低压电气系统的触电电压计算

根据标准和公式要求的触摸电压

什么是触摸电压？

防触电保护主要有两种方法，第一种称为基本保护，即防止人员或牲畜直接接触带电部件。第二种保护方法是故障保护，即防止人员或牲畜接触在故障情况下带电的裸露导电部件。

触电电压概念是一个简单而重要的安全概念，与故障保护有关。触电电压 "的定义是在同时可触及的外露导电部件之间存在的电压，在发生电气故障时可能导致触电风险。

澳大利亚布线规则AS/NZS 3000将触电电压定义为同时可触及的部件之间出现的电压。美国标准NFPA 70E将 "触电 "定义为可导致电流从手到手、从手到脚或从脚到脚以外的其他路径通过人体的接地电位梯度差。英国标准BS 7671没有明确提及 "触电电压"，但提到了防触电保护。

! 请注意，仅仅因为某件电气设备已正确接地，就认为在发生故障时不会受到电击。这是完全错误的。

在设计正确的电气装置中，所有可能被直接或间接触及的外露导电部件都必须接地，并与主接地棒等公共接地点连接。在发生接地故障时，会产生触电电压，从而导致电击风险，而这种风险是无法通过接地或接合消除的。在发生接地故障时，电气保护系统的目的是确保以足够快的速度断开故障，以确保所产生的触电电压不会对任何暴露在外的人员或牲畜造成伤害。

请记住，接触触电电压对人身造成伤害的风险取决于电压大小和接触时间（故障清除时间）。

触摸电压限制和断开时间

下文列出了各种电气标准的触电安全限值，但首先对其进行了说明。

触摸电压限值是根据 50 赫兹或 60 赫兹通过人体的电流强度和持续时间得出的，这种电流可导致心脏室颤。

在IEC 60479标准中，预期触电电压和断开时间之间的必要关系被描述为两条曲线，如图 1 所示，其中 L 曲线适用于正常条件（干燥且地板有明显阻抗），Lp 曲线适用于潮湿条件。

因此，在电气设备中，触电电压限制取决于故障断开的时间。图 1 显示，当触电电压为 50 V（干燥条件下）时，断开时间可达 5 秒或更长。

澳大利亚标准 AS/NZS 3000:2018认为，对于大多数最终子电路而言，预期触电电压限制约为 92 V（详情请参见该标准第 3.2.1 节）。根据图 1 中的曲线 L，这一触电电压近似于 0.4 秒的时间。此外，根据图 1 中的曲线 L，50 V 的极限电压相当于 0.5 秒。因此，对于不直接为便携式或手持式设备供电的电路，允许最长断开时间为 5 秒。本标准的触电电压限值摘要见下表。

表 1.AS/NZS 3000 规定的触电电压限值

当前	条件	断开时间	触摸电压限制
交流电	正常（干燥）	< 0.4 s	100 V
交流电	正常（干燥）	0.4 秒 ≤ t ≤ 5 秒	50 V
交流电	湿润	< 0.4 s	25 V
交流电	湿润	0.4 秒 ≤ t ≤ 5 秒	55 V
交流电	-	≤ 5 s	120 V

美国工作场所安全标准 NFPA 70E也将 50V 或更高电压视为危险触电电压。值得注意的是，70E 将 50V 的最大值同时适用于交流电 (AC) 和直流电。

英国标准 BS 7671没有明确提及触电电压，但规定了 "防触电保护 "的最大断开时间限制。下表列出了第 411.3.2.2 节规定的最终子电路的最长断开时间，请注意，断开时间会随着供电电压的增加而缩短。对于其他配电线路（与最终子线路相比，触电概率较低），允许最长断开时间为 5 秒。

表 2.根据 BS 7671 标准 TN 系统最终子电路的最长断开时间

50 V <U_° ≤ 120 V		120 V <U_° ≤ 230 V		230 V <U_° ≤ 400 V		_U°>400V
交流电	DC	交流电	DC	交流电	DC	交流电	DC
0.8 s	-	0.4s	0.1s	0.2 s	0.4 s	0.1s	0.1s
0.3 s	-	0.2 s	0.4 s	0.7 s	0.2 s	0.4 s	0.1 s