从民用接地系统再探洗浴用电安全

胡吊

一对年轻夫妻沐浴时因电热水器漏电导致双双触电身亡；无独有偶，2006年7月在类似版面也曾报道过一对中年夫妇因电热水器漏电双双触电身亡。两起事故中的肇事电热水器都是知名品牌，两起事故的原因，据报道，也都是接地不符合标准要求所致。类似事故可能还有，公之于众了的又有几个？公之于众了又能怎样？

面对众多事故，仅仅将其归结为用户家接地不符合标准要求，看来是无论如何也说不过去的。

这里我们不妨从民用接地系统入手，再来分析一下洗浴用电安全的核心问题。

从技术角度，我们可把目前民用住宅的防触电保护接地系统抽象成：主要由两个结构和两个参数组成。

其中，两个结构：一个指工作接地与保护接地共用一个接地电阻接地（标准称谓是TN系统），另一个是工作接地和保护接地分开接地（TT系统）；两个参数分别是：接地电阻的取值要保证触电时的接触电压不超过50V，且在规定的时间内能自动切断故障电路。因为民用建筑很少采用非工作接地的单独保护接地（IT系统），所以这里我们只简要讨论TN系统和TT系统两种情况。

图1所示为典型的TN系统示意图。显然，一旦出现相线对大地短路，将在接地电阻上产生很高的对地电压，这个电压会通过共用接地系统传导到其上的每个用户家中。如果此时使用Ⅰ类电热水器沐浴的人触壳，则将在人体上产生回路电流，除非人在完全等电位体内，否则这个电流将是致命的。尽管分析作了简化、出现的概率也很低，但却存在着某种必然，因此应予以充分考虑。



图2所示为TT系统，跟TN系统一样，接地电阻值均按触电时的接触电压不超过50V限定。



图3是标准人体电阻模型。通过标准查询我们可以得到，人在沐浴时，5%级的50V交流电压下，手到手路径的人体电阻值为1100Ω。假设RHF、RDF、RHSF分别为手到脚、单下肢及手到双脚人体电阻，则RHF≈1100×0.8=880（Ω）



根据图3人体电阻模型得：

RDF≈880×（0.051+0.141+0.323）=453.2（Ω）；

RHSF≈880×（0.264+0.109+0.099+0.013）+453.2/2=653.4（Ω）。

50V接触电压下，从手到双脚流过人体的电流为：50/653.4≈76.5（mA）。

该电流虽小于心室纤维性颤动阈500mA，不会直接导致触电伤亡，但却已超过人体自动“摆脱阈”，会导致人触电后摔倒等二次伤害，这同样也可能造成伤亡事故，应予以足够重视。在“民用建筑电气设计规范”等标准中，之所以在严格的（保证等电位体连接）接地要求下，还要限制游泳池等场合必须采用标称电压不超过12V 的安全特低电压供电而不是50V，就是为了防止触电后的摔倒和溺水等事故的发生。

同理， 我们也可以计算得出50V接触电压时， 胸到左臂电流路径的人体电阻约为132.88Ω，此时流过人体的电流约为376.2mA。

图4为电流对人体的时效曲线。从曲线中可以看出，376.2 mA电流已大于按心室纤维性颤动阈500mA换算的胸到左臂的心脏电流系数333.3mA。



由此，我们大胆得出以下推论：

（1）民用建筑相关标准规定的50V触电保护电压，对于使用Ⅰ类电热水器沐浴场合而言过高。一旦触电，流过人体的电流将超过标准规定的人体自动“摆脱阈”，甚至个别电流路径下（如胸到左臂、头致躯干等），将达到或超过心室纤维性颤动阈，造成二次（如摔到等）或直接触电伤害。

（2）对于工作接地与保护接地共用一个接地电阻的配电系统（TN系统）而言，除非在完全等电位体内，否则对于Ⅰ类电热水器的使用安全性值得商榷。