電力是重要能源,除了生產(chǎn)動力用電外,還有大量的生活用電。所以安全用電是日常生活中需要高度重視的。下面介紹一下安全用電保護和家庭用電保護電路。
當(dāng)工頻(頻率為50Hz)電流流過人體時,安全電流為10mA。
人體的電阻,主要集中在厚度為0.05~0.2mm的角質(zhì)層,去掉角質(zhì)后的皮膚電阻為800~1200歐姆,去掉皮膚后內(nèi)部組織的電阻很小,為500~800歐姆。
我國規(guī)定的安全電壓為12V,24V,36V三個等級。
觸電的規(guī)律因人而異。手有老繭、身心健康、情緒樂觀的人電阻大,較安全;皮膚細嫩、情緒悲觀、疲勞過度的人電阻小,較危險。
與觸電的時間長短有關(guān),觸電時間越長,情緒緊張,發(fā)熱出汗,人體電阻減小,危險大。若可迅速脫離電源則危險小。
與皮膚接觸的面積和壓力有關(guān)。接觸面積和壓力越大越危險,反之較安全。
與工作環(huán)境有關(guān),低矮潮濕、仰臥操作,或不易脫離現(xiàn)場的情況下觸電危險大,安全電壓取12V,其他條件好的場所,可取24V或36V。
為防止電氣設(shè)備的金屬外殼意外帶電而造成觸電事故,這些金屬外殼部分必須保護性接地或接零
保護接地是將電動機、家用電器設(shè)備的金屬外殼,通過導(dǎo)體和埋入地下的金屬接地體連接在一起的技術(shù)措施。這種方法用于三相電源中性點不接地系統(tǒng),如下圖所示。該保護措施的作用是一旦用電設(shè)備絕緣損壞漏電時,人體接觸帶電外殼,此時,人體電阻遠大于接地體電阻(4歐姆),大量電流通過金屬外殼泄入大地,對地電壓可降至安全電壓36V以下,從而保護人身安全。
保護接零是將電動機、家用電器等用電設(shè)備的金屬外殼,通過導(dǎo)線與380V三相四線制供電系統(tǒng)的零線接在一起的技術(shù)措施。該保護措施的作用是一旦用電設(shè)備絕緣損壞漏電時,漏電電流能使保護裝置動作或熔體熔斷,從而自動切斷電源,如下圖所示。值得注意的是,在同一電網(wǎng)內(nèi),應(yīng)采用同一種保護方式,不允許某些用電設(shè)備接零,而另一些用電設(shè)備接地。
接地線、接零線的要求:接地干線和接零干線必須有足夠的機械強度。一般明設(shè)裸體銅線應(yīng)不小于4平方毫米;一般明設(shè)裸體鋁線應(yīng)不小于6平方毫米;一般絕緣銅導(dǎo)線應(yīng)不小于1.5平方毫米;一般絕緣鋁導(dǎo)線應(yīng)不小于2.5平方毫米。
接地或接零主要用于對地電壓高于150V的用電氣設(shè)備和對地電壓為150V以下但大于65V,安裝在特別危險的場所的用電設(shè)備(在危險廠房內(nèi)只需將經(jīng)常摸到的機件手柄、手輪等接地或接零)。
家電漏電保護器上利用“剩余動作電流”原理派生過電壓保護功能。如下圖所示的電路中,在試驗按鈕SB和實驗電阻R1構(gòu)成的回路兩端并聯(lián)一只壓敏電阻(標稱值使用時確定)或輝光啟動器的氖泡,使漏電保護器具有過電壓保護功能。其原理是:試驗回路是跨接在電流互感器上下兩端的電源的兩側(cè),在這上邊通過的電流,就相當(dāng)于T的一次側(cè)通過的剩余電流,這就模擬了人體觸電或設(shè)備漏電狀況,借此驗證電路動作是否正常。當(dāng)在SB,R1回路并聯(lián)穩(wěn)壓二極管一類的元器件后,其穩(wěn)壓值就是過電壓保護動作值,一般設(shè)定為280V,當(dāng)電網(wǎng)故障原因引起電壓升高超過設(shè)定值時,穩(wěn)壓二極管很快導(dǎo)通,互感器一次側(cè)出現(xiàn)剩余電流,二次側(cè)感應(yīng)出漏電流信號,經(jīng)處理放大后推動執(zhí)行部件脫扣器迅速動作,切斷電源。
如下圖所示,由R3,RP分壓電路中撿取市電的過電壓信號,經(jīng)過觸發(fā)二極管,驅(qū)動微觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通,使脫扣器動作。漏電保護器的過載保護用干簧管繞制的線圈Lg利用剩余電流原理完成。干簧管的常開觸點并接在試驗按鈕SB上;線圈Lg串接在繞組W1上,當(dāng)負載電流超過設(shè)定值時(過載設(shè)定值由線圈的線徑、匝數(shù)確定),干簧管的常開觸點便因磁化而閉合,相當(dāng)于試驗按鈕SB閉合,則互感器T的一次側(cè)產(chǎn)生剩余電流,二次側(cè)信號便觸發(fā)VTH導(dǎo)通,脫扣器動作,迅速切斷電源,其電氣原理與前面所講的漏電、過電壓保護動作原理相同。下圖所示的電路比較完整地起到了過電壓、過電流、過載、漏電保護作用。