題:
是什麼使家庭電源電壓安全?
Greg d'Eon
2014-09-19 17:43:57 UTC
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當我開始學習電氣工程時,我了解到的最重要的安全準則之一是電壓超過36V可能很危險。正如我的電路教授所說的那樣,120VAC會刺痛,240VAC會嚴重傷害。

現在,我對這些電壓及其危險有所了解,我對市電及其安全性感到困惑。我經常看到人們將電源線(拔出)插入桌子或沙發後面的插座,而看不清它們所觸摸的東西-有時用兩隻手可以更好地抓握,這在我的電氣實驗室中是絕對不可以的。在學校。例如,在熱線和中線之間觸摸手指的危險有多危險?家裡的斷路器真的可以防止這種情況發生嗎?還是120 / 240VAC並不像我想的那麼危險?

你的電路教授是對的。不要問我我怎麼知道:)
不確定插頭上是否有適用的安全標準,但我只是嘗試了一些看上去與加拿大插頭相似的澳大利亞插頭,並且在移動約5毫米後似乎會脫離。即使成年人嘗試,儘管嘗試可能對孩子來說是個問題,但即使是成年人,也很難設法接觸帶電導體。
造成人身傷害的不是電壓,而是電流。通過心臟的大約100mA電流會殺死您。任何更高的肉開始燃燒,這將增加皮膚的電阻率。當然,更高的電壓意味著更高的電流,所以我很挑剔。
@cantido當然-我認為在我的帖子的前半部分中,我對電壓為什麼/如何被殺死很了解。在過去的一年中,這肯定已經引起了我的注意。
@Kynit絕對可以,我毫不懷疑。我希望此評論可以給其他人添加有趣的細節。
簡短的答案是插頭和插座設計,設備設計,絕緣,斷路器和保險絲,剩餘電流檢測器以及接地連接。
插頭設計。我的手指滑到一個舊的插頭上,而底座上沒有保護環。好痛
我很久以前就讀過120VAC電源比230VAC更危險。在第一種情況下電流較低,但是在第二種情況下我們的身體反應更快。但是,這就是我記得的:無法為您指出這篇文章!
@MarioVernari我認為您所說的反應實際上是交流電抽筋引起的附近肌肉的收縮。聽起來不錯,更多的電壓會導致更快的收縮-mut我想這與比例不成比例。
是什麼使高溫在家庭中安全?溫度超過160°F可能會在1秒內引起灼傷,但是我的烤箱會升至550°F!
@VolkerSiegel:您說得對。抱歉,我找不到源。
六 答案:
Andy aka
2014-09-19 18:01:32 UTC
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斷路器不足以保護生命。斷路器可以阻止房屋牆壁上的電纜融化並可能著火–斷路器和保險絲具有阻止火災的功能(這當然對生命非常危險)。

為了直接接觸帶電的交流部件,在英國,我們有剩餘電流裝置(RCD)–如果通過一根交流線吸收的電流與通過另一根交流線吸收的電流相差約20mA,則這些電流會“跳閘”電源: / p>

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(來源: diyhowto.co.uk) sub>

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很顯然,保險絲沒有用,因為連接到AC的設備的正常電流將達到數十安培或更高。因此,如果您的設備要承受10安培的電流,並且觸摸一個交流導體,則可能會吸收20mA的接地電流,這會“失衡” RCD並使電源跳閘。

對於同時觸摸兩個終端,必須設想一個不同的場景。我說的是交流電源系統,其中一根導體(有時稱為中性線)“接地”,即對地電壓可能只有幾伏特-如果僅觸摸此線,則RCD跳閘的可能性很小但誰在乎–充其量只有最好的幾伏電壓,幾乎沒有電流流過。相反,如果您同時觸摸了兩條交流電線(火線和零線),那麼從火線中引出的接地電流仍然大大大於來自零線和RCD跳閘的接地電流。

說了這麼多即使只有不到100毫秒的時間,約20mA的電流仍會刺痛。這是否具有殺傷力-可能對有心臟不適的人造成傷害,但是這些人會在桌子底下翻找,將連接器盲目地推入插座嗎?

對於與地面“隔離”的交流系統,幾乎看不到任何一根電線,但觸摸兩條電線都不會使RCD跳閘,您將面臨嚴重的危險–電流將直接流經人體,從導體到導體。幸運的是,這類安裝不是很常見,但肯定不是聞所未聞的。失去中性接地鍵會導致此問題。

感謝您的出色回答-我以前從未聽說過RCD。這是一種非常聰明的保護形式。
RCD在美國被稱為接地故障斷續器。
@JRE-感謝您的救援-我知道美國有一種設備,但不記得它的名字了。
我對英國一無所知,但在美國,GFCI通常僅用於“潮濕”的地方,例如戶外或浴室。
接地故障斷路器(GFI)在美國也稱為接地故障電路斷路器(GFCI)。
@ThePhoton:在存在理由的其他情況下,越來越多地看到它們。而且我相信現在可以在配電盤上安裝一些版本,這是一個更容易的改裝。
最後一段,您是在談論沒有接地的設備嗎?我認為這裡(澳大利亞)的大多數電子設備(電話充電器/電視/顯示器)沒有接地,只有水壺/冰箱/熨斗/等設備。做...
@tgun926不,我說的是插座的供電系統,該插座未在其中一根電線上接地。
至於為什麼我們不把GFCI放在任何地方:它們與計算機網絡不兼容。
@Joshua為什麼它們與計算機網絡不兼容?我看到的唯一問題是屏蔽層上有電流的STP電纜。據我所知,這通常不應該發生,但是我可能是錯的。我不認為其他情況會帶來什麼問題。
我們在測試中發現的結果(是的,實際上是將聯網計算機插入GFCI中)是通過網絡數據電纜發送的功率從交流電源的一側引出,然後又傳遞回另一側的另一端。交流電源插頭(將開關插入電源插頭)。需要花費3台計算機來可靠地檢測到該問題,但是超過1台計算機將隨機失敗。
RCD也稱為ELCB(接地負載斷路器)。
@VaibhavGarg ELCB要求存在接地線,並尋找沿該線下降的電流,以指示出現問題。這與RCD不同-它不需要接地線即可檢測接地故障,因此最適合檢測可能通過某人的手流到地面的電流。“ L”代表“洩漏” BTW。請參閱以下內容進行澄清:http://en.wikipedia.org/wiki/Earth_leakage_circuit_breaker
@Andyaka當然可以。我熟悉的一個至少在Wikipedia上被稱為“當前操作的ELCB”。但是,我立場正確。
(+1)在意大利,它們在技術上稱為“差動斷路器”,但非正式地稱為“救生員”,就像短語“哎呀,救生員應該絆倒!”一樣。它們對於任何家用電氣系統都是強制性的。
Jonas Schäfer
2014-09-19 18:54:52 UTC
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在歐洲的某些地區(我知道德國和法國),連接器的製造方式可防止您在使用連接器時意外接觸主電源,即使辛苦嘗試也是如此:

Schuko features(圖片來自Wikimedia和公共領域)

此特定的套接字在德國使用。法國的格式略有不同(與圖中所示的插頭不兼容,但與另一種相似的插頭形式兼容),其中接地不在側面(在圖中標記為“ 2”),而是粗大的針腳

由於插座是嵌入式的,因此在插入或拔出插頭時無法觸摸熱銷。唯一可觸摸的金屬部件是地電位,並且在連接熱線之前先連接。

使用Schuko進行電擊的唯一方法是將導電物質塞入其中一個孔中。為了保護小孩子避免這樣做,可以使用安全嵌體(電源板通常帶有內置保護裝置)。

此外,@ ady aka描述的 RCD

如@venny註釋所示,細兩針插頭( Europlugs)僅在針的遠端具有金屬。

不能填充整個凹槽的2芯插頭僅在插針的末端具有金屬觸點。
這些天在西班牙這裡也很標準。
英國/英國的插頭和插座仍然是我見過的最好/最安全的設計之一。值得一提的是,谷歌以各種方式使它們變得安全。
除英國,丹麥,瑞士和意大利(每個國家都有自己的插頭)以及法國和捷克共和國(使用法國Schuko)外,幾乎每個歐洲國家都使用Schuko。
到目前為止,英國系統BS 1363並不是最好的系統。儘管與Schuko相比,它具有一些優勢,但在其他方面卻失敗了。兩全其美的是IEC 60906-1,但誰知道我們何時會在現場看到它。
@Ghanima加利福尼亞大眾(campervan)隨附一個。雖然我很抱歉地說我們通過製造IEC 60906-1-> 2x BS 1363適配器剝奪了所有其他安全性.. :)
IEC 60906-1看起來真的很棒。看起來在EE中,推出的時間甚至更長(與軟件相比)。
我不確定@Ghanima在這裡在說什麼。AFAICT,IEC 60906-1與BS 1363相比幾乎沒有什麼優勢(我唯一想到的就是踩到斷開的BS 1363插頭*損壞*,而BS 1363插頭則較大-儘管這有助於斷開它們並阻止拉扯電線)。BS 1363也單獨熔斷,IEC 60906-1則沒有。此外,巴西(有幫助地)以不符合標準的方式使用IEC 60906-1插座和插頭(220V和120V,有時還會斷開插座的接地插針),這在實踐中使其不安全。
Mister Tea
2014-09-20 03:37:26 UTC
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是什麼使之在家庭,企業和學校中安全?除了各種國家和國際標準強制執行的嚴格設計準則外,沒有什麼能使主電源安全。在美國,NEC或國家電氣法規規定了房屋的佈線方式以及允許和不允許使用的設備。它控制著諸如佈線的方式,如何支撐,端接,封閉,在場景中允許使用哪種導線類型之類的事情。

對於電氣設備,它可以是牆上的電視盒之類的插座盒(用於安裝插座的盒)必須符合各種標準。這些標準是由各種私人和政府機構開發和維護的,其中許多是國際標準的,例如IEC。美國的一個例子是保險商(UL)實驗室和職業安全與健康管理局(OSHA)。

讓您安全的是製造商與這些不同機構之間的合作。

安全使用結束的地方:一旦您開始使用主電源工作,例如:您是開發離線開關電源的工程師,那麼您就是您自己的安全機構。您必須小心並遵循基本的預防措施。

還有什麼可以保證安全性:教育。在生命的早期,您被告知不要與它混為一談。插座,燈座或烤麵包機內部不得有叉叉或手指刺傷。這是對大多數兒童的早期教育。但是,我們中的一些人更加好奇並且忽略了這些教義。它很傷人,但卻使我們走上了一條奇妙的路,變得對學習它的細節感興趣。

接地故障斷路器通常僅用於將設備連接到潮濕位置的電路。水槽附近的任何出口,例如浴室或廚房,都將裝有GFCI。此外,位於房屋外部的插座也應受GFCI保護。但是不要這樣認為。 GFCI的強制性要求是最近的,許多老房子不必或不必費心升級。

它們僅通過測量兩條腿的電流即可工作。除非通過某種方式使電流從設備中流出,否則兩條腿上的電流始終相等。 GFCI會檢測到不平衡狀態,並打開斷路器。立即與內部聯繫人聯繫。在那一點上,間隙通常很小,手指無法插入塞子的表面和插腳之間。另外,如果您發現插頭的表面很大,這會增加表面邊緣和插腳之間的距離。

如果您的手指要穿過發炎的和中性的,您會感到震驚。實際上,您有兩條電流路徑,即熱至中性線和熱至地線。有多少傷害?依靠。你是濕還是汗?那麼也許會傷害很多甚至殺死你。皮膚乾燥?這可能是快速的嗡嗡聲。

其他想法:考慮到120V甚至240V都不是那麼高。電力在塔或更高的塔上以半百萬伏的電壓傳輸。它局部分佈在兩極的2.4-28.8kV上,有時可能高達69kV。這些電源電壓是便利性和安全性之間的折衷。在大型商業和工業系統中,常見的是277 / 480V三相繫統。在加拿大,通常會看到600V三相繫統(也稱為550V或575V系統,但變化不大)。這些較高的電壓用於將更多功率推向相同尺寸的導體。

keshlam
2014-09-19 23:36:36 UTC
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請記住,在許多(也許是大多數)情況下,當有人接觸到房屋電流時,他們並不會接地。手指間的電流在同一隻手上令人不快,並且如果持續下去會造成傷害(請參見以這種方式烹飪香腸的視頻),但不會致命。極為危險的情況是手牽手或手腳踩踏,電流流過心臟並可能干擾其時間。

在桌子後面擺弄東西或任何不太可能得到一隻手的東西插在插頭的每個插腳上。因此,用第二隻手在某處可能會發現另一個接地的大風險-管道,接地的散熱器以及帶有連接安全接地的金屬外殼的東西。

有很多次優但我們接受的東西,因為重新設計它們比我們要投資要麻煩得多。

這似乎是其中之一。鑑於龐大的安裝基礎,安裝GFCI比嘗試更換數十億個插座和與之匹配的插頭要容易得多。

(通過觸摸重新充電:我的祖父報告說,當他進行電梯維修時他的一位合夥人是一位徹底的瘋子,他曾經用一隻手安全地放開,另一隻手舔了兩根手指,然後迅速將它們滑過端子來檢查電路的電壓。防止了在用力抓住帶電導體的手中的肌肉收縮時可能發生的鎖定風險,並保持了足夠短的接觸時間,以至於不會顯著損壞組織STUPID方法,但它證明了我在上文中指出的觀點:有電流通過中樞核心,並且電壓不在千伏範圍內,短暫的相遇可能不會殺死您。可能。孩子們,請勿在家中嘗試!)

Matt in Canada
2014-10-19 00:31:14 UTC
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不要假設120V比240V更“安全”。兩者都可以殺死!在這些電壓下它只需要很小的電流(即1/10安培就足以進行電絕緣)。電路斷路器和保險絲可防止電路過載而引起火災。這就是為什麼在某些區域(例如廚房,浴室,車庫和游泳池/桑拿室)使用GFCI(接地故障斷路器)斷路器或插座的原因,插入的設備有可能掉入水中。它們具有附加功能,可幫助保護人們免受電擊。正確安裝後,如果檢測到雜散電流超過5mA(1 / 200A),它們將使電路跳閘(斷開)。至於插頭,切勿在插入或拆卸金屬(導電)零件時使用。

重要的一點:不要認為120V比240V更“安全”!
120 VAC比240 VAC更安全,但是絕對不要這樣假設。有一些故事(城市傳說?)是關於在非常潮濕的條件下以低至12伏的電壓殺死人的故事。
Peter Green
2015-12-11 23:04:26 UTC
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電源電壓是一個折衷方案。較高的電壓意味著更多的電擊危險,而電力具有進一步“跳躍”的能力,但是較低的電壓意味著較高的電流,這意味著較高的損失和更多的火災危險。

全世界幾乎所有的人都選擇了市電電壓。 100V和240V。這些電壓足夠高,可以控制損失和火災隱患,同時又足夠低,不會跳得太遠,而且許多電擊受害者都可以倖存(儘管絕不保證,不要自己動手將電擊離地)

插頭和插座的設計旨在降低在帶電狀態下接觸插針的風險。與〜115V國家或欠發達國家相比,第一世界的〜230V國家往往要花更長的時間。因為我敢肯定,倖免於這種衝擊的絕大多數人都沒有正式舉報,但是我所講的大多數選民都表示,他們在職業生涯中至少從主電源上受到過一次電擊,而電擊死亡的人數卻在下降。

不要忘了,蠟燭和天然氣照明等電力替代品也不是沒有風險。



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