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1、第三章 電擊防護(hù)技術(shù)原理與措施 第一節(jié) 電流通過人體產(chǎn)生的效應(yīng) 第二節(jié) 電氣設(shè)備及裝置的電擊防護(hù)措施 第三節(jié) 低壓系統(tǒng)間接電擊防護(hù)性能分析 第四節(jié) 剩余電流保護(hù) 第五節(jié) 電氣分隔防護(hù) 第六節(jié) 特低電壓防護(hù) 第七節(jié) 非導(dǎo)電環(huán)境與等電位聯(lián)結(jié)本章重點(diǎn)討論以下問題。 1、人體對(duì)低壓工頻交流電的承受能力。 2、電擊產(chǎn)生的途徑與強(qiáng)度計(jì)算。 3、電擊防護(hù)技術(shù)原理與工程上常用的電擊防護(hù)措施措施。 第一節(jié) 電流通過人體產(chǎn)生的效應(yīng) 一、電擊形式及電擊防護(hù)形式 “電擊”指電流通過人或動(dòng)物軀體產(chǎn)生的生理效應(yīng),也指人或動(dòng)物因電流通過而受到生理傷害的事件。 1、直接電擊與基本防護(hù) 直接接觸(direct contact)
2、:人或動(dòng)物與帶電部分的電接觸(195-06-03)。又稱直接電擊 特點(diǎn):電擊強(qiáng)度為線電壓或相電壓。 基本防護(hù)(basic protection):無故障條件下的電擊防護(hù)(826-12-05)。 直接接觸防護(hù)主要依靠基本防護(hù)。 2、間接電擊與故障防護(hù) 間接接觸(indirect contact):人或動(dòng)物與故障狀況下帶電的外露可導(dǎo)電部分的電接觸(826-12-04)。 疑問:外界可導(dǎo)電部分上的電擊算什么?如漏電進(jìn)水產(chǎn)生的電擊。 特點(diǎn):電擊強(qiáng)度差異很大。 故障防護(hù)( fault protection ):?jiǎn)我还收蠗l件下的電擊防護(hù)(826-12-06)。 單一故障條件: 可觸及的非危險(xiǎn)帶電部分變成危
3、險(xiǎn)帶電部分; 可觸及的非帶電部分變成了危險(xiǎn)帶電部分; 危險(xiǎn)帶電部分變成了可觸及的。4.2GB17045-2008電擊防護(hù) 裝置和設(shè)備的通用部分。 二、人體通過電流時(shí)的生理反應(yīng) 1、研究歷程簡(jiǎn)介 2、生理效應(yīng) (1)反應(yīng)閾:0.5mA。 (2)感知閾:以50概率,男/女:1.1/0.7mA。 (3)擺脫閾:以50概率,男/女:16/10.5mA。 (4)室顫閾:是電流持續(xù)時(shí)間的函數(shù)。大于室顫閾的電流被認(rèn)為是致命的。 達(dá)爾基爾公式。認(rèn)為室顫危險(xiǎn)性與電擊能量累積有關(guān),在電流持續(xù)時(shí)間0.015s內(nèi): I 2t=KD KD 達(dá)爾基爾常數(shù),取值1162mA2s。 柯賓公式。認(rèn)為室顫危險(xiǎn)性與電流時(shí)間積相關(guān),
4、在電流持續(xù)時(shí)間1s內(nèi): I t=KK KK 柯賓常數(shù),取值50mAs。三、人體阻抗人體電阻為電壓的函數(shù)還與接觸面積、壓力等有關(guān)皮膚體內(nèi)220V電壓下,人體阻抗小于1000的比例不大于5%人體阻抗為阻、容性皮膚四、工程標(biāo)準(zhǔn)與典型量值 IEC/TS 60479-1第1部分:通用部分。 IEC/TS 60479-2第2部分:特殊情況。 IEC/TS 60479-3第3部分:電流通過家畜軀體的效應(yīng)。 IEC/TR 60479-4第4部分:雷電流通過人體和家畜軀體的效應(yīng)。 IEC/TR 60479-5第5部分:對(duì)于生理學(xué)效應(yīng)的接觸電壓限值。 TS已經(jīng)轉(zhuǎn)化成GB13870.13,13870.1應(yīng)用最多,最
5、新版為-2008。 1、人體效應(yīng)的約定時(shí)間/電流區(qū)域(GB13870.1-2008) 電流路徑左手-雙腳,交流15100Hz 要點(diǎn): 只與電流通路有關(guān),與接觸面積、壓力、潮濕程度、皮膚破損等均無關(guān)。是本質(zhì)特性區(qū)域代號(hào)區(qū)域界限生理效應(yīng)AC-10.5mA直線a左側(cè)有感知的可能性,但通常不會(huì)被“嚇一跳”AC-2直線a至折線b通常無有害的電生理效應(yīng),但可能有感知和不自主的肌肉收縮AC-3折線b至曲線C1通常不會(huì)發(fā)生器質(zhì)性損傷。可能發(fā)生肌肉痙攣似的收縮。呼吸困難。隨著電流量和通電時(shí)間增加,使心臟內(nèi)心電沖動(dòng)的形成和傳導(dǎo)有可以恢復(fù)的紊亂,包括心房纖維性顫動(dòng)和心臟短暫停搏。但不發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)。AC-4在曲
6、線c1以右可能發(fā)生心跳停止、呼吸停止以及燒傷或其他細(xì)胞破壞等病理生理效應(yīng)。心室纖微顫動(dòng)的概率隨電流增大和時(shí)間加長(zhǎng)而增加AC-4-1c1至c2心室纖維性顫動(dòng)概率可增加到5%AC-4-2c2至c3心室纖維性顫動(dòng)概率可增加到約50%AC-4-3超過曲線c3心室纖維性顫動(dòng)概率超過50%交、直流對(duì)比交流直流 2、人體效應(yīng)的約定時(shí)間/電壓區(qū)域( IEC60479-5:2007 ) 要點(diǎn): 不僅與電流通路有關(guān),還與接觸面積、壓力、潮濕程度、潮濕溶液性質(zhì)、皮膚有無破損等有關(guān)。 非本質(zhì)特性,系轉(zhuǎn)換表征特性。 電流才是電擊強(qiáng)度的本質(zhì)表征參量。由于電壓與電流相關(guān),可將電流參量轉(zhuǎn)換為電壓間接表征,中間涉及另一個(gè)參量人
7、體阻抗麻煩了!大接觸面積鹽水濕潤(rùn)中接觸面積鹽水濕潤(rùn)接觸面積對(duì)比大接觸面積鹽水濕潤(rùn)大接觸面積干燥潮濕情況對(duì)比 現(xiàn)狀工程應(yīng)用中常用接觸時(shí)間/電壓區(qū)域曲線。 L1:正常環(huán)境條件 L2:潮濕環(huán)境條件 注:以上環(huán)境條件劃分比較粗略,對(duì)于特殊環(huán)境條件,有更細(xì)致的劃分。 3、典型量值 約3540mA以下電流,長(zhǎng)時(shí)間(10s以上)通過引起的室顫概率不高于5%。 500mA電流下室顫概率不高于5%的允許時(shí)間小于10ms?,F(xiàn)絕大多數(shù)保護(hù)電器都不能在如此斷的時(shí)間內(nèi)開斷。僅限流型熔斷器和帶能量脫扣器的低壓斷路器在極大動(dòng)作電流倍數(shù)下(如25倍以上)能夠做到。 正常環(huán)境條件下,按95%概率取人體阻抗1000。故障防護(hù)預(yù)期
8、接觸電壓限值取50V。第二節(jié) 電氣設(shè)備及裝置的電擊防護(hù)措施是根本性措施,預(yù)防性措施。主要防直接電擊?;舅枷耄合佑|到危險(xiǎn)帶電部分的可能性。具體技術(shù)手段:絕緣、屏護(hù)與間距三種。 設(shè)備(equipment,device):工廠生產(chǎn)的具備特定功能的完整單元,作為整體提供給用戶。 裝置(installation):一系列相關(guān)設(shè)備及零、部件組合而成的整體,具備更完整、復(fù)雜的功能。一般在工作現(xiàn)場(chǎng)組裝完成,也不排除在工廠(部分)組裝。 一、絕緣措施 基本絕緣:用作基本防護(hù)。只有被破壞才能完全除去。 附加絕緣:用作故障防護(hù)。 雙重和加強(qiáng)絕緣:用作加強(qiáng)防護(hù)。 低壓系統(tǒng)配、用電設(shè)備一般為固體絕緣。二、機(jī)械阻隔
9、類防護(hù)措施 1、外殼 外殼(或外護(hù)物,enclosure):能提供與預(yù)期目的相適應(yīng)的防護(hù)類型和等級(jí)的外罩。 電氣外殼:預(yù)防可預(yù)見的電氣危險(xiǎn)的外殼。 電氣保護(hù)外殼:防止人員從任何方向無意或有意接近危險(xiǎn)帶電部分并圍住設(shè)備內(nèi)部部件的外殼。 一般,本課程“外殼”均指“電氣保護(hù)外殼”。 設(shè)備稱外殼,裝置現(xiàn)場(chǎng)處稱外護(hù)物。 2、保護(hù)遮攔 保護(hù)遮攔(protective barrier):防止人員從任一通常方向無意或有意接近危險(xiǎn)帶電部分而設(shè)置的機(jī)械阻隔物。 與外護(hù)物區(qū)別:部分方位與全方位阻隔的區(qū)別。 如:開關(guān)柜中帶電部分,需全方位阻隔,封閉式柜體即外護(hù)物;頂上裸母排,只需下方和側(cè)面阻隔,設(shè)置遮攔。 3、保護(hù)阻
10、擋物 保護(hù)阻擋物(protective obstacle):通過機(jī)械阻擋的提醒,防止人員從通常方向無意識(shí)接近危險(xiǎn)帶電部分的技術(shù)措施。 與保護(hù)遮攔的區(qū)別:有無防有意識(shí)接近的功能。 保護(hù)阻擋物只能用于特定場(chǎng)所,即只有BA4和BA5人員的場(chǎng)所,通俗說就是“閑人免進(jìn)”的電氣專業(yè)場(chǎng)所,如變電所、開關(guān)站等。三、空間間距阻隔類措施 伸臂范圍(arms reach):從人通常站立或活動(dòng)的表面上的任一點(diǎn),延伸到人不借助任何手段、從任何方向能用手達(dá)到的范圍。 置于伸臂范圍以外:避免伸臂范圍內(nèi)存在危險(xiǎn)電位差的兩個(gè)及以上可導(dǎo)電部分的電擊防護(hù)措施。 適用于低壓電氣裝置電擊防護(hù)。若用于高壓電氣裝置,伸臂范圍內(nèi)應(yīng)無危險(xiǎn)區(qū)域
11、,而危險(xiǎn)區(qū)域是危險(xiǎn)帶電部分周圍的一個(gè)空間,與電壓等級(jí)有關(guān)。 適用于只有BA4、BA5人員的特定場(chǎng)所。四、外殼防護(hù)等級(jí) 1、外殼防護(hù)的形式 外殼防護(hù):保護(hù)人身安全、設(shè)備安全及環(huán)境安全等。 此處外殼防護(hù)形式針對(duì)以上前兩者。人身安全包括電擊和機(jī)械損傷防護(hù);設(shè)備安全主要是防固體異物和水。 第一種防護(hù)形式:防止人體觸及或接近殼內(nèi)帶電部分和觸及殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)部件,防止固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。 第二種防護(hù)形式:防止水進(jìn)入殼內(nèi)而產(chǎn)生有害影響。 兩種防護(hù)形式都由外殼機(jī)械結(jié)構(gòu)唯一確定。 2、外殼防護(hù)代號(hào)及等級(jí)劃分 用IPXX表示。 IP表征字母; XX表征數(shù)字,第一位表示第一種防護(hù)方式等級(jí),第二位表示第二種防護(hù)方式等級(jí)。 第
12、一種防護(hù)方式等級(jí)分為06級(jí),數(shù)字越大,能防止進(jìn)入的固體異物尺寸越小,防護(hù)越嚴(yán)密。 第二種防護(hù)方式等級(jí)分為08級(jí)。數(shù)字越大,防水越嚴(yán)密,最高可防潛水影響。 例:IP20防護(hù)的外殼,可防止大于12mm的固體異物進(jìn)入,但不防水。 3、外殼防護(hù)與電擊防護(hù)的關(guān)系 (1)防止直接接觸產(chǎn)生電擊傷害。 (2)防止水將殼內(nèi)帶電部分電位引出,在外露或外界可導(dǎo)電部分上產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。五、用電設(shè)備電擊防護(hù)形式類別 1、類別規(guī)定 0類設(shè)備:僅依靠基本絕緣作電擊防護(hù)的設(shè)備。外殼上無保護(hù)連接環(huán)節(jié)。 I類設(shè)備:具有基本絕緣、且外露可導(dǎo)電部分上有保護(hù)連接條件的設(shè)備。 II類設(shè)備:采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的設(shè)備。外殼上無保護(hù)連接環(huán)節(jié)
13、。 III類設(shè)備:額定電壓為特低電壓的設(shè)備。 類別O類I類II類III類設(shè)備主要特征基本絕緣,無保護(hù)連接手段基本絕緣,有保護(hù)連接手段雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣,沒有保護(hù)連接手段由安全特低電壓供電安全措施非導(dǎo)電環(huán)境或配合隔離變壓器使用可與固定配線系統(tǒng)保護(hù)接地相連不需要接于安全特低電壓設(shè)備示例部分金屬外殼燈具(現(xiàn)已不能采用)洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、微波爐兩芯插頭的DVD、電視機(jī)頂盒等機(jī)床照明燈、電焊槍 2、與電擊防護(hù)的關(guān)系 用電設(shè)備電擊防護(hù)類別與需要采用的電擊防護(hù)措施和允許使用范圍密切相關(guān)。 (1)0類設(shè)備:只能用于非導(dǎo)電環(huán)境或單獨(dú)的電氣分隔系統(tǒng)。 (2)I類設(shè)備:用于TT、TN或IT系統(tǒng),需要系統(tǒng)防護(hù)措施作
14、故障防護(hù)。 (3)II類設(shè)備:不考慮間接接觸的可能性。 (4)III類設(shè)備:用于特低電壓系統(tǒng)。第三節(jié) 低壓系統(tǒng)電擊防護(hù)性能分析指TT、TN、IT系統(tǒng)在沒有附加其他專門電擊防護(hù)措施的情況下,對(duì)碰殼漏電電擊危險(xiǎn)性的防護(hù)性能。均無直接電擊防護(hù)功能,只對(duì)I類設(shè)備因碰殼故障產(chǎn)生的間接電擊有防護(hù)作用,防護(hù)途徑為: (1)降低接觸電壓; (2)切斷電源。 約定:按正常環(huán)境條件,預(yù)期接觸電壓限值UL=50V 、人體阻抗RM=1000 分析。 (1)接地故障定義 帶電導(dǎo)體與大地或與大地有聯(lián)系的可導(dǎo)電部分之間的非正常電氣連接,稱為接地故障。如:相線與接地的PE線、PEN線、建筑物金屬構(gòu)件的電氣連接,相線跌落大地等
15、。 (2)接地故障與電擊事故的關(guān)系 電擊防護(hù)I類設(shè)備,在TT、TN、IT系統(tǒng)中,設(shè)備外殼都通過PE線與大地相連,設(shè)備漏電碰殼故障即為接地故障。 帶電導(dǎo)體-地之間的直接電擊也是接地故障。 (3)接地故障與單相短路故障的異同 是對(duì)故障進(jìn)行的不同分類。 1) TT、TN、IT系統(tǒng)中,相線與中性線(如果有的話)間的金屬性連接均為單相短路故障,但只有TT和TN系統(tǒng)中同時(shí)又是接地故障。 2)TT、TN、IT系統(tǒng)中,相線與PE線間的金屬性連接均為接地故障,但只有TN系統(tǒng)中同時(shí)又是單相短路故障。低壓系統(tǒng)短路與接地故障單相短路與電源是否接地沒有關(guān)系帶電導(dǎo)體直接接大地都不是單相短路接地故障是一種專門的故障類別,但
16、并不僅指帶電導(dǎo)體直接接大地有的接地故障是單相短路,有的不是k3、k2與中、高壓系統(tǒng)相同 低壓系統(tǒng)接地故障與單相短路故障在劃分標(biāo)準(zhǔn)上沒有關(guān)系,但劃分結(jié)果有交叉,容易混淆。 低壓系統(tǒng)接地故障是指帶電導(dǎo)體與大地(或與大地有聯(lián)系的金屬體)之間意外的電氣連接。接地可能形成短路,也可能不形成短路(此時(shí)故障回路阻抗遠(yuǎn)大于短路阻抗)。,N-E 一、TT系統(tǒng)間接電擊防護(hù)性能分析 設(shè)備外殼上預(yù)期接觸電壓:系統(tǒng)接地電阻與設(shè)備接地電阻對(duì)相電壓分壓,設(shè)備接地電阻所分得的部分故障模型與等效電路 1、原理分析 (1)降低預(yù)期接觸電壓 作用及效果分析 220/380V系統(tǒng):按RN=4計(jì)算,若RE=4,則設(shè)備外殼上的預(yù)期接觸電
17、壓Ut=110V。 要使Ut50V,得設(shè)備接地電阻RE不能超過1.18。 工程上,將RE做到4以下是非常困難的,做到1.18以下困難更大。 因此,TT系統(tǒng)有降低碰殼故障預(yù)期接觸電壓的作用,但通常不能將其降低到安全電壓以下。 (2)過電流保護(hù)自動(dòng)切斷電源分析 TT系統(tǒng)原本設(shè)置有過電流保護(hù)(如熔斷器、低壓斷路器保護(hù)等)。碰殼接地故障電流Id能否驅(qū)動(dòng)過電流保護(hù)電器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)動(dòng)作,通過切斷電源來保證安全呢?假設(shè)RN、RE均為4,則如此小的電流在絕大多數(shù)情況下都不能使過電流保護(hù)電器動(dòng)作。因此: TT系統(tǒng)基本不可能靠切斷電源保證安全。 2、相關(guān)問題 (1)中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高假設(shè)設(shè)備外殼預(yù)期接觸電壓50V
18、條件下的相量圖 UNE即系統(tǒng)中性點(diǎn)對(duì)地電位點(diǎn)電壓。三個(gè)后果: 1)N線帶較高對(duì)地電壓; 2)系統(tǒng)接地點(diǎn)附近跨步電壓; 3)各相對(duì)地電壓變化,有的高于相電壓。 二、TN系統(tǒng)間接電擊防護(hù)性能分析接地故障電流為:故障模型與等效電路RN上無電流、無壓降! 1、原理分析 (1)降低預(yù)期接觸電壓分析 若忽略變壓器阻抗,PE線阻抗不可能小于相線阻抗(why?),故Ut不會(huì)小于相電壓的一半,因此: TN系統(tǒng)有降低碰殼故障預(yù)期接觸電壓的作用,但通常不可能將其降低到安全電壓以內(nèi)。 (2)過電流保護(hù)自動(dòng)切斷電源分析 1)碰殼故障性質(zhì):TN系統(tǒng)相端子碰殼接地故障即相保單相短路故障,按過電流保護(hù)要求,過流保護(hù)電器(QA
19、或FA)應(yīng)可靠切除故障。 2)切斷時(shí)間分析:電擊防護(hù)有確定的切斷時(shí)間要求,如TN系統(tǒng)典型值為0.4s。但過電流保護(hù)切斷時(shí)間是按熱穩(wěn)定要求制定的,不一定滿足電擊防護(hù)要求。 因此,TN系統(tǒng)有可能靠切斷電源進(jìn)行電擊防護(hù),關(guān)鍵是切斷時(shí)間是否滿足要求。 2、相關(guān)問題 (1)PE線對(duì)故障電壓的傳導(dǎo)擴(kuò)散 中性點(diǎn)任何原因產(chǎn)生的對(duì)地電壓,以及故障電流在PE線上產(chǎn)生的電壓,都會(huì)擴(kuò)散到每一接PE線的設(shè)備外殼上。這是TN系統(tǒng)安全性的一個(gè)顯著缺陷。 (2)TN-C系統(tǒng)的缺陷及重復(fù)接地的作用 正常工作時(shí)設(shè)備外殼帶電。 PEN線斷線導(dǎo)致斷點(diǎn)后設(shè)備外殼帶相電壓。 重復(fù)接地可降低以上情況的嚴(yán)重程度。PEN線對(duì)參考地電壓PEN線
20、對(duì)參考地電壓PEN線對(duì)參考地電壓PEN線對(duì)參考地電壓地面對(duì)參考地電壓地面對(duì)參考地電壓PEN斷線PEN斷線PEN斷線PEN斷線正常工作正常工作 (3)TT與TN系統(tǒng)混用的危險(xiǎn) TT設(shè)備碰殼故障導(dǎo)致的中性點(diǎn)對(duì)地電壓,沿TN系統(tǒng)PE線傳導(dǎo)。 (1)正常運(yùn)行分析 中性點(diǎn)(N點(diǎn))電位等于地(E點(diǎn))電位。why? 三相對(duì)地電容電流之和等于 零,三相電流互為回路。三、IT系統(tǒng)間接電擊防護(hù)性能分析1、原理分析 正常工作時(shí),IT系統(tǒng)電源中性點(diǎn)為參考地電位,各相導(dǎo)體對(duì)地電壓為相電壓,三相對(duì)地電容電流之和等于零。 (2)碰殼接地故障分析 流過碰殼設(shè)備的故障電流為接地故障電流,其量值為非故障相對(duì)地電容電流之和,量值很
21、小。 1)故障相U相對(duì)地電壓降為0V; 2)中性點(diǎn)N對(duì)參考地電壓升高為故障相相電壓。 3)非故障相V相、W相對(duì)地電壓升高為線電壓; 4)非故障相對(duì)地電容電流從碰殼接地點(diǎn)流入系統(tǒng),其量值為正常時(shí)每相對(duì)地電容電流的3倍。 等效電路與電擊危險(xiǎn)性分析為什么采用電流源等效電路? IT系統(tǒng)接地故障電流具有系統(tǒng)本構(gòu)參數(shù)屬性。等效電路與電擊危險(xiǎn)性分析 電擊電流為人體電阻與接地電阻對(duì)故障電流分流。故障電流Id為量值很小的對(duì)地電容電流,每千米線路約一百到幾百毫安培。 以Rt=1000、RE=10代入估 算,IM=0.01Id。安全性很高。 2、相關(guān)問題 (1)一次接地與二次接地兩個(gè)設(shè)備接地電阻對(duì)線電壓分壓,總有一
22、個(gè)設(shè)備外殼對(duì)地電壓不低于190V設(shè)備1設(shè)備2 采用共同接地措施人為造成短路的防護(hù)方法。設(shè)備1設(shè)備2 (2)中性線設(shè)置與相電壓獲取問題 可引出中性線,但建議不引出中性線。 中性線只要任一點(diǎn)發(fā)生接地,系統(tǒng)接地形式由IT變?yōu)門T,IT系統(tǒng)電擊防護(hù)的優(yōu)勢(shì)蕩然無存。十分危險(xiǎn)。 舊觀念將N線稱為零線,且認(rèn)為零線接地總是會(huì)更安全,電工或用戶總是將IT系統(tǒng)N線接地,導(dǎo)致IT系統(tǒng)幾乎最終都變成為TT系統(tǒng)。 我國(guó)農(nóng)網(wǎng)中曾試行IT系統(tǒng),且引出中性線,導(dǎo)致電擊事故率劇增,教訓(xùn)深刻。 無N線,相電壓用電設(shè)備怎么辦? 1)供電端10/0.23kV變壓器。前提是無線電壓用電設(shè)備。 2)終端380/220V變壓器。會(huì)造成變壓
23、器臺(tái)數(shù)多且位于非專業(yè)場(chǎng)所,造價(jià)高,損耗大,安全隱患多。本節(jié)小結(jié) 1、TT、TN系統(tǒng)均無直接電擊防護(hù)能力,IT系統(tǒng)對(duì)相-地直接電擊有一定的防護(hù)能力,這取決于系統(tǒng)接地故障電流大小。 2、TT系統(tǒng)靠接地電阻降低預(yù)期接觸電壓,但通常不能將其降至安全電壓以內(nèi),故障電流一般又不足以使過電流保護(hù)電器動(dòng)作以切斷電源,自身電擊防護(hù)性能不能滿足電擊防護(hù)要求。 3、TN系統(tǒng)將碰殼接地故障轉(zhuǎn)化為單相短路故障,靠過電流保護(hù)電器切斷電源進(jìn)行電擊防護(hù),有效性取決于切斷時(shí)間。 4、IT系統(tǒng)自身電擊防護(hù)性能良好,只要系統(tǒng)線路總長(zhǎng)度不超過規(guī)定值,發(fā)生一次碰殼故障時(shí)無電擊危險(xiǎn),但二次碰殼故障有電擊危險(xiǎn)性,共同接地時(shí)靠過流保護(hù)電器切
24、斷電源進(jìn)行電擊防護(hù),有效性取決于切斷時(shí)間。分別接地時(shí)無防護(hù)。第四節(jié) 剩余電流保護(hù)一、剩余電流概念及其與電擊防護(hù)的關(guān)系 剩余電流(residual current):指在同一時(shí)刻,在電氣回路給定位置處所有帶電導(dǎo)體電流的代數(shù)和。 對(duì)穩(wěn)態(tài)正弦交流系統(tǒng),可以理解為相量和。 三相四線制系統(tǒng):L1L3,N 三相三線制系統(tǒng):L13 單相二線制系統(tǒng):L,N 剩余電流是實(shí)際物理電流的運(yùn)算結(jié)果,本質(zhì)上是一個(gè)計(jì)算電流(或指標(biāo))提出該電流目的何在? 接地故障電流檢測(cè)問題。 接地故障電流兩個(gè)特征: 發(fā)生位置是隨機(jī)的; 發(fā)生位置處可能有、也可能沒有檢測(cè)條件。 兩個(gè)特征提出的技術(shù)挑戰(zhàn):如何在系統(tǒng)中確定的位置處檢測(cè)出到處都可
25、能發(fā)生的接地故障電流工程實(shí)踐對(duì)技術(shù)措施可行性的要求。在回路電源端檢測(cè)任何接地故障電流。技術(shù)原理:KCL60 接地故障電流檢測(cè)與電擊防護(hù)的關(guān)系。 兩個(gè)要點(diǎn): 大多數(shù)電擊發(fā)生時(shí),流過人體的電流都是接地故障電流; 大多數(shù)間接電擊危險(xiǎn)性產(chǎn)生時(shí),都伴隨有接地故障電流產(chǎn)生,如碰殼漏電故障時(shí),流過連接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的PE線上的電流即為接地故障電流。 挑戰(zhàn):以上兩條,各舉出反例。即“極少數(shù)”情況下不符合以上描述的實(shí)例檢驗(yàn)工程背景是否扎實(shí)。二、剩余電流保護(hù)裝置 剩余電流保護(hù)裝置RCD(residual current operated protective devices):一類具有剩余電流保護(hù)功能的單獨(dú)或
26、組合電器的總稱。 介紹用于工頻交流系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)剩余電流保護(hù)的RCD。 1、剩余電流檢測(cè) 電流互感器求帶電導(dǎo)體電流和。62 2、RCD的種類 (1)剩余電流斷路器。 1)專業(yè)人員使用CBR:主要對(duì)應(yīng)ACB和MCCB,在電源級(jí)和中間級(jí)配電裝置中使用。應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)GB14048.2低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2部分:斷路器。 2)家用及類似用途。 RCCB不具備過負(fù)荷和短路保護(hù)功能,結(jié)構(gòu)上不配置過電流脫扣器,性能上無開斷短路電流的要求,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為GB16916家用和類似用途的不帶過電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCCB)。又稱為剩余電流開關(guān), RCBO相當(dāng)于在過電流保護(hù)基礎(chǔ)上附加了剩余電流保護(hù)功能的斷路器,
27、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為GB16917家用和類似用途的帶過電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO)。 (2)剩余電流繼電器。檢測(cè)剩余電流的保護(hù)繼電器,屬二次器件。 現(xiàn)建筑智能化系統(tǒng)中有剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng),主要測(cè)量器件即為各類剩余電流繼電器。三、RCD主要參數(shù)和特性 1、電流參數(shù)及特性 (1)額定剩余動(dòng)作電流 :使RCD按規(guī)定的條件動(dòng)作的剩余電流標(biāo)稱最小值。若RCD有若干個(gè)動(dòng)作電流整定值,該參數(shù)為最大整定值。 (2)額定剩余不動(dòng)作電流 :指使RCD按規(guī)定條件不動(dòng)作的剩余電流標(biāo)稱最大值。 產(chǎn)品特性參數(shù)分散性問題: (3)額定剩余接通和分?jǐn)嗄芰?:指規(guī)定條件下剩余電流斷路器能夠接通、承載和分?jǐn)嗟氖S嚯娏鹘涣鞣至坑行?/p>
28、值。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小值取10 和500A中的較大者, 為剩余電流斷路器額定電流。對(duì)有過電流保護(hù)功能的RCBO, 與斷路器的短路電流分?jǐn)嚯娏鞑皇峭粋€(gè)參數(shù),一般還要求 不小于額定極限短路分?jǐn)嚯娏鞯?5%。 該參量主要用于校驗(yàn)剩余電流較大條件下剩余電流斷路器的接通和分?jǐn)嗄芰Α?(4)RCCB的額定限制短路電流 :RCCB能承載短路電流被SCPD分?jǐn)嗥陂g在其上產(chǎn)生的最大電動(dòng)力力效應(yīng)所對(duì)應(yīng)的電流值。 RCCB自身無過電流保護(hù)功能,需要串聯(lián)過電流保護(hù)電器(SCPD)進(jìn)行短路保護(hù)。 對(duì)于有限流作用的SCPD,允許受RCCB保護(hù)的回路上的預(yù)期短路電流大于 ,只要被SCPD限流后的短路電流不大于 即可。 同一
29、廠家產(chǎn)品,有的會(huì)給出SCPD與RCD的配合表,可直接查取。 2、時(shí)間參數(shù)及特性 (1)RCD分?jǐn)鄷r(shí)間:指從突然施加剩余動(dòng)作電流瞬間到所有極觸頭間電弧熄滅瞬間的時(shí)長(zhǎng)。 (2)RCD極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間。指對(duì)RCD施加一個(gè)大于其剩余不動(dòng)作電流的剩余電流,又沒有使其動(dòng)作的最大延時(shí)時(shí)間。 按延時(shí)特性分類: 一般型無人為故意延時(shí)。 延時(shí)型對(duì)應(yīng)一個(gè)給定的剩余電流值,能達(dá)到一個(gè)預(yù)定的極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間。又分固定延時(shí)型和S型。S型為反時(shí)限延時(shí)。 AC型和A型RCCB交流剩余電流(有效值)的分?jǐn)鄷r(shí)間和不驅(qū)動(dòng)時(shí)間限值型號(hào)InAInAAC型和A型RCCB在交流剩余電流(有效值)等于下列值時(shí)的分?jǐn)鄷r(shí)間和不驅(qū)動(dòng)時(shí)間限值sIn2
30、In5 In5In 或0.25A5200A說明一般型任何值0.030.30.150.040.040.04最大分?jǐn)鄷r(shí)間0.030.30.150.040.040.040.030.30.150.040.040.04S型250.0300.50.20.150.150.15最大分?jǐn)鄷r(shí)間0.130.060.050.040.04最小不驅(qū)動(dòng)時(shí)間RCBO除最后一列試驗(yàn)電流條件不同外,其他部分完全相同。 3、工況特性及對(duì)應(yīng)類型 (1)動(dòng)作方式與電源電壓無關(guān)/有關(guān)的RCD。指剩余電流保護(hù)電器的檢測(cè)、判斷和分?jǐn)喙δ苁欠袷芷浒惭b位置處的電網(wǎng)電壓影響,這主要涉及保護(hù)功能的可靠性問題。 現(xiàn)狀: 電磁式RCD無關(guān)型。 電子式多
31、為有關(guān)型,RCCB和RCBO基本為有關(guān)型。 有關(guān)型又分:電源電壓故障時(shí)自動(dòng)斷開/不自動(dòng)斷開型,取舍為:優(yōu)先電擊防護(hù)安全性/供電可靠性。自動(dòng)斷開者又分有/無自復(fù)功能型;不自動(dòng)斷開者應(yīng)考慮電源電壓故障時(shí)如果又出現(xiàn)危險(xiǎn)情況(如發(fā)生有電擊危險(xiǎn)的接地故障)能否脫扣。 動(dòng)作方式與電源電壓有關(guān)型RCD兩個(gè)參數(shù)。 電壓極限UX。指動(dòng)作方式與電源電壓有關(guān)的RCD,在電源電壓下降時(shí)仍能按規(guī)定條件動(dòng)作的最小電壓值。 電壓極限UY 。指電源電壓故障時(shí)自動(dòng)斷開的RCD在電源電壓下降時(shí),在沒有任何剩余電流的情況下仍能自動(dòng)開斷的最小電壓值。電源電壓故障時(shí)自動(dòng)斷開可以無延時(shí)或有延時(shí)。如為延時(shí)動(dòng)作遇電壓陡降,可能在過低電壓下R
32、CD無法自動(dòng)斷開。 (2)用于無直流分量AC型/有直流分量A、B型 A型:對(duì)突然或緩慢上升的剩余正弦電流和剩余脈動(dòng)直流電流能確保正確脫扣。 B型:在A型基礎(chǔ)上,還可對(duì)平滑直流剩余電流確保正確脫扣。 AC型:只能對(duì)突然或緩慢上升的剩余正弦電流確保正確脫扣。 RCCB和RCBO標(biāo)準(zhǔn)中只有AC型和A型。 技術(shù)原理背景:直流磁偏置帶來的測(cè)量誤差問題,以及直流不能感應(yīng)到二次回路問題。 4、極數(shù)與電流回路數(shù) RCD電流回路指與外電路一個(gè)獨(dú)立導(dǎo)電路徑相連的內(nèi)部部件。 如果該部件還具有接通和斷開外電路的觸頭系統(tǒng),則稱該回路為RCD的一個(gè)極(pole)。配有過電流脫扣器的極稱為保護(hù)極,無過電流脫扣器的極稱為無保
33、護(hù)極。 只用來開閉中性線而不需要有短路通斷能力的極叫開閉中性極。 5、正常/增強(qiáng)耐沖擊電壓下誤脫扣能力RCD 指RCD在有電涌電流成為剩余電流情況下防誤動(dòng)作能力。 四、剩余電流保護(hù)設(shè)置 1、剩余電流保護(hù)的性質(zhì) (1)主要作間接電擊防護(hù),屬于故障防護(hù)措施。 (2)可用作直接電擊防護(hù)的補(bǔ)充保護(hù),屬于基本防護(hù)的附加防護(hù)措施。 (3)屬于自動(dòng)切斷電源的防護(hù)措施,切斷電源的時(shí)間需要滿足規(guī)定的要求。 2、剩余電流保護(hù)設(shè)置技術(shù)要點(diǎn) (1)保護(hù)對(duì)象與裝設(shè)位置。 裝設(shè)在終端回路,用作間接電擊防護(hù)。正常環(huán)境條件下,I類手持設(shè)備、生產(chǎn)用電氣設(shè)備、住宅和辦公用房等處除空調(diào)插座外的插座回路等都必須安裝RCD,施工工地電
34、氣機(jī)械設(shè)備、戶外電氣裝置、水中供電線路和設(shè)備、醫(yī)院中可能直接接觸人體的醫(yī)療設(shè)備等都必須安裝RCD。 裝設(shè)在配電回路電源端,用作接地故障保護(hù),以預(yù)防電氣火災(zāi)為主要目的,兼做間接電擊后備保護(hù)。 也可裝在中間或終端配電箱的電源進(jìn)線處。如農(nóng)電網(wǎng)末端集中電表箱開關(guān)處,或住宅單元總電源開關(guān)處。 有些回路不必或不允許裝設(shè)RCD。如: II、III類設(shè)備、非導(dǎo)電環(huán)境中的電氣設(shè)備以及電氣分隔供電的設(shè)備;消防設(shè)備,醫(yī)院維持病人生命的醫(yī)療設(shè)備。 (2)額定剩余動(dòng)作電流In及延時(shí)時(shí)間選擇。 一般場(chǎng)所終端回路電擊防護(hù)選30mA,施工工地單臺(tái)電氣機(jī)械設(shè)備選30100mA,均為無延時(shí)動(dòng)作。 配電回路主要作防電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的接
35、地故障保護(hù),選 不大于300mA,延時(shí)通常選不大于5s。 電擊危險(xiǎn)性高的特殊場(chǎng)所 范圍大都在630mA之間,應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范規(guī)定。 (3)分級(jí)保護(hù)盡量達(dá)到上下級(jí)間選擇性配合。 通常選上級(jí)為延時(shí)型,下級(jí)為一般型。 上下級(jí)動(dòng)作時(shí)間差不得小于0.2s,上級(jí)RCD的極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間應(yīng)大于下級(jí)RCD的最大分?jǐn)鄷r(shí)間。 多于兩級(jí)配合時(shí)典型配置:終端級(jí)選一般型,中間級(jí)選S型,電源級(jí)選固定延時(shí)型。 (4)RCD電流回路數(shù)應(yīng)與被保護(hù)回路帶電導(dǎo)體數(shù)一致,并對(duì)應(yīng)連接。 接線要點(diǎn)是必須將主回路的所有帶電導(dǎo)體對(duì)應(yīng)接入RCD的所有電流回路。 (5)TN-C系統(tǒng)不能實(shí)施剩余電流保護(hù)。 若確需在TN-C系統(tǒng)中設(shè)置剩余電流保護(hù)
36、,則需將被保護(hù)設(shè)備改為局部TT或局部TN-C-S系統(tǒng)。 (6) IT系統(tǒng)設(shè)置剩余電流保護(hù)通常不用于一次接地故障保護(hù),而是用于二次接地故障保護(hù),以及直接電擊的附加防護(hù)。 TN-S系統(tǒng)終端回路剩余電流保護(hù)設(shè)置示例設(shè)置RCD前提下,TN系統(tǒng)中允許局部TT 3、與過電流保護(hù)的關(guān)系 都是自動(dòng)切斷電源的保護(hù);技術(shù)原理不同;保護(hù)的故障不同,但有交集;用途不同。 (1)有過電流、但沒有剩余電流。如帶電導(dǎo)體間的短路,過負(fù)荷運(yùn)行。 (2)有剩余電流,但沒有過電流。如TT、IT系統(tǒng)碰殼故障,TN-S系統(tǒng)斷線跌落大地故障等。 (3)既有過電流,又有剩余電流。如TN-S系統(tǒng)碰殼故障(相保短路)。 可知,剩保與過保并不相
37、同,但對(duì)TN-S系統(tǒng)相保短路都能提供保護(hù),剩保靈敏性遠(yuǎn)高于過保。五、剩余電流保護(hù)的相關(guān)問題 1. 對(duì)地泄漏電流導(dǎo)致RCD誤動(dòng)作問題 對(duì)地泄漏電流,指無絕緣故障情況下從線路和設(shè)備流入大地的電流。 單相系統(tǒng):只相線有對(duì)地泄漏電流,成為剩余電流,但量值很難達(dá)到使RCD誤動(dòng)作的程度。 三相系統(tǒng):三相對(duì)地泄漏電流基本平衡,N線對(duì)地泄漏電流可忽略。只有三相不平衡部分成為剩余電流,典型值1020mA/km,且不同回路不一定代數(shù)相加。 220/380V單相及三相線路埋地、沿墻敷設(shè)穿管電線每公里泄漏 mAkm絕緣材質(zhì)截面積mm246101625355095120150185240聚氯乙稀525256627070
38、7999109112116127橡 皮273239404549495560606061聚 乙 烯172025262933333338383839電動(dòng)機(jī)泄漏電流 (單位:mA)運(yùn)行方式額定功率kW1.52.25.57.5111518.52230374555正常運(yùn)行0.150.180.290.380.500.570.650.720.871.001.091.22電動(dòng)機(jī)起動(dòng)0.580.791.572.052.392.633.033.484.585.576.607.99 2、 動(dòng)作方式與電源電壓有關(guān)的RCD在防護(hù)可靠性上的問題 TN-S系統(tǒng):碰殼即短路,RCD電壓大幅降低,可能導(dǎo)致RCD拒動(dòng)。 TT系統(tǒng)
39、:碰殼故障電流小,不影響RCD工作電壓,動(dòng)作不受影響。 現(xiàn)狀:我國(guó)RCCB和RCBO大都為電壓有關(guān)型,而TN系統(tǒng)又是主流,但尚未有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其做出明確規(guī)定。 3、 剩余電流與零序電流的異同 以三相四線制系統(tǒng)為例:三相電流之和的三分之一帶電導(dǎo)體電流之和 有零序電流,不一定有剩余電流零序電流可能從N導(dǎo)體流走。 問:有剩余電流,是否一定有零序電流? 問:三相三線制系統(tǒng)情況如何?計(jì)算電流也可能有對(duì)應(yīng)的物理電流,看測(cè)量。但:能測(cè)得剩余電流或零序電流處,不一定能肯定測(cè)得的就一定只是剩余電流或零序電流。 剩余電流、零序電流和過電路保護(hù)的關(guān)系。以三相四線制TN-S系統(tǒng)為例,以下情況哪些保護(hù)動(dòng)作: 相間短路時(shí)(三相
40、和兩相); 相中短路時(shí); 相保短路時(shí); 相導(dǎo)體直接接大地時(shí)。第五節(jié) 電氣分隔防護(hù) 一、電氣分隔的定義與方式 電氣分隔(electrical separation):將危險(xiǎn)帶電部分與所有其他電氣回路和電氣部件絕緣,以及與(局部)地絕緣,并防止一切接觸的防護(hù)措施。826-12-27 簡(jiǎn)單分隔(simple separation):采用基本絕緣使回路之間或回路與地之間分隔。 826-12-28 (電氣)保護(hù)分隔(electrical)protective separation):借助雙重絕緣、加強(qiáng)絕緣或基本絕緣與電氣保護(hù)屏蔽,將一電氣回路與另一電氣回路分隔。 826-12-29 (電氣)保護(hù)屏蔽((
41、electrical) protective screening/shielding):用與保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)連接的電氣保護(hù)屏蔽體將電氣回路和/或?qū)w與危險(xiǎn)帶電部分隔開,并提供電擊防護(hù)。195-06-18 (電氣)保護(hù)屏蔽體((electrical) protective screen/shield):用于將電氣回路和/或?qū)w與危險(xiǎn)帶電部分隔開的可導(dǎo)電屏蔽體。 195-06-17 (可導(dǎo)電的)屏蔽體((conductive) screen/shield) :將電氣回路和/或?qū)w包圍或隔開的可導(dǎo)電部件。195-02-38 問:保護(hù)屏蔽體與金屬外護(hù)物、遮攔有何不同?二、從定義到概念對(duì)電氣分隔及分隔
42、防護(hù)的理解 1、電氣分隔與工作絕緣和保護(hù)絕緣 電氣分隔依靠絕緣,而被分隔部分的設(shè)備、裝置及線纜本身已經(jīng)有工作絕緣和保護(hù)絕緣,這兩類絕緣之間有什么區(qū)別與聯(lián)系? 是相當(dāng)于再附加一層絕緣的措施嗎? 電氣分隔絕緣要點(diǎn):整體,封閉。 整體:被分隔回路所有危險(xiǎn)帶電部分總體作為絕緣對(duì)象,而非各危險(xiǎn)帶電部分之間或與其他可導(dǎo)電部分之間絕緣而這正是工作絕緣和/或保護(hù)絕緣的任務(wù)。部件絕緣 與回路絕緣的區(qū)別。 封閉:絕緣形成空間封閉面。結(jié)果是絕緣會(huì)截?cái)啾环指艋芈放c外界的任何電流傳導(dǎo)路徑?!巴饨纭奔劝ㄏ到y(tǒng),也包括環(huán)境。 能舉出有絕緣但無分隔的例子嗎? 2、電氣分隔絕緣的工程實(shí)現(xiàn)方式 可利用被分隔部分設(shè)備、裝置、線纜等
43、本有的保護(hù)絕緣,兼作電氣分隔的絕緣。不足部分補(bǔ)足。 3、電氣分隔電擊防護(hù)原理 電氣分隔為什么能作為故障防護(hù)? 如果一個(gè)空間封閉的絕緣面只有一處破損,任何情況下,可能有電流從破損處通過嗎? 廣義KCL! 為什么只考慮一處破損? 故障防護(hù)定義單一故障條件! 4、被分隔回路對(duì)電氣分隔防護(hù)的要求 (1)電流傳導(dǎo)通道必須被絕緣截?cái)唷?(2)電能傳輸通道不能被截?cái)?。電氣分隔不能使原有電能傳輸通道的傳輸特性發(fā)生不可忽略的改變! 技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑:能量轉(zhuǎn)換。具體方式如: 電磁電(如隔離變壓器) 電機(jī)械電(如電動(dòng)發(fā)電機(jī)組) 電光電(如信號(hào)系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換) 電化學(xué)電(如蓄電池逆變裝置) 電介質(zhì)電磁波電(如無線充電)電氣
44、分隔示例 97 5、再辯“隔離”與“分隔” 隔離(isolation):因?yàn)榘踩蚨鴮⒄麄€(gè)電氣裝置或其個(gè)別部分與每個(gè)電源徹底斷開的功能。826-17-01 目的,對(duì)象,技術(shù)原理,結(jié)果。 分隔( separation ):請(qǐng)同學(xué)自己歸納對(duì)比。三、采用隔離變壓器的電氣分隔及其電擊防護(hù)效果分析 1、正常工作分析 99兩相線,無N線相間電壓220V相地電壓110V二次繞組中點(diǎn)地電位 2、碰殼故障分析 人體電流等于正常時(shí)兩線對(duì)地泄露電流之和 工程含義是什么? 四、電氣分隔防護(hù)的性質(zhì)及安全條件 是故障防護(hù)措施,是在基本防護(hù)措施基礎(chǔ)上采取的間接電擊防護(hù)措施。 原理上有線地直接電擊防護(hù)作用,但工程上不作為基
45、本防護(hù)措施。 一般用于向單臺(tái)單相設(shè)備供電的回路。向多臺(tái)設(shè)備供電只適用于面向特定人員的防護(hù),且需補(bǔ)充條件。 1、電源條件 (1)被分隔回路電源必須是至少具有簡(jiǎn)單分隔的電源。意味著電源與其他回路分隔,且不得接地。 (2)被分隔回路電源電壓不應(yīng)大于交流500V(有效值)。 (3)使用隔離變壓器時(shí),單相變壓器容量不得超過25kVA,三相變壓器不得超過40kVA。102 2、回路條件 (1)被分隔回路帶電部分上任何一點(diǎn)都不允許與其他回路的帶電部分、地以及保護(hù)導(dǎo)體相連。RE帶電部分不接地 帶電部分接地 (2)被分隔的回路采用軟電纜和護(hù)套線時(shí),其中易受機(jī)械損傷的路段全長(zhǎng)都應(yīng)可見。便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。主要是為了
46、避免因絕緣破損導(dǎo)致線路中導(dǎo)體接地,破壞電氣分隔條件。 (3)被分隔回路外露可導(dǎo)電部分嚴(yán)禁與任何其他可導(dǎo)電部分相連,包括大地,以避免從分隔回路以外引入危險(xiǎn)電壓。形象地說,就是要使設(shè)備金屬外殼在電氣上處于對(duì)外界“懸浮”狀態(tài)。 如果被分隔部分的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分容易有意或無意地與其他回路的外露可導(dǎo)電部分接觸,則電擊防護(hù)就不再僅依賴于電氣分隔,還要依靠其他回路的外露可導(dǎo)電部分的電擊防護(hù)來實(shí)現(xiàn)。 (4)被分隔回路線纜宜盡量與其他回路線纜分開敷設(shè),且應(yīng)采用無金屬外皮的多芯電纜,或穿絕緣套管、絕緣線槽、絕緣槽盒的絕緣電線。當(dāng)與其他回路線纜一起敷設(shè)時(shí),應(yīng)滿足兩條要求:被分隔回路額定電壓不低于其他回路中最高的標(biāo)
47、稱電壓;每個(gè)回路都具有過電流保護(hù)。第(3)條的具體體現(xiàn)。 (5)被分隔回路線路長(zhǎng)度與標(biāo)稱電壓之積不宜大于1000000V m。這主要是為了控制被分隔回路的對(duì)地泄漏電流,使其不能達(dá)到危險(xiǎn)的量值。 3、對(duì)多臺(tái)電氣設(shè)備電氣分隔的補(bǔ)充要求 有新的電擊危險(xiǎn)性產(chǎn)生。 依靠基于“不接地的等電位聯(lián)結(jié)” 的其他電擊防護(hù)措施予以防護(hù)。 (1)被分隔回路的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)用絕緣的不接地的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體互相連通,這些導(dǎo)體不得與任何其他可導(dǎo)電部分相連。原理在于通過等電位聯(lián)結(jié),將二次碰殼故障變成短路故障,可以通過過電流保護(hù)自動(dòng)切斷電源實(shí)施防護(hù)。 (2)被分隔回路中所有插座必須帶有供等電位聯(lián)結(jié)用的專用插孔。與以上(1)中等
48、電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)相連接。 (3)除了為II類設(shè)備供電的軟電纜外,所有軟電纜都必須包含一根用于等電位聯(lián)結(jié)的保護(hù)芯線。與以上(2)中插座一起實(shí)現(xiàn)不接地的等電位聯(lián)結(jié)。 (4)在不同設(shè)備上發(fā)生二次碰殼故障時(shí),應(yīng)確保有一臺(tái)設(shè)備的過電流保護(hù)裝置動(dòng)作自動(dòng)切斷電源,切斷時(shí)間應(yīng)滿足電擊防護(hù)要求。 隔離變壓器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問題。 查到專用標(biāo)準(zhǔn)為GB13028-1991隔離變壓器和安全隔離變壓器技術(shù)要求,未查到更新版。 GB19212.1-2003電力變壓器、電源裝置和類似產(chǎn)品的安全 第1部分:通用要求和試驗(yàn)明確,該部分替代GB13028-1991第一篇。 術(shù)語問題在此處略顯尷尬用隔離變壓器作電氣分隔。第六節(jié) 特低電壓防護(hù)
49、一、特低電壓及其量值的討論 特低電壓閾值、限值、額定值。電壓區(qū)段 1、特低電壓及其閾值與限值 特低電壓ELV(extra-low voltage):人體處于規(guī)定環(huán)境中,以規(guī)定方式長(zhǎng)時(shí)間承受而不造成不良生理效應(yīng)的最高電壓值以下的電壓,這個(gè)最高電壓值稱為ELV閾值。 閾值科學(xué)研究結(jié)果,但需預(yù)設(shè)條件(接觸面積、壓力)。預(yù)設(shè)條件特點(diǎn):不可窮舉。閾值數(shù)據(jù):人體效應(yīng)的約定時(shí)間/電壓區(qū)域(第一節(jié))。 限值工程應(yīng)用依據(jù)。來源于閾值,但不等于閾值。需考慮應(yīng)用條件與閾值“規(guī)定”試驗(yàn)條件的差異性、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全限設(shè)等因素,以及防護(hù)措施的影響。 限值由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 兩個(gè)層面的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)限值作出規(guī)定:基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
50、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下制定,并不得違背基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)見GB/T 16499安全出版物的編寫及基礎(chǔ)安全出版物和多專業(yè)共用安全出版物的應(yīng)用導(dǎo)則。 GB/T 3805特低電壓(ELV)限值為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)??紤]肌肉反應(yīng)和室顫效應(yīng)。最新2008版。環(huán)境狀況電壓限值V正常(無故障)單故障雙故障交流直流交流直流交流直流100001636216353370不適用3337055140不適用4特殊應(yīng)用對(duì)接觸面積小于1mm2的不可緊握部件,電壓限值分別為66V和80V。在電池充電時(shí),電壓限值分別為75V和150V。1. 環(huán)境狀況1:皮膚阻抗和對(duì)地電阻均可忽略不計(jì)(例如人體浸沒條件)。2. 環(huán)境狀況2:皮膚阻抗和對(duì)地電
51、阻降低(例如潮濕條件)。3. 環(huán)境狀況3:皮膚阻抗和對(duì)地電阻均不降低(例如干燥條件)。4. 環(huán)境狀況4:特殊狀況(例如電焊、電鍍)。另行規(guī)定。GB/T 3805穩(wěn)態(tài)特低電壓限值 上表是按接觸面積約80mm2制定的,相當(dāng)于手掌接觸。在限值以下的電壓不對(duì)人構(gòu)成危險(xiǎn),這與直接接觸或間接接觸無關(guān),與環(huán)境狀況關(guān)系密切。 那為什么正常與故障條件下限值不同?風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全限設(shè)等不同。 GB/T 18379建筑物電氣裝置的電壓區(qū)段為限值的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。 將交流1000V和直流1500V以下低壓系統(tǒng)按標(biāo)稱電壓劃分為區(qū)段I和區(qū)段II兩個(gè)區(qū)段。 區(qū)段具體劃分如下。114 GB/T3805中ELV限值數(shù)據(jù),是對(duì)危險(xiǎn)電
52、壓上限的一種客觀描述,是技術(shù)意義上允許的最大值,是采用ELV系統(tǒng)進(jìn)行電擊防護(hù)時(shí)不得逾越的界限,它與低壓系統(tǒng)區(qū)段I電壓限值交流50V和直流120V不是同一個(gè)概念。區(qū)段I電壓限值是以GB3805中ELV限值為依據(jù),針對(duì)建筑物電氣裝置安全防護(hù)制定的。例如, GB3805中干燥環(huán)境條件下單故障時(shí)ELV限值為55V,已超過區(qū)段I電壓限值50V,這正說明在區(qū)段I范圍內(nèi)的特低電壓作為干燥環(huán)境條件下的間接電擊防護(hù)是安全的,還留有裕量。 2、III類設(shè)備額定值 III類設(shè)備指采用SELV或PELV供電的設(shè)備。設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)會(huì)規(guī)定額定電壓(推薦)系列值,作為標(biāo)準(zhǔn)化手段之一。系列值是在ELV限值之內(nèi)的值。 典型系列值列舉
53、:48V、24V、12V、6V?,F(xiàn)狀42V、36V也多有采用。 問:3648V額定值已經(jīng)超過GB3805中干燥條件下正常狀態(tài)ELV限值33V,如何解釋?二、低壓電氣裝置特低電壓防護(hù)分類 工頻交流50V和直流120V以下電壓為特低電壓。 業(yè)界不同聲音:SELV只用縮寫,不予以解釋。理由基于標(biāo)準(zhǔn)中慎用“安全”一詞的規(guī)定,且有歷史會(huì)議共識(shí)。 1、SELV 能保證正常條件下和包含其他回路接地故障在內(nèi)的單一故障條件下,都不會(huì)出現(xiàn)超過特低電壓的電壓值。 用于具有嚴(yán)重電擊危險(xiǎn)性的場(chǎng)所,作為主要或唯一的電擊防護(hù)措施使用,所保護(hù)的系統(tǒng)不能接地。 應(yīng)用場(chǎng)所如如游泳池、娛樂場(chǎng)等。 2、PELV 能保證正常條件下和自
54、身單一故障條件下,都不會(huì)出現(xiàn)超過特低電壓的電壓值,但其他回路接地故障除外。 用于一般電擊危險(xiǎn)性場(chǎng)所,所保護(hù)的系統(tǒng)可以接地,一般還需要配合其他電擊防護(hù)措施一起使用,,如自動(dòng)切斷電源、等電位聯(lián)結(jié)等。 問:SELV防護(hù)效果明顯好于PELV,還少一個(gè)接地措施。那為什么還用PELV?工程中不能保證SELV“不能接地”的要求時(shí)使用。 3、FELV 因工作原因而非保護(hù)要求使用特低電壓,不屬于特低電壓防護(hù)范疇。但如果需要,可借助其本有的特低電壓特性,輔以其他防護(hù)條件,以達(dá)到電擊防護(hù)要求。 FELV達(dá)到電擊防護(hù)要求后,一定成為SELV或PELV,不再只是FELV。三、特低電壓防護(hù)的性質(zhì) SELV和PELV既可作
55、為基本防護(hù)措施,又可作為故障防護(hù)措施,但兩種防護(hù)所需安全條件有所不同。 FELV作為防護(hù)系統(tǒng)的前提是已完全滿足SELV或PELV的條件。 SELV和PELV是在與其他非SELV和PELV的回路間實(shí)施了保護(hù)分隔防護(hù)、相互之間又實(shí)施了基本絕緣防護(hù)的基礎(chǔ)上,以限制電壓量值為手段的電擊防護(hù)措施。四、SELV和PELV的安全條件 1、電壓值選取 (1)干燥環(huán)境中作間接電擊防護(hù):應(yīng)具有基本絕緣,采用交流50V或直流120V以下標(biāo)稱電壓。 (2)干燥環(huán)境中作直接電擊防護(hù):應(yīng)采用交流25V、直流60V及以下標(biāo)稱電壓。PELV外露可導(dǎo)電部分和/或帶電部分應(yīng)通過PE導(dǎo)體與總接地端子相連。 (3)任何情況下,標(biāo)稱電
56、壓不超過交流12V或直流30V,可不采取其他直接電擊防護(hù)措施。 三個(gè)電壓限值:以交流50V、直流120V為基準(zhǔn)值,標(biāo)幺值分別為1、0.5和0.25。 2、電源條件 (1)安全隔離變壓器或與其等效的具有多個(gè)隔離繞組的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組。 (2)電化學(xué)電源(如蓄電池)或與電壓較高回路無關(guān)的其他獨(dú)立電源(如柴油發(fā)電機(jī)組)。 (3)即使在故障時(shí)仍能確保輸出端子上的電壓不超過ELV限值的電子裝置。如果這類電子裝置出線端子上出現(xiàn)較高電壓,但能確保帶電部分被人體觸及、或與外露可導(dǎo)電部分發(fā)生故障時(shí),出線端子電壓立即下降到ELV限值以下,也是允許的。驗(yàn)證這一要求的方法為用內(nèi)阻不小于3k的電壓表測(cè)量時(shí),端子電壓在限值以下。這類電源不以預(yù)期接觸電壓判斷電擊危險(xiǎn)性,而以實(shí)際接觸電壓為準(zhǔn)。 3、回路配置 主要考慮外界引入高電位產(chǎn)生電擊的問題,即避免產(chǎn)生額外的電擊危險(xiǎn)性。 主要使用電氣分隔和基本絕緣的技術(shù)方案,具體措施規(guī)定很繁瑣,主要原則有三
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