基于IEC 标准的安全电压及相关问题的探讨

鲍 俊

（吉利长兴新能源汽车有限公司，浙江 湖州 313000）

前言

成立于1906 年的国际电工委员会（International ELectro technical CommiSSion，简称IEC），是世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构，是联合国经社理事会的甲级咨询组织。IEC 组织共有认证委员会三个，一是电子元器件质量评定委员会、二是电子安全认证委员会、三是防爆电气认证委员会。我国很多电气类标准，大多引用IEC 下各TC 标准。

1 安全电压及其标准在我国的发展历程

1956 年国务院颁布的《工厂安全卫生规程》第44 条规定：行灯的电压36V，在潮湿可导电的密闭空间时不能超过12V。这是我国最早关于安全电压方面的标准及规范。但本条也仅仅是出于安全考虑而确定安全电压值，并不是一个完整的定义与标准。同时确定36V 的额定值不准确，也并不一定符合当前的实际社会发展情况。

当今，整个世界的工业化和电气化水平有了极大的提高，对于电流对人体的伤害有了更高的认识与研究，同时节能技术的提升与要求的提高也对安全电压提出了新的挑战。如果在安全电压值上要求过严，会导致经济性和操作性阻碍，也不利于各行业的安全发展。故在安全电压的相关标准及要求上，需要采用辩证及更加合理的对待与处理。

2 安全电压的有关定义和说明

2.1 安全电压定义

由特定电源提供的用于防止触电的一系列电压。在这种情况下，该电压序列的上限不应超过两个导体之间或任何导体与地之间的50V（50～500Hz）rms 值。

2.2 目前我国安全电压额定值分为五级

42V，36V，24V，12V，6V。

2.3 根据IEC 标准

我们这所说的安全电压包含SELV(安全特低压电路)和PELV（保护特低压电路）两种。

3 关于如何理解“安全电压”的探讨

因“安全电压”的标准与要求理解不同，国内外相关标准上所订的值也存在是各有不同的情况。IEC 的各个TC 所确定的安全电压额定值也是不一致的。如TC74 起草的《电气办公机器的安全》中规定“安全特低电压”的值为30V。而TC61 起草的《家用和类似用途电器的安全》中规定“安全特低电压”的值为42V。在IEC364 出版的《建筑物的电气装置》中规定：安全电压为不超过50V。

总结国际上各有关安全电压的资料，个人觉得安全电压应在25V～50V 之间，超过50V 就应有防护隔离或其他绝缘措施。但是，从技术可行性和经济可行性上分析，超过25V就要进行隔离措施，很难达成社会的普遍共识。一般把安全电压上限设为50V，当达到上限时，附加一些措施条件以保障人身安全。这些附加条件主要是通过实现设备的本质安全来达到的，即故障—安全功能和失误—安全功能结合。达到设备在安全电压方面的本质安全主要要满足下列条件：

（1）设备的电源须采用独立电源，或要用安全隔离变压器；

（2）保证设备无法直接接触人体或间接通过导电体接触人体；

（3）输出部分不接地。

这些对设备本身提出的安全措施或设备本质安全措施，一般都能达到这样的要求。所以一般我们都把“安全特低电压”的值（交流）定在42V 到50V 这个范围内。

这时候，有人会提出：为什么安全电压为36V 是我们常规的认知，而为什么不是42V 或50V？首先我们从节能与效能的角度来考虑，42V 比36V 更节能。这一点，我们将在后面将专门介绍。其次，从电生理效应上讲，36V 与50V 的生理效应差别不大，属于同一生理效应范畴，所以36V 与50V实际从电生理效应上看并没有质的差别。不管人体接触36V还是50V 电压，均有一定的危险，都是处在痉挛阈与致颤阈区域内。常规人体在接触不同电压时的电阻如下所示：

查表1，对应42V 的接触电压，在潮湿环境下，人的电阻为2100 欧姆时，则流经人体电流为20 毫安。查阅图1，当电流持续时间超过心脏跳动周期时，人的室颤电流约为50毫安。所以安全电压定在42V 是相对安全的。

图1 通过人体电流造成人体伤害区域图

另外一点，大家过去一直有个误区，认为36V 就是绝对安全的。然而我们实际中也碰到过几起人员在安全电压的情况下，遭受电击而死亡的例子。如正前文所述36V 的规定是从苏联的标准引进的，然而本标准是有限制条件：3～10S 的持续接触时间。因此，即使不管定义安全电压为多少额定值，也是有允许接触时间条件的，所有的安全都是相对的。

4 关于安全电压系统接地的探讨

国标GB3805-1983 中规定：安全电压的电路系统不应与其他可导电的电气系统连接，要保持隔离或独立。而《电力设备接地设计技术规程》中规定：安全电压供电系统应接地保护。

作为防止触电预防措施中的两个重要的预防措施，我们怎么理解上述两个规范条款：

在我国防止触电事故的预防措施中有三类预防技术：一类是直接接触电击预防技术，主要有绝缘防护、屏体保护、间距防护等防护技术；一类是间接接触电击预防技术，即我们谈到的保护接地、接零技术；最后一类预防技术包括安全电压（特低电压）、双重绝缘和加强绝缘、电气隔离、漏电保护等。由于我国将安全电压与保护接地都纳入防止静电事故预防措施中的一种，没有根据IEC 标准中有关安全电压的分类进行更细致的区分，才会出现上述两种标准的不一致。所以说两种标准出现分歧，主要是来自于对IEC 标准上的理解。

首先，《电力设备接地设计技术规程》中提出的安全电压，是指保护特低电压电路即PELV。将安全供电网络系统的中性线或一个相线接地，按照IEC 标准是符合要求的，但必须辅以等电位联结之类的补充安全措施。

其次，GB3805-1983 标准中提出的安全电压，是指SELV（安全特低压电路）。在此安全电压电路下，安全电压环境必须要求电路的“悬浮”的、独立。我们这么说，主要基于两点考虑。一方面，为了减少触电的机会。通常，作业人员都是双脚接触地面，在安全电压采取接地措施后，作业人员反而易引发因接触另一不安全的带电系统造成的电击事故，如不及时采取措施，接触时间超过限制，会造成人员死亡或重伤。同时也可能会带来人员跌落、碰砸等二次伤害。正常情况下，这一概率还是非常高的。由于较高的电路系统电位差、管网跨接不可靠及其他因素，都可能对安全电压系统产生影响，从而对人体造成伤害。

5 关于人们对安全电压值认知的探讨

上文提到的为什么把安全电压定位为36V 的问题，一方 面是目前市场主流产品为36V，人们的认知范围较广，另一方面人们认为36V 较之42V 更安全。理论上讲，36V 的安全性是要高于42V 的，但从能源节约、提高效率的角度来讲，相对低压要优于相对高压？根据欧姆定理，电能=电流的平方×时间×电阻=电压的平方×时间÷电阻，当电阻和时间不变时，电压越大，那么它所产生的电能将更大。所以说42V 的电压比36V 的电压所产生的电能要大，也就更节能。这也是为什么输电站采用高压输电的原因所在。因此，综上所述，安全电压通常定义为36V。目前从产品市场普遍性上讲，人们已产生习惯性固话思维：安全电压就是指36V。