Что делает сетевое напряжение безопасным в домах?

Автоматических выключателей недостаточно для защиты жизни. Автоматические выключатели предназначены для того, чтобы кабель в стенах вашего дома не расплавился и, возможно, не загорелся — автоматические выключатели и предохранители выполняют функцию тушения пожара (что, конечно, тоже очень опасно для жизни).

Для прямого контакта с частью переменного тока, находящейся под напряжением, в Великобритании у нас есть устройства защитного отключения (УЗО) - они «отключают» питание, если ток, протекающий по одному из проводов переменного тока, отличается от тока по другому примерно на 20 мА:

_{(источник: diyhowto.co.uk )}

Очевидно, что предохранитель бесполезен, потому что нормальный ток устройств, подключенных к сети переменного тока, будет составлять десятки и более ампер. Таким образом, если у вас есть прибор, потребляющий 10 ампер, и вы коснулись одного из проводников переменного тока, вы получите ток заземления, возможно, 20 мА, и это «разбалансирует» УЗО и отключит источник питания.

Что касается прикосновения к обоим терминалам одновременно, необходимо предусмотреть другой сценарий. Я говорю о системах переменного тока, в которых один проводник (иногда называемый нейтральным) является «заземленным», т.е. он может иметь напряжение всего в пару вольт относительно земли — если вы коснулись только этого провода, то очень маловероятно, что УЗО сработает. НО кого это волнует - в лучшем случае на ваше тело подается всего пара вольт, и вряд ли какой-либо ток будет течь. Если вместо этого вы прикоснетесь к обоим проводам переменного тока (фазе и нейтрали), то будет ток заземления, взятый из под напряжением, который все еще будет значительно больше, чем ток заземления от нейтрали, и УЗО сработает.

Сказав все это, ~ 20 мА все равно будет жалить, даже если это всего лишь менее 100 миллисекунд. Будет ли это смертельно — возможно, для людей с жалобами на сердце, но будут ли эти люди рыться под столом, чтобы вслепую втыкать штекер в розетку?

Для систем переменного тока, которые «изолированы» от земли, прикосновение к любому одному проводу будет едва заметно, но прикосновение к обоим не приведет к срабатыванию УЗО, и вы будете в серьезной опасности — ток будет течь прямо через тело и от проводника к проводник. К счастью, такие установки не очень распространены, но, конечно, не являются чем-то необычным. Потеря нейтральной связи с землей может вызвать эту проблему.

В некоторых частях Европы (я знаю Германию и Францию) разъемы сделаны таким образом, чтобы защитить вас от случайного прикосновения к сети, даже если вы очень постараетесь, при работе с разъемом:

(изображение взято из Викимедиа и является общественным достоянием)

Эта конкретная розетка используется в Германии. Франция имеет немного другой формат (который не совместим с вилкой, показанной на изображении, но с другой, похожей формой вилки), где земля находится не по бокам (обозначена цифрой «2» на изображении), а в виде толстого штыря. выходящий из розетки.

Поскольку розетка встроена, невозможно коснуться горячих контактов при подключении или отключении. Единственные металлические части, к которым можно прикоснуться, находятся под потенциалом земли и подключаются до подключения горячих проводов.

Единственный способ получить разряд от Schuko — это засунуть что-то проводящее в одно из отверстий. Чтобы защитить маленьких детей от этого, доступны защитные вставки (и удлинители часто поставляются со встроенной защитой).

Кроме того, также используются УЗО, описанные @Andy aka .

Как комментирует @venny, тонкие двухконтактные вилки ( евровилки ) имеют металл только на дальнем конце штырей.

Что делает его безопасным в домах, на предприятиях и в школах: Ничто не делает сетевое питание безопасным, кроме строгих правил проектирования, предусмотренных различными национальными и международными стандартами. В Соединенных Штатах NEC или Национальный электрический кодекс диктуют, как дома должны быть подключены и какие устройства разрешены и запрещены для использования. Он регулирует такие вещи, как прокладка проводки, как она должна поддерживаться, заканчиваться, закрываться, какие типы проводов разрешены для сценария и т. д.

Электрическое устройство, которым может быть что угодно, от коробки с розеткой (коробка, в которую крепится розетка) в стене до такого устройства, как телевизор, должно соответствовать различным стандартам. Эти стандарты были разработаны и поддерживаются различными частными и государственными учреждениями, многие из них являются международными, например IEC. Примером в США могут служить Лаборатории андеррайтеров (UL) и Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA).

Что держит вас в безопасности, так это сотрудничество между производителями и этими различными агентствами. Это гарантирует, что прибор, подключенный к сетевому напряжению, будет безопасно использоваться по назначению.

На чем заканчивается безопасное использование: как только вы начинаете работать с питанием от сети, например, вы становитесь инженером, разрабатывающим автономный импульсный источник питания, тогда ВЫ сами становитесь агентством безопасности. Нужно быть осторожным и соблюдать элементарные меры предосторожности.

Что еще делает его безопасным: Образование. В начале жизни вам говорят не связываться с этим. Никаких вилок или пальцев, торчащих из розеток, патронов для ламп или тостеров. Этому учат большинство детей в раннем возрасте. Хотя некоторые из нас были немного более любопытны и проигнорировали эти учения. Это было больно, но привело нас на фантастический путь к тому, чтобы заинтересоваться изучением основ этого.

Прерыватели цепи замыкания на землю обычно используются только для цепей, к которым будут подключены приборы, расположенные во влажных местах. Любые розетки рядом с раковиной, например, в ванной или на кухне, будут иметь GFCI. Также розетки, расположенные снаружи дома, должны быть защищены GFCI. Но НЕ ДУМАЙТЕ об этом. Мандат на GFCI был принят недавно, и многие старые дома не нуждались или не удосужились обновиться.

Они работают просто, измеряя ток обеих ног. Ток всегда одинаков на обеих ногах, если только он каким-то образом не выходит из прибора. GFCI обнаруживает дисбаланс и размыкает автоматический выключатель.

О пользователях, которых вилки бьют током: вилки NEMA 5-15 в американском стиле, как правило, достаточно безопасны, поскольку штыри не вступают в непосредственный контакт с внутренними контактами. В этот момент зазор обычно слишком мал, чтобы пальцы могли поместиться между поверхностью вилки и штырями. Кроме того, если вы заметили, что поверхность вилки довольно большая, что увеличивает расстояние между краем поверхности и штырями.

Если ваши пальцы пройдут и через горячее, и через нейтральное, вы будете шокированы. Фактически у вас будет два пути для тока: горячий к нейтрали и горячий к земле. Насколько это больно? Смотря как. Ты мокрый или вспотевший? тогда, возможно, это сильно повредит или даже убьет вас. Сухая кожа? Это может быть быстрое жужжание.

Другие мысли: 120 В или даже 240 В не так уж и много, если подумать. Мощность передается в полмиллиона вольт по башням и более. Локально оно распределяется на 2,4–28,8 кВ на опорах, а иногда может достигать 69 кВ. Эти сетевые напряжения являются компромиссом между удобством и безопасностью. В крупных коммерческих и промышленных системах распространены трехфазные системы 277/480 В. В Канаде было обычным делом видеть трехфазные системы на 600 В (также называемые системами на 550 В или 575 В, они немного различались). Эти более высокие напряжения были предназначены для передачи большей мощности по проводнику того же размера.

Помните, что во многих (возможно, в большинстве) случаях, когда кто-то вступает в контакт с током в доме, он не заземлен. Ток пальца в палец на одной и той же руке неприятен, и вреден, если продолжать (см. видео приготовления сосисок таким способом), но не смертелен. Серьезно опасные ситуации — это рукопашный бой или рукопашный бой, когда ток проходит через сердце и может нарушить его синхронизацию.

Возня за столом или чем-то еще вряд ли приведет к тому, что одна рука достанет каждый из штырей вилки. Таким образом, большой риск найти где-то другое заземление из вторых рук - сантехника, заземленный радиатор, что-то с металлическим корпусом, подключенным к защитному заземлению. Конечно, возможно, но, судя по статистике, довольно редко.

Есть много вещей, которые неоптимальны, но которые мы принимаем, потому что их переделка доставит больше проблем, чем мы хотим вложить. Кажется, это один из них. Учитывая огромную установочную базу, проще установить GFCI, чем пытаться заменить несколько миллиардов розеток и соответствующие им вилки.

(О напряжении на ощупь: мой дедушка рассказывает, что, когда он ремонтировал лифт, один из его партнеров был полным маньяком, который имел обыкновение проверять напряжение в цепи, безопасно убирая одну руку с дороги и облизывая два пальца на другой руке. , и быстро проводя ими по клеммам. Теория заключалась в том, что этот подвижный контакт предотвращал риск блокировки, который может произойти, когда мышцы сокращаются в руке, сжимающей проводник под напряжением, и сохранял контакт достаточно коротким, чтобы не повредить ткани. подход, но он демонстрирует точку зрения, которую я сказал выше: если у вас нет тока через центральную жилу тела, и напряжение не находится в диапазоне киловольт, короткое столкновение, вероятно, не убьет вас. это дома, детки!)

Не думайте, что 120 В «безопаснее», чем 240 В. Оба могут убить! И при этих напряжениях требуется очень небольшой ток (т.е. 1/10 ампера достаточно для поражения электрическим током). Автоматические выключатели и предохранители предназначены для предотвращения перегрузки цепей, которая может привести к пожару. Вот почему выключатели или розетки GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) используются в определенных местах, таких как кухни, ванные комнаты, гаражи и бассейны / сауны, где есть вероятность того, что подключенное к сети устройство может упасть в воду. У них есть дополнительная функция, помогающая защитить людей от поражения электрическим током. При правильной установке они отключают (размыкают) цепь при обнаружении блуждающих токов, превышающих 5 мА (1/200 А). Что касается вилок, никогда не прикасайтесь к металлическим (электропроводным) частям при их подключении или извлечении.

Напряжения питания являются компромиссом. Более высокие напряжения означают большую опасность поражения электрическим током и способность электричества «прыгать» дальше, но более низкие напряжения означают более высокие токи, что означает более высокие потери и большую опасность возгорания.

Почти весь мир выбрал напряжение сети от 100 до 240 В. Эти напряжения достаточно высоки, чтобы держать под контролем потери и риск возгорания, и в то же время достаточно низки, чтобы не прыгать очень далеко, и чтобы многие пострадавшие от удара могли выжить (хотя это ни в коем случае не гарантируется, НЕ ОТКЛЮЧАЙТЕСЬ ОТ СЕТИ)

Вилки и розетки спроектированы таким образом, чтобы снизить риск прикосновения к контактам, пока они находятся под напряжением. Страны с напряжением 230 В в первом мире, как правило, идут на большее, чем страны с напряжением 115 В или менее развитые страны.

Я сомневаюсь, что существуют какие-либо достоверные статистические данные о вероятности смерти от поражения электрическим током, потому что я уверен, что подавляющее большинство людей, переживших такие удары, официально не сообщают о них, но, по анекдотическим данным, большинство электриков, о которых я говорю, указывают на то, что они по крайней мере один удар от сети в их карьере, в то время как смертность от поражения электрическим током находится на уровне горстки в год в Великобритании (где я живу).

Давайте не будем забывать, что альтернативы электричеству, такие как свечи и газовое освещение, также не лишены риска.