อะไรทำให้แรงดันไฟเมนปลอดภัยในบ้าน?

เมื่อฉันเริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้าหนึ่งในแนวทางด้านความปลอดภัยที่สำคัญที่สุดที่ฉันได้เรียนรู้คือแรงดันไฟฟ้าเกิน 36V อาจเป็นอันตรายได้ เมื่อวงจรของฉันใส่ไว้ 120VAC จะต่อยและ 240VAC จะเจ็บอย่างจริงจัง

ตอนนี้ฉันรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าและอันตรายของพวกเขาฉันสับสนเกี่ยวกับไฟฟ้าไฟและความปลอดภัย ฉันมักจะเห็นผู้คน (un) เสียบสายไฟเข้ากับเต้าเสียบที่อยู่ด้านหลังโต๊ะหรือโซฟาโดยไม่มีมุมมองที่ชัดเจนของสิ่งที่พวกเขาแตะ - บางครั้งด้วยสองมือเพื่อให้ได้การยึดเกาะที่ดีขึ้น ที่โรงเรียน. ยกตัวอย่างเช่นความเสี่ยงของการสัมผัสนิ้วทั้งเส้นที่ร้อนและเป็นกลางนั้นอันตรายแค่ไหน? เบรกเกอร์วงจรในบ้านป้องกันจริง ๆ หรือ 120 / 240VAC ไม่อันตรายอย่างที่คิด

เบรกเกอร์วงจรไม่เพียงพอที่จะปกป้องชีวิต เบรกเกอร์วงจรอยู่ที่นั่นเพื่อหยุดสายเคเบิลในผนังบ้านของคุณละลายและอาจจับไฟ - เบรกเกอร์วงจรและฟิวส์ทำหน้าที่ในการหยุดไฟ (ซึ่งแน่นอนเป็นอันตรายต่อชีวิต)

สำหรับการติดต่อโดยตรงกับส่วน AC สดในสหราชอาณาจักรเรามีอุปกรณ์ที่เหลือ (RCDs) - "การเดินทาง" อุปทานเหล่านี้หากกระแสไฟฟ้าที่ถูกนำลงหนึ่งในสาย AC นั้นแตกต่างจากที่อื่นในปัจจุบัน ~ 20mA:

_{(ที่มา: diyhowto.co.uk )}

เห็นได้ชัดว่าฟิวส์จะไม่มีประโยชน์เพราะกระแสปกติของอุปกรณ์ที่ต่ออยู่กับ AC จะเป็นสิบหรือมากกว่าแอมป์ ดังนั้นถ้าคุณมีอุปกรณ์ที่ใช้เวลา 10 แอมป์และคุณสัมผัสหนึ่งในตัวนำไฟฟ้ากระแสสลับคุณจะวาดกระแสของโลกอาจ 20mA และนี่จะ "ไม่สมดุล" RCD และเดินทางไปยังแหล่งจ่าย

สำหรับการสัมผัสเทอร์มินัลทั้งสองในเวลาเดียวกันจะต้องมองเห็นสถานการณ์ที่แตกต่างกัน ฉันกำลังพูดถึงระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่ตัวนำหนึ่ง (บางครั้งเรียกว่าเป็นกลาง) คือ "เหมือนดิน" นั่นคือมันอาจมีแรงดันไฟฟ้าเพียงไม่กี่โวลต์สู่โลก - ถ้าคุณสัมผัสเพียงสายนี้ก็ไม่น่าจะเดินทาง RCD แต่ใครที่ใส่ใจ - มีโวลต์อยู่สองตัวที่ดีที่สุดและแทบไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเลย หากคุณสัมผัสทั้งสองสาย AC (สดและเป็นกลาง) จะมีกระแสไฟฟ้าจากโลกที่ยังคงมีค่ามากกว่ากระแสโลกจากกระแสกลางและ RCD อย่างมีนัยสำคัญ

ต้องบอกว่าทั้งหมดนี้ ~ 20mA จะยังคงต่อยแม้ว่ามันจะเป็นเพียงสำหรับ 100 มิลลิวินาทีย่อย มันจะเป็นอันตรายถึงชีวิตหรือไม่สำหรับผู้ที่มีอาการหัวใจวาย แต่ชาวบ้านเหล่านั้นจะรุมเร้าใต้โต๊ะเพื่อผลักดันคอนเนคเตอร์เข้าไปในช่องเสียบหรือไม่?

สำหรับระบบ AC ที่ "แยก" ออกจากโลกการสัมผัสสายใดเส้นหนึ่งจะแทบจะสังเกตไม่ได้ แต่การสัมผัสทั้งสองจะไม่ไปที่ RCD และคุณจะตกอยู่ในอันตรายร้ายแรง - การไหลของกระแสจะไหลผ่านร่างกายโดยตรงและจากตัวนำ ตัวนำ โชคดีที่การติดตั้งแบบนี้ไม่ธรรมดา แต่ก็ไม่เคยได้ยินมาก่อน การสูญเสียพันธะกลางโลกอาจทำให้เกิดปัญหานี้ได้

ในบางส่วนของยุโรป (ฉันรู้จักประเทศเยอรมนีและฝรั่งเศส) ตัวเชื่อมต่อนั้นทำขึ้นเพื่อปกป้องคุณจากการสัมผัสกับแหล่งจ่ายไฟหลักโดยไม่ตั้งใจแม้ว่าจะพยายามอย่างหนักในขณะที่ทำงานกับตัวเชื่อมต่อ:

(ภาพนี้มาจาก wikimedia และโดเมนสาธารณะ)

ซ็อกเก็ตนี้ใช้ในประเทศเยอรมนี ฝรั่งเศสมีรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย (ซึ่งไม่สามารถใช้งานได้กับปลั๊กที่แสดงในภาพ แต่มีปลั๊กอีกแบบหนึ่งที่คล้ายกัน) โดยที่โลกไม่ได้อยู่ข้าง ๆ (ติดป้าย“ 2” ในภาพ) แต่เป็นหมุดหนา โผล่ออกมาจากซ็อกเก็ต

เนื่องจากซ็อกเก็ตฝังอยู่จึงไม่สามารถสัมผัสกับหมุดร้อนในขณะที่เสียบหรือถอดปลั๊ก ชิ้นส่วนโลหะที่สัมผัสได้นั้นมีศักยภาพบนโลกและเชื่อมต่อก่อนที่สายไฟร้อนจะเชื่อมต่อ

วิธีเดียวที่จะทำให้ตกใจด้วย Schuko คือการยัดสิ่งที่เข้าไปในหลุมใดหลุมหนึ่ง เพื่อปกป้องเด็กเล็กจากการทำเช่นนั้นมีอินเลย์ความปลอดภัย (และแถบปลั๊กไฟมักจะมาพร้อมกับการป้องกันในตัว)

นอกจากนี้RCDs ตามที่อธิบาย aka @Andyยังใช้

ในฐานะที่เป็นความเห็นของ @venny ปลั๊กสองขาบาง ๆ ( Europlugs ) มีโลหะอยู่ที่ปลายสุดของหมุดเท่านั้น

อะไรทำให้ปลอดภัยในบ้านธุรกิจและโรงเรียน: ไม่มีอะไรทำให้ไฟเมนปลอดภัยนอกเหนือจากแนวทางการออกแบบที่เข้มงวดซึ่งบังคับใช้ตามมาตรฐานระดับชาติและนานาชาติ ในสหรัฐอเมริกา NEC หรือ National Electric Code เป็นผู้กำหนดว่าจะใช้สายภายในบ้านอย่างไรและอุปกรณ์ใดบ้างที่ได้รับอนุญาตและไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ มันควบคุมสิ่งต่าง ๆ เช่นการเดินสายการเดินสายการสนับสนุนการยกเลิกการปิดล้อมการเดินสายประเภทใดที่อนุญาตให้ใช้กับสถานการณ์เป็นต้น

สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าซึ่งสามารถเป็นอะไรก็ได้จากกล่องรับ (กล่องที่ติดตั้งเต้ารับ) ในผนังของคุณไปยังอุปกรณ์เช่นโทรทัศน์จะต้องสอดคล้องกับมาตรฐานต่างๆ มาตรฐานเหล่านี้ได้รับการพัฒนาและบำรุงรักษาโดยหน่วยงานภาครัฐและเอกชนหลายแห่งซึ่งส่วนใหญ่เป็นมาตรฐานสากลเช่น IEC ตัวอย่างในสหรัฐอเมริกา ได้แก่ Underwriters Laboratories (UL) Laboratories และ Occupational Safety and Health Administration (OSHA)

สิ่งที่ทำให้คุณปลอดภัยคือความร่วมมือระหว่างผู้ผลิตและหน่วยงานต่าง ๆ เหล่านี้ เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับแรงดันไฟเมนนั้นปลอดภัยในการใช้งานตามที่ตั้งใจไว้

การใช้ที่ปลอดภัยสิ้นสุดลง: เมื่อคุณเริ่มทำงานกับไฟเมนเช่นคุณเป็นวิศวกรที่พัฒนาแหล่งจ่ายไฟแบบออฟไลน์คุณก็เป็นหน่วยงานด้านความปลอดภัยของคุณเอง คุณต้องระวังและปฏิบัติตามข้อควรระวังพื้นฐาน

อะไรที่ทำให้ปลอดภัย: การศึกษา ในช่วงต้นของชีวิตคุณจะได้รับคำสั่งไม่ให้ยุ่งกับมัน ไม่มีส้อมหรือนิ้วภายในร้านซ็อกเก็ตหลอดไฟหรือเครื่องปิ้งขนมปัง นี่คือการสอนให้เด็กส่วนใหญ่ตั้งแต่อายุยังน้อย แม้ว่าเราบางคนมีความอยากรู้อยากเห็นมากขึ้นและไม่สนใจคำสอนเหล่านั้น มันทำให้เราเจ็บปวด แต่นำพวกเราไปสู่เส้นทางที่ยอดเยี่ยมในการเรียนรู้เกี่ยวกับถั่วและกลอนของมัน

วงจรขัดจังหวะโดยทั่วไปจะใช้เฉพาะกับวงจรที่มีอุปกรณ์เชื่อมต่อกับสถานที่เปียก ร้านใดก็ได้ที่อยู่ใกล้กับอ่างล้างจานเช่นในห้องน้ำหรือห้องครัวจะมี GFCI นอกจากนี้ร้านค้าที่ตั้งอยู่นอกบ้านจะต้องได้รับการคุ้มครอง GFCI แต่อย่าสันนิษฐานว่า อาณัติของ GFCI คือล่าสุดและบ้านเก่าหลายแห่งไม่จำเป็นต้องหรือไม่อยากอัพเกรด

มันทำงานได้ง่ายๆโดยการวัดกระแสของขาทั้งสอง กระแสไฟฟ้าจะเท่ากันกับขาทั้งสองเว้นแต่จะทำให้ออกจากเครื่องอย่างใด GFCI ตรวจพบความไม่สมดุลและเปิดเบรกเกอร์

สำหรับผู้ใช้ที่ตกใจด้วยปลั๊ก: สไตล์ NEMA 5-15 ปลั๊กอเมริกาโดยทั่วไปมีความปลอดภัยเพียงพอเนื่องจากขากรรไกรไม่สามารถสัมผัสกับผู้ติดต่อภายในได้ทันที ณ จุดนั้นปกติแล้วช่องว่างนั้นเล็กเกินไปสำหรับนิ้วที่จะพอดีระหว่างใบหน้าของปลั๊กและง่าม นอกจากนี้หากคุณสังเกตเห็นว่าใบหน้าของปลั๊กมีขนาดค่อนข้างใหญ่ซึ่งจะเป็นการเพิ่มระยะห่างระหว่างขอบใบหน้าและขากรรไกร

ถ้านิ้วของคุณต้องทำให้ทั้งร้อนและเป็นกลางคุณจะตกใจ ในความเป็นจริงคุณจะมีสองเส้นทางสำหรับกระแสร้อนถึงเป็นกลางและร้อนถึงดิน เจ็บเท่าไหร่? ขึ้นอยู่กับ คุณเปียกหรือเหงื่อหรือไม่ บางทีมันอาจจะทำให้คุณเจ็บปวดหรือแม้แต่ฆ่าคุณ ผิวแห้ง? มันอาจจะเป็นการต่อยอย่างรวดเร็ว

ความคิดอื่น ๆ : 120V หรือ 240V นั้นไม่สูงเมื่อคุณคิดถึงมัน กำลังส่งครึ่งล้านโวลต์บนหอคอยหรือมากกว่านั้น มันมีการกระจายในพื้นที่ที่ 2.4-28.8kV บนเสาและบางครั้งอาจสูงถึง 69kV แรงดันไฟหลักเหล่านั้นคือการประนีประนอมระหว่างความสะดวกสบายและความปลอดภัย ในระบบเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ระบบสามเฟส 277 / 480V เป็นเรื่องธรรมดา ในแคนาดาเป็นเรื่องธรรมดาที่จะเห็นระบบสามเฟส 600V (เรียกอีกอย่างว่าระบบ 550V หรือ 575V มันต่างกันเล็กน้อย) แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเหล่านั้นใช้สำหรับผลักดันพลังงานให้มากขึ้นตัวนำที่มีขนาดเท่ากัน

โปรดจำไว้ว่าในหลาย ๆ กรณี (อาจจะมากที่สุด) เมื่อมีคนเข้ามาติดต่อกับบ้านในปัจจุบันพวกเขาจะไม่ลงดิน กระแสนิ้วต่อนิ้วในมือเดียวกันไม่เป็นที่พอใจและสร้างความเสียหายหากดำเนินการต่อ (ดูวิดีโอการทำไส้กรอกด้วยวิธีนี้) แต่ไม่ถึงขั้นเสียชีวิต สถานการณ์ที่อันตรายอย่างร้ายแรงคือมือต่อมือหรือมือต่อเท้าซึ่งกระแสไหลผ่านหัวใจและสามารถรบกวนเวลาของมัน

เดินเล่นไปรอบ ๆ โต๊ะหรืออะไรก็ตามที่ไม่น่าจะเอามาเสียบกับขาแต่ละอันได้ ดังนั้นความเสี่ยงที่ยิ่งใหญ่ก็คือการหาพื้นดินอีกแห่งหนึ่งด้วยระบบประปามือสองหม้อน้ำที่มีสายกราวนด์บางสิ่งที่มีตัวเรือนโลหะเชื่อมต่อกับพื้นที่ปลอดภัย เป็นไปได้ แต่เห็นได้ชัดว่าผิดปกติอย่างเป็นธรรมที่ได้รับสถิติ

มีหลายสิ่งที่ไม่ดี แต่เรายอมรับเพราะการออกแบบใหม่จะมีปัญหามากกว่าที่เราต้องการลงทุน นี่น่าจะเป็นหนึ่งในนั้น เมื่อพิจารณาจากฐานการติดตั้งขนาดใหญ่การติดตั้ง GFCIs ง่ายกว่าการลองเปลี่ยนร้านค้าสองสามพันล้านแห่งและปลั๊กเพื่อให้เข้ากับพวกเขา

(แรงดันไฟฟ้าจากการสัมผัส: ปู่ของฉันรายงานว่าเมื่อเขาทำการซ่อมลิฟต์หนึ่งในหุ้นส่วนของเขาคือคนบ้าที่สุดที่เคยตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของวงจรโดยเอามือข้างหนึ่งออกไปให้พ้นมือหนึ่งจับสองนิ้วบนมืออีกข้าง และกวาดพวกมันข้ามขั้วอย่างรวดเร็วทฤษฎีนี้บอกว่าการสัมผัสที่เคลื่อนไหวนี้ช่วยป้องกันความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อหดตัวในมือที่จับตัวนำที่มีชีวิตอยู่ แต่มันแสดงให้เห็นถึงจุดที่ฉันทำไว้ข้างต้น: ถ้าคุณไม่มีกระแสไฟฟ้าผ่านแกนกลางของร่างกายและแรงดันไม่ได้อยู่ในช่วงกิโลโวลต์การเผชิญหน้าสั้น ๆ อาจจะไม่ฆ่าคุณอาจเป็นไปได้อย่าพยายาม ที่บ้านเด็ก ๆ !)

อย่าถือว่า 120V เป็น "ปลอดภัย" มากกว่า 240V ทั้งสองสามารถฆ่า! และใช้กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยที่แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ (เช่น 1/10 แอมป์ก็เพียงพอที่จะใช้ไฟฟ้า) เบรกเกอร์วงจรและฟิวส์อยู่ที่นั่นเพื่อป้องกันวงจรจากการโอเวอร์โหลดซึ่งอาจทำให้เกิดไฟไหม้ นี่คือเหตุผลที่ GFCI (ผู้ขัดขวางวงจรกราวด์ผิดพลาด) ถูกใช้ในบางพื้นที่เช่นห้องครัวห้องน้ำที่จอดรถและบริเวณสระว่ายน้ำ / ซาวน่าที่มีความเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ที่เสียบปลั๊กจะตกลงไปในน้ำ พวกเขามีคุณสมบัติเพิ่มเติมเพื่อช่วยปกป้องผู้คนจากไฟฟ้าช็อต เมื่อติดตั้งอย่างถูกต้องพวกเขาจะเดินทาง (เปิด) วงจรหากตรวจพบกระแสจรจัดเกิน 5mA (1 / 200A) สำหรับปลั๊กอย่าใช้งานชิ้นส่วนโลหะ (นำไฟฟ้า) เมื่อเสียบหรือถอดออก

แรงดันไฟฟ้าของซัพพลายนั้นลดลง แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหมายถึงอันตรายจากการถูกไฟฟ้าช็อตและความสามารถในการไฟฟ้าเพื่อ "กระโดด" เพิ่มเติม แต่แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าหมายถึงกระแสที่สูงขึ้นซึ่งหมายถึงการสูญเสียที่สูงขึ้นและอันตรายจากไฟไหม้

ค่อนข้างทั้งโลกเลือกไฟแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 100V และ 240V แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้สูงพอที่จะรักษาความสูญเสียและความเสี่ยงจากไฟไหม้ไว้ภายใต้การควบคุมในขณะที่อยู่ในระดับต่ำพอที่จะไม่กระโดดไกลและสำหรับผู้ประสบภัยหลายคนที่รอดชีวิตมาได้ (แม้ว่าจะไม่รับประกัน

ปลั๊กและซ็อกเก็ตได้รับการออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงในการสัมผัสกับหมุดขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ ประเทศ ~ 230V ในโลกแรกมีแนวโน้มที่จะมีความยาวมากกว่านี้ในประเทศ ~ 115V หรือประเทศที่พัฒนาน้อยกว่า

ฉันสงสัยว่ามีสถิติใด ๆ ที่เชื่อถือได้สำหรับความน่าจะเป็นของการเสียชีวิตจากไฟฟ้าช็อตจากไฟเพราะฉันแน่ใจว่าคนส่วนใหญ่ที่รอดชีวิตจากการกระแทกดังกล่าวไม่ได้รายงานอย่างเป็นทางการ อย่างน้อยหนึ่งช็อตปิดไฟในอาชีพของพวกเขาในขณะที่การเสียชีวิตจากไฟฟ้าช็อตอยู่ในระดับหนึ่งกำมือต่อปีในสหราชอาณาจักร (ที่ฉันอาศัยอยู่)

อย่าลืมว่าทางเลือกในการผลิตไฟฟ้าเช่นเทียนและไฟก๊าซก็ไม่มีความเสี่ยงเช่นกัน