作为电源工程师,免不了天天和电打交道。虽然具有专业知识,但是对于工程师来说,依然具有被电伤害的可能。
这个帖子就和大家来讨论一下,用电安全问题。
我暂时把电对人的伤害分为三类:
1.电击伤害
2.灼伤伤害
3.电磁辐射伤害
首先来看电击伤害。
大家都知道电击会对人造成伤害,那么到底伤害人的是什么参数呢?
决定性参数是电流,通常来说,超过10mA的电流流过人体,就会对人体造成一定伤害。
如果超过100mA的电流流过心脏几秒钟,就有可能导致死亡。
当然由于每个人个体差异,以上数值只是参考值。
但是可以肯定的是,一定的电流流过人体,就会造成可恢复,或者不可恢复的伤害。
那么电流是如何流过人体的呢? 搞电的人都知道,电路必须要形成回路,才能让电流流通。那么实际上回路是怎么形成的呢?
那么首先来看最常见的电击案例,电网电击。
电网电击是最常见的伤害案例,比如不小心手摸到电门,;裸露的插座,漏电的电器等。那么这个回路是怎样形成的呢?
先来看一下,电网的接地问题。
电网和大地的关系:
比如家用电网的中点在供电端是和大地连接在一起的,也就是所谓的零线和大地是等电位的。◦所以站在大地上的人,如果接触电网火线,就会有电流通过人体进入大地。(通过大地回流)
那么电网为何要和大地建立电位关系呢?大家可以去想想答案。
那么以我国的家用电网电压220V为例。
假设人体为阻性负载,那么人体电阻必须大于2.2K欧姆,才能保证触电电流小于100mA。
但是实际上,人体的电阻,由于个体的差异,皮肤的干燥或湿润,接触面的大小,等等因素导致千差万别。
那么还有比如站立面的材质(木材,水泥?),穿的鞋的绝缘性能等等不同因素。导致我们无法判断自身的电阻是否足够大。
比如,我曾听说有工程师喜欢用指甲去接触插座,来判断是否有电,因为指甲接触要比直接手指接触具有更大的电阻,当然这个绝对也是个冒险的行为,不应该仿效。
对于家庭环境来说,首先要注意的是电气布线的时候,是否有良好的接地线。因为良好接地,可以避免电器外壳漏电导致的电击,而且一旦漏电,也会被漏电保护开关检测到。
其次,插座的接地是否良好,包括接线板。
如果家里有儿童的话,应该采用儿童防插面板,一般小孩会有一定的好奇心,我小时候就有想把剪刀插入插座的想法。
注意电器的使用寿命,,特别是电热水器。
但是对于我们工程师来说,在实验室里,牵涉的安全问题将会更为复杂。
比如在一次电源的调试中,我们需要用到交流源,当然采用正规的可控交流源自然是最安全的。对于很小规模的公司来说,也许不够资金购买这种设备,也许是设备不够。这个时候,往往会用到一个便宜的设备,就是自耦调压器。
那么比较安全的方法,就是前面串一个隔离变压器,起到隔离作用,自耦变压器起到调压作用。
当然也有一些老板,非常的抠门,隔离变压器都不给,可能就是一个自耦变压器。那么我们如何最大限度的来保障自身安全呢?我的做法是:
这样做法的好处,是当输出调到零的时候,输出对人就是安全的。开关和LED灯是另外一重保护。当然所有裸露铜线的地方应该用绝缘胶带包裹。
个人认为指示灯也是比较重要的一环,因为很多工程师都喜欢在调试的板子上焊接。为了避免带电焊接,指示灯是一个很好的提示。
当我们采用隔离变压器,对电网进行隔离之后,安全系数自然大大提高。但是也不能说就万事大吉了,这个是要需要注意的是差分电压的电击危险。
比方说用双手去触摸隔离变压器的输出,这样电流同样会流过心脏,造成致命伤害。
当然事实上,我们工程师不会这么傻,而往往比较容易忽视的,是电容上电压。在调试过程中,由于不断的开关机,有可能电容上的电还没有放掉,我们就会用手去触摸。这样有可能会导致,手碰到电容的正负极。
当然一般是单手触碰,这样电流并不会流过心脏。但是有可能从你得手掌通过,挖出一条肉槽。
所以良好的习惯就是,自己做一个放电电阻,在每次断电之后,用电阻将高压电容的电放掉。再进行焊接等操作。
虽然电击伤害是最致命的危险,但是对于具有专业知识的电源工程师来说,通常具有较高警惕心。
但是有的时候就会忽视另外一个危险,就是被电流所产生的高温灼伤危险。
大家都知道,电流流过导体,只要你这个导体不是 超导体,肯定会产生损耗,从而产生温升。如果当温度超过七八十度,就会对触摸它的人体产生一定的伤害。
首先来看家庭环境,一般在家庭环境中,很少有直接灼伤人体的案例。通常都是电路产生的高温导致火灾的问题。
一般来说,正规的家庭电路布线,肯定是考虑的电流的大小,而采相应粗细的铜线,而铜线本身的使用寿命是很长的。最容易出问题的是外面绝缘的老化,线路连接点触点的老化等等......
特别是大功率电器,所串入的开关。比如有些人为了安全会给热水器串入一个普通开关,如果经常在热水器开着的时候,切断这个开关,就会看到打火现象,这种现象会加速开关触点的老化。所以这种开关应该经常更换,特别当发现其发热的时候。
但是在实验室环境,需要警惕一种危险。那就是工程师随时佩戴的戒指,金属表带的手表。
由于戒指和金属表带都具有良好的导电性,和导热性,一旦短路某电路,就会有巨大电流通,会产生高温灼伤。
特别是做低压设备的工程师,往往认为低压设备是安全,从而忽略这种危险。
而我也确实有听说某工程师,在操作12V电池的时候,不小心用表带短路了电池,造成手腕深度灼伤,不得不入院治疗。
最后来看一下辐射伤害。我们这里说的辐射,当然是电磁辐射,不是核辐射。
虽然科学界对电磁辐射对人体的伤害,并没有定论。不过还是有不少科学家,通过实验认为电磁辐射会
增加人体患病的几率。虽然这些结论并没有得到广泛认同,但是我们宁可信其有。
一般的认知是,电磁辐射频率越高,强度越大,就危害越大。
那么对于电子工程师来说,显然在工作场合避免不了电磁辐射,总不能不工作吧。
不过在公司,还是有一些章法可循。譬如办公室和实验室分开,在烤机的时候,可以适当的离开实验室等等。
但是在家庭生活,我们就应该适当的了解,家用电器设备的电磁辐射问题。
在家庭生活中,首先需要注意的就是利用电磁感应加热的家电。
比如电磁炉,IH开水煲,IH电饭煲。电磁感应加热的家电,容易泄露电磁辐射,所以这些家电工作的时候,
人应该远离。
其次,需要注意的是手机,wifi设备。不过现在的人离不开这些东西,所以可能无法避免这些辐射。
再次,就是一些具有电机的家电,虽然电机的频率很低,但是多数功率较大,所以也要注意。
比如空调外机所在位置,应该远离床。洗衣机工作的时候,人不要一直在旁边。适当使用电吹风.
比较安全的是电阻性加热家电,比如热水器,传统开水煲,传统电饭煲之类。
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