电气安全第3章2

1、第五节 作业场所的电击防护措施 狭义理解：在建筑物上实施的电击防护措施。 与电气设备和低压系统电击防护措施技术路径的 差异：不立足于加害者本身，而立足于加害者加 害得以实现的环境条件。 界定：不包括独立的屏护，间距等措施，主要有： 非导电场所 等电位联接 一、非导电场所 1、概念 如果在任何情况下，作业场所人员都不可能 同时触及到两个及以上带不同电位的导体，这种 场所就称为非导电场所。 触及：包括有意和无意。 原理：不存在通过人体形成电流通道的可能 性。 常见作法：对地面、墙面实施绝缘。 2、安全条件 1）绝缘电阻：交流500V及以下系统不小于 50k。 2）场所内不得设置外引PE线。 3）场

2、所内可能带不同电位的导体，其空间距 离应满足间距防护要求。 4）场所内的装置外导电部分不得将自身电位 引至场所外。 非导电场所安全条件示例 通过绝缘并配合隔离、间距实现非导电场所。 安全条件1）、3）条。 2.50m2.50m2.50m2.50m 2.50m2.50m2.50m 绝缘地板 绝缘天花及墙面 接地的外界导电部件 绝缘罩盖 不接地的外界导电部件 不接地的等电位联结导线 （二）效果计算 以TT系统等电位联结前后为例对比分析。 要点：等电位联结实施前后脚底电位变化 脚底电位：即作业场所的环境基准电位，可 能不同于地电位。 结论：EB前后，人体预期接触电压由故障电 流在设备接地电阻压降，降

3、低到故障电流在场所 处PE线上的压降。 L N U E RNRE UN 1FU a E Ut PE N 地下 地上 aU t N E（地电位点） E RRN T Z L Z Id U ZPE a U 等电位联结前系统 及故障等效电路 EE R EB U t R E a PE N 1FU NU U L N RR N L U UN 1FU N PE a E R t U EB NN 细节解释：等电位联结后接地电阻的等效， 人体手脚电位与电路节点电位的对应关系。 等电位联结作法及简化表达 PE Z U d I ZLZT N RR E E（地电位点） N t U a 地上 地下 EB a U U EB

4、地下 地上 aU t N E（地电位点） E RRN T Z L Z Id U ZPE a U 等电位联结前等电位联结后 等电位联结前后等效电路对比 （三）工程实施方法 1、总等电位联接（MEBMain Equipotential Bonding） 方法：在电源进线处，将电源PE线、公共设 施的金属管道、建筑物金属构件、人工接地极等 连接到等电位联接板（MEB板）上。 作用：降低由室外引入室内的高电位，降低 室内电位差。 特别注意：煤气管的处理。 MEB端子板 图2-69 总等电位联结系统示例 接闪器 天线设备 电信设备 建筑物结构钢筋 空调管 采暖管 总给水管 水表 热水管 火花间隙(煤气公

5、司确定） 总煤气管 绝缘段 (煤气公司确定） 煤气表 避雷接地接地 PE线 总进线配电箱 PE母线 总下水管 其他需要连接的部件 UPEN L N PE N 接闪器 RE 地面 N R 无等电位联结的危险示例无等电位联结的危险示例1 U PE N L N N PE 接闪器 地面 电流通道 RN E R MEB端子板 UN L N PE PE N 接闪器 地面 电流通道 N RRE MEB端子板 无等电位联结危险示例无等电位联结危险示例2等电位联结作用示例等电位联结作用示例 煤气管 煤气入口 绝缘段 采暖立管 暖气管 热水管 预埋件40 x4镀锌扁钢 水管 图2-70 办公楼的等电位联结示例 进

6、线配电箱 进线配电箱 PE排 空调立管 MEB端子板 空调机房 电梯导轨 40 x4镀锌扁钢 预埋件 给水管 水泵房 40 x4镀锌扁钢 预埋件 2、辅助等电位联结（SEB Supplementary Equipotential bonding) 作法：将两个金属物体用导体直接电气连接 起来。 作用：进一步降低两个物体间可能产生的电 位差。 可能附带产生的作用：构造短路通道，使过 流保护电器动作 3、局部等电位联结（LEBLocal Equipotential Bonding） 作法：当局部场所需要作若干辅助等电位联 结时，可将所有需联接导体都接至一块金属板 （或端子板），而不用再直接相互连接

7、。 连接板：局部等电位联结板（LEB板） 作用：进一步降低局部场所内可能出现的电 位差。 对某些场所至关重要！ Id d I Id Id 分配电箱AP L N PE m b H a 地面 q RE R PE N L MEB 总配电箱 n RN N e M 有有MEB时仍存在的电击危险性时仍存在的电击危险性 M e N N R n 总配电箱 MEB L N PE RRE q 地面 a H b m PE N L 分配电箱AP d1 I d1 I Id d I d Id2 d2 I 实施实施SEB后电击危险性降低后电击危险性降低 N N RE PE N L 地坪 MEB d d d d 总配电箱 分

8、配电箱AP L N PE m b e M H n a q M n 总配电箱 N N MEB RE q N PE L 地坪 d d 分配电箱AP am b L N PE H e d d1 d2 d2 d 列示对比 REN M d d MEB N 总配电箱 n e H PE N L b ma 地坪 L PE N q 分配电箱AP LEB 地板内结构钢筋 LEB的做法及与的做法及与SEB同等的效果同等的效果 第六节 综合应用示例 措施分类 B B 等电位联结等电位联结 非导电场所非导电场所 建筑物(场所)措施建筑物(场所)措施 限制放电能量限制放电能量 电气隔离电气隔离 剩余电流保护剩余电流保护 过

9、电流保护过电流保护 自动切断电源自动切断电源 特低电压特低电压 系统措施系统措施 间距间距 屏护屏护 绝缘绝缘 设备措施设备措施 电击防护措施电击防护措施 LE SEB MEB FELV PELV SELV 限制放电能量 特低电压 护兼有直接与间接电击防 类设备采用 电气隔离 剩余电流保护 过流保护 自动切断电源 等电位联结 非导电场所 间接电击防护 屏护与间距 绝缘 直接电击防护 电击防护措施 FELV PELV SELV II LEB SEB MEB 一、住宅的电击防护措施 （一）系统接地形式与总等电位联结 自带变配电所的单体楼：TN-S 多栋住宅小区：TN-S，TN-C-S，TT。 别墅

10、小区：TT 总等电位联结：按栋实施，设置在公共部位。 N N UV FU W U RE Wh 暖气管 暖气管 给水管 排水管 煤气管 L1 PE N L3 L2 MEB 建筑地板钢筋 电源进线箱电能表箱 PEN 重复接地 PE TT与TN住宅供电系统 排水管 EN 暖气管 暖气管 给水管 煤气管 建筑地板钢筋 电能表箱 Wh U 电源进线箱 N N MEB FUPE L1 N L3 L2 WVU PE （二）室内电击防护措施 1、RCD设置 插座须设置，30mA；照明不设置；空调两 可。 2、卫生间防护措施 （1）局部等电位联结LEB。 （2）插座电器隔离措施。 （3）防水、防潮。 （4）回路

11、宜独立。 LEB作用：人体低阻抗情况下的可靠保护； 防护外来电压电击。 卫生间人体阻抗低，漏电保护不能可靠防止 电击事故。注意区分RCD漏电动作电流与人体电 击电流。 沿卫生间各种管道可能引入源于本栋建筑其 他地方的高电位，MEB失效，即使切断本住宅的 电源也无济于事，LEB基本上是唯一有效的防护 手段。 非常重要。 卫 生 间 局 部 等 电 位 联 结 示 例 其他 金属地漏 毛巾环 淋浴架 LEB端子板 建筑物结构钢筋 浴盆下水管便器下水管面盆下水管 给水管 热水管 金属扶手 浴巾架 采暖管 3、其他措施 电源开关是否断中性线：总开关、漏电开关 （断路器）断，其他禁止。 插座安全措施：安

12、全挡板插座的设置。 照明灯具是否设置PE线：2.5m以下金属外壳 灯具应设置。 厨、卫插座防水等问题。 （三）公共部分的防护措施 二、浴室的电击防护 1. 浴室内按电击危险程度划分的区域 在装有澡盆或淋浴盆的卫生间，因溅水通常 在洗浴时产生，故以澡盆或淋浴盆为中心，将卫 生间划分为0、1、2、3四个区域，这四个区域为 空间区域。 这四个区域按电击危险程度排序，0区危险程 度最高，依次递减，3区最低。 2、局部等电位联结 3、各区域的电击防 护措施 电具安装、电气隔离 及特低电压、剩余电流保 护应用等。 4、线路敷设 防水，避免引入高电 位等。 1区 0区0.60m2.40m 2区3区 1区 0

13、区 2区3区 2.25m 男子在浴室泡澡遭电击身亡http:/ 2008 年12月01日02:21 扬子晚报 本报讯 11月29日晚，连云港通灌南路一家浴室突然 漏电，浴室内3名男子不幸遭遇电击，导致其中一人受伤， 一人死亡。 当晚7点多钟，家住通灌南路的马先生在理完发后就 来到附近的南方浴室洗澡。他脱完衣服进入浴室时，却发 现澡堂里的淋浴没水了。他听说淋浴坏了，于是，他便躺 进一个不到三米宽的浴池里。“当时已经7点多了，澡堂 里没什么人，大多数都已经洗好了。” 10分钟后，马先生看到一个年轻人也走到浴池边，将 身体浸泡在池水中。不一会，又来了一个男子，该男子站 上池边，右脚刚一触水，立刻感觉

14、脚部一阵酸麻，迅速将 脚缩回。“有电！”该男子一边大叫，一边跑出浴室。而 此时，在浴池中的马先生和那个年轻人则完全被“电”住 了。“当时我眼睛直冒金花，全身好像被什么东西缠得紧 紧的，根本迈不动步子。”马先生回忆说。 当浴室收银台得知浴池有电，便迅速将电路切断。在 电路被切断的一刹那，马先生瘫倒在浴池中。 浴室搓背工立即冲入池中，将马先生抱了出去。与此 同时，池中的年轻人也被其他顾客抬到浴室躺椅上。很快， 马先生便醒了，但年轻人已经昏了过去。 当晚8点30分，马先生得知那名年轻人因抢救无效而 死亡。 据参与此事调查的人员告诉记者，此事是浴室供水人 员在操作供水时出现漏电引起的。事发前，先是女浴

15、客反 映浴池中水有点冷，要求工作人员加热水。热水房在男浴 室的隔壁，水管是经过男浴室到达女浴室的。他们调查发 现，该浴室供水的电机和水泵存在安全问题，没安装漏电 保护开关。目前，警方已介入调查此事。 5、水中电击问题 传导电流，感应电流双重作用。 图2-91 水中电位梯度分布 0V t 水面 (不考虑人体对电位梯度分布的影响) 水面电压 武汉:电线落泳池3人触电亡 当时1000多游泳者在场 来源：南方都市报 2009-07-19 09:03:17 作者： 本报讯昨日，武汉龙王庙天然游泳场发生一起重大意外事故， 造成1名游泳者现场触电死亡，两名伤者送往医院抢救无效死亡，还 有两名伤者尚在医院治疗

16、观察。 据多名目击者介绍，昨日下午4时左右，龙王庙游泳场进门左手 靠堤坝的一个游泳池内，先后有5名游泳者被抬出游泳池，开始大家 以为是溺水事故，后来才发现是电线落在水里引发触电事故。 在现场的岸边，地上散落着一根电线，警察已在周边设立了警戒 线。有目击者称，就是这根电线断落在游泳池里，导致游泳者触电溺 亡。 据了解，龙王庙天然游泳场是为缓解市民“游泳难”而建设的， 由武汉阳光在线体育管理责任公司经营管理，经安检合格后，于7月 16日对市民开放。该泳场最大水域能同时容纳3700人游泳，事发时场 内共有1000余名游泳者。 目前，当地安监、公安部门已迅速组织力量，调查事故原因。 楚天都市报供稿 研

17、讨题目2 水中电气隔离电击防护有效性分析 工程背景介绍 1、JGJ16-2008民用建筑电气设计规范 12.9.4-3-3），对喷水池的安全防护规定如下： “喷水池0、1区的供电回路的保护，可采取下列 任一种方式： 1）. 2）由隔离变压器供电 3）. 2、王厚余.建筑物电气装置600问.中国 电力出版社2013、6，224页24.35：“.遗憾的 是我国广泛执行的民用建筑电气设计规范 （JGJ162008）第12.9.4条第3款第2）项断章 取义引用IEC标准将隔离变压器二次侧220V电压 用于喷水池的0区和1区，这显然是错误和危险 的.”。 作者系IEC/TC64中国归口委员会前委员、现

18、顾问，对我国建筑电气行业标准与IEC标准并轨 有杰出贡献。 3、喷水池0区指水池内部，1区指离水池边 沿水平距离2m、垂直高度2.5m内的空间。 该研讨题目检验自己的技术判断能力。看能 否运用所学知识，建立问题的理论模型，通过严 谨的分析计算，对两个相互对立的观点作出自己 的评判。 三、医院心脏手术室的电击防护 N PE N LL1 1:1隔离变压器 L2 N d d d d dd d d 心脏手术台手术刀 等电位联结体 LEB ELV 图2-92 心脏手术室内的IT系统和局部等电位联结 局部IT系统构成与局部等电位联结 图2-93 心脏手术室IT系统的绝缘监察 N N N L2 L1 1:1

19、隔离变压器 L PE 绝缘监视装置 E IT系统绝缘监察，不许断电 至防电气干扰的金属屏蔽层 1-分配电盘;2-LEB端子板;3-无影灯控制箱;4-手术室控制箱;5-水管;6-氧气管;7-建筑物钢筋;8-管暖采 9-非电手术台;10-导电地板的金属网格;11-ELV手术灯;12-隔离变压器;13-插座;14-冰箱;15-保温箱 14 15 10 LEB端子板 10 11 13 9 8 11 PE 9 8 1 12 PE线 1 PE线 5 6 3472 7 6 5 手术室局部等电位联结手术室局部等电位联结 第七节 间接电击防护工程设计计算 一、接地故障回顾 1、定义 相线与大地或与大地有联系的导

20、体之间的非 正常电气连接，称为接地故障。 如：相线与PE线、PEN线、建筑物金属构件 等的电气连接。 2、接地故障与电击事故的关系 对电击防护I类设备，在TT、TN、IT系统中， 设备碰壳（漏电）故障均为接地故障。（解释为 什么） 站立在地面的人发生直接电击，也是接地故 障。 3、接地故障与短路故障的区别与联系 1）短路可能因接地而产生，但也有不接地的 短路。 2）接地可能形成短路，也可能不形成短路。 3）不同低压系统接地与短路的关系。 TN系统设备碰壳为接地故障，也是单相短路 故障。 TT系统设备碰壳为接地故障，但不是短路。 IT系统接设备碰壳为接地故障，故障电流为 很小的接地电容电流，不是

21、短路。 4、各类接地系统碰壳接地故障电流计算 （1）TT系统 EN d RR U I 式中 IdTT系统碰壳接地故障电流（A）； U电源相电压（V）； RN电源接地电阻（）； RE设备接地电阻（）； （2）TN系统 TN系统碰壳接地即相保单相短路 )1( kd II 相保单相短路电流可由相保阻抗法计算。工 程上相保阻抗一般通过查表获取。 WLPBPTPSPP )1( k ZZZZ U Z U I （3）IT系统 一般按经验公式估算，经验公式不止一个， 与线路长度、类型、敷设方式和电压等级等有关。 系正常工作时每相导体对地泄漏电流， 可以查表。典型数值如每km长度线路几十毫安， 部分可高达上百毫

22、安。 n i iC III 1 Cd 3 iC I 二、TN系统的电击防护计算 TN系统靠切断电源进行间接电击防护。 1、动作时间要求。 220V系统： 手握式设备：不大于0.4s； 移动式设备：不大于0.4s； 固定式设备：不大于5s。 解释确定以上时间所考虑的因素。 2、安全条件 切断电源作电击防护的安全条件为： Id Ia Id 接地故障电流； Ia 保证保护电器在规定时间内自动切断 接地故障所需最小故障电流。 Id即相保单相短路电流，一般按相保阻抗法 进行计算。 Ia与保护电器的类型和特性有关，分以下几种 情况。 L1 L2 L3 N PE N PE NWVU 设备 RN 熔断器保护低

23、压断路器保护漏电断路器保护 d dd d 设备 UVWN PE d d 设备 UVWN PE （1）熔断器保护（兼）。要求通过电流Id达 到熔体额定电流IrFU的一定倍数，才能在规定时间 内动作。 切断时间不大于5s的倍数kes要求 IrFU（A）410126380200 I d / IrFU4.556 切断时间不大于0.4s的倍数kes要求 IrFU（A）41016324063 I d / IrFU8910 Ia=kesIrFU。Id Ia意味着Id kesIrFU ，于是： IrFU Id / kes （2）低压断路器保护（兼）。 低压断路器瞬时和短延时脱扣器原本用作短 路保护，但都可能兼

24、做TN系统接地故障保护，前 提是满足以下条件。 瞬时脱扣器：Ia=1.3Iop3，只要故障电流大于 瞬时脱扣器动作值1.3倍即可。即： Id 1.3 Iop3 短延时脱扣器：Ia=1.3Iop2，要求延时时间小 于电击防护规定时间，且Id大于短延时脱扣器动作 值。 以上1.3是过电流保护灵敏度系数要求。 熔断器、低压断路器原本是作为过电流保护设置 的，缘于TN系统碰壳接地故障即为单相短路故障 这一特殊原因，以上电器可兼作电击防护用，前 提是必须满足前述安全条件。 （3）剩余电流保护电器。 TN系统碰壳接地故障电流全部为剩余电流， 因此安全条件为： Id In In 剩余电流保护电器额定漏电动作

25、电流。 TN系统只能设置漏电断路器，不能设置漏电 开关。（why？） 3、PE线截面选择。 原理：满足短路热稳定要求，满足故障电流 量值要求。 工程方法：以相线截面为参照选择。 相线截面16mm2及以下，与相线等截面。 相线截面1635mm2之间，取16mm2。 相线截面35mm2以上，取相线截面一半。 4、工程应用思路与方法的延伸 若只考虑用过电流保护电器兼作电击防护， 则防护有效性取决于故障电流大小，故障电流必 须大到某个量值，才能在满足电击防护要求的规 定时间内切断故障。 将故障电流的这“某个量值”作为一个确定 条件，反过来考虑，故障电流最小值与线路长度、 截面和类型等有关，在截面、类型、敷设方式等 确定的条件下，为保证末端最小相保单相短路电 流不小于这“某个量值”，则线路最大长度必须 予以限定。