卫生间等电位连接的主要作用是防止人身触电,包括线路漏电、热水器漏电及打雷产生的感应电等。
为什么它可以防止触电呢?
如果人在卫生间内接触到带电物体,会怎么样呢?我们刚说了,卫生间等电位连接,实际上就像把卫生间做成一个金属笼。如果卫生间某金属物体一旦带电,那么金属物体上的电位会通过等电位箱,让整个卫生间所有金属物体及地面都带上相等的电位。
那整个情形如下所示。为了便于理解,在这里我用5个电阻代替来代替人体及各部位。
由于人体是立体的,身体各个部位都可能会接触到金属笼。当人体头(1部位)接触到金属笼,等效于电阻a端接触到金属笼;人体右手(2部位)接触到金属笼,等效于电阻b端接触到金属笼;其他部位同理...
当人双脚站在金属笼内,身体其他部位不接触到金属笼,那电流会怎么流动呢?
由于人站在金属笼内,相当于电阻d和e两端接在金属笼上,此时电阻被等电位。那么电流不通过电阻d、e,直接全部从金属笼流向大地。也就是说即使人触及带电物体,由于身体各部位电位相等,电流不通过人体,全部从金属笼流走,所以不会发生触电。
如果人站在地上,左手摸到漏电物体,那又会怎么样呢?
由于人手摸到漏电物体,脚站在地(金属笼)上。由于卫生间所有可导电的物体都被短接,相当于电阻c、d、e被金属笼短接。那么电流一样不通过电阻,全部通过金属笼流向大地。这就是等电位的作用。
防感应雷电
等电位的另外一个作用就是防止感应雷触电。当建筑物周围产生雷电时,雷电会引起周围空间剧烈的电场和磁场变化,变化的电场和磁场会在金属物体上感应出电压。感应电压甚至可能达到几十伏。正常(干燥)环境下人体电阻较大,触摸到也不会发生触电。
但是人在洗澡时皮肤潮湿,人体电阻非常小。此时即使很低的感应电压依然可能会导致发生触电。如果卫生间做了等电位连接,那就可以防止感应雷触电。
不过由于卫生间等电位连接工艺复杂,成本较高,所以很多家庭都没有普及。
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