MC3-1369-设备的外壳带电可能危及人身安全。相关预防措施包括

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【题目编号】MC3-1369

【题目】设备的外壳带电可能危及人身安全。相关预防措施包括:

【答案】ABC(多选题)

[A]对于使用交流市电供电的设备,应将其金属机箱与某个可靠的公共地线相连

[B]应在供电线路中安装漏电保护器,以在发生漏电时迅速切断供电

[C]如果某设备使用了带有单独保护地线的三线插头,则必须确认接地是有效的

[D]公共地线应具有较低的接地电阻,与自来水管道相连是个一劳永逸的好主意

考点速览

外壳带电是市电供电设备最直接的人身风险。这道题的选项围绕一套组合措施展开:设备金属外壳接可靠的公共地线,供电线路里装漏电保护器,带单独保护地线的三线插头必须实测确认接地有效。前三项分别对应限制接触电压、及时切断电源、排除假接地,第四项把流传很广的偷懒做法——拿自来水管道当地线——摆出来当干扰项。

外壳为什么会带电

机箱平时不该带电,现实里却有好几条让它带上危险电位的路径。最常见的是绝缘失效:电源变压器初级绕组与铁芯之间、开关电源的开关管与散热片之间,只要有一处绝缘被击穿或爬电距离不足,火线就搭到了金属外壳上。此时外壳若没有接地,就是一个悬空的带电体,对地呈现接近二百二十伏的电位,人手一碰,电流从手经躯干流向脚或另一只手,路径正好穿过心脏。

第二条路径是电容耦合与漏电流。开关电源为抑制电磁干扰,常在初级与次级之间跨接安规电容,这类电容在工频下也有几十到几百微安的漏电流。单台设备的这点电流不会伤人,可多台设备叠加、或者电容老化短路,漏电流就会抬升到可感知甚至危险的程度。

第三条路径是地线失效带来的假接地。外壳确实接了三芯插头,但插座的保护地线根本没接、虚接、被剪断,或者干脆接到了零线上。表面看措施齐全,实际上机箱一旦带电,没有任何东西能限制它的电位。这种情形比明知没接地更危险,因为人会因此放松警惕。

保护接地如何把接触电压压下来

保护接地的核心作用是给故障电流修一条低阻抗的回流路,使机箱对地电压等于故障电流与接地回路阻抗的乘积。假设故障电流十安培、接地回路总阻抗四欧姆,机箱对地电压约四十伏;若回路阻抗做到零点五欧姆,机箱电位就只有五伏。四十伏已经能让人明显感到电击,五伏则基本无感。这就是接地电阻必须尽量小的原因,工程上对保护接地普遍要求几欧姆以下。

接地并非万无一失。回路阻抗压不到足够低时,机箱电压仍会落在危险区间;漏电电流太小、不足以让过流保护动作时,故障会一直潜伏。规范做法是把保护接地和漏电保护器配成一对:接地负责在故障瞬间把接触电压限制住,漏电保护器负责在几十毫秒内把电源断开。接地还有个容易被忽略的作用是等电位:把所有机箱连到同一条公共地线上,人两手同时碰到两台设备外壳时,就构不成电击回路。

漏电保护器检测的是什么

漏电保护器(剩余电流动作保护器,RCD,Residual Current Device)内部有一个零序电流互感器,火线与零线同时穿过它的磁环,正常时两根线里的电流大小相等、方向相反,磁通互相抵消,二次侧没有输出。一旦有电流从火线经人体或经机箱流向大地,火线电流就比零线电流多出这部分剩余电流,磁环里出现净磁通,二次侧感应出电压,推动脱扣机构切断电源。

人身保护用的漏电保护器,额定剩余动作电流通常是三十毫安,动作时间在几十毫秒量级。成年人对工频电流的可摆脱阈值大致在十毫安上下,超过这个值肌肉会持续收缩无法自主松手,几十毫安经过胸腔就可能诱发心室颤动,三十毫安配合几十毫秒正好落在人能承受与危险剂量之间。还要澄清一个误区:装了漏电保护器不等于可以不接地。人手同时碰到带电的火线和零线时,人体成了相间负载,两根线电流依然平衡,漏电保护器完全不动作;接地虽然也救不了这种情况,却能把机箱电位压住,避免接触外壳这种最常见的伤亡场景。

逐项辨析

选项 A 说使用交流市电供电的设备,应把金属机箱与某个可靠的公共地线相连。这是所有措施的地基,正确。要强调可靠二字:连接点要刮出金属、螺钉拧紧、导线有足够截面,不能靠一根细表笔线或缠绕几圈了事。

选项 B 说应在供电线路中安装漏电保护器,在发生漏电时迅速切断供电。它补上了保护接地力所不及的部分:故障电流不够大、过流保护不动作时,由它按剩余电流判据果断切断,正确。

选项 C 说使用带单独保护地线的三线插头时,必须确认接地是有效的。这一项针对措施齐全但名存实亡的情形。老建筑里插座地线接错、断开甚至接在零线上的情况并不罕见,用插座检测器或万用表实测地线与大地是否连通、接地电阻是否合格,是布置台站时几分钟就能做完的一步,正确。

选项 D 前半句说公共地线应具有较低的接地电阻,这是对的;后半句把与自来水管道相连当成一劳永逸的办法,整个选项就错了。金属水管看着像是现成的地极,实际问题成堆:管道接头普遍缠着生料带或垫着密封垫,电气连续性完全不可靠;管道随时可能被换成塑料管,一换就彻底失去接地作用;更严重的是,一旦管路中某处带电,电位会顺着金属管道传导到左邻右舍,把别家的管道、龙头变成带电体,造成他人触电。燃气管道更是绝对禁止。正确做法是设置专用接地装置,用接地极、接地带与降阻材料把接地电阻做实做稳,所以这一项错误。

应试要点

三条措施一起记:机箱接可靠公共地线,线路装漏电保护器,三线插头必须实测接地有效。接地电阻要小,但不能拿水管、燃气管凑数。看到自来水管道、一劳永逸就是错项。