任务1.1 认识触电方式及防触电措施
【学习目标】
1）了解人体触电的知识。
2）能分析引起触电的原因。
3）熟悉预防触电常用的措施。
【任务布置】
通过知识链接认识各种不同触电方式的危险性。通过知识链接和技能训练认识常用电器的防触电方式。
【任务分析】
循序渐进地完成本任务，并从身边常用电器的使用中体会本部分内容的应用。
【知识链接】
1.1.1 触电的原因
大地的电位为零。当人体碰触到对地电压不为零的电源，同时身体的任何部位接触到和大地导通（电阻低）的物体时，这两点就形成了电流的通路，从而造成人体的触电。不同的场合，引起触电的原因也不一样，根据日常用电情况，触电原因有以下四种。
1．线路故障
线路中导线破旧、绝缘损坏或敷设不合格时，容易造成触电或短路而引起火灾；无线电设备的天线、广播线或通信线与电力线距离过近或同杆架设时，如发生断线或碰线，电力线电压就会传到这些设备上而引起触电；电气工作台布线不合理，使绝缘线绝缘层破损而引起触电等。
2．用电设备不合格
用电设备的绝缘被损坏而造成漏电，外壳无保护接地线或保护接地线接触不良而引起触电；开关和插座的外壳破损或导线绝缘老化，失去保护作用而引起触电；线路或用电器具接线错误，致使外壳带电而引起触电等。
3．操作不规范
带电操作、违规修理或盲目修理，且未采取切实的安全措施，均会引起触电；使用不合格的安全工具进行操作，如使用绝缘损坏的工具，用竹竿代替高压绝缘棒，用普通胶鞋代替绝缘靴等，均会引起触电；停电检修线路时，刀开关上未挂安全警告牌，其他人员误合开关而造成触电等。
4．电器使用不当
在室内违规乱拉电线，乱接用电器具，使用中不慎而造成触电；未切断电源就去移动灯具或电器，若电器漏电就会造成触电；更换熔丝时，随意加大熔丝规格或用铜丝代替熔丝，使之失去保险作用就容易造成触电或引起火灾；用湿布擦拭或用水冲刷电线和电器，引起绝缘性能降低而造成触电等。
1.1.2 触电方式
1．单相触电
单相触电是一种常见的触电方式。人体的一部分接触带电体的同时，另一部分又与大地或中性线（零线）相接，电流从带电体流经人体到大地（或中性线）形成回路，这种触电是单相触电，如图1-1所示。
2．两相触电
人体的不同部位同时接触两相电源带电体而引起的触电是两相触电，如图1-1所示。对于这种情况，无论电网中性点是否接地，人体所承受的线电压将比单相触电时高，危险性更大。
3．跨步电压触电
雷电流入地时，或载流电力线（特别是高压线）断落到地时，会在导线接地点及周围形成强电场。其电位分布以接地点为圆心向周围扩散、逐步降低，而在不同位置形成电位差（电压），人、畜跨进这个区域，两脚之间将存在电压，该电压被称为跨步电压。在这种电压作用下，电流从接触高电位的脚流进，从接触低电位的脚流出，这就是跨步电压触电，如图1-2所示。图中，坐标原点表示带电体接地点，横坐标表示位置，纵坐标负方向表示电位分布。Uk1为人两脚间的跨步电压，Uk2为马两脚之间的跨步电压。
图1-1 单相及两相触电示意图
图1-2 跨步电压示意图
4．安全电压
加在人体上一定时间内不致造成伤害的电压是安全电压。为了保障人身安全，使触电者能够自行脱离电源，不至于引起人身伤亡，各国都规定了安全电压。
我国规定的安全电压为：50～500Hz的交流电压额定值有36V、24V、12V、6V四种，直流电压额定值有48V、24V、12V、6V四种，以供不同场合使用。还规定安全电压在任何情况下均不得超过50V有效值，当使用大于24V的安全电压时，必须有防止人身直接触及带电体的保护措施。在高温、潮湿场所使用的安全电压规定为12V。
1.1.3 预防触电的措施
1．预防直接触电的措施
（1）绝缘措施
用绝缘材料将带电体封闭起来的措施称为绝缘措施。良好的绝缘是保证电气设备和线路正常运行的必要条件，是防止触电事故的重要措施。
（2）屏护措施
采用屏护装置将带电体与外界隔绝开来，以杜绝不安全因素的措施被称为屏护措施。常用的屏护装置有遮栏、护罩、护盖、栅栏等。如常用电器的绝缘外壳、金属网罩、金属外壳、变压器的遮栏、栅栏等都属于屏护装置。凡是金属材料制作的屏护装置，应妥善接地或接零。
（3）间距措施
为防止人体触及或过分接近带电体，为避免车辆或其他设备碰撞或过分接近带电体，为防止火灾、过电压放电及短路事故，为操作方便，在带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他设备之间，均应保持一定的安全间距，称之为间距措施。安全间距的大小取决于电压的高低、设备的类型、安装的方式等因素。
2．预防间接触电的措施
（1）加强绝缘措施
对电气线路或设备采取双重绝缘或对组合电气设备采用共同绝缘被称为加强绝缘措施。采用加强绝缘措施的线路或设备绝缘牢靠，难于损坏，即使绝缘损坏后，还有一层加强绝缘，不易发生带电金属导体裸露而造成间接触电。
（2）电气隔离措施
采用隔离变压器或具有同等隔离作用的发电机，使电气线路和设备的带电部分处于悬浮状态叫电气隔离措施。即使该线路或设备绝缘损坏，人站在地面上与之接触也不易触电。应注意的是：被隔离回路的电压不得超过500V，其带电部分不得与其他电气回路或大地相连，才能保证其隔离要求。
（3）自动断电措施
在带电线路或设备上发生触电事故或其他事故（短路、过载、欠电压等）时，在规定时间内，能自动切断电源而起保护作用的措施被称为自动断电措施。如漏电保护、过电流保护、过电压或欠电压保护、短路保护、接零保护等均属自动断电措施。
3．保护接地与保护接零措施
（1）供电制式
我国交流低压（380V/220V）的供电系统运行方式有TN（TN-C、TN-C-S、TN-S）、TT、IT三种。TN表示变压器低压侧绕组的中性点接地，并引出零线（N线），所有用电设备的金属外壳、与外壳相连的金属构架均采用保护接零方式；TT表示变压器低压侧绕组的中性点接地，所有用电设备的金属外壳、与外壳相连的金属构架均采用保护接地方式。IT表示变压器低压侧绕组的中性点不接地或经高阻接地，所有用电设备的金属外壳、与外壳相连的金属构架均采用保护接地方式。
我国早期电气设备数量少，所以低压供电普遍采用比较经济的TN-C方式，即整个系统的中性线（零线）与保护线（PE）是合在一起共用的一个系统（PEN），见图1-4。
随着电气化发展使用电设备数量剧增。当零线断开时会使采用保护接零的电气设备外壳带电。为了提高保护接零的可靠性，从TN-C系统衍生出TN-C-S方式。即从变压器低压侧中性点的接地点至配电箱的这一段零线（N线）和保护线（PE线）是共用的，从配电箱至各用户的PE线和N线则分成两路，分别引入用户设备，从而大大提高了保护接零的可靠性。但是，由于系统中的PEN线始终会有一定的不平衡电流流过。不能满足对设备安全及抗电磁干扰性要求很高的场所。这样就有了TN-S。
在TN-S方式中，PE线与N线在系统中始终是分开的，平时PE线上无电流通过，只有在设备发生漏电或单相电源对设备金属外壳短路时，才会有故障电流流过，使用电系统的可靠性、安全性、抗电磁干扰性得到了进一步的提高，但其投资费用也是TN方式中最高的。
在发达国家普遍采用的是TT方式，在用电设备的安全性和抗电磁干扰性方面优于TN中的TN-C和TN-C-S。但在TT低压供电系统中，要求用户线路上配有合格的漏电保护装置。目前，我国一些高档小区、科研实验等一些对用电要求比较高的的场所，已有不少采用TT低压供电系统的。
在IT系统（图1-3）中，由于变压器低压侧中性点不允许对其配中性线作为220V单相电源供电，所以不适合居民和一般工厂生产用电。该系统的主要特点：因人员意外发生单相触电的危害程度大大降低；电网供电线路中如发生单相对地短路故障时，供电系统仍可带“病”运行，保证电气设备继续正常工作。所以其主要应用在医院手术室、矿山、井下及易燃易爆等危险场所。
（2）保护接地
保护接地中电气设备的金属外壳、构架与专用接地装置可靠连接，应用于TT、IT低压供电系统。若设备漏电，外壳和大地之间的电压将通过接地装置将电流导入大地。如果有人接触漏电设备外壳，此时人体与漏电设备并联，因人体电阻Rb远大于接地装置对地电阻Re，通过人体的电流非常微弱，从而降低了触电危险性。该保护接地原理如图1-3所示。
（3）保护接零
保护接零中电气设备的金属外壳、构架与系统中的零线可靠连接，应用于TN低压供电系统中，如图1-4所示。此时，若电气设备漏电致使其金属外壳带电时，设备外壳将与零线之间形成良好的电流通路。若人接触设备金属外壳时，由于人体电阻Rb远大于设备外壳与零线之间的接触电阻Rc，通过人体电流必然很小，降低了触电危险性。
图1-3 保护接地示意图
图1-4 保护接零示意图
【任务实施】
1.1.4 技能训练：电工实验台THHH-1结构认识
1．训练任务
熟悉电工实验台的结构及各类防触电措施。
2．训练目标
1）培养安全用电职业意识。
2）对实验实训室安全用电有基本认识。
3．仪表仪器与设备
电工实验台THHH-1。
4．相关知识
实验台可为电路提供三相380V、单相220V可调交流电源，和两路可调直流恒压源及恒流源。实验台外壳为金属，为使用安全，采取了防触电措施。
5．训练要求
1）拔下实验台的三相电源插座，断电后进行本次训练。
2）训练过程中要树立安全职业意识。
3）训练结束要进行整理、清理等7S[1]活动。
6．训练步骤
1）在电工实验台未通电情况下，打开其后面板，认识其结构，指出其所采用的防直接触电及防间接触电的措施，并将其记入表1-1中。
表1-1 电工实验台防触电措施
（续）
2）分析实验台的电源，若该实验台导致了直接触电事故，则可能的触电形式是什么？
7．巡回指导要点
1）指导学生正确地拆开实验台背板。
2）指导学生正确认识各类防触电措施。
8．训练效果评价标准
1）正确、有序执行实验步骤（10分）。
2）能在表1-1中具体地描述各类安全措施（30+30+20=80分）。
3）“7S”执行情况（10分）。
9．分析与思考
日常生活和工作中发生触电的隐患有哪些？如何防止触电的发生？