安全用电知识公益宣传（十一）

学生宿舍楼里学生洗澡被电击死亡

事故经过：

 在某大学的学生宿舍楼里，学生们发现很多金属物体（例如：自来水龙头）麻电。

学生们报告学校领导以后，维修人员进行了检查，没有发现问题。于是学校发布了一个布告，要求该楼的学生在洗澡时，先拔掉电源插头，然后再洗澡。可是一名学生在按要求拔掉电源插头再洗澡时，仍然被电死了。此事使得学生们人心惶惶，非常恐惧。

事故原因：

 事故原因是宿舍楼里的接地线带电。从媒体报道看，造成接地线带电的原因还没有查清楚。

事故解析：

      大学的学生宿舍楼的电气系统一般是TN系统（与某些居民住宅楼的TT系统不同）。所谓TN系统，根据标准的规定，如下图：

      这个系统的特点是系统在电源处的变压器那里有一个接地极，在用户处（例如学生宿舍楼的电源进线处）虽然也有一个接地极，但是二个接地极之间是有导体（接地线，即PE线）连接的。如果在楼层的配电箱处发生相线碰到了配电箱的金属外壳（专业术语称为“接地故障”），故障电流的路径如下图红线所示：

      此时的故障电流是从电源变压器经过相线-——故障点——接地线返回到变压器。由于相线和接地线的电阻很小，所以接地故障的电流就很大（通常可以达到几千安培），因此可以利用电路的过电流保护的电器兼作切断接地故障电流的电器。在强制性国家标准GB 16895.21-2012 《低压电气装置 第4部分：安全防护 电击防护》中的具体规定是：

在自动切断电源的措施中，要求进行保护等电位联结，同时采取将电源自动切断。保护等电位联结可以有效降低接触电压，而将电源自动切断可以彻底清除危险。（这二个措施是缺一不可的，有的人认为只要有保护等电位联结就可以保障安全是不对的。）

对于TN系统在发生接地故障时，将电源自动切断的具体规定如下：

 保护电器的特性以及回路的阻抗应满足下列要求：

ZS ′ Ia ￡ U0

式中：

 ZS ： 故障回路的阻抗，Ω，它包括下列部分的阻抗：

 —— 电源；

            —— 电源至故障点的相导体；和

 —— 故障点和电源之间的保护导体；

 Ia ：在0.4秒（对于32A及以下的220/380V电路）或5秒（对于32A以上的220/380V电路）内能使保护电器自动动作的电流，A。

            U0 — 标称交流或直流线对地电压，V。

      从上式可以看出，为了满足这个式子的要求，故障回路的阻抗不能太大，否则接地故障的电流将不能使保护电器断开。

      为此，在进行工程设计时，就应该对故障回路的阻抗进行计算，以满足这个式子的要求（不能满足这个式子的要求时，可以加大回路的导体截面来解决）。在工程验收时，也要对故障回路的阻抗进行测量，以验证这个式子的要求是否满足（正在修订的国家标准GB 50303《建筑电气工程施工质量验收规范》中已经增加了对故障回路的阻抗进行测量的要求）。

对故障回路的阻抗进行测量，并不复杂，可以用专业的仪器进行，其原理和实际连接如下图所示：

 接地故障回路阻抗测量原理图

接地故障回路阻抗测量实际连接图

      测量接地故障回路阻抗的仪器现在进口产品的价格大约是人民币3000元（将来有了国产产品，价格可能和数字万用表差不多），一般的单位都可以接受。

      在本案例中是由于在宿舍楼中出现了接地故障（可能是某个用电器具坏了，造成接地故障），而故障回路阻抗大，故障电流不能使过电流保护电器动作跳闸，故障就长期存在。那么，在故障点的电位大约是100伏（如果在这个系统中相线和接地线的截面相同）。这就是学生们感到麻电的原因。那个洗澡的学生，他虽然拔掉了电热水器的插头，但是没有用，因为危险的电位是在接地线上、在楼内的金属物件上，在他洗澡时，人体电阻下降，他只能承受的安全电压只有25伏，所以造成触电死亡。

事故防范：

 对于宿舍楼的管理和维护人员，应该对学生宿舍楼内的用电器具进行全面检查，查出发生接地故障的电器。同时，对学生宿舍楼内的电路进行接地故障回路阻抗测量，对不满足标准要求的电路进行改造（增大导线的截面）。

      对于学生，在发生宿舍楼金属物体麻电，故障排除以前，不要在宿舍楼内洗澡。