,应及时告知指导教师进行更换。

(2)安全隔离变压器单元。在连接的实训线路中为学生提供安全的220m电压。

(3)模拟供电系统单元。

(4)低压模拟供电系统单元。

(5)模拟人体触电单元。

(6)模拟跨步电压单元。

(7)连接导线若干、万用表、节能灯等。

5实训内容

使用所给的实训设备连接线路,分别模拟人体单相、两相和跨步电压触电的形式,并观察现象。

(1)按照图1所给出的电路图接线,模拟单相触电形式,步骤如下:

1)将220m交流电从三相五线电源输出单元上接出,U、m、W三个相线端任选其中一端连接到实训挂箱四模拟供电系统中空气开关的L端,N端连接到空气开关的N端。

2)将实训挂箱四模拟供电系统中空气开关的L1、N1端连接到模拟人体触电单元的单相触电模型上。

3)用万用表测量出人体单相触电时的触电电压:再用万用表测量出当发生单相触电时,流经人体单相触电模型的电流。

(2)按照图2所示线路图接线,模拟两相触电形式,步骤如下:

1)将340m交流电从三相五线电源输出单元上接出,U、m、W三端接到低压模拟供电系统单元340m/220m变压器一次侧的U、m、W端。

2)将340m/220m变压器二次侧的U、m、W端任选两相与人体触电单元两相触电模型相连。

3)用万用表测量出人体两相触电时的触电电压:再用万用表测量出当发生两相触电时,流经人体两相触电模型的电流。

(3)根据所给实训设备及图3连接回路,测量跨步电压值(从中心点o到各电位点之间的电压值)。步骤如下:

1)将220V交流电从三相五线电源输出单元上接出,U、V、w三个相线端选其中一端连接到实训挂箱一安全隔离变压器一次侧L端,N端(零线端)连接到隔离变压器一次侧N端。

2)将安全隔离变压器二次侧L1、N1端分别连接到实训挂箱二模拟跨步电压单元L、N端。

3)闭合电源空气开关,按下启动按钮,将隔离变压器一次侧开关闭合。

4)闭合跨步电压模拟单元上的开关,用万用表交流电压档测量从跨步电压模拟单元的中心点o分别到各电位点的电压值。

6预防触电的措施

为了防止触电事故的发生,除必须遵守操作规程、正确安装和使用电气设备或器材之外,还应该采取保护接地、保护接零和漏电开关等安全措施。

6.1保护接地

将电气设备不带电的金属外壳和埋入地下并与其周围泥土接触良好的金属接地体相连接,称为保护接地,接地电阻是接地体对地电阻和接地线电阻之和,电压低于1000V的系统,接地电阻一般不大于4Q。

当绝缘破损或因漏电使电气设备的金属外壳带电时,如果没有保护接地,则金属外壳上所带的电压大小为相电压值。采用保护接地后,因接地电阻小,故金属外壳的电位应接近地电位,绝大部分漏电电流经过接地导体流入大地,流经人体的电流几乎为零,可使人体避免被漏电电流所伤害。

6.2保护接零

保护接零就是将电气设备不带电的金属外壳接到三相四线制的零线上,当因绝缘损坏而导致电气设备某一相与外壳接触时,就发生了单相短路,该保护装置就开始动作(例如熔断器的熔丝熔断),因而外壳不再带电。保护接零导线中不可以装设熔断器。

保护接零适用于中性点接地的三相四线制供电系统,但在三相四线制不平衡负载系统中,由于零线上的电流不为零,因而零线对地电位不为零。为了使保护更为安全可靠,有时专门从电源中性点引出一条零线用于保护接零,此时应将设备外壳接在这条保护零线上,这种供电系统有三条相线、一条工作零线和一条保护零线,称为三相五线制。

6.3漏电保护装置

保护接地和保护接零一般可以有效地防止触电,但仍不能保证绝对安全,最好采取漏电保护装置进行保护。通常操作手持电动工具、移动电器的工作人员,均需配有漏电保护装置,以保证安全。电压低的用电设备在电源进线处安装漏电保护装置,可以有效防止操作时发生触电事故。

漏电保护装置的动作电流选择,可以根据负荷的大小来确定,但并非是漏电电流整定值选得越小就越安全:选得过小时,漏电保护装置灵敏度高,频繁动作会影响正常供电和漏电保护装置的使用寿命。一般的场合,选用工作电流为0~30mA、动作时间为0.1s的漏电开关:如果是在危险的工作环境下,最好选择工作电流为10~30mA的漏电保护装置。

7结语

通过进行模拟触电实训,学生能够对导致人体触电的原理有更进一步的理解,同时掌握一些预防触电的措施,从而减少触电事故的发生,为人身安全提供有效的保障。