1.1 電工安全操作技術

人體直接接觸帶電體，或者通過其他導電途徑（如導體或電弧）觸及帶電體而引起的病理、生理效應，稱為觸電。觸電可使人體受到傷害，根據其傷害程度不同可分為電擊和電傷兩種。電擊是指電流觸及人體而使內部器官受到損害，輕者肌肉痙攣，產生麻電感覺，重者會造成呼吸困難，心臟麻痹，甚至導致死亡。絕大多數的觸電死亡事故都是由電擊造成的。電傷是由于電流的熱效應、化學效應、機械效應以及在電流的作用下使熔化或蒸發的金屬微粒等侵入人體肌膚而造成的創傷，嚴重時也可危及生命。

1.電流對人體的危害

電流對人體危害程度與通過人體的電流強度、頻率、持續時間和通過人體電流的途徑以及觸電者的健康狀況等因素有關。

人體對不同頻率電流的生理敏感性是不同的，因而不同種類的電流對人體的傷害程度也就有區別。工頻電流對人體傷害最為嚴重，直流電流、高頻電流、沖擊電流和靜電電荷對人體的傷害程度一般較工頻電流為輕。40～60Hz的交流電，對心臟有很強的作用，對人體的傷害最大。一般使人體有麻電感覺的電流為0.7～1.1mA；8～10mA手擺脫電源已感到困難，手指關節與手掌有劇痛感；20～25mA手迅速麻痹，難以自動擺脫電源，手的肌肉開始痙攣，呼吸困難；50～80mA心房開始震顫，呼吸麻痹（呼吸暫停），強烈灼痛，手的肌肉痙攣；90～100mA呼吸麻痹，持續3 秒鐘或更長時間后，心臟開始麻痹或心房停止跳動。其實，當電流流經人體的時間達到1 秒即已造成危險，電流通過人體的時間愈長，則傷害愈大。一般情況下，電流致死通常是由于心臟停跳或呼吸停止，因而電流的路徑越接近腦、心臟、脊髓、中樞神經和肺等重要部位，則其危險性就越大，極易導致死亡。電流通過心臟會引起心室顫抖，促使心臟停止跳動，中斷血液循環，導致死亡；電流通過中樞神經或有關部位，會引起中樞神經嚴重失調而導致死亡；電流通過脊髓，可導致半截肢體癱瘓。從左手到胸部，電流途經心臟而且途徑也最短，是最危險的電流途徑；從手到手，電流也途經心臟，因此也是很危險的電流途徑；從腳到腳的電流是危險性較小的電流途徑，但可能因痙攣而摔倒，導致電流通過全身或摔傷、墜落等二次事故。電流對人體的作用，還與性別、健康狀況和年齡等因素有關，兒童、婦女、患有心臟病或中樞神經系統疾病的人、瘦小的人遭受電擊后的危險性則會較大。

當人體觸及的電壓不變時，若人體電阻越小，則流過電流越大，越危險。而人體電阻大小與濕度成反比，所以在潮濕場所觸電是非常危險的。

人體觸電傷害程度與通過人體的電流大小及觸電時間長短有關。通常把人觸電后人體未產生有害的生理效應的最大自動擺脫電流稱為安全電流。研究證明，在觸電時間不超過1s時，如果流經人體電流不超過30mA，對人身肌體無損傷，不會引起心室纖維性顫動和器質性損傷；如流經人體電流達到50mA，對人有致命危險；如達到100mA時，一般要致人死亡。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的安全電流一般可按30mA考慮（觸電時間不超過1s）。

2.安全電壓

在各種不同環境和條件下，加在人體上一定時間內不使人的各部分組織（如皮膚、心臟、呼吸器官、神經系統等）受到任何傷害的電壓稱為安全電壓。一般安全電壓是指為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列，是制定安全技術措施和進行保安設計的基礎和依據。

安全電壓是以人體允許電流與人體電阻值的乘積來表示的。國際電工委員會按允許電流30mA和人體中值電阻1.7kΩ來計算接觸電壓，并規定人體接觸電壓的限定值，也就是安全電壓上限值為50V（50～500Hz交流有效值）。根據GB/T 3805—2008《特低電壓（ELV）限值》，我國交流安全電壓為42V、36V、24V、12V、6V五個等級。同時規定，當電氣設備的額定電壓超過24V的安全電壓等級時，還應采取防止直接接觸帶電體的保護措施。

各等級安全電壓應根據使用場所、操作人員條件、使用方法、供電方式和線路狀況等各種因素進行選用。目前我國采用的安全電壓以36V和12V兩個等級居多。一般各種生產場所及變電站的行燈多采用36V，而比較危險的地方及工作場地狹窄、周圍有大面積接地體、濕熱場所，如電纜溝、煤礦、地下防空掩體和油箱等處使用的行燈電壓應不超過12V。

為了人身安全，采用安全電壓時必須具備以下條件：

（1）除采用獨立電源外，安全電壓供電的輸入電路必須實行電路上的隔離。安全電壓如從輸電線路上獲得，必須通過安全隔離變壓器，一般采用雙圈隔離變壓器或具有繞組分開的直流機以及蓄電池、干電池等來提供所需的獨立電源，不得使用自耦變壓器。

（2）工作在安全電壓下的電路，必須與其他電氣系統和任何無關的可導電部分包括大地實行電氣上的隔離。

（3）采用24V以上安全電壓的電氣設備，必須采取防止直接接觸帶電體的防護措施，其電路必須與大地絕緣。

（4）設置在安全電壓線路上的部件和導線的絕緣耐壓等級至少為250V。

除此之外，安全電壓系列用的插頭應不能插入較高電壓的插座，如使用36V插頭則應不能插入220V插座。

1.1.1 觸電方式

1.直接觸電

直接觸電是人體與帶電體直接接觸的觸電，分為單相觸電和兩相觸電兩種。

（1）單相觸電。在人體與大地之間不絕緣情況下，直接接觸帶電體之一相，電流通過人體流入大地的觸電現象稱為單相觸電，其危險程度與電網運行方式有關。圖1.1 所示為中性點接地系統的單相觸電，由于人體電阻（R人）比中性點直接接地電阻（Rd）大得多，所以相電壓幾乎全部加在人體上，這是很危險的。若人體與大地間絕緣電阻很大，通過人體電流（I 人）很小，則不會造成危險。圖1.2所示為中性點不接地系統的單相觸電，由于電氣設備對地具有絕緣電阻，發生單相觸電時通過人體的電流就很小，一般不致造成對人體傷害，但當非觸電相的接地絕緣破壞或降低時，單相觸電對人體危害仍是很危險的。

（2）兩相觸電。也叫相間觸電，是人體同時接觸兩相導體，電流通過人體形成回路的觸電現象，如圖1.3所示。兩相觸電比單相觸電更危險，因為作用于人體的是線電壓。

2.間接觸電

不帶電的物體在非正常運行情況下（如絕緣損壞）帶電體與之觸及而觸電稱為間接觸電，如圖1.4 所示，分為兩種情況：一種為跨步電壓觸電，在發生接地故障的電氣設備附近地面上，形成分布電位，人在接地短路點周圍行走，其兩腳之間（按0.8m考慮）的電位差，就是跨步電壓。跨步電壓的大小，與兩腳間的距離有關，還與人腳與接地點的距離有關，距離故障接地點越近，則跨步電壓越大，當一腳踏在接地點上（圖中A處），跨步電壓將達到最大值（UB1）。另一種為接觸電壓觸電（圖中C處），接觸電壓是指人站在發生接地短路故障設備的旁邊，其接觸設備的手與腳之間所承受的電壓，大小為故障設備對地電壓 UD與人所站立地點對地電壓之差，即圖中的 UC，其大小隨人體站立點位置而異，人體站立點離接地點越遠，則接觸電壓越大，反之越小，當人體站在接地點與設備外殼接觸，接觸電壓為零。

3.靜電觸電和感應電壓觸電

在停電的線路和電氣設備上帶有電荷，稱為靜電。帶有靜電的原因是各種各樣的，如物體的摩擦帶有電荷；電容器或電纜線路充電后，切除電源，仍殘存電荷。人體觸及帶有靜電的設備會受到電擊，導致傷害。停電后的電氣設備或線路，受到附近有電設備或線路的感應而帶電，稱為感應電，人體觸及帶有感應電的設備也會受到電擊。

1.1.2 防止觸電的安全措施

1.觸電的一般規律

（1）觸電事故季節性明顯。一般每年以二、三季度事故較多，六至九月最為集中。因為夏、秋兩季天氣潮濕、多雨，降低了電氣設備的絕緣性能，易產生漏電；人體衣單多汗，皮膚濕潤，人體電阻降低，容易導電；正值農忙季節，農村用電量和用電場所增加，觸電機率增多。

（2）低壓設備觸電事故多。其主要原因是低壓設備數量遠遠多于高壓設備，與之接觸的人比與高壓設備接觸的人多得多，而且都比較缺乏電氣安全知識。但在專業電工中，情況是相反的，即高壓觸電事故比低壓觸電事故多。

（3）攜帶式設備和移動式設備觸電事故多。主要原因是這些設備是在人的緊握之下運行，一旦觸電就難以擺脫電源；工作條件差，由于經常移動，設備和電源線都容易發生故障或損壞；而且單相攜帶式設備的保護零線與工作零線容易接錯，也會造成觸電事故。

（4）電氣觸頭和連接部位觸電事故多。大量觸電事故的案例中，很多觸電事故發生在接線端子、纏接接頭、壓接接頭、焊接接頭、電纜頭、燈座、插座、控制開關、接觸器、熔斷器等分支線、接戶線處。主要是由于這些連接部機械牢固性較差，接觸電阻較大，絕緣強度較低以及可能發生化學反應的緣故。

（5）錯誤操作和違章作業造成的觸電事故多。統計資料表明，有85%以上的事故是由于錯誤操作和違章作業造成的。其主要原因是由于安全教育不夠，安全制度不嚴和安全措施不完善，操作者素質不高等。

（6）不同行業和不同地域觸電事故不同。冶金、礦業、建筑、機械行業觸電事故多，主要是這些行業的生產現場經常伴有潮濕、高溫、現場混亂、攜帶式設備和移動式設備多以及金屬設備多等不安全因素，而且農村觸電事故明顯多于城市。

（7）不同年齡段的人員觸電事故不同。中青年工人、非專業電工、合同工和臨時工觸電事故多，其主要原因是這部分人是主要操作者，經常接觸電氣設備，經驗不足，比較缺乏電氣安全知識，有的責任心還不夠強，以致觸電事故多。

從造成事故的原因上看，主要有：缺乏電氣安全知識；電氣設備或電氣線路安裝不符合要求；電氣設備運行管理不當，未采用有效的安全措施，使絕緣損壞而漏電；制度不完善、或違反安全操作規程作業，特別是非電工擅自處理電氣事務；接線錯誤，特別是插頭、插座接線錯誤；維修管理不善，不及時排查和處理事故隱患；高壓線斷落地面可能造成跨步電壓觸電事故等。當然，觸電事故的規律不是一成不變的，而且很多觸電事故都不是由單一原因，而是由兩個以上的原因造成的，因此，應當在實踐中不斷分析和總結觸電事故的規律，為做好電氣安全工作提供可靠的依據。

2.電工技術操作規程

防止觸電事故的發生應綜合采取一系列安全措施，除對從事電氣工作的專業人員應進行專門教育、培訓和制定嚴格的規章制度外，每一個人都應遵守安全操作規程。

（1）加強安全教育，樹立“安全第一”的觀念，使所有人員懂得安全用電的重大意義。

（2）遵守電工技術操作規程。

① 上崗時必須戴好規定的防護用品，一般不允許帶電作業。

② 工作前應詳細檢查所用工具是否安全可靠，了解場地、環境情況，選好安全位置工作。

③ 各項電氣工作要認真嚴格執行“裝得安全，拆得徹底，檢查經常，維修及時”的規定。

④ 在線路上、設備上工作時要切斷電源，并掛上警告牌，驗明無電后才能進行工作。

⑤ 不準無故拆除電氣設備上的熔絲及過負荷繼電器或限位開關等安全保護裝置。

⑥ 機電設備安裝或修理完工后在正式送電前必須仔細檢查絕緣電阻及接地裝置和傳動部分的防護裝置，使之符合安全檢查要求。

⑦ 發生觸電事故應立即切斷電源，并采用安全、正確的方法立即對觸電者進行救助和搶救。

⑧ 裝接燈頭時開關必須控制相線；臨時線路敷設時應先接地線，拆除時應先拆相線。

⑨ 在使用電壓高于36V的手電鉆時，必須戴好絕緣手套，穿好絕緣鞋。使用電烙鐵時，安放位置不得有易燃物或靠近電氣設備，用完后要及時拔掉插頭。

⑩ 工作中拆除的電線要及時處理好，帶電的線頭須用絕緣帶包扎好。

?高空作業時應系好安全帶，扶梯腳應有防滑措施。

?登高作業時，工具、物品不準隨便向下扔，須裝入工具袋內吊送式傳遞。地面上的人員應戴好安全帽，并離開施工區2m以外。

?雷雨或大風天氣，嚴禁在架空線路上工作。

?低壓架空帶電作業時應有專人保護，使用專用絕緣工具，戴好專用防護用品。

?低壓架空帶電作業時，人體不得同時接觸兩根線頭，不得越過未采取絕緣措施的導線之間。

?在帶電的低壓開關柜（箱）上工作時，應采取防止相間短路及接地等安全檢查措施。

?當電器發生火警時，應立即切斷電源。在未斷電前，應用四氯化碳、二氧化碳或干粉滅火，嚴禁用水式普通酸堿泡沫滅火器滅火。

3.防止觸電的技術措施

為防止因電氣設備內部的絕緣材料老化或其他原因損壞使帶電部件與設備外殼形成接觸而造成人員觸及設備外殼發生間接觸電事故，通常采用的技術防護措施有電氣設備的低壓保護接地和低壓保護接零以及在設備供電線路上安裝低壓漏電保護開關。絕緣、安全間距、安全電壓、屏護等都是防止直接觸電的防護措施。

（1）接地保護。

① 接地及接地裝置。電氣的“地”一般是指距接地點20m以遠處，任意兩點之間的電位差為零。接地是將電氣設備中應該接地的部分，通過接地裝置，與大地做良好的連接。接地體是指埋入地下與大地直接接觸的金屬導體。接地線是將接地體與電氣設備中必須接地部分連接起來的金屬導體。接地體和接地線合稱為接地裝置。

② 接地保護。這是將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與大地做金屬性連接，以保證人身的安全。在中性點不接地系統中，設備外殼不接地而意外帶電時，外殼與大地間存在電壓，人體觸及外殼時，電流就會經過人體和線路對地電容形成回路，發生觸電的危險，如圖1.5（a）所示。為了避免這種觸電的危險，應盡量降低人體所能觸到的接觸電壓。因此，應將電氣設備的金屬外殼與接地體相連接，即接地保護，如圖1.5（b）所示，此時碰殼的接地電流則沿著接地體和人體兩條通路流過，流過每一通路的電流值將與其電阻的大小成反比，其接地電阻 Rd通常小于4Ω，人體電阻 Rr在惡劣的環境下為1000Ω左右，流過人體的電流很小，可以避免或減輕觸電危害。

接地保護適用于中性點不接地的低壓電力系統中，如對發電廠和變電所中的電氣設備實行保護接地，并盡可能使用同一接地體。每年都要測試接地電阻，確保阻值在規定的范圍內。

（2）接零保護。這是在中性點接地的電力系統中，將電氣設備正常不帶電的金屬外殼與系統的保護線（PE線或PEN線）直接規范連接起來。

① TN系統。我國380/220V低壓配電網廣泛采用中性點直接接地的運行方式。根據國際電工委員會IEC標準，低壓配電網中性點工作制度有3 種：TN系統、TT系統和IT系統。其中根據各國不同的做法，TN系統又分為TN-S 、TN-C、TN-C-S三種形式。

a.TN-S系統的特征是中性線（N線）和保護線（PE線）嚴格分開，又稱三相五線制系統。

b.TN-C系統的特征是將N線和PE線的功能合在一根保護中性線（PEN線）上，故又稱為三相四線制系統，或稱為接零保護系統，這根PEN線在我國通稱為“零線”，俗稱“地線”。

c.TN-C-S系統中有一部分其N線和PE線結合成PEN線，有一部分N線和PE線全部或部分分開。N線的功能是：供單相設備使用；傳導三相系統中的不平衡電流；減小三相負荷中性點的電位偏移。而PE線的功能則是保障人身安全，防止發生觸電事故。

② 接零保護。過去相當長一段時間內，TN-C系統在我國的工廠企業和居民住宅中是一種常用的中性點工作制度，380/220V三相四線制系統中的電氣設備均采用接零保護。由于這種系統的中性點具有良好的工作接地，無論電氣設備的外殼是否接地，都不能防止人身觸電的危險，如圖1.6（a）所示，當電氣設備發生單相碰殼時，由于設備外殼既未接地，也未接零，其碰殼故障電流較小，不能使熔斷器等保護裝置動作而及時切除故障點，使設備外殼長期帶電，人一旦觸及就會發生觸電危險。為使保護裝置快速而可靠動作，減少觸電機會的措施是接零保護，如圖1.6（b）所示，當發生碰殼短路時，短路電流經外殼和零線構成閉合回路，由于相線和零線合成電阻很小，所以短路電流很大，立即將熔絲熔斷或使其他保護裝置動作，迅速切斷電源，防止觸電。

在TN-C系統中采用接零保護需要注意的事項：

a.為使接零保護更加可靠，必須在零線上禁止安裝熔斷器和單獨的開關，以防零線斷開，失去接零保護的作用，為此要在零線上的一處或多處再接地即進行重復接地。重復接地電阻與工作接地電阻構成零線的并聯分支。

b.同時禁止在同一系統中有的設備接零而有的設備接地。如圖1.7 所示，380/220V系統中，當設備A發生單相碰殼，會使接零設備B的對地電壓升高，如r0=Rd=4Ω，則接零設備B上將有110V的對地電壓。如果人體同時觸及到接零和接地設備的外殼時，其接觸電壓將達到系統的相電壓，這是對絕不允許的。

c.零線的接法。電氣設備的金屬外殼，必須采用單獨的引線同零干線可靠連接。三相380V四孔插座和單相220V三孔插座的保護接零極（PE線極）也應單獨引線接到零干線上（并聯的形式）。如圖1.8 所示，單相三孔插座右插孔接相線，左插孔接零線，上插孔（孔徑大于其他兩個插孔）接保護零線（圖（a））。不能將三孔插座的保護接零極（PE線極）直接與工作零線極（N線極）相連（圖（b）），這樣連接若工作零線松扣脫落時，就會使設備的金屬外殼帶相電壓（圖（c））。如果將工作零線（N線）和相線（L線）接反，也會使設備的金屬外殼帶相電壓，從而造成人身觸電事故。

隨著人們生活水平的提高，家用電器的增多，原先符合住宅設計規范的TN-C系統已不能保證電氣安全的要求。因此從《住宅設計規范》（GB50096—1999）起就強行規定了居民住宅應采用TT系統（三相四線制、接地保護系統）、TN-C-S系統（部分接零、部分為三相五線制）或TN-S系統（三相五線制系統），并進行總等電位連接。

（3）漏電保護開關（器）。漏電保護器是一種在規定條件下電路中漏（觸）電流（mA）值達到或超過其規定值時能自動斷開電路或發出報警的裝置。漏電保護器動作靈敏，切斷電源時間短，因此只要能夠合理選擇和正確安裝使用，除了保護人身安全以外，還有防止電氣設備損壞及預防火災的作用。1000V以下的低壓系統中，凡有可能觸及帶電部件或在潮濕場所裝有電氣設備時，都應裝設漏電保護器，以保障人身安全。

安裝漏電保護器后，不能撤掉或降低對線路、設備的接零或接地保護要求及措施。安裝時應注意區分線路的工作零線和保護零線。工作零線應接入漏電保護器，并應穿過開關的零序電流互感器。經過漏電保護器的工作零線不得作為保護零線，不得重復接地或接設備外殼。線路的保護零線不得接入漏電保護器。

（4）絕緣。即用不導電的絕緣材料把帶電體封閉起來，這是防止直接觸電的基本保護措施。但要注意絕緣材料的絕緣性能與設備的電壓、載流量、周圍環境、運行條件相符合。

（5）屏護。即采用遮攔、護罩、護蓋、箱閘等把帶電體同外界隔離開來。此種屏護用于電氣設備不便于絕緣或絕緣不足以保證安全的場合，是防止人體接觸帶電體的重要措施。需要注意的是，凡是金屬材料制作的屏護裝置，都應妥善接地或接零。

（6）間距。為防止觸及或接近帶電體，防止車輛等物體碰撞或過分接近帶電體，在帶電體與帶電體，帶電體與地面，帶電體與其他設備、設施之間，皆應保持一定的安全距離。間距的大小與電壓高低、設備類型、安裝方式等因素有關。