1 電流對人體的效應
1.1 電流對人體效應的約定時間/電流區域
在電氣裝置的選擇和應用中，首先應保障人身安全。設備或裝置發生電氣故障時，電流對人體的危害主要取決於電流的數值和通電時間的長短。電流對人體的效應中，心室纖維性顫動是致命的最主要因素。為了探索纖維性顫動的閾值，奧地利專家畢格麥亞教授曾經用自己的身體做通電試驗，為IEC60479系列標準提供了早期必要的試驗數據。
最新的研究發現，決定心室纖維性顫動閾值的電氣參數是電流的持續時間、路徑和電流的特性等。從電擊事故統計資料得知，心室纖維性顫動主要由從手到腳流過人體的縱向電流產生；由動物實驗得知，更高強度的橫向電流也會導致心室纖維性顫動。
交流電流對人體效應的約定時間/電流區域見圖1所示[1]。
當電擊持續時間小於0.1s，電流大於500mA時；或者當長時間通過的電流大於30mA時，纖維性顫動就有可能發生。
根據對動物實驗結果的統計計算，建立了5%和50%的纖維性顫動概率曲線C2和C3；把動物實驗應用於人體，從左手到雙腳的路徑，得到C1曲線；C1曲線以下，纖維性顫動不太可能發生。
1.2 電流對人體效應的約定時間/電壓區域
電流和時間特性圖不便於進行電擊防護的設計選型，通常以時間和接觸電壓允許值作為安全判斷的標準。
接觸電壓等於通過人體的電流和人體阻抗的乘積。其中，人體阻抗不易確定，它和很多因素有關，特別是，電流的路徑、接觸電壓、電流的持續時間、皮膚的潮溼程度、接觸面積大小、施加的壓力等。
通過對表1中人體阻抗和生理效應的電流閾值進行分析，IEC標準提供了接觸電壓－持續時間組合閾值曲線（見表2）[2]。
表2中的分析表示，考慮到人口的5th百分比的人體阻抗值，相當於覆蓋了95％以上的人口，該阻抗值被認為是保守的，它們對應的是人體流過較高的電流。表中，大的接觸面積考慮為整隻手接觸帶電面，面積為82cm；中等接觸面積按12.5cm考慮，代表一隻手的掌心接觸導電部分情況；小的接觸面積按1cm考慮，代表用手接觸一個小的帶電部分。
表2的曲線未涵蓋以下因素：
①減少接觸的可能性（通過障礙物、遮欄、警示標誌，置於伸臂範圍以外的防護措施，進行人員培訓等）；
②降低相對於故障電壓的接觸電壓（例如通過等電位聯結）；
③和人體串聯的附加電阻（例如手套、鞋、地毯等）[2]。
也不考慮高壓事故致死的因素，高壓電擊一般導致心跳驟停，不會出現心室纖維性顫動。
圖中有三條重要的生理效應閾值曲線a、b和c1：
①當電流大於曲線a時，可能發生驚嚇反應；
②當電流大於曲線b時，會發生較嚴重和不希望的生理學效應；
③當電流超過曲線c1時，有出現心室纖維性顫動的可能性。
2 故障保護措施
故障保護是設備或裝置發生單一故障條件下的保護。由單一故障導致一個或多個隨後的故障仍然屬於單一故障條件。
等電位聯結和自動切斷電源是故障保護中兩個最主要的保護措施。等電位聯結的保護注重降低預期接觸電壓，使得故障電壓低於預期接觸電壓閾值；而自動切斷電源的保護強調在約定的時間內切斷電源迴路。從單一故障保護的角度，採用自動切斷電源屬於有效的保護措施，可以獨立地完成故障保護功能。表1節選自文獻[3]附錄A，圖A.1.
然而，配電系統和電氣裝置並非只存在單一故障，例如，TN系統由於接地故障可能在電氣裝置中產生轉移故障電壓，並能沿PE或PEN導體蔓延到整個TN配電系統中[4]。那麼，無論何種接地形式，等電位聯結都能顯示其獨特的均衡電位的能力：
（1）平衡建築物內的地電位；
（2）消除建築物外引入的危險電位；
（3）降低建築物內的故障接觸電壓。
因此，IEC標準從降低低壓電氣裝置預期接觸電壓的角度，把等電位聯結的保護作為故障保護的前提是有道理的[5]。
等電位聯結和自動切斷電源最好能同時存在，互相配合，以期達到最佳的保護效果。但是，從上述表1中得知，IEC61140最新的CDV版本也把保護等電位聯結列為單獨的故障保護措施（但應注意，不是用於附加保護的局部或輔助等電位聯結）。
3 保護等電位聯結
3.1 總等電位聯結的保護效果
從整個電氣裝置的角度，每個建築物內都應設置總等電位聯結。通過將總保護導體、電氣裝置的總接地導體、裝置外可導電部分和建築物金屬結構等聯結到總接地端子上，以便在發生接地故障時，達到降低預期接觸電壓的目的。
以TN-C-S系統為例，依據文獻[6]，預期接觸電壓Ut″=Id×ZPE
其中：
Id—故障電流；
ZPE—故障點到MET（總接地端子）之間的PE導體上的電壓降.
由上式可知，設置總等電位聯結後，預期接觸電壓會降低，具體降低的數值需要根據實際PE導體和PEN導體的阻抗比值來確定。例如，當故障迴路相導體和PE導體同線徑，PE導體和PEN導體的阻抗比為1：1.預期接觸電壓為：
Ut″=0.8×U0/2×2=0.8×220/4=44V
其中：
0.8為發生短路時的電壓降低因子，具體數值取決於短路點到電源端的距離。然而，設置總等電位聯結是否一定會降低預期接觸電壓值得研究。
3.2 變壓器在建築物內的總等電位聯結
當變壓器設於TN-S系統的建築物內，總等電位聯結板通常設於低壓總配電櫃處（見圖3）。
預期接觸電壓Ut″=Id×ZPE
上式中ZPE是定值時，Ut″沒有因總等電位聯結而降低。此時的總等電位聯結依然具有另兩個重要作用：①平衡建築物內的地電位；②消除建築物外引入的危險電位。
可見，變壓器設於建築物內時，總等電位聯結並不能降低接地故障產生的故障電壓；當變壓器設於建築物外時，總等電位聯結只是降低而沒有完全消除接地故障產生的故障電壓。
3.3 保護等電位聯結的故障保護
雖然IEC標準不再提及局部等電位聯結，但是，獨立於自動切斷電源的保護等電位聯結故障保護措施勢必要設置局部等電位聯結，而且，必須經過有效性校驗。
類似於輔助等電位聯結，交流系統內的局部等電位聯結應滿足下列公式：
R≤50V/Ia
Ia為保護電器的動作電流，單位為安（A）.此時，局部等電位聯結有效性的判定應符合最新的時間/電壓區域的要求。根據圖2表示，鹽水溼潤、水溼潤和乾燥等環境條件下，大、中、小接觸面積時的心室纖維性顫動的交流接觸電壓閾值（見表2）[2]。
在預期的環境條件下，如果可達到的最大電壓很低，那麼將不足以產生導致生理學效應的接觸電流。低於不大可能產生危險的臨界電壓值，通常稱為特低電壓（ELV）。IEC/TR60479-5-2007引言中明確，「基於這份資料，各技術委員會可以要求複查他們已規定的特低電壓值[2]」。
以表2顯示，雙手到雙腳的心室纖維性顫動電流閾值最低，危險性最高。乾燥場所，長持續時間大接觸面積的交流接觸電壓閾值為33V.據此，以上有效性校驗的公式應調整為：R≤33V/Ia.
4 自動切斷電源
4.1 最長切斷時間
自動切斷電源是電氣裝置中最常用的保護措施。對於高出接觸電壓閾值，時間/電壓區域給出了人體可承受的最大時間。例如，不大於32A的TN系統終端迴路最長切斷電源時間為0.4s[5].然而，根據圖2所示，時間應調整為0.24s.新舊標準最長切斷時間對比見表3.
左側是根據上一版IEC60479標準制定最長切斷時間，右側是最新IEC60479標準中較為保守的前提下的數據，即按乾燥場所，雙手到雙腳的路徑，大接觸面積下的數據。經過對比顯示，現行標準的自動切斷電源時間已經不夠安全，有發生心室纖維性顫動致死的風險。
然而，斷路器固有的自動切斷電源的時間一般小於0.1s，只要設計人員不是機械地按照0.4s（TN系統）或0.2s（TT系統）來設計，或者說，只要不是故意地利用斷路器的延時動作或者熔斷器的反時限動作特性來切斷電源，一般來說，沒有安全問題。
儘管多數情況下不會造成生命危險，國際和國內標準還是應當及時修改最長切斷電源時間數值。
4.2 RCD的故障保護
自動切斷電源的故障防護也可由剩餘電流保護器（RCD）來提供。RCD根據動作方式可分為：動作功能與電源電壓有關的RCD（電子式RCD）和動作功能與電源電壓無關的RCD（電磁式RCD）。我國使用的RCD主要是電子式RCD.IEC/TC64有關專家的意見：電子式RCD的電子元件持續接至配電系統主迴路，導致對過電壓特別敏感以及電子元件易老化。故而，GB16895.21-2011/IEC60364-4-41：2005411.5.2但這裡應注意本部分不涉及故障電壓動作型保護器的應用[5]。此處的「本部分」英文版本為「thisstandard」，應理解為本標準。
對於電子式RCD，IEC60364-5-53：2002531.2.2.2要求，只有滿足以下兩個要求之一時，動作功能與電源電壓有關的RCD必須方可使用：
（1）即使在輔助電源失效的情況下，仍能滿足IEC60364-4-41的413.1規定的防間接接觸保護的要求。
（2）安裝在電氣裝置中的保護電器由專職人員（BA4）或熟練人員（BA5）進行操作、試驗和檢查。[7]」
IEC標準從安全的角度，根據預期的使用功能和外界影響把電氣設備分為五類：BA1一般人員；BA2兒童，BA3殘疾人，BA4受過培訓人員，BA5熟練技術人員。
電子式RCD在產品標準和性能沒有改善的前提下，不太可能滿足條件：1）按照條件；2）電子式RCD應屬於BA4或BA5類，要求由熟練技術人員或具有足夠經驗的人員使用，以避免產生危險。
國家標準GB/Z6829-2008/IECTR60755：2008《剩餘電流動作保護電器的一般要求》8.3.3動作功能與電源電壓有關的RCD的附加要求：「當電源故障時，RCD必須動作；當IΔn≤0.03A電子式RCD，當電源電壓降低到50V時，當出現大於或等於IΔn的剩餘電流時，RCD必須自動動作。[8]」雖未達到上述條件1）的要求，但畢竟有了提高。
GB13955-2005《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》7.5「電子式剩餘電流保護裝置，根據電子元器件有效工作壽命要求，工作年限一般為6年。如果超過規定年限應進行全面檢測，根據檢測結果，決定可否繼續運行。[9]」
還要注意RCD的額定剩餘動作電流值的選擇，尤其是TT系統，滿足切斷電流時間0.09s的預期額定剩餘動作電流應不小於5IΔn，小於等於30mA的RCD應按0.25A校驗其預期額定剩餘動作電流。
5 摘要
IEC標準基於大量的基礎研究得出電流通過人體的效應區域，據此應相應調整故障保護的相關閾值；經過有效性校驗的保護等電位聯結可以作為單獨的故障保護措施；對電子式RCD的應用和維護應有適當的監督和管理，以保障一般人員使用安全。