防触电技术和保护装置类型及特性

1、防触电技术和保护装置类型及特性1掌握绝缘、屏护、间距等防止直接电击的措施 2掌握保护接地、保护接零、加强绝缘等防止间接电击的措施3、掌握双重绝缘、安全电压、漏电保护等防止电击的措施4、熟悉漏电保护装置的类型、原理和特性参数本章学习要点:一、特低电压安全特低电压：一般42V用于手持电动工具；36V、24V用于一般场所的安全照明；12V用于特别潮湿的场所和金属容器内的照明灯和手提灯；6V用于水下照明。【不分交流电（AC）和直流电（DC）】我国规定安全电压额定值的等级为42、36、24、12、6伏。当电气设备采用的电压超过安全电压时，必须按规定采取防止直接接触带电体的保护措施 特低电压的安全防护包括

2、电压值、提供这个电压的电源和采用这个电压的系统三个方面。1、特低电压分类 按照IEC的标准，将小规定限值的电压统称为特低电压，简称ELV.分为三类。 安全特低电压SELV安全防护所需PELV-保护用特低电压设备工作所需FELV-功能用特低电压2、特低电压各类别用途如下：1）SELV只作为不接地系统的电击保护,用于具有严重电击危险性场所，如游泳馆、娱乐场所。（25V以下的安全电压）P1822) PELV可作为保护接地系统电压防护，用于一般场所，通常是在已经配备电击防护措施 为了更安全而采用的防护。3）FELV因使用功能（而非电击保护）的原因而采用的特低电压，如电源外置的笔记本计算机、电焊枪。3、

3、安全电源的选用所谓安全电源，首先要保证在正常情况下电压值必须在安全特低电压范围内，同时还要保证在各种故障状态下不会引入更高电压。1）采用安全隔离变压器的电源2）电化学电源或者较高电压回路无关的其他独立电源。3）即使在故障时任能确保输出端子上的电压不超过SELV限值的电子装置电源(UPS） 一般情况下，人体允许电流可按摆脱电流考虑；在装有防止电击的速断保护装置的场合人体允许电流可按30mA考虑。我国规定工频电压50V 的限值是根据人体允许电流30mA和人体电阻1700的条件确定的。安全电压限值和额定值安全电压额定值为：42V，36V，24V，12V，6V。空载上限值为：50V，43V，29V，1

4、5V，8V。 我国规定工频有效值的额定值有 42V、36V、24V、12V和6V。 特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压； 有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应采用 36V或 24V安全电压； 安全电压的选用 金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持电动工具应采用手持照明灯应采用12V安全电压； 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，必须采取直接接触电击的防护措施。安全电压的选用1、 什么叫屏护 屏护是采用屏护装置控制不安全因素，即采用遮拦、护罩、护盖、遮拦、保护网、围墙等将带电体与外界隔离开来。身处安全距离以外的电气工作人员，

5、虽然可以避免触电，但由于人们难于直观地看出设备是否带电及电压的高低，有时注意力分散，工作人员仍有可能偶然触及或过分接近带电体。采用屏护措施将带电体隔离开来，可以有效地防止直接接触触电。二、屏护 2、屏护的作用1）防止工作人员意外地接触或过分接近带电体；2）作为检修部位与带电体的距离小于安全距离时的隔离措施；3）保护电气设备不受机械损伤。 遮拦用于室内高压配电装置，宜做成网状，网孔不应大于40mm40mm，也不应小于20mm20mm，底部距地面应不大于。金属遮栏必须妥善接地并加锁 栅栏用于室外配电装置时，其高度不应低于；若室内场地较开阔，也可装高度不低于的栅栏。栅条间距和最低栏杆至地面的距离都不

6、应大于200mm。金属制作的栅栏应妥善接地。 1）遮拦(见P183)2）栅栏3、屏护的类型 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。10kV及以下落地式变压器台四周须装设遮拦，遮栏与变压器外壳相距不应小于 保护网分铁丝网和铁板网两种。当明装裸导线或母线跨越通道时，若对地面的距离不足，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。 4)保护网3）围墙 所有屏护装置不能直接接触带电体。所用材料的电气性能没有严格要求，但要有一定机械强度。对金属屏护装置必须采用保护接地或保护接零措施。 永久性固定遮栏要考虑材料的耐燃性能。距地面高度不低于17m，底边距地不大于

7、01m；板式屏护与裸导体间低压最小距离为50mm，网眼遮栏距裸导体、低压设备不小于015m，l0kV设备不小于035m，网眼不应大于20mmX20mm40mmX40mm； 移动式栅栏，户内不低于12m，户外不低于15m，与低压裸导体距离不小于08m，条间距离不大于02m；户外地上变压器围墙高度不低于25m 为了防止人体触及或接近带电体造成触电事故，避免车辆或其它器具碰撞或过分接近带电体造成事故，防止火灾、过电压放电和各种短路事故，且为了操作方便，在带电体与地面之间、带电体与其它设施和设备之间、带电体与带电体之间均需保持一定的安全距离。安全距离的大小决定于电压的高低、设备的类型、安装的方式等因素

8、。三 、安全距离 几种线路同杆架设时应取得有关部门的同意，且必须保证： 1.电力线路在通讯线路上方，高压线路在低压线路上方。 2.通讯线路与低压线路之间的距离不得小于；低压线路之间不得小于；低压线路与10KV高压线路之间不得小于； 10KV高压线路与10KV高压线路之间不得小于0.8m 。 一、线路间距 10KV接户线对地距离不应小于；低压接户线对地距离不应小于；低压接户线跨越通车街道时，对地距离不应小于6m；跨越通车困难的街道或人行道时，不应小于。直接埋地电缆埋设深度不应小于。一、线路间距(见P184） 室内安装的变压器，其外廓与变压器室四壁应留有适当距离。变压器外廓至后壁及侧壁的距离，容量

9、1000kVA 及以下者不应小于，容量1250kVA及以上者不应小于0.8 m；变压器外廓至门的距离，分别不应小和1.0m 。 二、设备间距 配电装置的布置，应考虑设备搬运、检修、操作和试验方便。 为了工作人员的安全，配电装置需保持必要的安全通道。低压配电装置正面通道的宽度，单列布置时不应小于1.5m 双列布置时不应小2m。二、设备间距1 .宽度一般不应小于lm有困难时可减为0.8m 。2 通道内高度低于2.3m 无遮栏的裸导电部分与对面墙或设备的距离不应小于lm与对面其它裸导电部分的距离不应小于。低压配电装置背面通道应符合以下要求：二、设备间距3.通道上方裸导电部分的高度低于m 时应加遮护，

10、遮护后的通道高度不应低于。4.配电装置长度超过6m时屏后应有两个通向本室或其它房间的出口，且其距离不应超过15m。 二、设备间距 室内吊灯灯具高度一般不应大于；受条件限制时可减为；如果还要降低，应采取适当安全措施。当灯具在桌面上放或其它人碰不到的地方，高度可减为。户外照明灯具一般不应低于3m；墙上灯具高度允许减为。二、设备间距 三、检修间距在检修中为了防止人体及其所携带的工具触及或接近带电体，而必须保持的最小距离，称安全间距。在低压工作中，人体或其所携带的工具与带电体的距离不应小于01m。在架空线路附近进行起重工作时，起重机具(包括被吊物)与低压线路导线的最小距离为15m。在高压无遮栏操作中，

11、人体及其所携带工具与带电体之间的距离不应小于下列数值：10kV及以下07m2035kV 10m用绝缘杆操作时，上述距离可减为：10kV及以下04m2035kV 06m在线路上工作时，人体及其所携带的工具等与临近带电线路的最小距离不应小于下列数值；10kV及以下10m35kV 25m如不足上述数值时，临近线路应停电。工作中使用喷灯或气焊时，其火焰不得喷向带电体，火焰与带电体的最小距离不得小于下列数值：10kV及以下15m35kV 30m案例： 架梯登高忽视安全间距 电工触电盟归九泉 1996年8月25日，某厂电试班，在1号变电所变压器室 检修，明知6032刀闸带电，班长却独自架梯登高作业，本梯离

12、6032刀闸过近（小于）,遭电击从高处坠落撞击变压器，终因开放性颅骨骨折、肋骨排列性骨折、双上肢电灼伤等，抢救无效死亡。 老电工忽视了人体与10KV带电体间的最小安全距离应不小于的规定，而且一人作业，无工作监护，违章作业葬送了自己的生命。 案例 ：女工程师独自闯禁区 高压击穿瞬间成火人 1997年9月17日上午，某厂降压站值班人员反映1号主变压器黄相电流互感器油位不到位，主管工程师便到110KV降压站，把111号护栏的门锁（未锁）拿下来进去看黄相电流互感器的油位。瞬间一声响，高压击穿，其胸部、上肢、下肢60被电弧II、III度烧伤致残。电站主管工程师未办任何手续，也未经值班负责人同意，在无人监

13、护下只身进入护栏看油位，超越了安全距离而导致放电烧伤实不应该。 类似事故还有1995年11月14日（厂修日）上午，某厂110KV变电站站长，可谓电站“权威”，为趁110KV停电时间更换当日停电操作中被拉断的214隔离开关操作机构座，在独自进入214高压柜（规顶备有10KV母排在运行中）时，隔离开关因触动而合闸，只身在三相10KV高压包围之中，被放电电弧烧伤，一个月后左臂截肢至残。 三、绝缘防护 1、绝缘的作用 所谓绝缘，是指用绝缘材料把带电体封闭起来，实现带电体相互之间、带电体与其他物体之间的电气隔离，使电流按指定路径通过，确保电气设备和线路正常工作，防止人身触电。 绝缘防护的前提是电气设备的

14、绝缘必须与其工作电压等级、环境条件和使用条件相符。常用的绝缘材料有：玻璃、云母、木材、塑料、橡胶、胶木、布、纸、漆、六氟化硫等。绝缘保护性能的优劣决定于材料的绝缘性能。绝缘性能主要用绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流和介质损耗等指标来衡量。绝缘电阻大小用兆欧表测量；耐压强度由耐压试验确定；泄漏电流和介质损耗分别由泄漏试验和能耗试验确定。对绝缘材料施加的直流电压与泄漏电流之比称为绝缘电阻。.2、绝缘材料和性能绝缘材料的耐热等级和极限工作温度 耐热等级代号 极限工作温度/ 绝缘材料及制品 Y 90棉纱、布带、纸 A105黄（黑）蜡布（绸） E120玻璃布、聚酯薄膜 B130黑玻璃漆布、聚酯漆包线 F15

15、5云母带、玻璃漆布 H180有机硅云母制品、硅有机玻璃漆布 C180以上 纯云母、陶瓷、聚四氟乙烯 3、绝缘损坏 导致设备绝缘损坏的原因是多方面的。绝缘击穿、绝缘老化、绝缘损坏等。 1）绝缘老化：在长期运行过程中，受到热、点、光、机械力、微生物等因素，绝缘材料会发生一系列的化学物理变化，导致电气性能逐渐劣化的现象。 2）机械损伤：设备在运输、安装调试、使用和维修过程中受到机械方面的损伤。 3）绝缘击穿：是指绝缘物在外加电压的作用下，由于流过泄漏电流引起温度过分升高所导致的击穿。下表为常用的绝缘材料的耐热等级和工作极限温度。4绝缘检测（绝缘电阻） P187 一般对低压设备和线路，绝缘电阻应不低于

16、05M；照明线路应不低于025M，携带式电气设备绝缘电阻不低于2M；配电盘的二次线路绝缘电阻不低于1M。低压设备和线路在潮湿等最恶劣情况下，绝缘电阻值不得低于lkV。 高压线路和设备的绝缘电阻一般不应低于1000M。 架空线路每个悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于300M。 对于电力变压器、电缆、电容器、高压交流电动机等除测绝缘电阻外，还要测量吸收比R60/R15。绝缘材料受潮后，绝缘电阻降低，极化过程加快R60/R15 1；对于干燥的材料R60/R15 13。额定电压(kV)36102035绝缘电阻(M)30075040010006001500电缆线路的绝缘电阻 电力变压器投入运行前，绝缘电阻不应

17、低于出厂时的70，运行中可适当降低。对于电力变压器、电力电容器、交流电动机等高压设备，除要求测量其绝缘电阻外，为了判断绝缘的受潮情况，还要求测量吸收比R60/R15。吸收比是从开始测量起60s的绝缘电阻R60对15s的绝缘电阻R15的比值。干燥的材料，R60比R15大得多。.一般没有受潮的绝缘，吸收比应大于13。受潮或有局部缺陷的绝缘，吸收比接近于1。第二节间接接触电击防护 一、保护接地与保护接零 接地， 是利用大地为正常运行、 发生故障及遭受雷击等情况下的电气设备等提供对地电流构成回路的需要， 从而保证电气设备和人身的安全。保护接地和保护接零的方式有下面的几种， 如图所示， 它们的具体作用也

18、有所不同。 按国际电工委员会(IEC)的规定低压电网有五种接地方式。第一个字母表示电源中性点的对地关系： T中性点直接接地； I中性点与地绝缘，或经高阻抗接地。第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系； T外露可导电部分对地直接电气连接； N外露可导电部分经过保护线与接地点相连。接 地 IT系统又称为三相三线制系统。当电气设备发生单相接地故障时，接地电流将通过人体和电网、大地之间的电容构成回路。一般情况下，此电流是不大的，但是，如果电网绝缘强度显著下降，这个电流可能达到危险程度。 二、IT系统接 地 RCIbIe 当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电 , 当人触及外壳,接地电

19、流 Ie 将经过人体入地后, 再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容C 回到电源。当R 值较低、C 较大时，Ib 将达到或超过危险值。对地绝缘电阻分布电容电气设备外壳未装保护接地时:电气设备外壳有保护接地时通过人体的电流： Rb与Ro并联，且 Rb Ro 通过人体的电流可减小到安全值以内。RCR0IbIeI0 利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。 保护接地：将电气设备不带电的金属外壳和同金属外壳相连接的金属构架用导线与接地体电器可靠地连接在一起。 用于中性点不接地的低压系统 接 地1、按功能分类工作接地： 各种工作接地都有其各自的功能，如：变压器、发电机的中性点直接接地能在运行中维持三

20、相系统中相线对地电压不变；又如电压互感器一次线圈中性点接地是为了测量一次系统相对地的电压源，中性点经消弧线圈接地能防止系统出现过电压等。 保护接地： 将电气设备的金属外壳、配电装置的构架、线路的塔杆等正常情况下不带电，但可能因绝缘损坏而带电的所有部分接地。因为这种接地的目的是保护人身安全，故称为保护接地或安全接地。防雷接地 给防雷保护装置（避雷针、避雷线、避雷网）向大地泄放雷电流提供通道。防静电接地 为了防止静电引起易燃易爆气体或液体发生火灾或爆炸，而对贮气体或液体管道、容器等设置的接地。重复接地 三相四线制的零线(或中性点)一处或多处经及接地装置与大地再次可靠连接，称为重复接地。接 地接 地

21、接地电阻值见书P190页接 地2、接地保护应用范围1、电机、变压器、电器、手握式及移动式电器；2、类和类电动工具或者民用电器的金属外壳；3、室内外配电装置的金属构架，钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；4、配电屏及控制屏的框架；5、电力线路的金属保护管、各种金属接线盒(如开关、插座等金属接线盒)，敷线的钢索、电缆桥架、线槽，起重运输设备的金属管道；6、电缆的金属外皮及电力电缆接线盒、终端盒；7、在非沥青地面场所的小接地电流系统中架空电力线路的金属杆塔。安装在电力线路上的开关、电容器等电力设备及支架等。 TT系统的使用能减少人体触电的危险，但是不够安全。为保障人身安全，根据IEC标准

22、应加装漏电保护器（漏电开关）。 TT系统的电源中性点直接接地，也引出N线，而设备的外露可导电部分则经各自的PE线分别接地。三、TT系统TT系统： 两个“T”分别表示配电网中性点和电气设备金属外壳接地。 四、TN系统 （保护接零） 将电气设备的外壳可靠地接到零线上。 当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障设备从电源切除，防止人身触电。CABRoN(a) 把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速可靠地动作，切断电源。案例 ：电热水器外壳为什么带电 ？二楼照明电路配电板电热水器三相电源电源二楼照明配电板相线零线接地螺钉 事故经过 某厂某人拿着热水瓶去打水，刚

23、一拧开热水器龙头便遭到电击，热水瓶打的粉碎，幸好打水者穿的是胶鞋，否则后果将更严重。现场检查 用验电笔测试电热水器外壳，氖管发红光。所用热水器功率为9千瓦，电源电压为三相380伏，外壳已接零并接触良好。进一步检查 拆开电源箱盖板，测试绝缘。主电路绝缘良好，控制电路绝缘电阻为兆欧，其原因有一根电线绝缘皮老化，靠外壳内壁。继续检查发现外壳接零线是从二楼的照明控制刀开关下端引入。这次事故告诉人们 用电设备的金属外壳接零线，不能有断路点，不能装接开关和熔断器，并且要接触牢固、可 靠，导线最好选用铜线，并应有足够的截面积。 案例 ：刀开关己断开，线路仍带电的事故 1.事故经过 某厂喷漆车间的照明线路因短

24、路故障而将熔断器FU2 熔断。在拉开刀开关Q2更换FU2时，按常规对已切断电源的照明线路进行验电。不好! 当测电笔触及到已断电的线路时，氛泡发红，得知线路带电。2、原因分析 查找了照明回路与其它供电回路有无混接之处，最后终于查出原来是喷漆车间的动力线路与照明线路混接而引起的，如图 喷漆车间有一台红外线电烘箱，它工作时需要380V 和220V两种电压(该烘箱的温度自动控制器和烘箱内的对流风扇需要220V电压)。3、线路改进 既然找到了事故原因，将照明线路所引过来的零线去掉，并把电烘箱的三相三线电源改为三相四线电源，从而消除了隐患。 4.事故教训 电工不要为了图省事而采用这种不安全接法。从此事故提

25、醒我们，在已停电的线路上工作时应该先验电，确认无电后方可工作。另外， 要注意不是同一支路的导线不能混接，以免发生烧坏电器设备或触电事故。 一、事故经过 某建筑公司为某化工厂新建一座仓库。傍晚，仓库新抹了水泥地面。工长安排瓦工王某和另一名工人半夜为新抹的水泥地面“压光”。为晚上工作需要，电工在现场临时架设照明线。照明灯挂在一根木棍上，木棍依在铁丝上。“压光”时采用倒退方法施工。当王某退到临时照明灯时，为防止灯头晃动，撞碎灯泡，就左手握住灯头，右手拿起木棍向后移动照明线，当他抓住灯头时喊叫一声触电倒下。另一名工人听到喊声，看到王某手握灯头倒在地上，将电源切断，喊来了人，把王某背送到医院。到医院时，

26、王某已经死亡。 案例：错接照明线造成触电事故 (一)电工在接照明灯线时，错误地将相线接在灯头的螺口上。灯泡和灯头配合不好，灯泡的一部分螺纹露在外面。所以送电后，灯头有裸露的带电部分。 (二)照明灯安装架设不符合要求，灯的高度只有，伸手就可握住。 (三)死者不了解安全常识，站在潮湿的地面上，用湿手去抓握灯头。 (四)触电后，没有就地正确抢救。半夜向路途较远的医院送，贻误了抢救时间。二、主要原因分析照明灯接线虽然并不复杂，但每年因此触电死亡的人数量不少，主要原因是照明灯线不按规定要求安装接线。 (一)安装照明灯时，单极开关必须控制相线，相线必须接在灯座芯位上。 (二)在潮湿危险环境中的移动照明和局

27、部照明及灯头低于2m时，应采用安全电压。 三、防范措施LN判断单相三孔插座的接线哪个正确？TNS系统中单相三孔插座的错误接法 将中性线插孔与保护线插孔在插座内部连接。LNNLLNNL因为单相线路的检修、更新改造或延伸时，中性线与相线存在对调的可能，这样，与其连接的保护线插孔自然也就带电了。ab（二）TNS系统中单相三孔插座的正确LNNLPEPE单相三孔插座的正确接法保护接零和保护接地比较类别保护接零（TN系统）保护接地IT系统TT系统原理不同借零线使漏电形成单相短路电流，进而使保护装置动作限制漏电设备对地电压，高压系统的保护接地也可促使保护装置动作接地线使漏电形成对地短路电流进而使保护装置动作

28、保护技术措施限制漏电设备对地电压，重复接地电阻应不大于10无重复接地有共同接地措施适用范围不同适用于中性点接地的低压配电系统适用于中性点不接地的高、低压配电系统适用于中性点接地的低压配电系统线路结构不同系统有相线、工作零线、保护零线、接地线和接地体系统只有相线、接地线和接地体系统只有相线、接地线和接地体保护方式防止间接触电防止间接触电防止间接触电接线部位相同相同相同接地装置相同，接地电阻应不大于4相同，接地电阻应不大于4相同，接地电阻和共同接地电阻应不大于4 1、减轻零线断开或接触不良时导致电击的危险性（因为PE线和PEN线断开或接触不良的可能性是不能排出的）重复接地的作用（a）断线后有设备漏

29、电 显然，所有用电器具都不能正常工作，而且接在第3相上的用电器具很快被烧坏。TNC系统的零线断线(2)重复接地的要求架空线路干线和分支线的终端、沿线路每1km处、分支线长度超过200m分支处。 线路引入车间及大型建筑物的第1面配电装置处(进户处)。 采用金属管配线时，金属管与保护零线连接后做重复接地；采用塑料管配线时，另行敷设保护零线并做重复接地。 当工作接地电阻不超过4时，每处重复接地电阻不得超过10；当允许工作接地电阻不超过10时，允许重复接地电阻不超过30，但不得少于3处。五、剩余电流动作保护器（漏电保护器） 漏电保护器是一种当人体发生单相触电或线路漏电时能自动地切断电源的装置。它既能够起到防止直接接触触电的作用，又能够起到防止间接接触触电的作用。1.当人体触及带电体时，能在秒内切断电源，从而减轻电流对人体的伤害程度；2.电气设备或线路发生漏电或接地故障时，能在人尚未接触之前就把电源切断；3.可以防止漏电引起的火灾事故。 1、剩余电流动作保护的意义( l ）按照具体环境选择漏电保护装置( 2 ）按照安装位置选择漏电保护装置 总保护有三种方式： (1）保护器安装在电源中性点接地线上； （2）保护器安装在总电源线上； (3）保护器安装在各条