第4章 兼防直接接触和间接接触电击防护.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 兼防直接接触电击和 间接接触电击的防护,电气安全,主讲人：李 奇,职 称：讲 师,主要内容,特低电压,剩余电流动作保护,双重绝缘,加强绝缘,第一节 特低电压,又称为“,安全特低电压,”，以前“,安全电压,”,兼防直接接触电击和间接接触电击,保护,原理：,通过对系统中可能会作用于人体的电压进行限制，从而降低触电时流过人体的电流，控制触电危险性,。,一、特低电压区段,交流,（工频）：相对地或相对相之间，其交流电压有效值不超过,50伏,。,直流,：无波纹直流,120伏,。在特殊状况下，接触电压上限值为交流25伏或无波纹直流60伏。,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,。,二、,特低电压电击防护的类型,特低电压电击防护的类型,：,特低电压（ELV）防护,安全特低电压(SELV),只用于,不接地,系统,保护特低电压(PELV),只用于,保护,接地,系统,功能特低电压（FELV）,防护,兼顾,特定,功能,及,电击防护,特低电压的额定电压不应超过交流50V。,SELV PELV FELV,SELV：只作为不接地系统的安全特低电压用的防护。特低电压回路的带电部分不接地，也不与其他电路的带电部分或保护导体相连接。SELV处于“悬浮”状态，安全性能最佳，实际应用最广，首先考虑的类型,PELV：只作为保护接地系统的安全特地电压用防护,FELV：由于功能上的原因（非电击防护目的）采取的特低电压，不满足SELV和PELV 的条件,三、,安全条件,线路或设备的,标准电压,不超过标准规定的,安全特低电压值,SELV和PELV,必须满足安全电源、回路配置和各自的特殊要求,FELV,必须满足其辅助要求,四、,SELV和PELV的安全电源,SELV和PELV对,安全电源,的要求完全相同：,安全电源供电，包括：1、,安全隔离,变压器、具有,双重绝缘以上,的多个隔离绕组的发电机：,带电部分与壳体间绝缘电阻值：2,-7,M,输入回路与输出回路：5,M,输入回路与输入回路、输出回路与输出回路：2,M,绝缘壳体上内外金属物之间：2,M,2、,电化电源,或与高于安全特低电压回路无关的电源,3、故障时确保,输出电压不超出安全特低电压,的电源,五、,SELV和PELV的回路配置,SELV和PELV,回路,的带电部分相互之间、回路与回路之间实行,电气隔离,SELV和PELV回路的导线与其他任何回路的,导线分开敷设,，保持适当物理距离,当不能满足要求时,可采取下列措施之一：,1)SELV和PELV的回路导线除应具有基本绝缘,外，并应,封闭在非金属护套,内或在基本绝缘,外加护套,；,2),ELV与较高电压回路的导体,，应以接地的金属屏蔽层或接地的金属护套,分隔开,；,3)ELV回路导体可与不同电压回路导体共用一根多芯电缆或导体组内，但,ELV回路导体的绝缘水平,，应按其他回路,最高电压确定,。,六、,ELV系统的插头及插座要求,ELV系统的插头及插座应符合下列要求：,1),插头,必须,不可能插入,其他电压系统的插座内；,2),插座,必须不可能被其他电压系统的插头插入；,3)SELV系统的插头和插座,不得设置保护导体触头,。,七、,SELV的特殊要求,SELV回路的,带电部分,严禁,与大地、其他回路的带电部分及保护导体相连接；,SELV回路的用电设备外露,可导电部分,不应与,大地、其他回路的保护导体、用电设备外露可导电部分及外界可导电部分相连接。,若,标称电压超过,25V交流有效值或60V无波纹直流值，,应,安装,必要,的,遮拦或外护物,PELV的特殊要求,由于PELV回路的接地，有可能从大地引入故障电压，使回路的电位升高，因此，,PELV的防护水平要求比SELV要高,。,(1)利用必要的,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。,当标称电压,不超过,25V交流有效值或60V无纹波直流值，而且设备仅在干燥情况下使用，且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。,FELV的辅助要求,第一，,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。,第二，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。,第二节 剩余电流动作保护,（,漏电保护）,定义：,低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零,的电流。,剩余电流产生原因,：,建筑物内的导线使用,年久失修,，其绝缘层老化破损。,建筑物内,导线安装施工不规范,，如导线不穿阻燃管，直接埋于墙内或置于桁架上。,导线施工,质量粗糙，偷工减料,，使用钢管穿线时钢管内壁刮伤导线绝缘层。,娱乐场所等公共活动场所在进行,二次装修时，乱敷电线,，致使各种施工遗留缺隐贴近易燃物；,电气设计不当,，包括使用者随意增加负荷，造成导线过负荷而发热，导线绝缘层老化失效。,用户内部,私拉乱扯线路,，架设极不规范。,线路受,自然条件影响,，如导线碰树，大风吹断导线，空气潮湿导致导线绝缘水平下降等。,各种,人为的破坏,造成断线等。,剩余电流动作保护-漏电保护,剩余电流动作保护装置,英文名称：,residual current operated device，RCD,定义：,具有剩余电流保护功能的系列,低压保护电器,的总称。,剩余电流动作,断路器,一、,剩余电流动作保护装置的组成,检测元件：检测漏电信号,中间环节（放大元件和比较元件）,执行机构：自动开关机构,试验装置：定期检查装置，检验装置的可靠性,二、,剩余电流动作保护装置的工作原理,当三相电路中没有发生人身电击事故、设备漏电、接地故障或三相对地泄漏电流平衡时,，通过剩余电流动作保护装置零序电流互感器电流的矢量和为零，即,剩余电流值为零，剩余电流动作保护装置正常运行,。,剩余电流值不为零,时，,检测环节,就,采集,到该,剩余电流信号,；信号处理环节对检测环节送来的,信号进行放大、变换、处理后,，,与设定,的额定剩余电流动作值进行,比较,，并把比较结果形成通断指令；,执行机构,根据指令控制被保护线路中,开关的脱扣器,。剩余电流动作保护装置就动作跳闸，,切断被保护线路的电源,，达到保护目的。,三、,保护装置的分类,按,中间环节结构,分：电磁式和电子式,按,结构特征,分：整体式、组合式,按,安装类型,分：固定位置方式、可移动式,按（主开关）,极数,和（穿过零序电流互感器）,线数,分：单极二线、二极、二极三线、三极、三极四线、四极,按,运行方式,分：不需辅助电源、需要辅助电源,按,分断时间,分：无延时和有延时,按,动作灵敏度,：高,、,中,、,低,四、,主要技术参数,额定剩余电流动作值,指的是剩余电流动作保护装置主回路的正常运行时的最大电流，在该电流值时，剩余电流动作保护装置应在规定的条件下动作。,该值反映了剩余电流动作保护装置的灵敏度,。,额定剩余,不动作电流值,指的是制造厂对剩余电流动作保护装置规定的剩余不动作电流值，达到该电流值时，剩余电流动作保护装置不动作。,额定电压,额定电压分额定绝缘电压和额定工作电压。如果标注400V，一般指的是额定工作电压。,额定频率,：50Hz,分断时间,指的是从发生剩余电流动作值开始，到剩余电流动作保护装置主回路可分离触点完全分离，电弧熄灭为止的时间。,动作特性,额定剩余电流动作值,和,分断时间,这两个参数是剩余电流动作保护装置最重要的技术参数，合并称作“,动作特性,”,剩余电流动作保护装置的主要技术参数,五、,应用,1、对直接接触电击事故的防护,剩余电流动作保护装置只作为,直接接触电击,事故基本防护措施的,补充保护措施,保护不包括,对相与相、相与N线之间的触电事故,国家标准GB13955-2005中强调,“,用于直接接触电击事故防护时，应选用一般型的剩余电流动作保护装置。其额定剩余动作电流值不超过30mA。,”,分断时间0.1s。,剩余电流动作保护装置的应用,2、间接接触电击事故的防护,间接接触电击保护最有效的措施是自动切断电源,，剩余电流动作保护装置具有这个功能。这种保护是在故障条件下的持续接触电压限制在较为安全的范围内的防护。,凡是采用自动切断电源防护的电气装置，其外露可接近导体必须通过保护导体接到接地装置的接地极上。,当电气设备上出现故障电流,，,剩余电流动作保护装置,在人还末触及带电的金属外壳前，已将,故障切断,，防止人体触及危险的接触电压。,如果出现故障时,，正好有人触及因故障损坏而带电的电气设备外壳，则被电击者与故障回路相并联，而人体电阻要比保护导体的电阻大很多，大部分电流流经保护导线，,剩余电流动作保护装置立即动作，切断电源,，对人体不会造成致命危险。,剩余电流动作保护装置用于间接接触电击保护时，应正确与电网的接地形式相配合。,TT接地系统时,，可以安装总保护或单台设备的保护；,TN接地系统时,，只能安装单台设备的剩余电流保护。,剩余电流动作保护装置的应用,3、,接地故障保护,接地故障是带电导体和大地，接地的金属外壳或与地有联系的构件之间的接触。,例如，架空导线断裂接地，电源线绝缘损坏碰金属外壳等。如接地故障不及时排除，当人体碰到落地的带电导线和金属外壳，接地故障电流持续存在，有可能发生人身电击伤亡和设备损坏事故。,剩余电流保护装置仅用于接地故障保护时，根据配电网络系统的形式和容量大小，额定剩余动作电流可以从几毫安至几百毫安。,剩余电流动作保护装置的应用,4、,电气火灾保护,应用剩余电流保护装置来防止电气火灾，必须正确选择额定剩余动作电流。,必须在线路中装设额定剩余动作电流不超过500mA的剩余电流保护装置,，或装设绝缘监察装置，在绝缘故障时发出警报。采用额定动作电流不超过500mA的剩余电流保护装置，,可以在出现引燃火灾所需的能量前，就发出警报或断开电路排除故障。,我国GB50096住宅设计规范，也规定每幢住宅楼的,总电源进线断路器,，,应带有剩余电流保护功能的明确规定,。因此在进线处安装带过载保护、短路保护、剩余电流保护于一体的多功能低压断路器和电气火灾监控系统，不仅可以保护线路、保护设备，而且还可防止因接地故障引起的电气火灾。,5、,分级保护,低压供用电系统中为了,缩小,发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的,停电范围,，剩余电流保护装置应,采用分级保护,。,1、分级保护方式的选择应根据用电负荷和线路具体情况的需要，,一般可分为两级或三级保护,。各级剩余电流保护装置的动作电流值与动作时间应协调配合，实现具有动作选择性的分级保护。,2、剩余电流保护装置的分级保护应,以末端保护为基础,。住宅和末端用电设备必须安装剩余电流保护装置。末端保护上一级保护的保护范围应根据负荷分布的具体情况确定其保护范围。,3、为防止配电线路发生接地故障导致人身电击事故，可根据线路的具体情况，采用,分级保护,。,剩余电流动作保护装置的应用,各级剩余电流和分断时间的配合见下表5,分级,额定动作电流,分断时间,备 注,总保,300500mA,0.5s,无重合闸,中级保,100300mA,0.3s,有重合闸,末级保,30mA,0.1s,5I,n0.04s,剩余电流动作保护装置的应用,6、,必须安装剩余电流动作保护装置的设备和场所,I类移动电气设备和手持式电动工具,生产用电气设备,施工工地的电气机械设备,安装在户外的电气装置,临时用电的电气设备,机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位、住宅等的电源插座或插座回路（壁挂式空调电源插座除外）,游泳池、喷水池、浴池的电气设备,医院中可能直接接触人体的电气医用设备,其他需要安装剩余电流动作保护装置的场所,低压配电线路采用二级或三级保护时，在总电源端、分支线首端或线路末端应安装剩余电流动作保护装置,剩余电流动作保护装置的应用,7、,可不安装剩余电流动作保护装置的情况,使用特低电压的电气设备,一般情况下使用的具有双重绝缘或加强绝缘的电气设备,使用隔离变压器且二次侧为不接地系统供电的电气设备,具有非导电场所的电气设备,无间接接触电击危险场所的电气设备,剩余电流动作保护装置的应用,六、,剩余电流动作保护装置的选用,1、手持式电动工具、移动电器、家用电器等设备应优先选用额定剩余动作电流不大于30mA、一般型（无延时）的剩余电流保护装置。,2、单台电气机械设备，可根据其容量大小选用额定剩余动作电流30mA以上、100mA及以下、一般型（无延时）的剩余电流保护装置。,3、电气线路或多台电气设备（或多住户）的电源端为防止接地故障电流引起电气火灾，安装的剩余电流保护装置，其动作电流和动作时间应按被保护线路和设备的具体情况及其泄漏电流值确定。必要时应选用动作电流可调和延时动作型的剩余电流保护装置。,4、在采用分级保护方式时，,上下级剩余电流保护装置的动作时间差不得小于0.2s,。上一级剩余电流保护装置的极限,不驱动时间,应大于下一级剩余电流保护装置的动作时间，且时间差应尽量小。,5、选用的剩余电流保护装置的额定剩余不动作电流，应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍。,6、除末端保护外，各级剩余电流保护装置应选用纸灵敏度延时型的保护装置。且各级保护装置的动作特性应协调配合，实现具有选择性的分级保护。,七、,剩余电流动作保护装置的安装,剩余电流动作保护装置的安装要求（参照国标GB13955）,、剩余电流动作保护装置的安装应符合有关标准和生产厂产品说明书的要求。,、剩余电流动作保护装置的安装应充分考虑,供电方式、供电电压、系统接地形式及保护方式,的作用。,、剩余电流动作保护装置的型式、额定电压、额定电流、短路分断能力、额定剩余动作电流、分断时间等应满足被保护线路和电气设备的要求。,八、,剩余电流保护装置的动作分类,动作（剩余电流保护器的漏电动作可以分成两大类，即正常动作和不正常误动作）。,正常动作：因漏电、触电及接地故障等原因引起的漏电保护器的动作为正常动作。,不正常动作（,即误动作,）：不正常动作即误动作，基本上是由漏电保护器本身引起的误动作和由线路引起的误动作。,由剩余电流保护器本身原因引起的误动作,因保护器的质量不好（稳定性不好、平衡特性差及抗干扰能力低）引起的误动作。,因保护器动作电流选取不当引起的误动作。,由线路原因引起的误动作,由于接线错误引起的误动作；,由于过电压引起的误动作；,由于电磁场干扰引起的误动作；,开关闭合不同步引起的误动作,由于循环电流引起的误动作；,(6)由于工作中性线绝缘电阻过低引起的误动作.,几种误动作原因及防止方法,因接线错误引起的误动作,在电气设备具有保护接零线路中，安装剩余电流保护器时，,若误将保护接零导线穿过剩余电流电流互感器,，将使电气设备的剩余电流无法被检测出来，造成剩余电流保护器拒动，如图5-1 a，正确接线见图5-1 b。,由于过电压引起,的,误动作,低压电网的过电压主要有：,架空线路因,雷电感应,产生过电压；,在接在,电感性负载,（变压器、电磁接触器等）的电路中，接通和分断电路时产生操作过电压；,在,分断空载变压器,时，会产生高压侧过电压窜入到低压侧形成的过电压等。,过电压的峰值可高达6000V。,几种误动作原因及防止方法,由于电磁场干扰引起的误动作,若剩余电流保护器附近有,电炉、电解槽等大电流母线,时，由于,零序电流互感器被磁化,，使二次绕组感应出电压，造成剩余电流保护器的误动作。因此需将保护器远离母线（距2500A的母线至少应在10cm以上），并将零序电流互感器与母线成平行放置可减少大电流影响。,当剩余电流保护器,接近发报机、遥控设备、超声波设备时,，由于零序电流互感器使电磁波聚集，而达到二次绕组动作电压时，会造成保护器的误动作。,防止电磁干扰影响的有效办法是,对零序电流互感器实施有效的电磁屏蔽,。如将二次线圈和环形铁心屏蔽，一次导体与环形铁心屏蔽，二次绕组到中间环节的引线尽量缩短（3m以下）等等,几种误动作原因及防止方法,开关闭合不同步引起的误动作,开关闭合不同步，会通过对地绝缘电阻和电容产生剩余电流，引起剩余电流保护器的误动作。,应提高线路对地绝缘要求,几种误动作原因及防止方法,由于循环电流引起的误动作,对于,两台并联运行的配电变压器,，往往会因变压器内阻抗不完全相同，分流不同，使两台变压器的,接地线中产生环流,，此环电流会使剩余电流保护器发生误动作。,防止措施是将两台变压器,通过公共接地，并把零序电流互感器接在公共接地线上或公共输出线上,几种误动作原因及防止方法,由于工作中性线绝缘电阻过低引起的误动作,在一般情况下，人们往往只注意配电线路中相线对地的绝缘，却很容易忽视中性线对地的绝缘水平。然而，有时确会因工作中性线对地绝缘水平过低而引起剩余电流保护器误动作,几种误动作原因及防止方法,拒动作,线路和设备已发生事故，而保护器却未触发,接线错误,动作电流选择不当,线路绝缘阻抗降低或线路过长,脱扣元器件故障,第三节 双重绝缘和加强绝缘,各种绝缘的概念与意义,工作绝缘,：保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘,保护绝缘,：是在,工作绝缘,因机械破损或击穿而失效的情况下，可防止触电,的独立绝缘,双重绝缘,：兼工作绝缘和保护绝缘的绝缘,加强绝缘,：工作绝缘经改进，具备双重绝缘功能的单一绝缘,1、工作绝缘 2、保护绝缘 3、不可触及金属 4、可触及金属 5、加强绝缘,一、,双重绝缘和加强绝缘的安全条件,使用双重绝缘和加强绝缘的,设备应满足,：,1、绝缘电阻和电气强度。,绝缘电阻在直流500V条件下，工作绝缘电阻不低于2M,，保护绝缘电阻不低于5M,，加强绝缘电阻不低于7M,。交流耐压试验电压，工作绝缘为1250V，保护绝缘为2500V，加强绝缘为3750V，试验中不得发生闪络和击穿,2、外壳防护和机械强度,。,设备正常工作、打开门盖或拆卸部件时，人体不会触及仅由工作绝缘与带电体隔离的金属部件，外壳上不得有易于触及上述金属部件的孔洞。,3、电源连接线,。,电源连接线应符合加强绝缘的要求。电源插头上不得有起导电作用以外的金属件。电源连接线与外壳间至少有两层单独绝缘层,二、,不导电环境,利用不导电的材料制成的地板、墙壁等，使人员所处的场所成为一个对地绝缘水平较高的环境,地板和墙壁每一点对地的电阻，500V及以下者,不应小于50k,，500V以上,不应小于100k,保持间距或设置屏障,，使人不同时触及不同电位的导体,不得设置保护零线或保护地线,不导电性能应具有永久性特征,第四节 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,。,单独的电源可以是一个隔离变压器，也可以是一个安全等级相当于隔离变压器的电源。,通常电气隔离是指采用电压比为1：1，即一次侧与二次侧电压相等的隔离变压器，实现工作回路与其他电气回路上的电气隔离。,一、,电气隔离的原理,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4-3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，电击的危险性可以得到抑制。,二、,电气隔离的安全条件,单独的供电电源有的仅对单一设备供电，有的同时对多台设备供电。对这两种情况，从安全条件上有其通用的要求，也有各自的特殊要求。,通用要求,特殊要求,电气隔离的通用要求,(1)电气上隔离的回路，其电压不得超过500V交流有效值。,(2)电气上隔离的回路必须由隔离的电源供电。使用隔离变压器供电时，隔离变压器必须具有加强绝缘的结构，其温升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40kVA。,(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。应有防止被隔离回路发生故障接地及窜入其他电气回路的措施。,(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过高或线路过长都会降低回路对地绝缘水平。因此，必须限制二次侧电压和二次侧线路长度，按照规定，电压与长度的乘积不应超过100 000 Vm。此时，布线系统的长度不应超过200 m。,电气隔离的特殊要求,(1)对单一电气设备隔离的补充要求。当实行电气隔离的为单一电气设备时，设备的外露可导电部分严禁与系统或装置中的保护导体或其他回路的外露可导电部分连接，以防止从隔离回路以外引入故障电压。若设备的外露可导电部分易于与其他回路的外露可导电部分形成接触，则触电防护就不应再依赖于电气隔离，而必须采取电击防护措施，例如实行以外露可导电部分接地为条件的自动切断电源的防护。,(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时，必须用绝缘和不接地的等电位联结导体相互连接，如图4,4所示。如果没有等电位联结线(图中的虚线)，当隔离回路中两台相距较近的设备发生不同相线的碰壳故障时，这两台设备的外壳将带有不同的对地电压。当有人同时触及这两台设备时，则承受的接触电压为线电压，具有相当大的危险性。还须注意，等电位联结导体严禁与其他回路的保护导体、外露可导电部分或任何可导电部分连接。,电气隔离的特殊要求,(2)对多台电气设备隔离的补充要求,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。,电气隔离的特殊要求,