1、1,第二章 直接接触电击防护,施振金,2,直接接触电击的基本防护原则是：应当使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。通过本章学习，掌握绝缘、屏护、电气间距、安全距离、安全电压、电气隔离和漏电保护等安全技术措施。理解防止直接接触电击的主要作用是防止人体触及或过分接近带电体。避免触电事故并防止短路、故障接地等电气事故。第一节 绝 缘绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。绝缘是通过绝缘材料来实现的。绝缘材料指体积电阻率1107.m以上的各种材料。,3,电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级、环境条件和使用条件，各种线路和设备都是由导电部分和绝缘部分组成的。电气设备的绝缘不得受潮，表面不得有粉尘、
2、纤维或其它污物，不得有裂纹或放电痕迹，表面光泽不得减退，不得有脆裂、破损，运行时不得有异味。良好的绝缘是保证设备和线路正常运行的必要条，也是防止触电事故的重要措施。绝缘材料（玻璃、云母、木材、塑料、橡胶等）又称电介质，其导电能力很小，但并非绝对不导电。,4,绝缘示意图,5,绝缘的电气指标主要是绝缘电阻。任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1OOO，并应符合专业标准的规定。 绝缘材料的主要作用是用于对带电的或不同电位的导体进行隔离，使电流按照确定的线路流动。 绝缘材料品种很多，一般分为： 气体绝缘材料，常用的有空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等； 液体绝缘材料，常用的有从石油原油中提炼出来的绝
3、缘矿物油、十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等合成油以及蓖麻油；,6,固体绝缘材料，常用的有树脂绝缘漆、纸、纸板等绝缘纤维制品、漆布、漆管和绑扎带等绝缘浸渍纤维制品、绝缘云母制品，电工用薄膜、复合制品和粘带、电工用层压制品，电工用塑料和橡胶、玻璃、陶瓷等。 一、绝缘材料的电气性能主要表现在电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。它们分别以绝缘电阻率(或电 导)、相对介电常数r、介质损耗角tan及击穿强度EB四个参数来表示。,7,1. 绝缘电阻率和绝缘电阻 任何电介质都不可能是绝对的绝缘体，总存在一些带电质点，主要为本征离子和杂质离子。在电场的作用下，它们可作有方向的运动，形成漏导电流，
4、通常又称为泄漏电流。 2. 介电常数介电常数是表明电介质极化特征的性能参数。介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。束缚电荷也产生电场，且该电场总是削弱外电场的。,8,现用电容器来说明介电常数的物理意义。设电容器极板间为真空时，其电容量为 Co，而当极板间充满某种电介质时，其电容量变为C， 则C与Co的比值即该电介质的相对介电常数，即：,在填充电介质以后，由于电介质的极化，使靠近电介质表面处出现了束缚电荷，与其对应，在极板上的自由电荷也相应增加，即填充电介质之后，极板上容纳了更多的自由电荷，说明电容被增大。可以看出，相对介电常数总是大于1的绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿
5、度等因素而产生变化。,9,频率增加，介电常数减小。温度增加，介电常数增大；但当温度超过某一限度后，由于热运动加剧，极化反而困难一些，介电常数减小。 湿度增加，电介质的介电常数明显增加，因此，通过测量介电常数，能够判断电介质受潮程度。大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压力增大，密度就增大，相对介电增大。 3.介质损耗 在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。,10,单位时间内消耗的能量叫做介质损耗功率。介质损耗使介质发热，是电介质热击穿的根源。总电流与电压的相位差，即电介质的功率因数角。功率因数角的余角称为介质损耗角。根据相量图，不难求出单位体积内介
6、质损耗功率为,式中:电源角频率, =2f；电介质介电常数；E 电介质内电场强度； tans 介质损耗角正切,11,由于P值与试验电压、试品尺寸等因素有关，难于用来对介质品质作严密的比较，通常以tan 来衡量电介质的介质损耗性能。 总结： 介质损耗将使介质发热，热击穿的根源。 电气设备中使用的电介质，要求它的tan值愈小愈好。在要求高的场合，需进行介质损耗试验。 影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、温度、湿度、电场强度和辐射。,12,绝缘材料的最高工作温度,13,阻燃性绝缘绝缘材料的阻燃性能用氧指数评定。氧指数是在规定的条件下，材料在氧、氮混合气体中恰好能保持燃烧状态所需要的最低氧浓度。氧指数
7、用百分数表示。氧指数21%以下的材料为可燃性材料，氧指数21%27%之间的材料为自熄性材料，氧指数27%以上的材料为阻燃性材料。阻燃性材料应能保证短路电弧熄灭后或外部火源熄灭后不再继续燃烧；而且在一定的火焰温度（如750800）下，经过一定的时间（如1.52h），最里面的绝缘层仍有足够的绝缘能力维持通电。,14,二、绝缘的破坏,1. 绝缘击穿 绝缘材料所具备的绝缘性能是指其承受的电压在一定范围内所具备的性能。当电压超出了相应的范围时，就会出现击穿现象。电介质击穿是指电介质在强电场作用下遭到破坏，丧失绝缘性能的现象。击穿电压是指使电介质产生击穿的最小电压。击穿强度是指使电介质产生击穿的最小电场强
8、度（也叫耐压强度）。对于电介质通常用平均击穿强度表示： EB=UB/d (KV/cm)；UB:击穿电压；d:击穿处绝缘厚度,15,(1) 气体电介质的击穿气体击穿是由碰撞电离导致的电击穿。在强电场中，带电质点(主要是电子)在电场中获得足够的动能，当它与气体分子发生碰撞时，能够使中性分子电离为正离子和电子。新形成的电子又在电场中积累能量而碰撞其他分子，使其电离，这就是碰撞电离。碰撞电离过程是一个连锁反应过程，每一个电子碰撞产生一系列新电子，因而形成电子崩。电子崩向阳极发展，最后形成一条具有高电导的通道，导致气体击穿。,16,(2) 液体电介质的击穿 液体电介质的击穿特性与其纯净度有关，一般认为纯
9、净液体的击穿与气体的击穿机理相似，是由电子碰撞电离最后导致击穿。但液体的密度大，电子自由行程短，积聚能量小，因此击穿场强比气体高。 工程上液体绝缘材料不可避免地含有气体、液体和固体杂质。在强电场的作用下定向排列，运动到电场强度最高处联成小桥，小桥贯穿两电极间引起电导剧增，局部温度骤升，最后导致击穿。 为保证绝缘质量，在液体绝缘材料使用之前，必须对其进行纯化、脱水、脱气处理；,17,在使用过程中应避免这些杂质的侵入。液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。 (3) 固体电介质的击穿 有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等形式。绝缘结构发生击穿，往往是电、热、放电、电化学等多种形式同
10、时存在。 在采用tan值大、耐热性差的电介质的低压电气设备，在工作温度高、散热条件差时，热击穿较多。在高压电气设备中，放电击穿的概率就大些。脉冲电压下的击穿一般属于电击穿。当电压作用时间达数十小时乃至数年时，大多数属于电化学击穿。,18,2. 绝缘老化 电气设备在运行过程中,其绝缘材料由于受热、电、光、氧、机械力(包括超声波) 、辐射线、微生物等因素的长期作用， 产生一系列不可逆的物理变化和化学变化，导致绝缘材料的电气性能和机械性能的劣化。绝缘老化过程十分复杂。主要是热老化和电老化。 (1) 热老化 一般在低压电气设备中，促使绝缘材料老化的主要因素是热。其热源可能是内部的也可能是外部的。,19
11、,每种绝缘材料都有其极限耐热温度，当超过这一极限温度时，其老化将加剧，电气设备的寿命就缩短。 (2) 电老化 它主要是由局部放电引起的。在高压电气设备中，促使绝缘材料老化的主要原因是局部放电。局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子都会降低绝缘材料的性能，局部放电还会使材料局部发热，促使材料性能恶化。 （3）绝缘损坏 绝缘损坏是指由于不正确选用绝缘材料，不正确地进行电气设备及线路的安装，不合,20,理地使用电气设备等，导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀，或受到外界热源、机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。 对策： （1）避开有腐蚀
12、性物质和外界高温的场所； （2）正确使用和安装电气设备和线路，保持过流、过热保护装置的完好； （3）严禁乱拉乱扯，防止损伤绝缘物； （4）应采取防止小动物损伤绝缘的措施。,21,三、绝缘检测和绝缘试验绝缘检测和绝缘试验的目的是检查电气设备或线路的绝缘指标是否符合要求。绝缘检测和绝缘试验主要包括绝缘电阻试验、耐压试验、泄漏电流试验和介质损耗试验等。1. 绝缘材料的电阻常用兆欧表(摇表)测量兆欧表主要由作为电源的手摇发电机(或其他直流电源)和作为测量机构的磁电式流比计(双动线圈流比计)组成。测量时，实际上是给被测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。,22
13、,磁电式流比计的工作原理：在同一转轴上装有两个交叉的线圈，当两线圈通有电流时，两个线圈分别产生互为相反方向的转矩。其大小分别为 M1 = K1f1（）I1 M2= K2f2（）I2 式中 : K1 K2 比例常数； I1,I2 通过两个线圈的电流； 线圈带动指针偏转的偏转角。 当M1M2时，线圈转动，指针偏转。当M1=M2时，线圈停止转动，指针停止偏转，且两电流之比与偏转角满足如下的函数关系，即,23,在接入被测电阻 Rx 后，构成了两条相互并联的支路，当摇动手摇发电机时，两个支路分别通过电流 I1 和 I2 。可以看出,考虑到两电流之比与偏转角满足的函数关系，不难得出 =f(Rx) 可见，指
14、针的偏转角仅仅是被测绝缘电阻 Rx 的函数，而与电源电压没有直接关系。,24,2吸收比的测定 吸收比是加压测量开始后 60S时读取的绝缘电阻值与加压测量开始后15S时读取的绝缘电阻值之比。吸收比测量的目的是判断绝缘材料受潮程度和内部有无缺陷。因此，高压变压器、电动机和电力电容器等都应按规定测量吸收比。3 绝缘电阻指标绝缘电阻是电气设备和电气线路绝缘最基本的性能指标。高压较低压要求高；新设备较老设备要求高；室外设备较室内设备要求高；移动设备较固定设备要求高等。绝缘电阻应按规定进行定期测量，电动机的测量周,25,期为1年，其它低压设备或线路为12年对于低压电气装置的交接试验，常温下电动机、配电设备
15、和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5M(对于运行中的设备和线路75时的绝缘电阻不应低于每伏工作电压1000)。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1M；在比较潮湿的环境不应低于0.5 M；二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10M。类手持电动工具的绝缘电阻不应低于2M。,26,电缆绝缘电阻测量接线,27,第二节 双重绝缘和加强绝缘 一、双重绝缘和加强绝缘的结构 双重绝缘和加强绝缘是在基本绝缘的直接接触电击防护的基础上，通过结构上附加绝缘或加强绝缘，使之具备了间接接触电击防护功能的安全措施。典型的双重绝缘和加强绝缘的结构示意图如图4-1所示。 1、工作绝缘：又称基本绝缘是保证电气设备正
16、常工作和防止触电的基本绝缘，位于带电体与不可触及金属件之间的绝缘。,28,29,2、保护绝缘： 又称附加绝缘，是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下，可防止触电的独立绝缘，位于不可触及金属件与可触及金属件之间的绝缘。 3、双重绝缘：是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。 4、加强绝缘：是基本绝缘经改进后，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘，在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。,30,具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备。按外壳特征分为以下三类类设备： 1.全部绝缘外壳的类设备。 2.全部金属外壳的类设备。 3.兼有绝缘外壳和金属外壳两种特征的类设备。 二、双重绝缘
17、和加强绝缘的安全条件由于具有双重绝缘或加强绝缘，类设备无须再采取接地、接零等安全措施，因此，对双重绝缘和加强绝缘的设备可靠性要求较高。双重绝缘和加强绝缘的设备应满足以下安全条件。,31,1绝缘电阻和电气强度 绝缘电阻:在直流电压为500V的条件下测试，工作绝缘的绝缘电阻不得低于2M，保护绝缘的绝缘电阻不得低于5M，加强绝缘的绝缘电阻不得低于7M。交流耐压试验的试验电压：工作绝缘为1250V、保护绝缘为2500V、加强绝缘为3750V。耐压持续时间为1min，试验中不得发生闪络或击穿。 2 外壳防护和机械强度 类设备应能保证在正常工作时以及在打开门盖和拆除可拆卸部件时，人体不会触及,32,仅由工
18、作绝缘与带电体隔离的金属部件。其外壳上不得有易于触及到上述金属部件的孔洞。利用绝缘外护物实现加强绝缘，则要求外护物必须用钥匙或工具才能开启，其上不得有金属件穿过，并有足够的绝缘水平和机械强度。类设备应在明显位置标上作为类设备技术信息一部分的“回”形标志。例如标在额定值标牌上。 3电源连接线 类设备的电源连接线应符合加强绝缘要求，电源插头上不得有起导电作用以外的金属件，电源连接线与外壳之间至少应有两层单独的绝缘层。对电源线截面的要求见表，此外，电源连接线还应有足够的机械强度。,33,表 电源连接线截面积,一般场所使用的手持电动工具应优先选用 类设备。在潮湿场所或金属构架上工作时，除选用安全电压的
19、工具之外，也应尽量选用类工具。,34,三、不导电环境 不导电环境:地板、墙壁等等都用不导电的材料制成的场所。不导电环境应符合如下的安全要求： 1.地板和墙壁每一点的电阻：500V及以下者不应小于50k，500V以上者不应小于100。 2.保持间距或设置屏障，防止人体在工作绝缘失效后同时触及到不同电位的导体。 3.场所内不得设置保护零线或保护地线。 4.并应有防止场所内高电位引出场所外和场所外低电位引入场所内的措施。 5 .场所不导电性能应具有永久性特征，不应因受潮或设备的变动等原因使安全水平下降。,35,第三节 屏护和间距 屏护和间距是最为常用的电气安全措施之一。从防止电击的角度而言，屏护和间
20、距属于防止直接接触的安全措施。此外屏护和间距还是防止短路、故障接地等电气事故的安全措施。 一、屏护 1屏护的概念、种类及其应用 屏护是指采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来的安全防护措施。 屏护装置应有足够的尺寸。应与带电体保证足够的安全距离：遮栏与低压裸导体的距,36,离不应小于0.8m；网眼遮栏与裸导体之间的距离，低压设备不宜小于0.15m，10kV设备不宜小于0.35m。屏护装置应安装牢固。金属材料制成的屏护装置应可靠接地(或接零)。遮栏、栅栏应根据需要挂标示牌。遮栏出入口的门上应根据需要安装信号装置和连锁装置。 屏护的特点是屏护装置不直接与带电体接触，对所用材料的电
21、气性能无严格要求，但应有足够的机械强度和良好的耐火性能。 屏护的分类： 屏护装置按使用要求分为永久性屏护装置和临时性屏护装置，前者如配电装置的,37,遮栏、开关的罩盖等；后者如检修工作中使用的临时屏护装置和临时设备的屏护装置等。 屏护装置按使用对象分为固定屏护装置和移动屏护装置，如母线的护网就属于固定屏护装置；而跟随天车移动的天车滑线屏护装置就属于移动屏护装置。 屏护的应用： 主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。以下场合需要屏护： (1) 开关电器的可动部分：闸刀开关的胶盖、铁壳开关的铁壳等； (2) 人体可能接近或触及的裸线、行车滑线、母线等；,38,(3) 高压设备：无论
22、是否有绝缘； (4) 安装在人体可能接近或触及场所的变配电装置； (5) 在带电体附近作业时，作业人员与带电体之间、过道、入口等处应装设可移动临时性屏护装置。 2. 屏护装置的安全条件 尽管屏护装置是简单装置，但为了保证其有效性，须满足如下的条件： (1) 屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能，金属屏护装置必须实行可靠接地或接零； (2) 屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离；,39,(3) 遮栏、栅栏等屏护装置上应有“止步,高压危险!”等标志。 (4) 必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置 二、间距 是指带电体与地面之间、带电体与树木之间、带电体与其它设施和设
23、备之间、带电体与带电体之间均应保持一定的安全距离。 安全距离的大小决定于电压高低、设备类型、环境条件和安装方式等因素。 在低压操作中，人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.1m。,40,（1）不足所列距离时，应装设临时遮栏。 （2）不足所列距离时，邻近线路应当停电。 （3）火焰不应喷向带电体。 间距的作用是防止触电、火灾、过电压放电及各种短路事故，以及方便操作。其距离的大小取决于电压高低、设备类型、安装方式和周围环境等。 1 线路间距 （1）架空线路 架空线路导线在弛度最大时与地面或水面的距离不应小于表2-4所示的距离。 （2）户内线路 户内低压线路有多种敷设方式，间距要求各不相同。,4
24、1,表 2-4 导线与地面或水面的最小距离,42,（3）电缆线路 直埋电缆埋设深度不应小于0.7m，应位于冻土层之下。直埋电缆与工艺设备的最小距离见表2-10。当电缆与热力管道接近时，电缆周围土壤温升不应超过10，超过时，须进行隔热处理。表2-10 中的最小距离对采用穿管保护时，应从保护管的外壁算起。 2用电设备间距 明装的车间低压配电箱底口的高度可取1.2m，暗装的可取1.4m。明装电能表板底距地面的高度可取1.8m。,43,常用电器开关的安装高度为1.31.5m，开关手柄与建筑物之间保留150的距离。墙用平开关，离地面高度可取1.4m。明装插座离地面高度可取1.31.8m，暗装的可取0.2
25、0.3m。 户内灯具高度应大于2.5m，低于2.2m时，应采取适当安全措施。当灯具位于桌面上方等人碰不到的地方时，高度可减为1.5m。户外灯具高度应大于3m；安装在墙上时可减为2.5m。 起重机具至线路导线间的最小距离，1kV及1kV以下者不应小于1.5m，10kV 者不应小于2m。,44,3. 检修间距 低压操作时，人体及其所携带工具与带电体之间的距离不得小于0.1m 。,高压作业的最小距离,45,小结： 即绝缘、屏护和间距。这些措施是各种电气设备 通用的安全措施，是防止人体触及或过分接近带电体造成触电事故以及防止短路、故障接地等电气事故。 对绝缘材料的电气性能,包括导电性能、介电性能及绝缘
26、强度进行了介绍。 屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段, 屏护和间距属于防止直接接触的安全措施。 对屏护的概念、种类及应用、安全条件进行了介绍;并列表说明了线路间距、用电设备间距和检修间距的要求。,46,第四节 安全电压,安全电压是指使通过人体的电流不超过允许范围的电压（又称安全特低电压），其保护原理是：通过对系统中可能作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。 一、特低电压的区段、限值和安全电压额定值 1. 特低电压区段 所谓特低电压区段，是指如下范围：,47,交流(工频)：无论是相对地或相对相之间均不大于50V(有效值)； 直流(无
27、纹波)：无论是极对地或极对极之间均不大于120V。 2. 特低电压限值是指任何运行条件下， 两导体间不可能出现的最高电压值。我国的安全电压限值规定为：工频有效值的限值为50V、直流电压的限值为120V。 当接触面积大于12、接触时间超过1s时，干燥环境中工频电压有效值的限值33V、直流电压限值为70V；潮温环境中工频电压有效值的限值为16V、直流电压限值为35V 。,48,3. 安全电压额定值我国将安全电压额定值(工频有效值)的等级规定为：42V、36V、 24V、12V和6V。 （1）特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压。 （2）有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应
28、采用36V或24V安全电压。 （3）金属容器内、特别潮湿处等危险环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压。 （4）水下作业等场所应采用6V安全电压。 当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采取防护直接接触电击的措施。,49,二、特低电压防护的类型及安全条件 1.类型特低电压电击防护的类型分为特低电压 (Extra Low Voltage, 缩写ELV)和功能特低电压(Functional Extra Low Voltage, 缩写FELV)。其中，ELV防护又包括了安全特低电压(Safety Extra Low Voltage, 缩写SELV)和保护特低电压(Protective Extr
29、a Low Voltage, 缩写PELV) 两种类型的防护。不能认为仅采用了安全特低电压电源就能防止电击事故的发生。因为只有同时符合规定的条件和防护措施，系统才是安全的。,50,可将特低电压保护类型分为以下三类 : (1)SELV。只作为不接地系统的安全特低电压用的防护。 (2)PELV。只作为保护接地系统的安全特低电压用防护。 (3)FELV。由于功能上的原因采用了特低电压，但不能满足或没有必要满足SELV和PELV的所有条件。 上述三类中以SELV 应用最广，国家标准GB3805-83安全电压中的安全电压相当于SELV 。,51,2. 安全条件 要达到兼有直接接触电击防护和间接接触电击防
30、护的保护要求，必须满足以下条件： (1) 线路或设备的标准电压不超过标准所规定的安全特低电压值。 (2)SELV和PELV 必须满足安全电源、回路配置和各自的特殊要求。 (3)FELV必须满足其辅助要求。 三、SELV和PELV的安全电源及回路配置 SELV和PELV对安全电源的要求完全相同，在回路配置上有共同要求，也有特殊要求。,52,1. SELV 和 PELV 的安全电源 安全特低电压必须由安全电源供电。可以作为安全电源的主要有： (1)安全隔离变压器或与其等效的具有多个隔离绕组的电动发电机组，其绕组的绝缘至少相当于双重绝缘或加强绝缘。安全隔离变压器的电路图如图4-2所示。 安全隔离变压
31、器的一次与二次绕组之间必须有良好的绝缘。安全隔离变压器各部分的绝缘电阻不得低于下列数值： a.带电部分与壳体之间的工作绝缘2M； b.带电部分与壳体之间的加强绝缘7M；,53,c.输入回路与输出回路之间5M； d.输入回路与输入回路之间2M； e.输出回路与输出回路之间2M； f.类变压器的带电部分与金属物件之间2M； g.类变压器的带电部分与壳体之间5M； h.绝缘壳体内、外金属物之间2M；,54,安全隔离变压器的额定容量：单相变压器不得超过10kVA；三相变压器不得超过16kVA；电铃用变压器不得超过100VA；玩具用变压器不得超过200VA。 变压器的输入和输出导线应有各自的通道。导线进
32、、出处应有护套。固定式变压器的输入电路中不得采用接插件。 (2) 电化电源或与高于安全特低电压回路无关的电源，如蓄电池及独立供电的柴油发电机等。 (3) 电子装置电源，但要求其在故障时仍能够确保输出端子的电压(用内阻不小于3k的电压表测量)不超过特低电压值。,55,2.SELV和PELV的回路配置 SELV和PELV的回路配置都应满足以下要求 : (1)SELV和PELV回路的带电部分相互之间、回路与其他回路之间应实行电气隔离，其隔离水平不应低于安全隔离变压器输入与输出回路之间的电气隔离。 (2)SELV和PELV回路的导线应与其他任何回路的导线分开敷设，以保持适当的物理上的隔离。,56,四、
33、SELV及PELV的特殊要求 1、SELV 的特殊要求 (1)SELV 回路的带电部分严禁与大地或其他回路的带电部分或保护导体相连接。 (2)外露可导电部分不应有意地连接到大地或其他回路的保护导体和外露可导电部分，也不能连接到外部可导电部分。 （3)若标称电压超过25V交流有效值或60V无纹波直流值，应装设必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级；若标称电压不超过上述数值时，除某些特殊应用的环境条件外，一般无须直接接触电击防护。,57,2、PELV 的特殊要求 实际上，可以将PELV看做是由SELV进行接地演变而来。由于PELV允许回路接地，因此，PELV的防护水平要求比SELV要高。 (1) 利
34、用必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级来实现直接接触电击防护。 (2) 如果设备在等电位联结有效区域内，以下情况可不进行上述直接接触电击防护。 当电压不超过25V交流有效值或60V无纹波直流值，设备仅在干燥情况下使用，带电部分不大可能同人体大面积接触时； 在其他任何情况下，标称电压不超过6V交流有效值或15V无纹波直流值。,58,五、 EELV的辅助要求 1、装设必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级来实现直接接触电击防护。 2、当FELV回路设备的外露可导电部分与一次侧回路的保护导体相连接时，应在一次侧回路装设自动断电的防护装置，以实现间接接触电击的防护。 六、插头及插座 1、必须从结构上保证
35、 SELV，PELV及FELV回路的插头和插座不致误插入其他电压系统或被其他系统的插头插入。,59,2、SELV和PELV回路的插座还不得带有接零或接地插孔 ，而FELV回路则根据需要决定是否带接零或接地插孔。 第五节 电气隔离 电气隔离防护的主要要求之一是被隔离设备或电路必须由单独的电源供电。这种电源可是隔离变压器，也可以是安全等级相当于隔离变压器的电源。电气隔离一般采用电压比为1:1的隔离变压器来实现。,60,一、电气隔离的安全原理,电气隔离实质上是将接地的电网转换为一范围很小的不接地电网。图是电气隔离的原理图。分析图中a、b 两人的触电危险性可以看出：正常情况下，由于N线(或PEN线)直
36、接接地，使流经a的电流沿系统的工作接地和重复接地构成回路，a的接触电压接近相电压，危险性很大；,61,正常情况下，由于N线(或PEN线)直接接地，使流经a的电流沿系统的工作接地和重复接地构成回路，a的接触电压接近相电压，危险性很大； 而流经b的电流只能沿绝缘电阻和分布电容构成回路，假设相电压为220V，人体电阻为2000，线路的绝缘电阻为0.5M，则b的接触电压仅为0.88V，由此可见，电击的危险性可以得到抑制。 二、电气隔离的安全条件 1.通用要求 (1) 电气隔离回路的电压不得超过500V交流有效值。,62,(2) 电气隔离回路必须由隔离的电源供电。隔离变压器必须具有加强绝缘的结构，其温升
37、和绝缘电阻要求与安全隔离变压器相同。最大容量单相变压器不得超过25kVA、三相变压器不得超过4OKVA。 (3) 被隔离回路的带电部分保持独立，严禁与其他电气回路、保护导体或大地有任何电气连接。 (4) 软电线电缆中易受机械损伤的部分的全长均应是可见的。 (5)被隔离回路应尽量采用独立的布线系统。 (6) 隔离变压器的二次侧线路电压和线路长度的乘积不应超过10000OVm 。,63,2. 特殊要求 (1) 对单一电气设备隔离的补充要求：被隔离保护的设备不能与其它设备有电气联系，以防止从隔离回路以外引入故障电压。 (2) 对多台电气设备隔离的补充要求： 当实行电气隔离的为多台电气设备，必须用绝缘
38、和不接地的等电位联结导体相互连接，如图所示。,64, 回路中所有插座必须带有供等电位联结用的专用插孔。 除了为类设备供电的软电缆之外，所有软电缆都必须包含一根用于等电位联结的保护芯线； 设置自动切断供电的保护装置，用于在隔离回路中两台设备发生不同相线的碰壳故障时，按规定的时间自动切断故障回路的供电。,65,第六节 漏电保护,1）定义：漏电保护器（漏电保护开关）是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。 漏电保护装置是一种低压安全保护电器，其作用有：,66,（1）用于防止由漏电引起的单相电
39、击事故； （2）用于防止由漏电引起的火灾和设备烧毁事故； （3）用于检测和切断各种一相接地故障； （4）有的漏电保护装置还可用于过载、过压、欠压和缺相保护。 它适用于电源变压器中性点接地系统（和系统），也适用于对地电容较大的某些中性点不接地的系统（对相相触电不适用）。,67,漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时， 漏电保护装置已切断电源； 或者在人体已触及带电体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对人体的危害。,68,一、漏电保护装置的原理 电气设备漏电时，将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异
40、常电压信号， 经信号处理，促使执行机构动作，藉助开关设备迅速切断电源，实施漏电保护根据故障电流动作的漏电保护装置是电流型漏电保护装置，根据故障电压动作的是电压型漏电保护装置。目前，国内外广泛使用的是电流型漏电保护装置。下面主要对电流型漏电保护装置(即RCD)进行介绍。,69,1. 漏电保护装置的组成 图 4-5 是漏电保护装置的组成方框图。,70,其构成主要有三个基本环节，即检测元件、中间环节(包括放大元件和比较元件)和执行机构。其次，还具有辅助电源和试验装置。 (1) 检测元件。它是一个零序电流互感器，如图4-6所示。图中，被保护主电路的相线和中性线穿过环行铁心构成了互感器的一次线圈N1，均
41、匀缠绕在环行铁心上的绕组构成了互感器的二次线圈 N2。检测元件的作用是将漏电电流信号转换为电压或功率信号输出给中间环节。,71,(2) 中间环节。其功能是对检测到的漏电信号进行处理。中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器(或继电器)等。不同型式的漏电保护装置在中间环节的具体构成上型式各异。 (3) 执行机构。该机构用于接收中间环节的指令信号，实施动作，自动切断故障处的电源。执行机构多为带有分励脱扣器的自动开关或交流接触器。,72,(4) 辅助电源。当中间环节为电子式时，辅助电源的作用是提供电子电路工作所需的低压电源。 (5) 试验装置。这是对运行中的漏电保护装置进行定期检查时所使用的装置。通常
42、是用一只限流电阻和检查按钮相串联的支路来模拟漏电的路径，以检验装置能否正常动作。,73,2. 漏电保护装置的工作原理 图是某三相四线制供电系统的漏电保护电气原理图。图中TA为零序电流互感器，GF为主开关，TL为主开关GF的分励脱扣器线圈。,74,在被保护电路工作正常、没有发生漏电或触电的情况下，由克希荷夫定律可知，通过TA一次侧电流的相量和等于零。 即 IL1+IL2+IL3+IN0时，TA二次侧不产生感应电动势，漏电保护装置不动作，系统保持正常供电。 当被保护电路发生漏电或有人触电时，由于漏电电流的存在，通过TA一次侧各相负荷电流的相量和不再等于零，即 IL1+IL2+IL3+IN0产生了剩
43、余电流，TA二次侧线圈就有感应电动势产生，此信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关分励脱扣器线TL通电，驱动主开,75,关GF自动跳闸，迅速切断被保护电路的供电电源，从而实现保护。 注意：漏电保护器的接线 （1）无论是单相负荷还是三相与单相的混合负荷，相线与零线均应穿过零序互感器。 （2）安装漏电保护器时，一定要注意线路中中性线N的正确接法，即工作中性线一定要穿过零序互感器，而保护零线PE决不能穿过零序互感器。若将保护零线接漏电保护器，漏电保护器处于漏电保护状态而切断电源。即保护零线一旦穿过零序互感器 就再也不能用作保护线。,76,二、漏电保护装置的分类 1.按漏电保护装置中间
44、环节的结构特点分类 (1) 电磁式漏电保护装置: 其中间环节为电磁元件，有电磁脱扣器和灵敏继电器两种型式。其特点是承受过电流和过电压冲击的能力较强，在主电路缺相时仍能起漏电保护作用。但是，电磁式漏电保护装置灵敏度不易提高，制造工艺复杂，价格较高。 (2) 电子式漏电保护装置： 其中间环节由电子电路构成。其特点是灵敏度高、动作电流和动作时间调整方便、使用耐久。但是，电子式漏电保护装置对使用条件要求严格，抗,77,抗电磁干扰性能差，当主电路缺相时，可能会失去辅助电源而丧失保护功能。 2. 按结构特征分类 开关型漏电保护装置：它是一种将零序电流互感器、中间环节和主开关组合安装在同一机壳内的开关电器，
45、通常称为漏电开关或漏电断路器。其特点是当检测到触电、漏电后，保护器本身即可直接切断被保护主电路的供电电源，安装使用方便，主电路分断容量从几安培到几十安培，最大可达几百安培，它还兼有短路保护及过载保护功能。,78,3. 按安装方式分类 (1)固定式漏电保护装置； (2) 可移动式漏电保护装置。 4. 按极数和线数分类 按照主开关的极数和穿过零序电流互感器的线数可将漏电保护装置分为：单极二线漏电保护装置、二极漏电保护装置、二极三线漏电保护装置、三极漏电保护装置、三极四线漏电保护装置和四极漏电保护装置。,79,晶体管漏电保护器的组成及工作原理如图 所示，由零序电流互感器、输入电路、放大电路、执行电路
46、、整流电源等构成。,图 晶体管放大式漏电保护器原理图,80,5.按运行方式分类 (1) 不需要辅助电源的漏电保护装置； (2) 需要辅助电源的漏电保护装置。 6.按动作时间分类 按动作时间可将漏电保护装置分为：快速动作型漏电保护装置、延时 型漏电保护装置和反时限型漏电保护装置。 7.按动作灵敏度分类 按动作灵敏度可将漏电保护装置分为：高灵敏度型漏电保护装置、中灵敏度型漏电保护装置和低灵敏度型漏电保护装置。,81,三、漏电保护装置的主要技术参数 1关于漏电动作性能的技术参数 额定漏电动作电流（In）:是指在规定的条件下，漏电保护装置必须动作的漏电动作电流值。它反映了漏电保护装置的灵敏度。 我国标
47、准规定的额定漏电动作电流值为：6mA、10mA、（15mA）、30mA、（50mA）、（75mA）、100mA、200mA、 300mA、500mA、1000mA、3000mA、5000mA、10000mA、20000mA共15个等级（带括号的值不推荐优先采用）。,82,额定漏电动作电流为30mA及以下者属于高灵敏度，主要用于防止各种人身触电事故；30mA以上至1000mA者属中灵敏度，用于防止触电事故和漏电火灾；1000mA以上者属低灵敏度，用于防止漏电火灾和监视一相接地事故。 (2) 额定漏电不动作电流(Ino)：是指在规定的条件下，漏电保护装置必须不动作的漏电不动作电流值。为了防止误动作
48、，漏电保护装置的额定不动作电流不得低于额定动作电流的1/2。,83,(3) 漏电动作分断时间：是指从突然施加漏电动作电流开始到被保护电路完全被切断为止的全部时间。为适应人身触电保护和分级保护的需要，漏电保护装置有快速型、延时型和反时限型三种。 快速型漏电保护装置动作时间与动作电流的乘积不应超过30mAs。延时型漏电保护装置延时时间的优选值为：0.2s、0.4s、0.8s、1s、1.5s、2s。 我国标准规定漏电保护装置的动作时间见表4-2, 表中额定电流40A的一栏适用于组合型漏电保护装置。,84,表 漏电保护装置的动作时间,2. 其他技术参数 额定频率：50Hz; 额定电压：220V或380
49、V; 额定电流 (In)：6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、(60A)、63A、(80A)、100A、(125A)、 160A、200A、250A(带括号值不推荐优先采用 ) 。,85,3. 接通分断能力 漏电保护装置的接通分断能力应符合表的规定。,86,四、漏电保护装置的应用 1. 漏电保护装置的选用 选用漏电保护装置应首先根据保护对象的不同要求进行选型，既要保证在技术上有效，还应考虑经济上的合理性。 (1) 动作性能参数的选择： 防止人身触电事故。 防直接接触电击时，应选用额定动作电流为30mA及其以下的高灵敏度、 快速型漏电保护装置。,87,在浴室、游泳池、隧道等场所，漏电保护装置的额定动作电流不宜超过10mA 。在触电后，可能导致二次事故的场合，应选用额定动作电流为6mA的快速型漏电保护装置。 防止火灾。 根据被保护场所的易燃程度，可选用200mA到数安的漏电保护装置。 防止电气设备烧毁。 通常选用100mA到数安的漏电保护装置。,
