高压技术
 
关于高电压的防护与安全(草案)
罂粟的眼泪 2009-3-23
论坛弄高压电的不少,不论是线圈炮还是特斯拉,高压电都有一定危险的,好在这些高压电不是直流电就是高频交流电,对身体的危害不是很大,稍有电工知识的人就应该知道,对人体危害最大的不是什么电棍之类噼噼啪啪的玩艺,也不是无比壮观的特斯拉线圈,而是天天都能见到,悬在我们头顶的那些供电线,380V的交流电可以说是一击毙命,所以请那些看到高压放电噼噼啪啪声象就却步就坛友们不要过于担心,那不过是一些效果而已,很俗的一句话“会叫的狗,不咬人”。但是我们做实验的时候依然不能掉以轻心,高压放电是一种强烈的辐射源,闪光发生的时候伴随着大量的带电粒子进入空气,各种频段的电磁波肆意辐射,同时声波同样具有危害,所以需要的防护,我们DIY的基础不是创新,改革,而是——安全第一!!!下面我提出一些高电压和紫外线激光的防护(我比较擅长的)希望大家多多跟贴,提出自己看法,这样可以出具一份有效的防护办法。
1。高压电的操作安全
对于高电压,主要有两种来源,第一来自于振荡电路驱动高压变压器(例如高压包)获得,可作为高压试验电源,第二市电整流得到。对于第一种,电压可以因不同的驱动电路和线圈,功率和电压也就不同,第二种可以作为线圈发射器的电源,向电解电容充电之后电压在290~310V左右,属于高压直流电,我试着用手摸过,似乎并没有220交流电痛苦,只是酥麻的感觉,而没有灼烧的感觉,主要防护就是很简单一句话,细心大胆。在试验前要明确试验目的,试验过程(如何开始,过程怎样,如何断电),以及可能发生的试验结果(包括成功结果和失败结果)。通电前,要明确什么地方有高压,最好贴上标记,检查高压电解电容的极性正确,电解电容爆炸是很危险的。最重要的一点,检查自己是否有困倦,饮酒之类影响判断力的情况。然后戴上绝缘手套就可以试验了。
另外再一点就是实验完毕之后的残余电荷的中和, 下面这个是8级的串极高压发生器的放电效果,实验完毕后一定要对电容的残余电荷中和,否则180KV的高压可是够受的,我比较马虎,被电过,感觉很high:(
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这个是800W等离子火焰(我自己定的名字,因为看起来实在不像噼噼啪啪的电弧放电,就像着火了一样,热气流呼呼的,所以称为火焰比较合适)昨天晚上摸了一下,右手手持铁棍摸得,直接通过右半身传导地面,结果右脚拖鞋被打穿,右脚被电弧烧了一个黑点。之所以我还活着,是因为这时高频交流电,频率在20KHz以上,趋肤效应明显,所以电流主要流过我的皮肤,而在接触点位置,温度太高被灼伤。
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2。高压电的辐射防护
高压放电伴随着大量能量瞬间的释放,最人体危害的主要由声波和紫外线,声波用棉花堵住耳朵就可以了,紫外线可以去买一副UV400的紫外线眼镜,这在一般的眼镜店都有卖,下面看看这个普通太阳镜的效果
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这是普通验钞器下的50块钱,可以看到清晰的荧光字
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档上UV400的墨镜之后的效果
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再看看紫外线激光,这不是普通的紫外线,而是337.1nm的紫外激光,具有一定的峰值功率, 工作时间在5ns左右峰值功率在KW级,
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所以可以用来诱发染料激光。看看UV400的效果
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基本上可以说完全隔离了紫外激光
3。无线电波的防护
还有一种辐射就是强烈的无线电波,对人体影响不大,但是对于一些敏感的电子设备有很大的危害,比如笔记本电脑,MP3之类的,做试验的时候要将他们拿到比较远的地方,也不要带着MP3作试验。也可以找一个封闭的金属容器装起来最好
4。心理防线
   每个人对于高电压的承受能力是不同的,就如同喝酒一样,有的人千杯不醉,有的人滴酒不沾,刚开的电击会令人恐惧好几天,习惯了,也就无所谓了,不过是如同打篮球摔了一下而已。做高压试验被电击,可以说是家常便饭,对于被电到的人,不要过分恐惧,这一点需要明确,心理的恐惧远比身体的伤害来得更痛苦。电击并不比从楼梯上摔下来危险,但是我们依然每天走楼梯。对于制作者的,需要细心大胆,做实验前不可饮酒,心情要平静,不能过分高兴或悲伤,保证情绪平和,思维清晰,心态正确,试制作目的明确。制作者在身体上不可装有电子仪器,比如手机,MP3,或者心脏起搏器等。

这是个人制作高电压DIY产品的注意事项,希望广大坛友多多献计献策,发布一份真正的安全规程,为新人提供一个安全的试验基础。最后一句话,“身体是革命的本钱”!
+2000  科创币    1211   2009-03-23    提高警惕。
2009-3-23 11:58:19
1楼
高压电容瞬间放电对身体的危害主要不是看电压,而是看电容的储能。按国外的一般安全规定,储能1J以上的高压电源就有致命的可能,如果在百焦以上,电压KV级,被电的话,不论是不是第一次触电,但基本上就是最后一次被电了,特别是主要电流经过心脏。年轻人的心脏在被电以后,如果运气好没有发生破裂,通常能够在十几秒内恢复正常节律,而老年人的心脏或许就诱发纤颤,并且自己恢复不了了。
大能量的高压电容放电电击人体,最危险而且绝无挽救可能的情况是心脏撕裂。强电流通过心脏时,引起心肌不规则剧烈收缩,极有可能把心肌纤维之间的结合部拉裂或引起心肌断裂,血液瞬间充满心包,心脏输出能力降为0。这种情况即使紧急手术修补也是来不及的,除非能在几分钟内修好——就算在手术台上被电击也来不及。
3楼
仅仅一副UV眼镜?身体其它部位怎办.
另外用一个彩电高压包在20K多出800W是不是太神话了.
罂粟的眼泪(作者)
4楼
首先谢谢1211的鼓励:)高压放电,能量很重要,刚买了一打20KV0.1UF的电容,做个更大串极高压,看来要注意的,呵呵。

回答楼上的疑问,紫外线的穿透能力很弱,和可见光没区别,只是会引起蛋白质的变性,针对眼睛就是白内障。身体的其他部分对于光线不敏感,穿上衣服就好了,总不能光着吧!保护眼睛就足以了。
高压包得到800W的功率没什么奇怪的,去电子市场选高压包,或者定做,都会问你需要的功率,基本都是数百瓦的功率,上千瓦也有,体积也没大多少。只要驱动电路与高压包固有频率相同或相近,彩电高压包的效率和功率是很大的。那些等离子火焰是非常热的,可以感觉到一股热风,喷射到改锥上,很快就能红。对于微波炉变压器我想你一定挺了解的吧,呵呵我看过你做的雅各部电梯,挺好的。我的是改造了微波炉变压器。n你的Drsstc我也看到了,做得很讲究啊!能不能提供一些制作时候注意事项。和高频高压操作经验呢,谢啦!:)
5楼
1
除了眼睛和有衣物的部位之外仍有不少皮肤是裸露在外的,如面部,脖颈,手前臂,这些皮肤都不用做防护?
决定高频变压器功率的主要有磁芯的Ae Ap和工作频率,高压包的UU磁芯截面积不大,Ae Ap也就不大,工作频率又仅有20K,再者高压包工作在反激状态,磁滞回线只在第一象限,功率减半,在这样的诸多限制下我认为最大的彩电高压包也不可能达到800W的功率,除非你把高压包内部的二极管击穿掉,全桥电路并提高频率到300K以上,短时间出800W还有些可能.
微波炉变压器是个严重过载的少量漏磁EI变压器,我没什么了解.
关于高频高压:1是要做好绝缘,高频高压对绝缘层的要求远远高于直流高压.2是注意尖峰吸收,在高速开关的电流回路里常会由各种原因出现尖峰电压,这些尖峰轻则干扰电路,重则击穿功率管,因此要在开关器件附近装上RC吸收回路,TVS二极管,压敏电阻,旁路电容等吸收器件以抑制电压尖峰.3是高频高压会在其附近产生强烈的电场,要做好控制电路的屏蔽以免受到干扰,最简单的就是把电路装进个接地的铁盒中.
+300  科创币    科创论坛   2009-03-23    赞扬
7楼
心脏撕裂……寒
8楼
引用楼主罂粟的眼泪于2009-03-23 11:06发表的 关于高电压的防护与安全(草案) :
1。高压电的操作安全
对于高电压,主要有两种来源,第一来自于振荡电路驱动高压变压器(例如高压包)获得,可作为高压试验电源,第二市电整流得到。对于第一种,电压可以因不同的驱动电路和线圈,功率和电压也就不同,第二种可以作为线圈发射器的电源,向电解电容充电之后电压在290~310V左右,属于高压直流电,我试着用手摸过,似乎并没有220交流电痛苦,只是酥麻的感觉,而没有灼烧的感觉.......
单手摸死不了,双手摸(比较大的电路板,另一只手也摸着东西),电流通过心脏很可能一击毙命!

所谓380V一击毙命,99%都是220V电的(水泵漏电居多),除非带电检修站在绝缘物上同时碰到两根火线。

另外远离霓虹灯变压器和微波炉变压器,极危险

+1  科创币    石峻峰   2012-10-15   我玩过的第一个变压器就是1KW微波炉变压器
9楼
引用第1楼1211于2009-03-23 11:58发表的  :
年轻人的心脏在被电以后,如果运气好没有发生破裂,通常能够在十几秒内恢复正常节律,而老年人的心脏或许就诱发纤颤,并且自己恢复不了了。
是否诱发心脏纤颤与心跳相位有关
特定的相位上很小的电击就能停跳(电生理上叫什么期,忘了)
所以一次被电没事,同样的电击再电一次碰上RP不好就挂了

ps:
不要做找死的实验

+300  科创币    科创论坛   2009-03-24    重要知识。
罂粟的眼泪(作者)
10楼
谢谢大家的支持,提供了这么多有用的资料。下面简单的总结一下,如有纰漏或者误解的地方大家指出来:)
1。对于高压电容的放电,能量越高危险越大,主要伤害部位是心脏。
2。对于高压电流,如果达到心脏的共振频率,低能量同样会造成不可挽回伤害。
3。对于高频高压需要的绝缘等级更高,设计高频电路需要尽可能吸收尖锋脉冲,并做好接地和屏蔽。
我也补充几点个人看法。
1。心脏左身体的左侧,所以电击最危险的就是,左手触电,流过身体,经左脚进入大地。其次是左右手同时触电,伤害较小的是,右手触点,经右脚入地。所以大家进行带电操作的时候,首先最好与大地绝缘,右手操作,左手背后。比较安全。
2。对于微波炉变压器我没敢摸,看着就慎人,但是那种霓虹灯变压器我倒是摸过,他的电弧类似于我做的高压包电弧,同属于高频高压电,接触点的皮肤碳化,我是看着手背被烧了一个小坑,然后可以看到一些飘落下了碳灰,伤心啊!
3。对于特斯拉变压器,频率甚高,所以手持铁管接触电弧,没有什么感觉,不过大功率的估计能来个外焦里嫩:(
4。关于高压包的功率还是有争议的,我会去试验一下,给大家答复。
+1  科创币    石峻峰   2012-10-15   被特斯拉线圈52CM电弧直接劈到头顶的说(真爽,爽到分不清在地球还是火星),很粗的电弧。字节不够用了
11楼
1
引用第10楼罂粟的眼泪于2009-03-24 14:35发表的  :
2。对于微波炉变压器我没敢摸,看着就慎人,但是那种霓虹灯变压器我倒是摸过,他的电弧类似于我做的高压包电弧,同属于高频高压电,接触点的皮肤碳化,我是看着手背被烧了一个小坑,然后可以看到一些飘落下了碳灰,伤心啊!
.......
霓虹灯变压器有高频的、工频的和高频内置整流后直流输出的3种
后两种千万别试

关于高压包,估计楼上两位张冠李戴了
有些地方把高压发生器(尤其是定制的模块)都叫做高压包

12楼
引用第5楼TUNGUSKA于2009-03-23 21:34发表的  :
决定高频变压器功率的主要有磁芯的Ae Ap和工作频率,高压包的UU磁芯截面积不大,Ae Ap也就不大,工作频率又仅有20K,再者高压包工作在反激状态,磁滞回线只在第一象限,功率减半,在这样的诸多限制下我认为最大的彩电高压包也不可能达到800W的功率,除非你把高压包内部的二极管击穿掉,全桥电路并提高频率到300K以上,短时间出800W还有些可能.
截面不大,窗口很大,功率照样大
另外如果提高频率到300K以上不用全桥电路,反激足以出800W
当然前提是有水平做出800W的反激
13楼
UU磁芯的窗口是比EE之类大,但再大也就那5CM以下的事(手头有一个在电子市场里所能找到最大的高压包,磁芯窗口5CM*2CM),我认为反激不可能做到800W.
我不会计算磁芯,这个判断出自于以往在电源网论坛所关注的成功案例里的设计及讨论,12楼说能出800W,能否也给个成功案例来学习下.
2009-3-31 12:57:17
14楼
引用第13楼TUNGUSKA于2009-03-25 00:30发表的  :
UU磁芯的窗口是比EE之类大,但再大也就那5CM以下的事(手头有一个在电子市场里所能找到最大的高压包,磁芯窗口5CM*2CM),我认为反激不可能做到800W.
我不会计算磁芯,这个判断出自于以往在电源网论坛所关注的成功案例里的设计及讨论,12楼说能出800W,能否也给个成功案例来学习下.
本人用EI33反激出过300W
管子用小了,6N60,超出极限电流十几秒之后炸了
原本设计为150W,没找到假负载就改了保护之后上24V 300W碘钨灯
15楼
这么强....如果管子够大能正常使用吗?
罂粟的眼泪(作者)
16楼
用IRF250,200V30A,ZVS方式驱动高频变压器。至于反激,窗口之类的我不懂,不是学电子的,不过是照着电路作。反正驱动我用自制的高频变压器,可以简单电焊,电弧切割,也可以看到铁在空气燃烧。电焊电弧,和我金工实习时候做焊工的电弧一样。
2009-4-11 17:20:15
17楼
强烈要求高压包整个电路的照片 高压包型号和驱动电路图
2009-4-14 20:19:45
18楼
[s:251]
2009-5-29 15:56:49
19楼
那天做了个10倍压整流,用来整136V50HZ的交流电,试验完直接拿起来放在手上,结果麻了一阵
2009-5-30 22:49:38
20楼
引用楼主罂粟的眼泪于2009-03-23 11:06发表的 关于高电压的防护与安全(草案) :
论坛弄高压电的不少,不论是线圈炮还是特斯拉,高压电都有一定危险的,好在这些高压电不是直流电就是高频交流电,对身体的危害不是很大
.......
50Hz工频交流电对心脏的作用相当于1.5倍电压的直流电
直流电的安全电压是36V
工频交流电的安全电压是24V(可能知道的人不多)
21楼
引用第20楼switchmode于2009-05-30 22:49发表的  :
50Hz工频交流电对心脏的作用相当于1.5倍电压的直流电
直流电的安全电压是36V
工频交流电的安全电压是24V(可能知道的人不多)

还和皮肤导电性有关
22楼
LZ:能看看你那等离子火焰的电路吗?我很感兴趣
23楼
一些鲜有报道的数据,望各位牢记:

世界上最倒霉的人是接触28V电源时触电死亡的。
动物实验表明,50~60Hz是所有频率的电源中,对哺乳动物危害最大的频率。
动物实验表明,如果一个50Hz交流电刚好使狗能够100%死亡,那么当同样电压的电源,频率调整为125Hz的时候,狗的死亡率恰好趋近为0。直流电的危险性略小于50Hz交流电。
触电初期的电流往往不大,但是随着时间延长,即使触电的状态没有发生变化,人体电阻也会自然减小,电流将迅速增大。
如果头部触电,往往先造成呼吸麻痹和停止。
24楼
既然50-60HZ那么危险,为什么现有电网标准不进行改造呢,都改成低的或者高的,就不会有触电死的人了 [s:246]
2009-6-8 12:52:04
25楼
罂粟的眼泪  我很好奇 你是怎么拆掉微波爐變壓器次級的 那個真的很艱難
26楼
问下高手,那个像火焰的等离子体是怎么搞出来的?他的另一极不会就是螺丝刀吧。
27楼
高压的确危险,玩多了容易大意,再听话的老虎都有可能咬自己的训兽师。不知道下面这张图那一字螺丝刀的夹子滑落后会是什么样的场景:

17113


虽然这种牵拉电弧的电压不太高,维持主要靠电流,就算夹子真脱落也未必打得到手,但看了还是有种心惊肉跳的感觉。
尽量做到双重保险比较好。
经常玩的建议买份保险,呵~
2009-6-20 00:26:46
28楼
不错的科普试验 楼主幸苦了!!!
2009-7-9 14:46:32
29楼
是不是运动员心脏发达,就比一般人挨电能力强?
30楼
说点经验性的东西吧,对于新手可能有些参考价值:

对于高压电容类东西,在不确定是否无电的情况下,决不能碰触电极部分,如要对电路进行连接或检修,一定要关闭充电电路并对电容放电,无论是否真有电,所有的电容都要放一遍,虽显多余,但必须进行,确保安全,放电不能采用短路式直接泻放,而要使用电阻电路进行,比如电烙铁就可以。电路设计时最好能给每个高压电容两极之间并联一个几十K电阻,这样关掉充电电路后可以在几分钟内自动把电泻放掉。

对于实验中裸露的电路部分,决不能碰触,包括高压电容,充电电路,可控硅电极,控制电路,线圈部分都不能碰,要检修一定要关闭电路,电容放电后再进行。

对于和交流电有关的电路,送电后未隔离部位不能碰,隔离的部分也要小心操作,要确保不漏电。操作时最好作到脚下有绝缘物,比如橡胶垫,木地板之类,并尽可能保持单手操作,身体任何部位不能接触接地的金属物体。如要检修电路,必须拔下电源插头,并对电路上的高压电容放电后再进行。

对于电压很高的电路,比如高压包输出,霓虹灯变压器微波炉之类的,绝缘保护措施要和普通交流电有区别,不能用普通绝缘胶布来缠绕,电极之间,电极和外壳之间要隔开合适的距离,对于可能拉弧放电的部位还要作好防火处理,决不能用普通试电笔或万用表之类的来进行测量,也不能用普通的电器配件进行开关切换等操作,新手不建议碰或在有经验人的指导下进行。

对于电路事故要有一定的心理承受能力,如果因事故发生诸如电容爆炸,短路放电产生的声光要有心理准备,避免因此诱发心脏病等问题,决非玩笑。

还有个经验性的提议:在进行高压实验的时候尽可能保持周边环境的安静,如果正在给电容充电,旁边有人放个鞭炮或打开相机闪光灯,对于操作者很可能会产生剧烈刺激。
31楼
很好的用电安全教育,谢谢各位的精彩总结,安全第一,生命至重!
32楼
引用第23楼虎哥于2009-05-31 12:38发表的  :
一些鲜有报道的数据,望各位牢记:

世界上最倒霉的人是接触28V电源时触电死亡的。
动物实验表明,50~60Hz是所有频率的电源中,对哺乳动物危害最大的频率。
动物实验表明,如果一个50Hz交流电刚好使狗能够100%死亡,那么当同样电压的电源,频率调整为125Hz的时候,狗的死亡率恰好趋近为0。直流电的危险性略小于50Hz交流电。
.......


实验也表明,50Hz是最经济的!!!
小了,发电机、变压器效率是问题,灯光频闪造成的人眼损耗是问题
大了,电磁波、容抗、感抗损耗是问题
2009-7-22 14:09:00
33楼
1
不知道下面这张图那一字螺丝刀的夹子滑落
×××××××××××××××××××××××××
几十年前加拿大一个兄弟也是拿螺丝刀去分开两个铀半球,不小心一滑两个半球合一起差点酿成核事故。

过了几个月另一兄弟也犯同样错误。

这两个人都很快死了。
2009-10-10 18:17:54
34楼
防护与安全
这次真的受教!实验的时候记在心里
35楼
看似细节却性命攸关
2009-10-12 13:29:50
36楼
引用第33楼rc5于2009-07-22 14:09发表的  :
不知道下面这张图那一字螺丝刀的夹子滑落
×××××××××××××××××××××××××
几十年前加拿大一个兄弟也是拿螺丝刀去分开两个铀半球,不小心一滑两个半球合一起差点酿成核事故。

过了几个月另一兄弟也犯同样错误。
.......

- =听说过第一个..貌似后来献身两手一掰分开了?
=.-竟然还有第二个...
这个才是亮点..
2009-10-28 16:47:04
37楼
能给个等离子火焰的电路图吗
3DD15D能做振荡电路吗
38楼
LZ我在优酷上面看过你的ZVS大功率高压包等离子火焰视频
真的很厉害 能教我怎么做吗 给个电路图给我可以吗
39楼
我在优酷上面看过你的ZVS大功率高压包等离子火焰视频
真的很厉害 能教我怎么做吗 给个电路图给我可以吗
40楼
我在优酷上面好像看过你的ZVS大功率高压包等离子火焰视频
真的很厉害 能教我怎么做吗 给个电路图给我可以吗
2010-1-10 21:34:35
41楼
1
我终于找到了“等离子火焰”这个类似于“动物人”一样的在科创广为传播的奇怪称呼的出处......
好歹动物人的对面还有个植物人的叫法,只是不晓得是否还存在非等离子火焰或者是分子火焰.....
42楼
引用第41楼天狼晓月于2010-01-10 21:34发表的  :
我终于找到了“等离子火焰”这个类似于“动物人”一样的在科创广为传播的奇怪称呼的出处......
好歹动物人的对面还有个植物人的叫法,只是不晓得是否还存在非等离子火焰或者是分子火焰.....

狼++
2010-1-18 14:08:44
43楼
学习了 :)
44楼
LS纯H2O。。。高压电需考虑击穿的问题。。。
2010-1-21 01:21:15
45楼
严格遵守!珍惜生命!
2010-1-24 11:28:26
46楼
小弟不才,冒昧问问为什么说霓虹灯变压器和微波炉变压器玩不得,恳请细说一下,帮小弟扫扫盲了
47楼
引用第46楼abner00于2010-01-24 11:28发表的  :
小弟不才,冒昧问问为什么说霓虹灯变压器和微波炉变压器玩不得,恳请细说一下,帮小弟扫扫盲了


霓虹灯变压器(传统式,非电子式)和微波炉变压器输出的是工频高压。
工频高压非常危险........50Hz左右的交流电对人的杀伤力极大。而相比之下高频交流和直流的危险性相对小一些。
48楼
好吧 你說直流殺傷性小.......
直流可是比50Hz交流更均勻的通過人體啊 悲劇了
2010-8-11 01:03:39
49楼
引用第41楼天狼晓月于2010-01-10 21:34发表的  :
我终于找到了“等离子火焰”这个类似于“动物人”一样的在科创广为传播的奇怪称呼的出处......
好歹动物人的对面还有个植物人的叫法,只是不晓得是否还存在非等离子火焰或者是分子火焰.....

BS

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