安全用電的實驗裝置圖回答問題

1. 運用知識解決問題：（1）如圖1所示的實驗裝置圖中，屬於研究電動機原理的是______，這個過程中______能轉

(12V)26Ω=24W，
∴當開關S₁、S₂均閉合時，要使電流表安全使用，變阻器接入電路的阻值不得小於6Ω；整個電路的電功率的變化范圍是24～36W．
故答案為：（1）（1），電，機械，電風扇、洗衣機；
（2）磁性，吸下，接觸；
（3）如圖所示；
（4）①R₁的阻值為12Ω；
②變阻器接入電路的阻值不得小於6Ω；整個電路的電功率的變化范圍是24～36W．

2. 安全用電的用電方法

如果在生產和生活中不注意安全用電，會帶來災害。
例如，觸電可造成人身傷亡，設備漏電產生的電火花可能釀成火災、爆炸。
怎樣安全用電
夏季的酷熱使人難耐，空調、電風扇也都轉了起來。因為使用這些電器而造成的火災、觸電事故每年都有發生，怎樣既安全又科學地用電，是每個家庭必須注意的大事。首先，要考慮電能表和低壓線路的承受能力。電能表所能承受的電功率近似於電壓乘電流的值，民用電的電壓是220伏，如家中安裝2.5安的電能表，所能承受的功率便是550瓦，像600瓦的電飯煲則不能使用。如此推算，5安的電能表所能承受的電功率是1100瓦。
其次，要考慮一個插座允許插接幾件電器。如果所有電器的最大功率之和不超過插座的功率，一般是不會出問題的。用三對以上插孔的插座，而且要同時使用空調、電飯鍋、電飯煲、電熱水器等大功率電器時，應先算一算這些電器功率的總和。如超過了插座的限定功率，插座就會因電流太大而發熱燒壞，這時應減少同時使用的電器數量，使功率總和保持在插座允許的范圍之內。
另外，安裝的刀閘必須使用相應標準的保險絲（普遍用空氣開關，保險絲基本已淘汰）。不得用其他金屬絲替代，否則容易造成火災，毀壞電器。如因家用電器著火引起火災，必須先切斷電源，然後再進行救火，以免觸電傷人。
電壓波動大時要使用保護器。日常生活中，瞬間斷電或電源電壓波動較大的情況時有發生，這對電冰箱是—個威脅。若停電後又在短時間（3～5分鍾）內恢復供電，電冰箱的壓縮機所承受的啟動電流要比正常啟動電流大好幾倍，可能會燒毀壓縮機。
一、學會看安全用電標志明確統一的標志是保證用電安全的一項重要措施。統計表明，不少電氣事故完全是由於標志不統一而造成的。例如由於導線的顏色不統一，誤將相線接設備的機殼，而導致機殼帶電，釀成觸點傷亡事故。標志分為顏色標志和圖形標志。顏色標志常用來區分各種不同性質、不同用途的導線，或用來表示某處安全程度。圖形標志一般用來告誡人們不要去接近有危險的場所。為保證安全用電，必須嚴格按有關標准使用顏色標志和圖形標志。我國安全色標採用的標准，基本上與國際標准草案（ISD）相同。一般採用的安全色有以下幾種：1、紅色：用來標志禁止、停止和消防，如信號燈、信號旗、機器上的緊急停機按鈕等都是用紅色來表示「禁止」的信息。2、黃色：用來標志注意危險。如「當心觸電」、「注意安全」等。3、綠色：用來標志安全無事。如「在此工作」、「已接地」等。4、藍色：用來標志強制執行，如「必須帶安全帽」等。5、黑色：用來標志圖像、文字元號和警告標志的幾何圖形。按照規定，為便於識別，防止誤操作，確保運行和檢修人員的安全，採用不同顏色來區別設備特徵。如電氣母線，A相為黃色，B相為綠色，C相為紅色，明敷的接地線塗為黑色。在二次系統中，交流電壓迴路用黃色，交流電流迴路用綠色，信號和警告迴路用白色。二、安全用電的注意事項：隨著生活水平的不斷提高，生活中用電的地方越來越多了。因此，我們有必要掌握以下最基本的安全用電常識：l、認識了解電源總開關，學會在緊急情況下關斷總電源。2、不用手或導電物（如鐵絲、釘子、別針等金屬製品）去接觸、探試電源插座內部。3、不用濕手觸摸電器，不用濕布擦拭電器。4、電器使用完畢後應拔掉電源插頭；插拔電源插頭時不要用力拉拽電線，以防止電線的絕緣層受損造成觸電；電線的絕緣皮剝落，要及時更換新線或者用絕緣膠布包好。5、發現有人觸電要設法及時關斷電源；或者用乾燥的木棍等物將觸電者與帶電的電器分開，不要用手去直接救人；年齡小的同學遇到這種情況，應呼喊成年人相助，不要自己處理，以防觸電。6、不隨意拆卸、安裝電源線路、插座、插頭等。哪怕安裝燈泡等簡單的事情，也要先關斷電源，並在家長的指導下進行。三、安全用電常識1、入戶電源線避免過負荷使用，破舊老化的電源線應及時更換，以免發生意外。2、入戶電源總保險與分戶保險應配置合理，使之能起到對家用電器的保護作用。3、接臨時電源要用合格的電源線、電源插頭、插座要安全可靠。損壞的不能使用，電源線接頭要用膠布包好。4、臨時電源線臨近高壓輸電線路時，應與高壓輸電線路保持足夠的安全距離(10KV及以下0.7米；35KV,1米；110KV,1.5米；220KV,3米；500KV,5米)。5、嚴禁私自從公用線路上接線。6、線路接頭應確保接觸良好，連接可靠。7、房間裝修，隱藏在牆內的電源線要放在專用阻燃護套內，電源線的截面應滿足負荷要求。8、使用電動工具如電鑽等，須戴絕緣手套。9、遇有家用電器著火，應先切斷電源再救火。10、家用電器接線必須確保正確，有疑問應及時詢問專業人員。11、家庭用電應裝設帶有過電壓保護的調試合格的漏電保護器，以保證使用家用電器時的人身安全。12、家用電器在使用時，應有良好的外殼接地，室內要設有公用地線。13、濕手不能觸摸帶電的家用電器，不能用濕布擦拭使用中的家用電器，進行家用電器修理必須先停電源。14、家用電熱設備，暖氣設備一定要遠離煤氣罐、煤氣管道，發現煤氣漏氣時先開窗通風，千萬不能拉合電源，並及時請專業人員修理。15、使用電熨斗、電烙鐵等電熱器件。必須遠離易燃物品，用完後應切斷電源，拔下插銷以防意外。
開關正確安裝
如果將照明開關裝設在零線上，雖然斷開時電燈也不亮，但燈頭的相線仍然是接通的，而人們以為燈不亮，就會錯誤地認為是處於斷電狀態。而實際上燈具上各點的對地電壓仍是220伏的危險電壓。如果燈滅時人們觸及這些實際上帶電的部位，就會造成觸電事故。所以各種照明開關或單相小容量用電設備的開關，只有串接在火線上，才能確保安全。
插座正確安裝
通常，單相用電設備，特別是移動式用電設備，都應使用三芯插頭和與之配套的三孔插座。三孔插座上有專用的保護接零（地）插孔，在採用接零保護時，有人常常僅在插座底內將此孔接線樁頭與引入插座內的那根零線直接相連，這是極為危險的。因為萬一電源的零線斷開，或者電源的火（相）線、零線接反，其外殼等金屬部分也將帶上與電源相同的電壓，這就會導致觸電。
因此，接線時專用接地插孔應與專用的保護接地線相連。採用接零保護時，接零線應從電源端專門引來，而不應就近利用引入插座的零線。
塑料絕緣導線嚴禁直接埋在牆內
1． 塑料絕緣導線長時間使用後，塑料會老化龜裂，絕緣水平大大降低，當線路過載或短路時，更易加速絕緣的損壞。
2． 一旦牆體受潮，就會引起大面積漏電，危及人身安全。
3． 塑料絕緣導線直接暗埋，不利於線路檢修和保養。
使用漏電保護器的好處
漏電保護器又稱漏電保護開關，是一種新型的電氣安全裝置，其主要用途是：
1． 防止由於電氣設備和電氣線路漏電引起的觸電事故。
2． 防止用電過程中的單相觸電事故。
3． 及時切斷電氣設備運行中的單相接地故障，防止因漏電引起的電氣火災事故。
4． 隨著人們生活水平的提高，家用電器的不斷增加，在用電過程中，由於電氣設備本身的缺陷、使用不當和安全技術措施不利而造成的人身觸電和火災事故，給人民的生命和財產帶來了不應有的損失，而漏電保護器的出現，對預防各類事故的發生，及時切斷電源，保護設備和人身安全，提供了可靠而有效的技術手段。
觸電事故的主要原因
統計資料表明，發生觸電事故的主要原因有以下幾種：
1． 缺乏電器安全知識，在高壓線附近放風箏，爬上高壓電桿掏鳥巢；低壓架空線路斷線後不停地用手去拾火線；黑夜帶電接線手摸帶電體；用手摸破損的膠蓋刀閘。
2． 違反操作規程，帶電連接線路或電器設備而又未採取必要的安全措施；觸及破壞的設備或導線；誤登帶電設備；帶電接照明燈具；帶電修理電動工具；帶電移動電氣設備；用濕手擰燈泡等。
3． 設備不合格，安全距離不夠；二線一地制接地電阻過大；接地線不合格或接地線斷開；絕緣破壞導線裸露在外等。
4． 設備失修，大風刮斷線路或颳倒電桿未及時修理；膠蓋刀閘的膠木損壞未及時更改；電動機導線破損，使外殼長期帶電；瓷瓶破壞，使相線與拉線短接，設備外殼帶電。
5． 其他偶然原因，例如夜間行走觸碰斷落在地面的帶電導線。
發生觸電時應採取哪些救護措施
發生觸電事故時，在保證救護者本身安全的同時，必須首先設法使觸電者迅速脫離電源，然後進行以下搶修工作。
1． 解開妨礙觸電者呼吸的緊身衣服。
2． 檢查觸電者的口腔，清理口腔的粘液，如有假牙，則取下。
3． 立即就地進行搶救，如呼吸停止，採用口對口人工呼吸法搶救，若心臟停止跳動或不規則顫動，可進行人工胸外擠壓法搶救。決不能無故中斷。
如果現場除救護者之外，還有第二人在場，則還應立即進行以下工作：
1） 提供急救用的工具和設備。
2） 勸退現場閑雜人員。
3） 保持現場有足夠的照明和保持空氣流通。
4） 向領導報告，並請醫生前來搶救。
實驗研究和統計表明，如果從觸電後1分鍾開始救治，則90%可以救活；如果從觸電後6分鍾開始搶救，則僅有10%的救活機會；而從觸電後12分鍾開始搶救，則救活的可能性極小。因此當發現有人觸電時，應爭分奪秒，採用一切可能的辦法。
家庭安全用電有哪些措施
隨著家用電器的普及應用，正確掌握安全用電知識，確保用電安全至關重要。
1． 不要購買「三無」的假冒偽劣家用產品。
2． 使用家電時應有完整可靠的電源線插頭。對金屬外殼的家用電器都要採用接地保護。
3． 不能在地線上和零線上裝設開關和保險絲。禁止將接地線接到自來水、煤氣管道上。
4． 不要用濕手接觸帶電設備，不要用濕布擦抹帶電設備。
5． 不要私拉亂接電線，不要隨便移動帶電設備。
6． 檢查和修理家用電器時，必須先斷開電源。
7． 家用電器的電源線破損時，要立即更換或用絕緣布包紮好。
8． 家用電器或電線發生火災時，應先斷開電源再滅火。
如何防止燒損家用電器
常用的家用電器的額定電壓是220伏，正常的供電電壓在220伏左右。當供電線路中若因雷擊等自然災害造成的供電電壓瞬時升高、三相負荷不平衡戶線年久失修發生斷零線，或因人為錯接線等引起的相電壓升高等原因發生電壓升高，就會使電流增大導致家用電器因過熱而燒損。要防止燒損家用電器，就要從以下方面入手：一是用電設備不使用時應盡量斷開電源；二是改造陳舊失修的接戶線；三是安裝帶過電壓保護漏電開關。
保險絲如何選配保險絲
居民家庭用的保險絲應根據用電容量的大小來選用。如使用容量為5安的電表時，保險絲應大於6安小於10安；如使用容量為10安的電表時，保險絲應大於12安小於20安，也就是選用的保險絲應是電表容量的1.2~2倍。選用的保險絲應是符合規定的一根，而不能以小容量的保險絲多根並用，更不能用銅絲代替保險絲使用。
漏電保護器的基本要求
在技術上應滿足以下幾點要求：
1． 觸電保護的靈敏度要正確合理，一般啟動電流應在15~30毫安范圍內。
2． 觸電保護的動作時間一般情況下不應大於0.1秒。
3． 保護器應裝有必要的監視設備，以防運行狀態改變時失去保護作用，如對電壓型觸電保護器，應裝設零線接地的裝置。
如何防止電氣火災事故 發生火災後怎麼辦
首先，在安裝電氣設備的時候，必須保證質量，並應滿足安全防火的各項要求。要用合格的電氣設備，破損的開關、燈頭和破損的電線都不能使用，電線的接頭要按規定連接法牢靠連接，並用絕緣膠帶包好。對接線樁頭、端子的接線要擰緊螺絲，防止因接線松動而造成接觸不良。電工安裝好設備後，並不意味著可以一勞永逸了，用戶在使用過程中，如發現燈頭、插座接線松動（特別是移動電器插頭接線容易松動），接觸不良或有過熱現象，要找電工及時處理。
其次，不要在低壓線路和開關、插座、熔斷器附近放置油類、棉花、木屑、木材等易染物品。
電氣火災前，都有一種前兆，要特別引起重視，就是電線因過熱首先會燒焦絕緣外皮，散發出一種燒膠皮、燒塑料的難聞氣味。所以，當聞到此氣味時，應首先想到可能是電氣方面原因引起的，如查不到其他原因，應立即拉閘停電，直到查明原因，妥善處理後，才能合閘送電。
萬一發生了火災，不管是否是電氣方面引起的，首先要想辦法迅速切斷火災范圍內的電源。因為，如果火災是電氣方面引起的，切斷了電源，也就切斷了起火的火源；如果火災不是電氣方面引起的，也會燒壞電線的絕緣，若不切斷電源，燒壞的電線會造成碰線短路，引起更大范圍的電線著火。發生電氣火災後，應使用蓋土、蓋沙或滅火器，但決不能使用泡沫滅火器，因為此種滅火劑是導電的。
家用電安全常識
1、每個家庭必須具備一些必要的電工器具，如驗電筆、螺絲刀、膠鉗等、還必須具備有適合家用電器使用的各種規格的保險絲具和保險絲。
2、每戶家用電表前必須裝有總保險，電表後應裝有總刀閘和漏電保護開關。
3、任何情況下嚴禁區用銅、鐵絲代替保險絲。保險絲的大小一定要與用電容量匹配。更換保險絲時要拔下瓷盒蓋更換，不得直接在瓷盒內搭接保險絲，不得在帶電情況下（未拉開刀閘）更換保險絲。
4、燒斷保險絲或漏電開關動作後，必須查明原因才能再合上開關電源。任何情況下不得用導線將保險短接或者壓住漏電開關跳閘機構強行送電。
5、購買家用電器時應認真查看產品說明書的技術參數（如頻率、電壓等）是否符合本地用電要求。要清楚耗電功率多少、家庭已有的供電能力是否滿足要求，特別是配線容量、插頭、插座、保險絲具、電表是否滿足要求。
6、當家用配電設備不能滿足家用電器容量要求時，應予更換改造，嚴禁湊合使用。否則超負荷運行會損壞電氣設備，還可能引起電氣火災。
7、購買家用電器還應了解其絕緣性能：是一般絕緣、加強絕緣還是雙重絕緣。如果是靠接地作漏電保護的，則接地線必不可少。即使是加強絕緣或雙重絕緣的電氣設備，作保護接地或保護接零亦有好處。
8、帶有電動機類的家用電器（如電風扇等），還應了解耐熱水平，是否長時間連續運行。要注意家用電器的散熱條件。
9、安裝家用電器前應查看產品說明書對安裝環境的要求，特別注意在可能的條件下，不要把家用電器安裝在濕熱、灰塵多或有易燃、易爆、腐蝕性氣體的環境中。
10、在敷設室內配線時，相線、零線應標志明晰，並與家用電器接線保持一致，不得互相接錯。
11、家用電器與電源連接，必須採用可開斷的開關或插接頭，禁止將導線直接插入插座孔。
12、凡要求有保護接地或保安接零的家用電器，都應採用三腳插頭和三眼插座，不得用雙腳插頭和雙眼插座代用，造成接地（或接零）線空檔。
13、家庭配線中間最好沒有接頭。必須有接頭時應接觸牢固並用絕緣膠布纏繞，或者用瓷接線盒。標志用醫用膠布代替電工膠布包紮接頭。
14、導線與開關，刀閘、保險盒、燈頭等的連接應牢固可靠，接觸良好。多膠軟銅線接頭應攏絞合後再放到接頭螺絲墊片下，防止細股線散開碰另一接頭上造成短路。
15、家庭配線不得直接鋪設在易燃的建築材料上面，如需在木料上布線必須使用瓷珠或瓷夾子；穿越木板必須使用瓷套管。不得使用易燃塑料和其他的易燃材料作為裝飾用料。
16、接地或接零線雖然正常時不帶電，但斷線後如遇漏電會使權電器外殼帶電；如遇短路，接地線亦通過大電流。為其安全，接地（接零）線規格應不小於相導線，在其上不得裝開關或保險絲，也不得有接頭。
17、接地線不得接在自來水管上（因為自來水管接頭堵漏用的都是絕緣帶，沒有接地效果）；不得接在煤氣管上（以防電火花引起煤氣爆炸）；不得接在電話線的地線上（以防強電竄弱電）；也不得接在避雷線的引下線上（以防雷電時反擊）。
18、所有的開關、刀閘、保險盒都必須有蓋。膠木蓋板老化、殘缺不全者必須更換。臟污受潮者必須停電擦抹乾凈後才能使用。
19、電源線不要拖放在地面上，以防電源線絆人，並損壞絕緣。
20、家用電器試用前應對照說明書，將所有開關、按鈕都置於原始停機位置，然後按說明書要求的開停操作順序操作。如果有運動部件如搖頭風扇，應事先考慮足夠的運動空間。
21、家用電器通電後發現冒火花、冒煙或有燒焦味等異常情況時，應立即停機並切斷電源，進行檢查。
22、移動家用電器時一定要切斷電源，以防觸電。
23、發熱電器周圍必須遠離易燃物料。電爐子，取暖爐、電熨斗等發熱電器不得直接擱在木板上，以免引起火災。
24、禁止用濕手接觸帶電的開關；禁止用濕手拔、插電源插頭；拔、插電源插頭時手指不得接觸觸頭的金屬部分；也不能用濕手更換電氣元件或燈泡。
25、對於經常手拿使用的家用電器（如電吹風、電烙鐵等），切忌將電線纏繞在手上使用。
26、對於接觸人體的家用電器，如電熱毯、電油帽、電熱足鞋等，使用前應通電試驗檢查，確無漏電後才接觸人體。
27、禁止用拖導線的方法來移動家用電器；禁止用拖導線的方法來拔插頭。
28、使用家用電器時，先插上不帶電側的插座，最後才合上刀閘或插上帶電側插座；停用家用電器則相反，先拉開帶電側刀閘或拔出帶電側插座，然後才拔出不帶電側的插座（如果需要拔出的話）。
29、緊急情況需要切斷電源導線時，必須用絕緣電工鉗或帶絕緣手柄的刀具。
30、搶救觸電人員時，首先要斷開電源或用木板、絕緣桿挑開電源線，千萬不要用手直接拖拉觸電人員，以防連環觸電。
31、家用電器除電冰箱這類電器外，都要隨手關掉電源，特別是電熱類電器，要防止長時間發熱造成火災。
32、嚴禁使用床開關。除電熱毯外，不要把帶電的電氣設備引上床，靠近睡眠的人體。即使使用電熱毯，如果沒有必要整夜通電保暖，也建議發熱後斷電使用，以保安全。
33、家用電器燒焦、冒煙、著火，必須立即斷開電源，切不可用水或泡沫滅火器澆噴。
34、對室內配線和電氣設備要定期進行絕緣檢查，發現破損要及時用電工膠布包纏。
35、在雨季前或長時間不用又重新使用的家用電器，用500V搖表測量其絕緣電阻應不低於1MΩ，方可認為絕緣良好，可正常使用．如無搖表，至少也應用驗電筆經常檢查有無漏電現象．
36、對經常使用的家用電器，應保持其乾燥和清潔，不要用汽油、酒精、肥皂水、去污粉等帶腐蝕或導電的液體擦抹家用電器表面。
37、家用電器損壞後要請專業人員或送修理店修理；嚴禁非專業人員在帶電情況下打開家用電器外殼。

3. （2012長春）學習安全用電時，小明想探究不能用鐵絲代替保險絲的原因：（1）他把鐵絲和保險絲同時放到酒

（1）鐵絲和保險絲同時放到酒精燈火焰上，保險絲熔斷而鐵絲未斷，這回說明鐵絲的答熔點高；
（2）通電後電流通過電阻絲做功，產生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數大小來判斷電流產生的熱量的多少，為准確反應電流產生的熱量的多少，兩個燒瓶中所盛煤油的質量要相等；從圖示可以看出，甲、乙兩個燒瓶內的液體質量不相等；
（3）由Q=I²Rt可知，電流和通電時間一定時，電阻越大，產生的熱量越多，溫度計的示數越高；由於乙燒瓶內煤油溫度升高得多，因此保險絲的電阻大；即長度和橫截面積相同時，鐵絲的電阻比保險絲的電阻小．
故答案為：（1）高；（2）兩燒瓶中煤油的質量不相等；（3）小．

4. 安全用電

(一)安全用電的基本知識

1.安全用電的意義

所謂安全用電是指在保證人身及設備安全的前提下,正確地使用電力以及為此目的而採取的科學措施和手段。

在現代化生產和生活中,電能起著很重要的作用,給人類造福不淺。但是,如果不能安全用電,將會發生人身觸電事故,重者造成人員死亡,還會對設備造成損壞。所以安全用電作為專業知識,應向一切用電人員宣傳,也應為全體用電工作人員所掌握。

2.人體觸電的原因

人體因觸及帶電體而承受過高的電壓,以致引起死亡或局部受傷的現象稱為觸電。

觸電依據傷害程度的不同,可分為電擊和電傷兩種。電擊是指因電流通過人體而使內部器官受傷的現象,這是最危險的觸電事故。通過人體的工頻電流超過10mA或直流電流超過50mA時,就會產生呼吸困難、肌肉痙攣、中樞神經遭受損害,從而使心臟停止跳動,以致死亡。電傷則是指人體外部由於電弧或熔斷器熔斷時飛濺起的金屬末等而造成的灼傷現象。

觸電傷人的主要原因是電流。電流的大小又決定於作用在人體的電壓和人體的電阻值。人體各個部位電阻大小不一,約為2k～20MΩ。一般說來,皮膚的電阻較大;但由於皮膚表面的潮濕會使其阻值降低。由此可見,人體觸電時的電壓大小和觸電時的情況,是決定觸電傷害程度的重要因素。

觸電的發生有多種情況,但觸電形式可以歸納為單線觸電和雙線觸電兩種。在圖4-29a所示中,人體同時接觸兩根端線,形成雙線觸電,此時人體承受線電壓作用最為危險。如圖4-29b所示為中線接地單相觸電,此時人體承受相電壓的作用,也很危險。如圖4-29c所示為中線不接地的單相觸電,當帶電體絕緣不良和對地電容很大時,人體觸及也有危險。

(二)預防(防止)觸電的方法與安全措施

1.保護接地與保護接零

在發電、供電和用電過程中,電氣裝置由於絕緣老化、被過電壓擊穿或磨損,致使原來不應該帶電部分(如金屬的底座、外殼等)帶電,或原來帶低壓電部分帶上高壓電,由這些意外的不正常帶電所引起的電氣設備損壞和人身傷亡事故經常發生。為了避免這類電氣事故的發生,最常用的防護措施是接地與接零。

圖4-29 各種觸電情況

(1)接地

電氣設備的任何部分與大地之間做良好的電氣連接,稱為接地。安全接地是保證電氣設備正常工作和工作人員人身安全最重要的措施。與大地直接接觸的金屬體或金屬體組,稱為接地體或接地極。接地體與電氣設備之間連接用的金屬導線稱為接地線,接地線可分為接地干線和接地支線。接地體和接地線合稱為接地裝置。

接地時的對地電壓是指電氣設備的接地部分與大地霧電位之間韻電位差。通常可以認為距接地體20m及以上的大地為零電位點。另外,接地電阻是指接地體的對地電阻和接地線電阻的總和,它也等於對地電壓與通過接地體流入地中的電流的比值。

接地可分為保護接地和工作接地。保護接地,這是為了保證人身安全所採取的接地,如電氣設備金屬外殼的接地;工作接地,這是為了正常工作需要採取的接地,如電力變壓器中性點的接地、過電壓保護的接地等。

下面就低壓IT系統和TT系統的保護接地進行分別介紹:

1)IT系統的保護接地。在電源中性點不接地的三相三線制低壓IT系統(圖4-30)中,對所有用電設備外殼分別與大地作電氣連接,實施保護接地。IT系統中,人觸及單相碰殼的設備時,通過人體的電流I_b只是接地電流I_E的一部分,即I_b=I_ER_E/(R_E+R_b)。如果採用一根長2.5m、直徑為50mm的鋼管打入砂質黏土,其土壤電阻率為100Ω·m,因此其接地電阻R_E≈電阻率/長度=100Ω·m/2.5m=40Ω,而人體電阻按最惡劣環境下考慮可取R_b=1000Ω,則通過人體的電流只佔接地電流的1/25,這樣就可避免人體觸電的危險,起到保護作用。

圖4-30 IT系統

對設備而言,由於I_E僅是沒有故障兩相漏電流(電容電流)的和,其值很小,不會危及設備安全,也不會引起火災等惡性事故,所以不必切斷電源,故障設備在規定的時間內還可以繼續運行。針對石油化工、礦井、船舶等工業生產中易燃易爆氣體較多及要求連續供電的特點,多採用IT系統,不僅可提高供電的可靠性,而且也能起到觸電保護的作用。為了及時發現和排除故障,防止同時出現兩相接地故障,IT系統中必須裝設絕緣監視裝置,以便在系統發生單相接地時發出報警信號,及時處理。

2)TT系統的保護接地。在電源中性點直接接地的三相四線制TT系統中,所有用電設備外殼經各自的PE線分別接地,構成TT系統,亦稱保護接地(圖4-31)。TT系統中某設備碰殼時,其單相接地電流I_E=220/(4+40)=5A(假設電源中性點接地電阻R₀=4Ω,設備外殼接地電阻R_E=40Ω),設備外殼對地電壓U_E=200V,I_E小、U_E大是TT系統的特點。這一單相接地短路故障電流一般不會使線路的過電流保護裝置動作,因此設備外殼可能長期帶電,對人有觸電危險。為此,這種TT系統中通常必須裝設漏電保護。漏電保護的動作電流一般整定為30mA(安全電流值),使設備外殼在發生單相接地故障時的對地電壓不超過50V(安全電壓值)。為此設備外殼的保護接地電阻R_E=50V/30mA=1.667Ω。實際工作中取R_E≤100Ω,這是很容易實現的。所以保護接地作為安全措施已被廣泛用於中性點直接接地的三相四線制系統中,尤其在供電范圍廣、負荷不平衡、零線電壓較高的情況下,採用TT系統是合理的。這種系統在國外應用比較廣泛,國內也開始推廣應用。《GB50096—2011 住宅設計規范》就規定:住宅供電系統 「應採用TT、TN CS或TN S接地方式」。

圖4-31 TT系統

(2)接零

接零是指將與帶電部分相絕緣的電氣設備的金屬外殼或構架等,與中性點直接接地系統中的零線(即PEN線或公共PE線)相連接,以免人體遭受觸電的危險。為保證設備動作可靠,防止觸電危險,在中性點直接接地且引出有PEN線或PE線的TN系統中必須採取保護接零。TN系統按其接零方式的不同分為:TN-C系統、TN-S系統和TN-C-S系統。

1)TN-C系統。TN-C系統中的N線與PE線合為一根PEN線,所有設備的外露可導電部分均接PEN線(圖4-32)。其PEN線中可有電流通過,因此通過PEN線可對有些設備產生電磁干擾。如果PEN線斷線,還可使接PEN線的設備外露可導電部分(如外殼)帶電,對人可有觸電危險。因此該系統不適用於對抗電磁干擾和安全要求較高的場所。但由於N線與PE線合一,從而可節約有色金屬(導線材料)和投資。該系統過去在我國低壓配電系統中應用最為普遍,但現在在安全要求較高的場所包括住宅建築、辦公大樓及要求抗電磁干擾的場所均不允許採用了。

圖4-32 TN-C系統

2)TN-S系統。TN-S系統中的N線與PE線完全分開,所有設備的外露可導電部分均接PE線(圖4-33)。PE線中無電流通過,因此對接PE線的設備不會產生電磁干擾。如果PE線斷線,正常情況下也不會使接PE線的設備外露可導電部分帶電;但在有設備發生一相接殼故障時,將使其他接PE線的設備外露可導電部分帶電,使人有觸電危險。由於N線與PE線分開,與上述TN-C系統相比,在有色金屬消耗量和投資方面均有增加。該系統現廣泛應用在對安全要求及抗電磁干擾要求較高的場所,如重要辦公地點、實驗場所和居民住宅等處。

圖4-33 TN-S系統

3)TN-C-S系統。TN-C-S系統中,N線與PE線可根據負載特點與環境條件合用一根或分開敷設PEN線,PEN線不準再合並(圖4-34),它的優點在於解決了TN-C系統線路末端零線對地電壓過高的問題,兼有前兩系統的特點,適用於配電系統末端環境條件惡劣或有數據處理的場合。必須指出:同一低壓配電系統中,不能有的採取接零保護另有的又採取接地保護。否則採用接地保護的設備發生碰殼故障時,所有採用接零保護的設備外殼可能會帶上危險的對地電壓。

圖4-34 TN-C-S系統

2.防止觸電的安全操作措施

(1)停電操作及安全措施

1)斷開電源。檢修電氣線路時,應先斷開低壓開關,後斷開高壓開關。對多迴路的線路要防止從低壓側向被檢修設備反送電。

2)驗電。用電壓等級相符的驗電器,對檢修設備的進出線分別驗電,確認無電後方可工作。

3)裝接地線。對已斷開電源輸出端各相,以及被檢修線路各相都要裝設攜帶型臨時接地線。裝接地線,應先接接地端,後接導體端。拆接地線,應先拆導體端,後拆接地端。裝拆接地線時,應戴絕緣手套,握住臨時接地線的絕緣桿操作,人體不得碰觸接地線,並有人監護。

4)在六級以上大風、大雨及雷電等情況下,嚴禁登桿作業及倒閘操作。

5)登桿工作前必須檢查桿根是否牢固。新立桿在完全牢固以前嚴禁攀登。

6)在桿上作業時,地面應有人監護;材料、工具要用吊繩傳遞;桿下2m內不準站人,現場工作人員應戴安全帽。

7)桿上作業必須使用安全帶。安全帶應系在電桿及牢固的構件上,不得拴在橫擔木上,應防止安全帶從桿頂脫出。

8)使用梯子時要有人扶持或有防滑措施。

(2)帶電操作的防觸電措施

1)帶電操作必須遵循有關的安全規定,由經過培訓、考試合格的電工進行,並派有經驗的電氣專業人員監護。

2)使用絕緣良好的工具,穿無破損、油污的絕緣鞋,站在乾燥的絕緣物上。

3)應先分清相線、零線。斷開導線時,應先斷開相線,後斷開零線。不能用絕緣鉗同時鉗斷相線和零線,以免發生短路。搭接導線時,應先接零線,後接相線。切不可使人體同時接觸兩根導線。

4)對已斷開的相線和帶電體應採取絕緣或隔離措施。

5)檢修架設在高壓電桿上的低壓線路時,檢修人員離高壓線的距離應符合表4-9所示。

表4-9 安全距離

3.機場安全用電須知

1)嚴禁用一線(相線)一地(大地)安裝用電器具,火線必須進控制開關。

2)在一個插座上不可接過多或功率過大的用電器具。不可用金屬絲綁扎電源線。

3)不可用濕手接觸帶電設備,更不可用濕布揩擦電器。

4)電動機及電器設備上不得放置衣物及在上坐立;電氣設備應遠離潮濕、腐蝕環境下使用;電氣設備應有一定的絕緣電阻,使用中必須經常檢查絕緣材料是否破損和老化;機場電氣設備的負荷應與供電容量相匹配。

5)引入鑽探機場的電源線不得使用裸線;接近機場的電線桿應高於2.5m以上,並將電桿上絕緣子鐵腳引入接地線;若用電纜,應完好無損,中途無接頭,機房內的電纜應敷設在地板下。

6)機場內電源開關必須完好無損,絕緣可靠,裝入箱內,扳動開關應戴好絕緣手套;工作行燈電壓應低於36V,搬動電具必須切斷電源,熔絲不準用銅、鋁絲代替。

7)機場內電氣設備必須安裝接地裝置,啟動電機要向機場人員發出口令,並隨時注意電動機及其他設備的運轉狀況,如發現冒煙、冒火花等應立即斷電檢查。

8)雷雨天氣,機場工作人員不要隨便到機場外活動,以免雷擊傷人,不要靠近電桿及避雷接地導線的周圍,以防雷電入地時周圍存在的跨步電壓引起觸電。

9)機場使用的變配電設備(如變壓器)應遠離機場並採取有效的防護措施,使一般人無法接近高壓設備,並掛警戒牌。

10)機場內的電話設施,應安裝避雷裝置;在雷鳴時不要使用電話,以防引入雷電傷人。

11)若遇到外界電源停電,應關閉機場內所有電源開關,以防突然來電引發事故。

12)電氣設備必須按照規范安裝,帶電部分應有防護罩。長期停用後重新起用時,應重新測量接地電阻及絕緣電阻值。鑽塔不得離高壓線太近。

(三)觸電急救

1.觸電現場急救

在觸電現場急救中,我們應遵循八字方針;迅速、准確、就地、堅持。

(1)使觸電者迅速脫離電源

越快越好,因為觸電時間越長傷害越重,但要注意正確地操作。

1)脫離電源就是要將觸電者接觸的那一部分帶電設備的開關斷開或設法使觸電者與帶電設備脫離。觸電者未脫離電源前,救護人員不得直接用手觸及觸電者。在脫離電源時救護人既要救人,又要注意保護自己,防止觸電。

2)如果觸電者觸及低壓帶電設備,救護人員應設法迅速切斷電源。例如拉開電源開關或拔下電源插頭,或者使用絕緣工具、乾燥木棒等不導電物體解脫觸電者。也可抓住觸電者乾燥而不貼身的衣服將其拖開。也可戴絕緣手套或將手用乾燥衣物等包起絕緣後解脫觸電者。救護人員也可站在絕緣墊上或於木板上進行救護。為使觸電者與帶電體解脫,最好用一隻手進行救護。

3)如果觸電者觸及高壓帶電設備,救護人員應迅速切斷電源並用適合該電壓等級的絕緣工具(戴絕緣手套、穿絕緣靴並用絕緣棒)解脫觸電者。救護人員在搶救過程中,應注意保持自身與周圍帶電部分必要的安全距離。

4)如果觸電者處於高處,解脫電源後觸電者可能從高處墜落,因此要採取相應的安全措施,以防觸電者摔傷或致死。

5)在切斷電源救護觸電者時,應考慮到救護必需的應急照明,以便繼續進行急救。

(2)對觸電者進行就地搶救

1)如果觸電者神志尚清醒,則應使之就地平躺嚴密觀察,暫時不要讓其站立或走動。

2)如果觸電者已神志不清,則應使之就地仰面平躺,並且確保呼吸道通暢,並用5s時間,呼叫傷員或輕拍其肩部,以判定其是否意識喪失。禁止搖動傷員頭部呼叫傷員。

3)如果觸電者失去知覺,停止呼吸,但心臟微有跳動(可用兩指去試傷員喉結旁凹陷處的頸動脈有無搏動)時,應在通暢呼吸道後,立即施行口對口或口對鼻的人工呼吸。

4)如果觸電者傷害相當嚴重,心跳和呼吸均已停止,完全失去知覺時,則在通暢呼吸道後,立即同時進行口對口(鼻)的人工呼吸和胸外按壓心臟的人工循環。如果現場僅有一人搶救時,可交替進行人工呼吸和人工循環,先胸外按壓心臟4～8次,然後口對口(鼻)吹氣2～3次,再按壓心臟4～8次,又口對口(鼻)吹氣2～3次……如此循環反復進行。

(3)急救過程必須: 堅持進行

在醫務人員未來接替救治前,不應放棄現場搶救,更不能只根據沒有呼吸和脈搏就擅自判定傷員死亡,放棄搶救。只有醫生有權做出傷員死亡的診斷。

2.觸電急救的心肺復甦法

下面介紹使觸電者心肺復甦的兩種急救方法:

(1)人工呼吸法

人工呼吸法有仰卧壓胸法、俯卧壓背法和口對口(鼻)吹氣法等。這里只介紹現在公認簡便易行且效果較好的口對口(鼻)吹氣法。

1)首先迅速解開觸電者衣服、褲帶,松開上身的緊身衣、胸罩、圍巾等使其胸部能自由擴張,不致妨礙呼吸。

2)使觸電者仰卧,不墊枕頭,頭先側向一側,清除其口腔內的血塊、假牙及其他異物。如果舌根下陷,應將舌頭拉出,使氣道暢通;如果觸電者牙關緊閉,救護人應以雙手托住其下頜骨的後角處,大拇指放在下頜角邊緣,用手將下頜骨慢慢向前推移,使下牙移到上牙之前;也可用開口鉗、小木片、金屬片等,小心地從口角伸入牙縫撬開牙齒,清除口腔內異物。然後將其頭部扳正,使之盡量後仰,鼻孔朝天,使氣道暢通。

3)救護人位於觸電者—側,用一隻手捏緊鼻孔,不使漏氣;另—只手將下頜拉向前下方,使嘴巴張開。可在其嘴上蓋一層紗布,准備接受吹氣。

4)救護人做深呼吸後,緊貼觸電者嘴巴,向他大口吹氣(圖4-35a)。如果掰不開嘴,也可捏緊嘴巴,緊貼鼻孔吹氣,吹氣時,要使其胸部膨脹。

圖4-35 口對口吹氣的人工呼吸法

5)救護人換氣時,應立即離開觸電者的嘴巴(或鼻孔),並放鬆緊捏的鼻(或嘴),讓其自由排氣(圖3-35b)。

按照上述操作要求對觸電者反復地吹氣、換氣,每分鍾約12次。對幼小兒童施行此法時,鼻子不捏緊,任其自由漏氣,而且吹氣也不能過猛,以免肺包脹破。

(2)胸外按壓心臟的人工循環法

1)與上述人工呼吸法的要求一樣,首先要解開觸電者衣服、褲帶及胸罩、圍巾等,並清除口腔內異物,使呼吸道暢通。

2)使觸電者仰卧,姿勢與上述口對口吹氣法一樣,但後背著地處的地面必須平整牢固,為硬地或木板之類。

3)救護人位於觸電者一側,最好是跨腰跪在觸電者腰部,兩手相疊(對兒童可只用一隻手),手掌根部放在心窩稍高一點的地方(如胸骨的下三分之一部位)(圖4-36)。

4)救護人找到觸電者的正確壓點後,自上而下、垂直均衡地用力向下按壓,壓出心臟裡面的血液(對兒童用力應適當小一些)(圖4-37a)。

圖4-36 胸外按壓心臟法

圖4-37 人工胸外按壓心臟法

5)按壓後,掌根迅速放鬆(但手掌不要離開胸部),使觸電者胸部自動復原,心臟擴張,血液又回到心臟里來(圖4-37b)。按照上述操作要求對觸電者的心臟反復地進行按壓和放鬆,每分鍾約60次。按壓時定位要准確,用力要適當。在施行人工呼吸和心臟按壓時,救護人應密切觀察觸電者反應。只要發現觸電者有蘇醒徵象,如眼皮閃動或嘴唇微動,就應終止操作幾秒鍾,以讓觸電者自行呼吸和心跳.對觸電者施行人工呼吸和心臟按壓;對於救護人員來說是非常勞累的,為了救治觸電者,應該堅持不懈,直到醫務人員前來救治為止。只要正確地及時地堅持施行人工救治,觸電假死的人被搶救成活的可能性是非常大的。

5. 結合下列實驗裝置圖回答問題： （1）寫出儀器的名稱①______②______．（2）實驗室選用裝置A作為製取氧