Apa yang membuat voltase listrik aman di rumah?

Ketika saya mulai belajar tentang teknik listrik, salah satu pedoman keselamatan paling penting yang saya pelajari adalah bahwa tegangan lebih dari 36V bisa berbahaya. Seperti yang dikatakan oleh profesor sirkuit saya, 120VAC akan menyengat, dan 240VAC akan sangat sakit.

Sekarang saya tahu lebih banyak tentang voltase ini dan bahayanya, saya bingung tentang listrik utama dan seberapa aman itu. Saya sering melihat orang (un) menancapkan kabel listrik ke outlet yang ada di belakang meja atau sofa tanpa pandangan yang jelas tentang apa yang mereka sentuh - kadang-kadang dengan dua tangan untuk mendapatkan pegangan yang lebih baik, yang pasti tidak-tidak di laboratorium listrik saya di sekolah. Seberapa berbahaya risiko, misalnya, menyentuh jari di kedua garis panas dan netral? Apakah pemutus sirkuit di rumah benar-benar melindungi dari ini, atau 120 / 240VAC tidak cukup berbahaya seperti yang saya kira?

Pemutus sirkuit tidak cukup untuk melindungi kehidupan. Pemutus sirkuit ada untuk menghentikan kabel di dinding rumah Anda meleleh dan mungkin terbakar - pemutus sirkuit dan sekering melakukan fungsi menghentikan api (yang tentu saja juga sangat berbahaya bagi kehidupan).

Untuk kontak langsung dengan bagian AC hidup, di Inggris kami memiliki perangkat arus sisa (RCD) - ini "trip" pasokan jika arus yang diambil salah satu kabel AC berbeda dengan arus turun yang lain dengan ~ 20mA:

_{(sumber: diyhowto.co.uk )}

Jelas sekring tidak akan berguna karena arus normal dari perangkat yang terpasang ke AC adalah puluhan atau lebih ampli. Jadi jika Anda memiliki alat yang mengambil 10 amp dan menyentuh salah satu konduktor AC, Anda akan menarik arus bumi sekitar 20mA dan ini akan "menyeimbangkan" RCD dan membuat trip suplai.

Seperti untuk menyentuh kedua terminal secara bersamaan skenario yang berbeda harus dipertimbangkan. Saya berbicara tentang sistem daya AC di mana satu konduktor (kadang-kadang disebut netral) adalah "bersahaja" yaitu mungkin memiliki tegangan hanya beberapa volt ke bumi - jika Anda menyentuh hanya kawat ini maka sangat tidak mungkin untuk trip RCD TETAPI yang peduli - itu hanya beberapa volt yang diletakkan di tubuh Anda yang terbaik dan hampir tidak ada arus yang mengalir. Jika Anda menyentuh kedua kabel AC (hidup dan netral) maka akan ada arus bumi yang diambil dari siaran langsung yang masih jauh lebih besar daripada arus bumi dari perjalanan netral dan RCD.

Setelah mengatakan semua ini ~ 20mA masih akan menyengat meskipun hanya untuk sub 100 milidetik. Akankah itu mematikan - mungkin bagi orang-orang dengan keluhan jantung tetapi apakah orang-orang itu akan mencari-cari di bawah meja untuk secara membabi buta memasukkan konektor ke dalam soket?

Untuk sistem AC yang "terisolasi" dari bumi, menyentuh satu kabel saja hampir tidak akan terlihat, tetapi menyentuh keduanya tidak akan membuat RCD tersandung dan Anda akan berada dalam bahaya serius - aliran arus akan langsung melalui tubuh dan dari konduktor ke konduktor. Untungnya instalasi semacam ini tidak terlalu umum tetapi tentu saja tidak pernah terdengar. Kehilangan ikatan netral-bumi dapat menyebabkan masalah ini.

Di beberapa bagian Eropa (saya tahu Jerman dan Prancis), konektor dibuat dengan cara untuk melindungi Anda dari menyentuh listrik secara tidak sengaja, bahkan jika berusaha keras, saat bekerja dengan konektor:

(gambar dari wikimedia dan domain publik)

Soket khusus ini sedang digunakan di Jerman. Perancis memiliki format yang sedikit berbeda (yang tidak kompatibel dengan colokan yang ditunjukkan dalam gambar, tetapi dengan yang lain, bentuk colokan serupa) di mana bumi tidak berada di sisi (diberi label "2" pada gambar) tetapi sebagai pin tebal muncul dari soket.

Saat soket tertanam, tidak mungkin menyentuh pin panas saat mencolokkan atau melepas. Satu-satunya bagian logam yang dapat disentuh berada di potensial bumi, dan terhubung sebelum kabel panas terhubung.

Satu-satunya cara untuk mendapatkan kejutan dengan Schuko adalah dengan memasukkan sesuatu ke dalam salah satu lubang. Untuk melindungi anak-anak kecil dari melakukan hal itu, tersedia lampu pengaman (dan soket ekstensi sering dilengkapi dengan perlindungan bawaan).

Selain itu, RCD seperti yang dijelaskan oleh @Andy alias juga digunakan.

Seperti komentar @venny, colokan tipis dua pin ( Europlugs ) hanya memiliki logam di ujung pin.

Apa yang membuatnya aman di rumah, bisnis, dan sekolah: Tidak ada yang membuat daya listrik aman selain pedoman desain yang ketat yang diberlakukan oleh berbagai standar nasional dan internasional. Di Amerika Serikat, NEC atau Kode Kelistrikan Nasional menentukan bagaimana rumah akan dihubungkan dengan kabel dan perangkat apa yang diizinkan dan tidak diizinkan untuk digunakan. Ini mengatur hal-hal seperti bagaimana kabel harus dijalankan, bagaimana itu harus didukung, dihentikan, tertutup, jenis kawat apa yang diizinkan untuk skenario dll.

Untuk perangkat listrik, yang bisa apa saja, dari kotak stopkontak (kotak yang memasang outlet) di dinding Anda ke alat seperti televisi harus memenuhi berbagai standar. Ini adalah standar yang dikembangkan dan dikelola oleh berbagai lembaga swasta dan pemerintah, banyak di antaranya internasional seperti KIE. Contoh di AS adalah Laboratorium Penjamin Emisi (UL) dan Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA).

Yang membuat Anda tetap aman adalah kerja sama antara manufaktur dan berbagai agensi ini. Ini memastikan bahwa alat yang terhubung ke tegangan listrik aman untuk digunakan sesuai peran yang diinginkan.

Di mana penggunaan yang aman berakhir: Setelah Anda mulai bekerja dengan daya listrik, misalnya Anda adalah seorang insinyur yang mengembangkan catu daya switching off-line, maka ANDA adalah agen keselamatan Anda sendiri. Anda harus berhati-hati dan mengikuti tindakan pencegahan dasar.

Apa lagi yang membuatnya aman: Pendidikan. Di awal kehidupan Anda diminta untuk tidak mengacaukannya. Tidak ada garpu atau jari yang menempel di dalam outlet, soket lampu atau pemanggang roti. Ini diajarkan kepada kebanyakan anak di usia dini. Meskipun demikian, beberapa dari kami sedikit lebih penasaran dan mengabaikan ajaran-ajaran itu. Itu menyakitkan tetapi membawa kami ke jalan yang fantastis untuk menjadi tertarik untuk belajar mur dan baut itu.

Pemutus sirkuit gangguan tanah biasanya hanya digunakan untuk sirkuit yang akan menghubungkan peralatan ke lokasi basah. Setiap outlet di dekat wastafel seperti di kamar mandi atau dapur akan memiliki GFCI's. Juga outlet yang terletak di luar rumah harus dilindungi GFCI. Tapi jangan berasumsi itu. Mandat untuk GFCI adalah baru-baru ini dan banyak rumah tua tidak perlu atau tidak repot-repot memperbarui.

Mereka bekerja hanya dengan mengukur arus kedua kaki. Arus selalu sama pada kedua kaki kecuali jika entah bagaimana berhasil keluar dari alat. GFCI mendeteksi ketidakseimbangan dan membuka pemutus arus.

Pada pengguna yang dikejutkan oleh colokan: Steker NEMA 5-15 gaya AS umumnya cukup aman karena cabang tidak melakukan kontak langsung dengan kontak internal. Pada titik itu, celah biasanya terlalu kecil untuk jari-jari untuk masuk di antara permukaan steker dan cabang. Juga, jika Anda perhatikan colokan muka cukup besar yang meningkatkan jarak antara tepi wajah dan cabang.

Jika jari-jari Anda membuatnya panas dan netral maka Anda akan terkejut. Bahkan Anda akan memiliki dua jalur untuk arus, panas ke netral dan panas ke ground. Berapa sakitnya? Tergantung. Apakah Anda basah atau berkeringat? maka mungkin itu akan sangat menyakitkan atau bahkan membunuhmu. Kulit kering? Ini mungkin sengatan berdengung cepat.

Pikiran lain: 120V atau bahkan 240V tidak setinggi itu ketika Anda memikirkannya. Daya ditransmisikan pada setengah juta volt di menara atau lebih. Ini didistribusikan secara lokal di 2.4-28.8kV di kutub dan kadang-kadang bisa setinggi 69kV. Tegangan listrik tersebut merupakan kompromi antara kenyamanan dan keamanan. Dalam sistem komersial dan industri besar, 277 / 480V sistem tiga fase adalah umum. Di Kanada itu umum untuk melihat 600V sistem tiga fase (juga disebut sistem 550V atau 575V, itu sedikit bervariasi). Tegangan lebih tinggi itu untuk mendorong lebih banyak daya ke konduktor dengan ukuran yang sama.

Ingatlah bahwa dalam banyak (mungkin sebagian besar) kasus, ketika seseorang bersentuhan dengan arus rumah, mereka tidak terhubung ke tanah. Finger-to-finger saat ini di tangan yang sama tidak menyenangkan, dan merusak jika dilanjutkan (lihat video sosis memasak dengan cara ini), tetapi tidak mematikan. Situasi berbahaya yang serius adalah tangan-ke-tangan, atau tangan-ke-kaki, di mana arus melewati jantung dan dapat mengganggu waktunya.

Bermain-main di belakang meja atau apa pun yang tidak mungkin untuk mendapatkan satu tangan ke masing-masing cabang steker. Jadi risiko besar ada menemukan tanah lain di suatu tempat dengan pipa tangan kedua, radiator ground, sesuatu dengan case logam yang terhubung ke safety ground. Tentu saja mungkin tetapi tampaknya cukup jarang diberikan statistik.

Ada banyak hal yang suboptimal tetapi kami terima karena mendesain ulangnya akan lebih merepotkan daripada yang ingin kami investasikan. Ini sepertinya salah satunya. Mengingat basis pemasangan besar, lebih mudah untuk menginstal GFCI daripada mencoba mengganti beberapa miliar outlet dan colokan untuk mencocokkannya.

(Tegangan ulang dengan sentuhan: Kakek saya melaporkan bahwa ketika dia sedang melakukan perbaikan lift salah satu mitranya adalah seorang maniak total yang biasa memeriksa tegangan sebuah sirkuit dengan meletakkan satu tangan dengan aman dari jalan, menjilati dua jari di tangannya yang lain , dan dengan cepat menggeseknya melintasi terminal. Teorinya adalah bahwa kontak bergerak ini mencegah risiko penguncian yang dapat terjadi ketika otot berkontraksi dengan tangan yang memegang konduktor hidup, dan menjaga kontak cukup singkat agar tidak merusak jaringan secara signifikan. pendekatan, tetapi itu menunjukkan poin yang saya buat di atas: jika Anda tidak memiliki arus melalui inti tubuh pusat, dan tegangan tidak naik di kisaran kilovolt, pertemuan singkat mungkin tidak akan membunuh Anda. ini di rumah, anak-anak!)

Jangan menganggap 120V "lebih aman" dari 240V. Keduanya bisa membunuh! Dan dibutuhkan sedikit arus pada voltase ini (yaitu 1/10 amp cukup untuk menyetrum). Pemutus sirkuit dan sekering ada untuk mencegah sirkuit dari kelebihan beban yang dapat menyebabkan kebakaran. Inilah sebabnya mengapa pemutus atau wadah GFCI (ground fault circuit interrupter) digunakan di area tertentu seperti dapur, kamar mandi, garasi, dan area kolam / sauna di mana ada kemungkinan alat yang tersambung ke dalam air dapat jatuh ke dalam air. Mereka memiliki fitur tambahan untuk membantu melindungi orang dari kejutan listrik. Ketika dipasang dengan benar, mereka akan trip (buka) sirkuit jika arus menyimpang melebihi 5mA (1 / 200A) terdeteksi. Sedangkan untuk colokan, jangan pernah memegang bagian logam (konduktif listrik) ketika menghubungkan atau melepasnya.

Tegangan pasokan adalah kompromi. Tegangan yang lebih tinggi berarti lebih banyak bahaya sengatan dan kemampuan listrik untuk "melompat" lebih jauh tetapi tegangan yang lebih rendah berarti arus yang lebih tinggi yang berarti kerugian yang lebih tinggi dan lebih banyak bahaya kebakaran.

Hampir seluruh dunia telah memilih voltase listrik antara 100V dan 240V. Tegangan ini cukup tinggi untuk menjaga kerugian dan risiko kebakaran tetap terkendali sementara cukup rendah untuk tidak melompat terlalu jauh dan bagi banyak korban goncangan untuk bertahan hidup (meskipun itu tidak berarti diamankan, JANGAN PERGI MEMBERIKAN DIRI ANDA SENDIRI SHOCKS OFF THE MAINS)

Steker dan soket dirancang untuk mengurangi risiko menyentuh pin saat masih hidup. Negara-negara ~ 230V di dunia pertama cenderung melakukan hal yang lebih besar daripada ~ 115V negara-negara atau negara-negara kurang berkembang.

Saya ragu ada statistik yang dapat diandalkan untuk kemungkinan kematian akibat kejutan listrik dari listrik karena saya yakin sebagian besar orang yang selamat dari kejutan seperti itu tidak melaporkannya secara formal, tetapi secara anekdot, sebagian besar listrik yang saya ajak bicara menunjukkan bahwa mereka telah mengalami setidaknya satu kejutan dari sumber utama dalam karir mereka sementara kematian akibat sengatan listrik berada pada tingkat segelintir per tahun di Inggris (tempat saya tinggal).

Jangan lupa bahwa alternatif listrik seperti lilin dan lampu gas juga tidak bebas risiko.