湛江市第二技工学校 吴水祥



浅谈地线在家庭用电的安全作用

湛江市第二技工学校 吴水祥

【摘要】近年来有很多旧楼房由于房屋重新装修、老旧的单位小区电线残旧老化需要改造，改造和新装的用电线路对是否需要安装地线这个问题，很多家庭都是一知半解，下面我针对电击电流种类及对人体的危害，浅谈接地线在安全用电中的必要。

【关键词】电击；接地电阻；人体电阻；安全电流；摆脱电流；致命电流；TN系统；TT系统；IT系统

现在无论是单位、工厂或家庭在新安装和改造用电线路时总要拉上一根地线。但多拉的一条地线究竟有没有必要，有些老同志总爱这样说，我家里用电几十年了，从未用过地线，未见出过什么事，电器也一样正常使用，由此可见地线是一根多余的线，装电拉地线是别人拉我也拉，相互攀比的结果，拉地线实属多余。地线是否有用，装电拉地线是否是多余呢？事实上接地线是十分有用的，装电拉地线是十分必要的。

触电对人体的危害，这个无论男女老少都知道。人们经常看到电工若无其事的触摸带电导体，是不是因为他是电工，经常接触到电，对电反应麻木了，没有反应了？其实不是，这是因为电工们都清楚电对人体的伤害是电流流经人体而导致的，电工们触摸带电体前必须将自己与大地完全绝缘，从而避免电流通过身体的缘故。

电流通过人体而造成体内器官的综合性伤害称为电击。电流流过人体时，电流的热效应会引起肌体烧伤、炭化，在某些器官上产生损坏其正常功能的高温；肌体内的体液或其它组织会发生分解作用，从而使各种组织和成分遭到严重破坏；肌体的神经组织因受到损伤，会产生不同程度的刺痛、麻酥、打击感，并伴随不由自主的肌肉收缩、心慌、惊恐等症状，伤害严重时会出现心律不齐、昏迷、心跳呼吸停止，直至死亡的严重后果。

当不同大小的电流通过人体时，往往有各种不同的感觉，通过的电流愈大，人体生理反应愈明显，感觉也愈强烈。按电流通过人体的生理机能反应就对人体的伤害程度，电流可以分成以下几类：

1）感知电流：指引起人的感觉的最小电流。成年男性平均感知电流的有效值约为1.1mA；成年女性的平均感知电流的有效值约为0.7mA，一般会有轻微的麻感或针刺感。

2）摆脱电流：指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流。成年男性摆脱电流为9mA；成年女性摆脱电流为6mA。儿童摆脱电流比成年人更小。

3）致命电流：也成为室颤电流，指致命电源在较短的时间内危及生命的最小电流，一般为50mA。

接地是指电气设备通过接地装置与大地相连接。低压系统接地形式分为：IT系统、TT系统和TN系统三种。

1)IT系统

三相三线制电力系统的中性点不接地，电气设备的金属外壳通过保护接地线与接地极连接，如图1所示。

图1

保护原理：（适用于各种不接地网）

∵ RE与RP （人体电阻） 呈并联关系，且RE // RP ≈ RE

∵ RE＜＜│Z│

∴ UP （人体电压）↓↓——在安全范围内。

基本消除危险性。

2)TT系统

电力系统的中性点直接接地，电气设备的金属外壳通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极，如图2所示。

图2

保护原理：

∵ RN、RE<

∴ 漏电设备对地电压即人体电压近似为：

3)TN系统

电力系统的中性点直接接地，电气设备的金属外壳接零，如图3所示。

图3

保护原理：

漏电→导致单相短路→产生单相短路电流ISS→促使单相短路保护元件动作→迅速切断电源→实现保护。

TN系统可分为：TN-C系统、TN-S系统和TNC-S系统三种。

1、TN-C系统：干线部分保护接零线与工作零线完全共用的系统。可用于爆炸、火灾危险性不大，用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。

2、TN-S系统：保护接零线与工作零线完全分开的系统。可用于爆炸、火灾危险性较大或安全要求高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。也适用于科研院所、计算机中心、通信局站等。正常工作条件下，外露导电部分和保护导体呈零电位——最“干净”的系统。

3、TN-C-S系统：干线部分前一段保护接零线与工作零线共用，后一段保护接零线与工作零线分开的系统。宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电场的所及民用楼房。

家庭用电为220V单相供电系统，它必须有一根相线L和一根中性线N。由以上论述可知，接地系统IT系统不在其中。家庭中供电时，如果相线和中性线由于人为的缘故发生对调，一旦采用TN系统中的TN-C系统或TN-C-S系统，由于这两个系统的PE保护线和中性线是共用的，因此会造成设备的金属外壳带电的情况，人触摸到设备带电的金属外壳便发生触电事故。所以家庭用电线路采用TN系统中的TN-S系统或TT系统安装比较合理、科学。以上接地系统中的PE保护线就是我们日常所说的家庭用电的接地线，它是一根与接地电阻小于4Ω的接地装置紧密相连的金属导线。

家庭安装用电线时，科学地利用空气漏电保护开关，空气开关，接地线等配合使用是可以实现把工频电流限制在30mA这个效果的。家庭用电线路一般都安装有空气带漏电总开关，空调线路分开关，插座分开关，照明分开关。空调线路分开关与空调线路相连接；插座照开关与插座连接、照明分开关与照明灯具连接。其中空调线路，插座线路中还附带拉上一条不经任何开关的接地线。接地线通过插座和空调插座的接地极与用电设备的金属外壳紧密相连。

家庭安装使用的导线都是带绝缘皮的，这些导线被安装在线槽或线管中，人们由于触摸导线而发生触电的可能性很低。家庭中发生触电电击事故一般是指人体接触到用电器因故障而带电的金属外壳而发生的触电事故。造成用电器金属外壳带电的原因有两种，一种是用电器本身的绝缘老化，绝缘下降对金属外壳产生的漏电；另一种是由于某种原因带电导体直接碰壳。

导线的绝缘皮老化后会对与它接触的金属外壳发生漏电，漏电电流会沿着与金属外壳相连接地线流向大地，它的大小由绝缘电阻的大小决定。当这个漏电电流值大于空气漏电开关泄漏电流最小动作值30mA时，空气漏电开关便会动作切断电源。我国家庭用电为220V的交流电，根据欧姆定律R=U/ I=220V÷30mA≈7.3千欧姆。拉有接地线的电路，如果导线的绝缘电阻下降到7.3千欧姆以下，漏电空气开关便会动作关断电源，从而消除触电危险。没有安装接地线的电器设备则没有这个功能。

家用电器一般人们都放干燥地面或者挂着干燥墙壁上，甚至还有些设备会放在绝缘的塑料台架上，如果没接地线，一旦相线碰到设备的金属外壳时，设备的金属外壳就会呈现220V的交流电压，一旦人体触碰到带电的金属外壳时，220V便会通过人体向地面产生一个漏电电流，人体电阻一般按1000～2000欧姆考虑，根据欧姆定律I=U/R=220÷（1000～2000）= （0.22～0.11）A，换成毫安级别的单位即110mA～220mA，这个电流都远大于50mA的致命电流，这是非常危险的。如果拉了接地线情况就不同了，由于接地装置的接地电阻小于4Ω，根据欧姆定律I=U/ R=220÷4=55A=55000mA。这个漏电电流远远大于空气漏电开关最小动作电流30mA，它可以使空气漏电开关瞬时动作关断电源。万一空气漏电开关失灵，只要我们在安装用电线路时合理的选择线路分开关，使得每组分开关动作电流小于接地线对金属外壳直接漏电电流55A，那么就会收到很好的保护作用。空气开关选择一般要小于线路的最大负荷电流，一般选择小于55A，就能起到保护作用。

在日常维修、维护时我们也可以用钳表小电流档测量在运行电器设备的接地线的电流，监测运行中的电气设备是否对地漏电了，以此来判断电气设备是否存在绝缘降低老化的情况。

由以上分析可知，接地线在家庭线路安装中是一根非常有用的导线，关乎到用电安全与否。接地线与漏电开关科学地配合使用是非常必要的。而且用电线路的地线必须满足小于4欧姆的要求，接地线不但可以实现安全用电，而且日常维护时通过对它的测量常能防患于未然。

参考文献

[1]杨有启.低压电工作业[M].中国劳动社会保障出版.

[2]中安华邦(北京)安全生产技术研究院.低压电工作业操作资格培训考核教材[M].团结出版社.

[3]劳动和社会保障部教材办公室.安全用电[M].中国劳动社会保障出版.