(二)防触电技术

1、第四章 防触电技术 学习要点： 1. 绝缘、防护、安全距离等防电击措施 2. 保护接地、保护接零等防电击措施 3. 双重绝缘、安全电压和漏电保护措施第一节直接接触电击防护 一. 绝缘： 所谓绝缘防护就是使用绝缘材料将带电导体封护或隔离起来，使电气设备及线路能正常工作，防止人身触电事故的发生。 （一） 绝缘材料 1. 1. 种类 绝缘材料也称作电介质（研究基本性能时称作电介质，应用时称为绝缘材料）。 分类：固体绝缘材料、液体绝缘材料、气体绝缘材料 2. 绝缘材料的性能：电性能、 热性能、力学性能、化学性能、吸潮性能、抗生物性能等。 （1）电性能：电介质在使用过程中的电导、极化、损耗、击穿等过程。

2、 绝缘材料的等效电路： 1电导 ： 但在一定外界因素的作用下，绝缘材料 具有的微弱的导电能力。电介质 有微小的电流流过，称作泄露电流。 2 极化：在外电场的作用下，设备的两端出现等量的电荷，这种现象称作极化。极化过程将形成附加的能量损耗。 介电常数是表明极化特征性能的参数，用表示。数值大小表明极化能力的大小，束缚电荷量的多少。 极化过程在电路中引起的电流为极化电流。 （2）力学性能： 强度、弹性等性能。随时间的增长，力学性能将降低。 （3）热性能： 包括耐热性、耐弧性、阻燃性、软化温度和黏度等。 1耐热性： 绝缘材料在一定温度的作用下，不改变电气、机械、理化性能的能力。 耐热等级： Y、A、E

3、、B、F、H、C（90、105、120、130、155、180、180） 2 耐弧性： 接触电弧时，表面炭化的程度。 3 阻燃性： 抗燃烧的能力，用氧指数表示。在规定的条件下，在 混合气体中，保持燃烧状态所需要的最低的氧浓度。 4 软化温度： 在一定温度下，维持不变形的能力。 （4）吸潮性： 包括吸水性能和亲水性能。 （5）抗生物性能： 抵抗霉菌等生物对绝缘破坏的能力。 （二） 绝缘破坏 破坏的原因：电压、温度、潮湿、化学、微生物 等。 1. 电介质的击穿 当外加电压超过一定值，电介质中的电导电流激增，材料的绝缘性能失去，称作材料的击穿。使介质发生击穿的电压为击穿电压；材料单位厚度上承受的电压

4、为击穿场强。 液体、气体和固体绝缘材料的击穿导电过程有很大的差别。 2. 绝缘老化：电介质在使用过程中，受各种因素的长期影响，能产生一系列不可逆转的物理和化学变化，导致介质的电气和机械性能的恶化，最终导致绝缘材料的绝缘性能丧失，这个过程，称作老化。 老化的原因有光、电、温度、辐射、氧化、微生物和酸、碱等，最重要的原因是过热和闪络放电。 3. 绝缘损坏： 在外界诸多因素的影响下，绝缘被破坏的现象。 （三） 绝缘检测 通过检测设备绝缘的各个参数，确定设备的性能和状态。 包括绝缘电阻、耐压、泄露电流、介质损耗等。 屏护屏护就是用防护装置将带电部位、场所或范围隔离开来，就是用防护装置将带电部位、场所或

5、范围隔离开来，防止触电事故的发生。也能防止电路短路及由此引起的短路防止触电事故的发生。也能防止电路短路及由此引起的短路火灾、防止人为破坏等。火灾、防止人为破坏等。1.遮栏遮栏二、屏护2.栅栏栅栏 遮栏用于室内高压配电装置，宜做成网状，网孔不应大遮栏用于室内高压配电装置，宜做成网状，网孔不应大于于40mm 40mm，也不应小于，也不应小于20mm 20mm。遮拦高度应不。遮拦高度应不低于低于1.70m，底部距地面不应大于，底部距地面不应大于0.1m。金属遮拦必须妥善。金属遮拦必须妥善接地并加锁。接地并加锁。 栅栏用于室外配电装置时，其栅栏用于室外配电装置时，其高度不应低于高度不应低于1.50m

6、；若；若室内场地较开阔，也可装高度不低于室内场地较开阔，也可装高度不低于1.20m的栅栏。栅条间的栅栏。栅条间距和最低栏杆至地面的距离都不应大于距和最低栏杆至地面的距离都不应大于200mm。金属制作的。金属制作的栅栏也应妥善接地。栅栏也应妥善接地。3.围墙围墙4.保护网保护网 室外落地安装的变配电设施应有完好的围墙，墙的实室外落地安装的变配电设施应有完好的围墙，墙的实体部分高度不应低于体部分高度不应低于2.5m。10kV及以下落地式变压器台及以下落地式变压器台四周须装设遮拦，遮拦与变压器外壳相距不应小于四周须装设遮拦，遮拦与变压器外壳相距不应小于0.8m。 保护网有铁丝网和铁板网。当明装裸导线

7、或母线跨越保护网有铁丝网和铁板网。当明装裸导线或母线跨越通道时，若对地面的距离不足通道时，若对地面的距离不足2.5m，应在其下方装设保护，应在其下方装设保护网，以防止高处坠落物体或上下碰触事故的发生。网，以防止高处坠落物体或上下碰触事故的发生。 以上几种屏护装置应该符合间距的要求及有关的规定，以上几种屏护装置应该符合间距的要求及有关的规定，并根据需要配以明显的标志。要求较高的屏护装置，还应并根据需要配以明显的标志。要求较高的屏护装置，还应装设信号指示和联锁装置。装设信号指示和联锁装置。 间距又称间距又称安全距离安全距离，是指为防止发生触电事故或短路故是指为防止发生触电事故或短路故障而规定的带电

8、体之间、带电体与地面及其他设施之间、工障而规定的带电体之间、带电体与地面及其他设施之间、工作人员与带电体之间所必须保持的最小距离或最小空气间隙。作人员与带电体之间所必须保持的最小距离或最小空气间隙。三、安全距离1.屋内外配电装置的安全距离。屋内外配电装置的安全距离。 间距的大小，主要是根据电压的高低、设备状况和安装间距的大小，主要是根据电压的高低、设备状况和安装方式来确定的，并在规程中做出明确的规定。规程中包括以方式来确定的，并在规程中做出明确的规定。规程中包括以下五方面的内容。下五方面的内容。2.人体与带电设备或导体间的安全距离。人体与带电设备或导体间的安全距离。3.架空线路的安全距离。架空

9、线路的安全距离。4.室内外配线的安全距离。室内外配线的安全距离。5.接户线与地面及建筑物各部位的安全距离。接户线与地面及建筑物各部位的安全距离。1.屋内外配电装置的安全距离屋内外配电装置的安全距离项 目额定电压（kV）1-361015203560带电部分至接地部分屋内屋外7.520102012.5201530183030405565不同相的带电部分之间屋内屋外7.520102012.5201530183030405565带电部分至无孔遮拦屋内10.51315.518213358带电部分至网状遮拦屋内屋外17.530203022.5302540284040506570带电部分至栅栏屋内屋外82.

10、595859587.5959010593105105115130135无遮拦导体至地（楼）面屋内屋外237.5270240270242.5270245280248280269290285310不同时停电检修的无遮拦导体间的水平距离屋内屋外187.5220190220192.52201952301982302102402352602.人体与带电设备或导体间的安全距离人体与带电设备或导体间的安全距离电压等级（kV）值班巡视检修人体与不停电设备之间人员正常活动范围与带电设备（线路）之间10及以下203544601102203305000.701.001.201.503.004.005.000.35*

11、（1.00）#0.60*（2.50）#0.90*（2.50）#1.50*（3.00）#3.00*（4.00）#4.00*（5.00）#5.00*（6.00）#* *该数据为有遮拦时，若无遮拦，安全距离应加大至与值班巡视栏相同，该数据为有遮拦时，若无遮拦，安全距离应加大至与值班巡视栏相同，否则应停电检修。否则应停电检修。# #括号内的数据为邻近或其他电力线路交叉时的安全距离。括号内的数据为邻近或其他电力线路交叉时的安全距离。一、接地的基本概念一、接地的基本概念二、保护接地的原理二、保护接地的原理第三节 间接接触触电的防护三、保护接地电阻的确定三、保护接地电阻的确定（一）接地及其分类（一）接地及其

12、分类接地的基本概念1.工作接地工作接地2.保护接地保护接地 接地是指从电网运行或人身安全的需要出发，人为地把接地是指从电网运行或人身安全的需要出发，人为地把电气设备的某一部位与大地做良好的电气连接。电气设备的某一部位与大地做良好的电气连接。 工作接地是指由于运行和安全需要，为保证电力网在正工作接地是指由于运行和安全需要，为保证电力网在正常情况或事故情况下能可靠地工作而将电气回路中某一点实常情况或事故情况下能可靠地工作而将电气回路中某一点实行的接地。行的接地。 保护接地是指为了保障人身安全，避免发生触电事故，保护接地是指为了保障人身安全，避免发生触电事故，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与

13、大地作电气连将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与大地作电气连接。接。（二）中性线（二）中性线N、保护线、保护线PE及保护零线及保护零线PEN1.中性线中性线N 中性线引自电源中性点，其功能有：中性线引自电源中性点，其功能有：（1）用来通过单相负荷的工作电流。）用来通过单相负荷的工作电流。（2）用来通过三相电路中的不平衡电流以及三次谐波电流。）用来通过三相电路中的不平衡电流以及三次谐波电流。（3）使不平衡三相负荷上的电压均等。）使不平衡三相负荷上的电压均等。 2.保护线保护线PE 以防止触电为目的而用来与设备或线路的以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外壳、接地母线、接地端子等做电气连接

14、的导线或倒替金属外壳、接地母线、接地端子等做电气连接的导线或倒替称为保护线。称为保护线。 3.保护零线保护零线PEN 中性线与大地有良好的电气接触时，中性线与大地有良好的电气接触时，称为零线。当零线称为零线。当零线N与保护线与保护线PE共为一体，同时具有零线和共为一体，同时具有零线和保护线两种功能的导线就称为保护零线或保护中性线。保护线两种功能的导线就称为保护零线或保护中性线。 2.TT系统系统 是指电源中性点直接接地，而设备的外露是指电源中性点直接接地，而设备的外露可导电部分经各自的保护线可导电部分经各自的保护线PE分别直接接地的三相四线制分别直接接地的三相四线制低压配电系统。低压配电系统。

15、（三）国际电工委员会（三）国际电工委员会IEC对配电网接地方式的分类对配电网接地方式的分类 1.IT系统系统 是指电源中性点不接地或经足够大阻抗接是指电源中性点不接地或经足够大阻抗接地，电气设备的外露可导电部分经各自的保护线地，电气设备的外露可导电部分经各自的保护线PE分别直分别直接接地的三相三线制低压配电系统。接接地的三相三线制低压配电系统。 3.TN系统系统 是指电源系统有一点（通常是中性点）接地，是指电源系统有一点（通常是中性点）接地，电气设备的外露可导电部分经保护线电气设备的外露可导电部分经保护线PE连接到此接地点的低连接到此接地点的低压配电系统。分为压配电系统。分为TN-C、TN-S

16、、TN-C-S三种形式。三种形式。 形式划分的第1个字母反映电源中性点接地状态； T表示电源中性点工作接地； I表示电源中性点没有工作接地(或采用 阻抗接地)； 第2个字母反映负载侧的接地状态； T表示负载保护接地，但与系统接地相互独立； N表示负载保护接零，与系统工作接地相连。 第3个字母 C表示零线(个性线)与保护零线共用一线； 第4个字母 S表示中性线与保护零线各自独立，各用各线。 (保护接地与接零应用的链接) 接地电阻的要求: 在380低压系统中，要求RE=4 。 当配电变压器容量不超过100KVA时，由于配电线路短，则放宽RE=10 。 对于高压设备，在小接地短路电流系统中，如高、低

17、压共用接地体，接地电阻的计算： RE= 120/ I 当高、低压分别接地时，接地电阻的计算放宽： RE= 250/ I 在IT系统中，除接地电阻符合要求，还应采取等电位连接、对地绝缘检测、过电压防护等安全措施。 1. 重复接地的作用重复接地的作用（四）重复接地（1）降低漏电设备外壳的对地电压）降低漏电设备外壳的对地电压V78iU 可见，在可见，在PE线或线或PEN线完线完整时，采用重复接地可以降低整时，采用重复接地可以降低“碰壳碰壳”故障时所有被保护设故障时所有被保护设备外壳的对地电压。而且重复备外壳的对地电压。而且重复接地点越多，这种效果越显著。接地点越多，这种效果越显著。 假设假设U220

18、V， Ri10 ，Rn2R =1.2 ，则可求出，则可求出（2） 减轻减轻PE线或线或PEN线断线时的触电危险线断线时的触电危险 在没有重复接地的情况下，因在没有重复接地的情况下，因R0Rb，断线点前面电，断线点前面电动机外壳上的电压接近于零；而在断线点后面，动机外壳上的电压接近于零；而在断线点后面，PEN线的线的对地电压则接近于相电压值，非常危险。对地电压则接近于相电压值，非常危险。3.3.保护接零线路要求 （1）在由同一台变压器供电的系统中，不宜将一部分）在由同一台变压器供电的系统中，不宜将一部分设备保护接零，而另一部分设备保护接地。设备保护接零，而另一部分设备保护接地。 （2）采用保护接

19、零的系统，其工作接地装置必须可靠，）采用保护接零的系统，其工作接地装置必须可靠，接地电阻值必须符合要求。接地电阻值必须符合要求。 （3）保护接零必须有灵敏可靠的保护装置配合。）保护接零必须有灵敏可靠的保护装置配合。 （4）有保护接零要求的单相移动式用电设备，应使用）有保护接零要求的单相移动式用电设备，应使用三孔插座供电。三孔插座供电。 （5）在采用保护接零的同时，还应装设足够的重复接）在采用保护接零的同时，还应装设足够的重复接地装置。地装置。二. . 安全电压 （一）安全电压 1. 定义：在不同的环境下，人体接触到有一定电压的带电体后，身体各部分组织不发生损害，此时的电压称为安全电压。是为防止

20、触电事故而由特定电源供电的安全系列，是制定安全措施的依据。安全电压的定义具有三层含义：其一，可以防止触电事故的发生；其二安全电压必须由特定电源供电；其三，安全电压具有一系列的数值，根据不同的环境，对应值不同。使用安全电压的设备属于类设备。 2. 安全电压的依据：安全电压是依人体所允许通过的电流和人体的体电阻的乘积表示的。通常情况下，人体所允许通过的电流是触电后可以自身摆脱的电流，和体电阻的大小有关。而体电阻在不同的环境下变化很大，高压触电体电阻会急剧降低。IEC规定安全电压的最大值50V，是根据30MA的允许电流和1700欧的体电阻的乘积来计算的。 3. 安全电压等级：国家规定的安全电压等级是

21、；42、36、24、12、6五个等级，并规定当电器设备的工作电压超过24V时，必须采取预防直接接触带电体的保护措施。 4. 安全电压的选用：设备的安全电压根据使用场所、人员条件、使用方式等选用。安全行灯的电压通常36V，危险场所为12V。 （二） 安全电源 1. 采用安全隔离变压器作为安全电源，输出电压的上限不得超过50V。安全隔离变压器为双绕组变压器，绕组之间具有良好的绝缘，绝缘电阻满足规定的要求。 2. 工作在安全电压下的线路，必须与其他电气系统和无关可导电的部分实现电气上的隔离，不得与其他高压线路同管敷设，变压器的一、二次绕组必须具有明显标志，二次侧采用专用插座结构。 3. 超过24V以

22、上的安全电压，必须采取防止接触带电体的防护措施。 4. 安全变压器的铁心和外壳必须接地，一、二次侧绕组之间的隔离层必须可靠接地，防止绝缘击穿时造成的触电事故。还需要装设熔断器短路保护，具有耐热、防潮、防水的措施。（三）线路的安全隔离 使用1：1变压器将工作回路与电源及其他回路作电气上的隔离，在二次侧构成不接地、小规模的独立网络 ，减小触电时的危险。 适应于易于发生触电危险、不能使用安全电压的场合。 应具备以下条件： 1. 隔离变压器必须是具有双重绝缘结构的双绕组变压器，绝缘电阻达到要求，容量不能太大。 2. 二次侧不得与大地有任何连接，对于二次回路较长者，应装设绝缘检测装置。 3. 二次边的电

23、压不能超过500V，长度不能超过200M。 4. 网络中的设备距离很近时，需要装设等电位连接。 漏电保护器是一种在规定条件下，当漏电电流漏电保护器是一种在规定条件下，当漏电电流达到或超过给定值时，便能自动断开电路的一种机达到或超过给定值时，便能自动断开电路的一种机械式开关电器或组合电器。械式开关电器或组合电器。三、漏电保护器 漏电保护器的分类漏电保护器的分类 1.按反映信号的种类分为电压型和电流型（被广泛采用）按反映信号的种类分为电压型和电流型（被广泛采用）两大类。两大类。 2.按有无中间机构分为直接传动型和间接传动型。按有无中间机构分为直接传动型和间接传动型。 3.按执行机构分为机械脱扣和电

24、磁脱扣两种。按执行机构分为机械脱扣和电磁脱扣两种。 4.按极数和线数分为单极二线、二极、二极三线等保护按极数和线数分为单极二线、二极、二极三线等保护器。器。（一）电压型漏电保护器的工作原理（一）电压型漏电保护器的工作原理 1. 电压型漏电保护器以设备外壳对地电压作为信号，电压型漏电保护器以设备外壳对地电压作为信号，其接线图如图所示。其接线图如图所示。2. 电流型漏电保护器的工作原理电流型漏电保护器的工作原理 电流型漏电保护器按有无中间机构分为直接动作式和电流型漏电保护器按有无中间机构分为直接动作式和间接动作式两类。间接动作式两类。（1）直接动作式）直接动作式二、漏电保护器的工作原理（2） 间接

25、动作式间接动作式间接动作式电流型漏电保护器主要为放大式间接动作式电流型漏电保护器主要为放大式 。二、漏电保护器的工作原理(3)晶闸管式漏电保护器晶闸管式漏电保护器（二）必须安装漏电保护器的设备与场所（二）必须安装漏电保护器的设备与场所1.移动式电气设备及手持式电动工具（移动式电气设备及手持式电动工具（类除外）。类除外）。2.安装在潮湿、强腐蚀性等环境恶劣场所的电气设备。安装在潮湿、强腐蚀性等环境恶劣场所的电气设备。3.建筑施工工地的电气施工机械设备。建筑施工工地的电气施工机械设备。4.暂作临时用电的电气设备。暂作临时用电的电气设备。5.宾馆、饭店及招待所客房内的插座回路。宾馆、饭店及招待所客房

26、内的插座回路。6.机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路。机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路。7.游泳池、喷水池、浴室的水中照明设备。游泳池、喷水池、浴室的水中照明设备。8.安装在水中的供电线路和设备。安装在水中的供电线路和设备。9.医院中直接接触人体的医用设备。医院中直接接触人体的医用设备。（三）装用漏电保护器的主要规定 1. 低压电网必须实现总保护，以使全网处于保护范围内。低压电网必须实现总保护，以使全网处于保护范围内。 2. 供电范围较大或有重要用户的低压电网，宜采用将漏供电范围较大或有重要用户的低压电网，宜采用将漏电保护器安装在各引出干线上的总保护方式。电保护器安装在各引出

27、干线上的总保护方式。 3. 对移动式机电设备、临时用电和家庭用电设备，宜安对移动式机电设备、临时用电和家庭用电设备，宜安装末级保护。装末级保护。 4. 范围较大的低压电网，要尽可能实行两级以上的多级范围较大的低压电网，要尽可能实行两级以上的多级保护。保护。1. 系统装设方案的选择系统装设方案的选择（四）漏电保护器的选择 （1） 在干线上装设漏电保护器在干线上装设漏电保护器 优点是：每台漏电优点是：每台漏电保护器的保护范围广，任何分支线的接地故障均在保护之保护器的保护范围广，任何分支线的接地故障均在保护之内；使用的漏电保护器少，设备投资费用低。缺点是：停内；使用的漏电保护器少，设备投资费用低。缺

28、点是：停电涉及面大，寻找故障点难，停电时间长。电涉及面大，寻找故障点难，停电时间长。 （2） 在分支线上装设漏电保护器在分支线上装设漏电保护器 优点是：每台漏电优点是：每台漏电保护器只保护一条分支线路，不影响其他支路的运行；寻保护器只保护一条分支线路，不影响其他支路的运行；寻找故障点较容易，恢复供电时间短。缺点是：使用的漏电找故障点较容易，恢复供电时间短。缺点是：使用的漏电保护器多，投资费用大。保护器多，投资费用大。 （3 ）在干线及分支线上均装设漏电保护器）在干线及分支线上均装设漏电保护器 这是比较这是比较完善的保护方式，在干线上装设带延时的漏电保护器，用完善的保护方式，在干线上装设带延时的

29、漏电保护器，用以防止电气火灾、接地电弧等烧毁设备。在分支线上装设以防止电气火灾、接地电弧等烧毁设备。在分支线上装设快速型漏电保护器，用以防止人身触电。快速型漏电保护器，用以防止人身触电。2. 漏电保护器的选用原则漏电保护器的选用原则 （1） 原则上应选用电流型漏电保护器。原则上应选用电流型漏电保护器。 （2） 在特定的场所应分别选用防爆型、防水型、防尘在特定的场所应分别选用防爆型、防水型、防尘型等漏电保护器。型等漏电保护器。 （3） 选用漏电保护器时，线路的各项数据应满足漏电选用漏电保护器时，线路的各项数据应满足漏电保护器的各项参数值。保护器的各项参数值。 （4）保护单相线路和设备时，宜选用单

30、极二线或二极）保护单相线路和设备时，宜选用单极二线或二极式漏电保护器；保护三相线路和设备时，宜选用三极式漏式漏电保护器；保护三相线路和设备时，宜选用三极式漏电保护器；保护既有三相又有单相的线路和设备时，宜选电保护器；保护既有三相又有单相的线路和设备时，宜选用单极四极式漏电保护器。用单极四极式漏电保护器。 （5）当选择分段保护时，应满足上下级动作的选择性）当选择分段保护时，应满足上下级动作的选择性。（6）漏电开关的额定漏电动作电流用下列经验公式估算。）漏电开关的额定漏电动作电流用下列经验公式估算。 对于照明线路和居民用单相电路对于照明线路和居民用单相电路 对于三相三线的动力线路或三相四线的动力照

31、明混对于三相三线的动力线路或三相四线的动力照明混合线路合线路式中式中 In电路的实际最大额定负荷电流，电路的实际最大额定负荷电流，A。（7）漏电保护器的动作时间的选择主要根据使用目的来选）漏电保护器的动作时间的选择主要根据使用目的来选择。择。2000nnII1000nnII1. 漏电保护器的安装要求漏电保护器的安装要求（五）漏电保护器的安装、接线、使用与维护 （ 1） 使用的保护器应符合选择条件。使用的保护器应符合选择条件。 （2） 保护器的试验按钮回路的工作电压不能接错。保护器的试验按钮回路的工作电压不能接错。 （3）总保护和干线保护安装在配电室内，支线或终端）总保护和干线保护安装在配电室内，支线或终端线保护安装在配电箱或配电板上。线保护安装在配电箱或配电板上。 （4）在保护器的负荷侧零线不得重复接地或与设备的）在保护器的负荷侧零线不得重复接地或与设备的保护接地线相连接。保护接地线相连接。 （5）设备的保护接地线不可穿过零序电流互感器的贯）设备的保护接地线不可穿过零序电