1.1 电工安全操作技术

人体直接接触带电体，或者通过其他导电途径（如导体或电弧）触及带电体而引起的病理、生理效应，称为触电。触电可使人体受到伤害，根据其伤害程度不同可分为电击和电伤两种。电击是指电流触及人体而使内部器官受到损害，轻者肌肉痉挛，产生麻电感觉，重者会造成呼吸困难，心脏麻痹，甚至导致死亡。绝大多数的触电死亡事故都是由电击造成的。电伤是由于电流的热效应、化学效应、机械效应以及在电流的作用下使熔化或蒸发的金属微粒等侵入人体肌肤而造成的创伤，严重时也可危及生命。

1.电流对人体的危害

电流对人体危害程度与通过人体的电流强度、频率、持续时间和通过人体电流的途径以及触电者的健康状况等因素有关。

人体对不同频率电流的生理敏感性是不同的，因而不同种类的电流对人体的伤害程度也就有区别。工频电流对人体伤害最为严重，直流电流、高频电流、冲击电流和静电电荷对人体的伤害程度一般较工频电流为轻。40～60Hz的交流电，对心脏有很强的作用，对人体的伤害最大。一般使人体有麻电感觉的电流为0.7～1.1mA；8～10mA手摆脱电源已感到困难，手指关节与手掌有剧痛感；20～25mA手迅速麻痹，难以自动摆脱电源，手的肌肉开始痉挛，呼吸困难；50～80mA心房开始震颤，呼吸麻痹（呼吸暂停），强烈灼痛，手的肌肉痉挛；90～100mA呼吸麻痹，持续3 秒钟或更长时间后，心脏开始麻痹或心房停止跳动。其实，当电流流经人体的时间达到1 秒即已造成危险，电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。一般情况下，电流致死通常是由于心脏停跳或呼吸停止，因而电流的路径越接近脑、心脏、脊髓、中枢神经和肺等重要部位，则其危险性就越大，极易导致死亡。电流通过心脏会引起心室颤抖，促使心脏停止跳动，中断血液循环，导致死亡；电流通过中枢神经或有关部位，会引起中枢神经严重失调而导致死亡；电流通过脊髓，可导致半截肢体瘫痪。从左手到胸部，电流途经心脏而且途径也最短，是最危险的电流途径；从手到手，电流也途经心脏，因此也是很危险的电流途径；从脚到脚的电流是危险性较小的电流途径，但可能因痉挛而摔倒，导致电流通过全身或摔伤、坠落等二次事故。电流对人体的作用，还与性别、健康状况和年龄等因素有关，儿童、妇女、患有心脏病或中枢神经系统疾病的人、瘦小的人遭受电击后的危险性则会较大。

当人体触及的电压不变时，若人体电阻越小，则流过电流越大，越危险。而人体电阻大小与湿度成反比，所以在潮湿场所触电是非常危险的。

人体触电伤害程度与通过人体的电流大小及触电时间长短有关。通常把人触电后人体未产生有害的生理效应的最大自动摆脱电流称为安全电流。研究证明，在触电时间不超过1s时，如果流经人体电流不超过30mA，对人身肌体无损伤，不会引起心室纤维性颤动和器质性损伤；如流经人体电流达到50mA，对人有致命危险；如达到100mA时，一般要致人死亡。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的安全电流一般可按30mA考虑（触电时间不超过1s）。

2.安全电压

在各种不同环境和条件下，加在人体上一定时间内不使人的各部分组织（如皮肤、心脏、呼吸器官、神经系统等）受到任何伤害的电压称为安全电压。一般安全电压是指为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列，是制定安全技术措施和进行保安设计的基础和依据。

安全电压是以人体允许电流与人体电阻值的乘积来表示的。国际电工委员会按允许电流30mA和人体中值电阻1.7kΩ来计算接触电压，并规定人体接触电压的限定值，也就是安全电压上限值为50V（50～500Hz交流有效值）。根据GB/T 3805—2008《特低电压（ELV）限值》，我国交流安全电压为42V、36V、24V、12V、6V五个等级。同时规定，当电气设备的额定电压超过24V的安全电压等级时，还应采取防止直接接触带电体的保护措施。

各等级安全电压应根据使用场所、操作人员条件、使用方法、供电方式和线路状况等各种因素进行选用。目前我国采用的安全电压以36V和12V两个等级居多。一般各种生产场所及变电站的行灯多采用36V，而比较危险的地方及工作场地狭窄、周围有大面积接地体、湿热场所，如电缆沟、煤矿、地下防空掩体和油箱等处使用的行灯电压应不超过12V。

为了人身安全，采用安全电压时必须具备以下条件：

（1）除采用独立电源外，安全电压供电的输入电路必须实行电路上的隔离。安全电压如从输电线路上获得，必须通过安全隔离变压器，一般采用双圈隔离变压器或具有绕组分开的直流机以及蓄电池、干电池等来提供所需的独立电源，不得使用自耦变压器。

（2）工作在安全电压下的电路，必须与其他电气系统和任何无关的可导电部分包括大地实行电气上的隔离。

（3）采用24V以上安全电压的电气设备，必须采取防止直接接触带电体的防护措施，其电路必须与大地绝缘。

（4）设置在安全电压线路上的部件和导线的绝缘耐压等级至少为250V。

除此之外，安全电压系列用的插头应不能插入较高电压的插座，如使用36V插头则应不能插入220V插座。

1.1.1 触电方式

1.直接触电

直接触电是人体与带电体直接接触的触电，分为单相触电和两相触电两种。

（1）单相触电。在人体与大地之间不绝缘情况下，直接接触带电体之一相，电流通过人体流入大地的触电现象称为单相触电，其危险程度与电网运行方式有关。图1.1 所示为中性点接地系统的单相触电，由于人体电阻（R人）比中性点直接接地电阻（Rd）大得多，所以相电压几乎全部加在人体上，这是很危险的。若人体与大地间绝缘电阻很大，通过人体电流（I 人）很小，则不会造成危险。图1.2所示为中性点不接地系统的单相触电，由于电气设备对地具有绝缘电阻，发生单相触电时通过人体的电流就很小，一般不致造成对人体伤害，但当非触电相的接地绝缘破坏或降低时，单相触电对人体危害仍是很危险的。

（2）两相触电。也叫相间触电，是人体同时接触两相导体，电流通过人体形成回路的触电现象，如图1.3所示。两相触电比单相触电更危险，因为作用于人体的是线电压。

2.间接触电

不带电的物体在非正常运行情况下（如绝缘损坏）带电体与之触及而触电称为间接触电，如图1.4 所示，分为两种情况：一种为跨步电压触电，在发生接地故障的电气设备附近地面上，形成分布电位，人在接地短路点周围行走，其两脚之间（按0.8m考虑）的电位差，就是跨步电压。跨步电压的大小，与两脚间的距离有关，还与人脚与接地点的距离有关，距离故障接地点越近，则跨步电压越大，当一脚踏在接地点上（图中A处），跨步电压将达到最大值（UB1）。另一种为接触电压触电（图中C处），接触电压是指人站在发生接地短路故障设备的旁边，其接触设备的手与脚之间所承受的电压，大小为故障设备对地电压 UD与人所站立地点对地电压之差，即图中的 UC，其大小随人体站立点位置而异，人体站立点离接地点越远，则接触电压越大，反之越小，当人体站在接地点与设备外壳接触，接触电压为零。

3.静电触电和感应电压触电

在停电的线路和电气设备上带有电荷，称为静电。带有静电的原因是各种各样的，如物体的摩擦带有电荷；电容器或电缆线路充电后，切除电源，仍残存电荷。人体触及带有静电的设备会受到电击，导致伤害。停电后的电气设备或线路，受到附近有电设备或线路的感应而带电，称为感应电，人体触及带有感应电的设备也会受到电击。

1.1.2 防止触电的安全措施

1.触电的一般规律

（1）触电事故季节性明显。一般每年以二、三季度事故较多，六至九月最为集中。因为夏、秋两季天气潮湿、多雨，降低了电气设备的绝缘性能，易产生漏电；人体衣单多汗，皮肤湿润，人体电阻降低，容易导电；正值农忙季节，农村用电量和用电场所增加，触电机率增多。

（2）低压设备触电事故多。其主要原因是低压设备数量远远多于高压设备，与之接触的人比与高压设备接触的人多得多，而且都比较缺乏电气安全知识。但在专业电工中，情况是相反的，即高压触电事故比低压触电事故多。

（3）携带式设备和移动式设备触电事故多。主要原因是这些设备是在人的紧握之下运行，一旦触电就难以摆脱电源；工作条件差，由于经常移动，设备和电源线都容易发生故障或损坏；而且单相携带式设备的保护零线与工作零线容易接错，也会造成触电事故。

（4）电气触头和连接部位触电事故多。大量触电事故的案例中，很多触电事故发生在接线端子、缠接接头、压接接头、焊接接头、电缆头、灯座、插座、控制开关、接触器、熔断器等分支线、接户线处。主要是由于这些连接部机械牢固性较差，接触电阻较大，绝缘强度较低以及可能发生化学反应的缘故。

（5）错误操作和违章作业造成的触电事故多。统计资料表明，有85%以上的事故是由于错误操作和违章作业造成的。其主要原因是由于安全教育不够，安全制度不严和安全措施不完善，操作者素质不高等。

（6）不同行业和不同地域触电事故不同。冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多，主要是这些行业的生产现场经常伴有潮湿、高温、现场混乱、携带式设备和移动式设备多以及金属设备多等不安全因素，而且农村触电事故明显多于城市。

（7）不同年龄段的人员触电事故不同。中青年工人、非专业电工、合同工和临时工触电事故多，其主要原因是这部分人是主要操作者，经常接触电气设备，经验不足，比较缺乏电气安全知识，有的责任心还不够强，以致触电事故多。

从造成事故的原因上看，主要有：缺乏电气安全知识；电气设备或电气线路安装不符合要求；电气设备运行管理不当，未采用有效的安全措施，使绝缘损坏而漏电；制度不完善、或违反安全操作规程作业，特别是非电工擅自处理电气事务；接线错误，特别是插头、插座接线错误；维修管理不善，不及时排查和处理事故隐患；高压线断落地面可能造成跨步电压触电事故等。当然，触电事故的规律不是一成不变的，而且很多触电事故都不是由单一原因，而是由两个以上的原因造成的，因此，应当在实践中不断分析和总结触电事故的规律，为做好电气安全工作提供可靠的依据。

2.电工技术操作规程

防止触电事故的发生应综合采取一系列安全措施，除对从事电气工作的专业人员应进行专门教育、培训和制定严格的规章制度外，每一个人都应遵守安全操作规程。

（1）加强安全教育，树立“安全第一”的观念，使所有人员懂得安全用电的重大意义。

（2）遵守电工技术操作规程。

① 上岗时必须戴好规定的防护用品，一般不允许带电作业。

② 工作前应详细检查所用工具是否安全可靠，了解场地、环境情况，选好安全位置工作。

③ 各项电气工作要认真严格执行“装得安全，拆得彻底，检查经常，维修及时”的规定。

④ 在线路上、设备上工作时要切断电源，并挂上警告牌，验明无电后才能进行工作。

⑤ 不准无故拆除电气设备上的熔丝及过负荷继电器或限位开关等安全保护装置。

⑥ 机电设备安装或修理完工后在正式送电前必须仔细检查绝缘电阻及接地装置和传动部分的防护装置，使之符合安全检查要求。

⑦ 发生触电事故应立即切断电源，并采用安全、正确的方法立即对触电者进行救助和抢救。

⑧ 装接灯头时开关必须控制相线；临时线路敷设时应先接地线，拆除时应先拆相线。

⑨ 在使用电压高于36V的手电钻时，必须戴好绝缘手套，穿好绝缘鞋。使用电烙铁时，安放位置不得有易燃物或靠近电气设备，用完后要及时拔掉插头。

⑩ 工作中拆除的电线要及时处理好，带电的线头须用绝缘带包扎好。

⑪高空作业时应系好安全带，扶梯脚应有防滑措施。

⑫登高作业时，工具、物品不准随便向下扔，须装入工具袋内吊送式传递。地面上的人员应戴好安全帽，并离开施工区2m以外。

⑬雷雨或大风天气，严禁在架空线路上工作。

⑭低压架空带电作业时应有专人保护，使用专用绝缘工具，戴好专用防护用品。

⑮低压架空带电作业时，人体不得同时接触两根线头，不得越过未采取绝缘措施的导线之间。

⑯在带电的低压开关柜（箱）上工作时，应采取防止相间短路及接地等安全检查措施。

⑰当电器发生火警时，应立即切断电源。在未断电前，应用四氯化碳、二氧化碳或干粉灭火，严禁用水式普通酸碱泡沫灭火器灭火。

3.防止触电的技术措施

为防止因电气设备内部的绝缘材料老化或其他原因损坏使带电部件与设备外壳形成接触而造成人员触及设备外壳发生间接触电事故，通常采用的技术防护措施有电气设备的低压保护接地和低压保护接零以及在设备供电线路上安装低压漏电保护开关。绝缘、安全间距、安全电压、屏护等都是防止直接触电的防护措施。

（1）接地保护。

① 接地及接地装置。电气的“地”一般是指距接地点20m以远处，任意两点之间的电位差为零。接地是将电气设备中应该接地的部分，通过接地装置，与大地做良好的连接。接地体是指埋入地下与大地直接接触的金属导体。接地线是将接地体与电气设备中必须接地部分连接起来的金属导体。接地体和接地线合称为接地装置。

② 接地保护。这是将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与大地做金属性连接，以保证人身的安全。在中性点不接地系统中，设备外壳不接地而意外带电时，外壳与大地间存在电压，人体触及外壳时，电流就会经过人体和线路对地电容形成回路，发生触电的危险，如图1.5（a）所示。为了避免这种触电的危险，应尽量降低人体所能触到的接触电压。因此，应将电气设备的金属外壳与接地体相连接，即接地保护，如图1.5（b）所示，此时碰壳的接地电流则沿着接地体和人体两条通路流过，流过每一通路的电流值将与其电阻的大小成反比，其接地电阻 Rd通常小于4Ω，人体电阻 Rr在恶劣的环境下为1000Ω左右，流过人体的电流很小，可以避免或减轻触电危害。

接地保护适用于中性点不接地的低压电力系统中，如对发电厂和变电所中的电气设备实行保护接地，并尽可能使用同一接地体。每年都要测试接地电阻，确保阻值在规定的范围内。

（2）接零保护。这是在中性点接地的电力系统中，将电气设备正常不带电的金属外壳与系统的保护线（PE线或PEN线）直接规范连接起来。

① TN系统。我国380/220V低压配电网广泛采用中性点直接接地的运行方式。根据国际电工委员会IEC标准，低压配电网中性点工作制度有3 种：TN系统、TT系统和IT系统。其中根据各国不同的做法，TN系统又分为TN-S 、TN-C、TN-C-S三种形式。

a.TN-S系统的特征是中性线（N线）和保护线（PE线）严格分开，又称三相五线制系统。

b.TN-C系统的特征是将N线和PE线的功能合在一根保护中性线（PEN线）上，故又称为三相四线制系统，或称为接零保护系统，这根PEN线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。

c.TN-C-S系统中有一部分其N线和PE线结合成PEN线，有一部分N线和PE线全部或部分分开。N线的功能是：供单相设备使用；传导三相系统中的不平衡电流；减小三相负荷中性点的电位偏移。而PE线的功能则是保障人身安全，防止发生触电事故。

② 接零保护。过去相当长一段时间内，TN-C系统在我国的工厂企业和居民住宅中是一种常用的中性点工作制度，380/220V三相四线制系统中的电气设备均采用接零保护。由于这种系统的中性点具有良好的工作接地，无论电气设备的外壳是否接地，都不能防止人身触电的危险，如图1.6（a）所示，当电气设备发生单相碰壳时，由于设备外壳既未接地，也未接零，其碰壳故障电流较小，不能使熔断器等保护装置动作而及时切除故障点，使设备外壳长期带电，人一旦触及就会发生触电危险。为使保护装置快速而可靠动作，减少触电机会的措施是接零保护，如图1.6（b）所示，当发生碰壳短路时，短路电流经外壳和零线构成闭合回路，由于相线和零线合成电阻很小，所以短路电流很大，立即将熔丝熔断或使其他保护装置动作，迅速切断电源，防止触电。

在TN-C系统中采用接零保护需要注意的事项：

a.为使接零保护更加可靠，必须在零线上禁止安装熔断器和单独的开关，以防零线断开，失去接零保护的作用，为此要在零线上的一处或多处再接地即进行重复接地。重复接地电阻与工作接地电阻构成零线的并联分支。

b.同时禁止在同一系统中有的设备接零而有的设备接地。如图1.7 所示，380/220V系统中，当设备A发生单相碰壳，会使接零设备B的对地电压升高，如r0=Rd=4Ω，则接零设备B上将有110V的对地电压。如果人体同时触及到接零和接地设备的外壳时，其接触电压将达到系统的相电压，这是对绝不允许的。

c.零线的接法。电气设备的金属外壳，必须采用单独的引线同零干线可靠连接。三相380V四孔插座和单相220V三孔插座的保护接零极（PE线极）也应单独引线接到零干线上（并联的形式）。如图1.8 所示，单相三孔插座右插孔接相线，左插孔接零线，上插孔（孔径大于其他两个插孔）接保护零线（图（a））。不能将三孔插座的保护接零极（PE线极）直接与工作零线极（N线极）相连（图（b）），这样连接若工作零线松扣脱落时，就会使设备的金属外壳带相电压（图（c））。如果将工作零线（N线）和相线（L线）接反，也会使设备的金属外壳带相电压，从而造成人身触电事故。

随着人们生活水平的提高，家用电器的增多，原先符合住宅设计规范的TN-C系统已不能保证电气安全的要求。因此从《住宅设计规范》（GB50096—1999）起就强行规定了居民住宅应采用TT系统（三相四线制、接地保护系统）、TN-C-S系统（部分接零、部分为三相五线制）或TN-S系统（三相五线制系统），并进行总等电位连接。

（3）漏电保护开关（器）。漏电保护器是一种在规定条件下电路中漏（触）电流（mA）值达到或超过其规定值时能自动断开电路或发出报警的装置。漏电保护器动作灵敏，切断电源时间短，因此只要能够合理选择和正确安装使用，除了保护人身安全以外，还有防止电气设备损坏及预防火灾的作用。1000V以下的低压系统中，凡有可能触及带电部件或在潮湿场所装有电气设备时，都应装设漏电保护器，以保障人身安全。

安装漏电保护器后，不能撤掉或降低对线路、设备的接零或接地保护要求及措施。安装时应注意区分线路的工作零线和保护零线。工作零线应接入漏电保护器，并应穿过开关的零序电流互感器。经过漏电保护器的工作零线不得作为保护零线，不得重复接地或接设备外壳。线路的保护零线不得接入漏电保护器。

（4）绝缘。即用不导电的绝缘材料把带电体封闭起来，这是防止直接触电的基本保护措施。但要注意绝缘材料的绝缘性能与设备的电压、载流量、周围环境、运行条件相符合。

（5）屏护。即采用遮拦、护罩、护盖、箱闸等把带电体同外界隔离开来。此种屏护用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合，是防止人体接触带电体的重要措施。需要注意的是，凡是金属材料制作的屏护装置，都应妥善接地或接零。

（6）间距。为防止触及或接近带电体，防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体，在带电体与带电体，带电体与地面，带电体与其他设备、设施之间，皆应保持一定的安全距离。间距的大小与电压高低、设备类型、安装方式等因素有关。