第四章 雙重絕緣漏電保護

第四章雙重絕緣漏電保護第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第四章雙重絕緣、加強絕緣、安全電壓、電氣隔離和漏電保護本章內(nèi)容:雙重絕緣、加強絕緣;安全電壓;電氣隔離;漏電保護第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五電擊防護特點:雙重絕緣、加強絕緣、安全電壓、電氣隔離和漏電保護均屬兼有直接接觸電擊防護和間接接觸電擊防護的安全措施。

雙重絕緣和加強絕緣是在基本絕緣的直接接觸電擊防護的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)上附加絕緣或加強絕緣，使之具備了間接接觸電擊防護功能的安全措施。第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五安全電壓、電氣隔離和漏電保護的保護原理，本質(zhì)上都是將作用于人體的電流能量限制到?jīng)]有危險的程度，不同之處是：前者的著眼點在于對帶電部分的電壓值進行限制，后者的著眼點在于對作用于人體的電流強度和作用時間進行限制。第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)雙重絕緣和加強絕緣雙重絕緣和加強絕緣的結(jié)構(gòu)第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五工作絕緣，又稱基本絕緣或功能絕緣，是保證電氣設(shè)備正常工作和防止觸電的基本絕緣，位于帶電體與不可觸及金屬件之間。保護絕緣，又稱附加絕緣，是在工作絕緣因機械破損或擊穿等而失效的情況下，可防止觸電的獨立絕緣，位于不可觸及金屬件與可觸及金屬件之間。雙重絕緣，是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。加強絕緣，在絕緣強度和機械性能上具備了與雙重絕緣同等附能力的單一絕緣，在構(gòu)成上可以包含一層或多層絕緣材料。第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五具有雙重絕緣和加強絕緣的設(shè)備屬于Ⅱ類設(shè)備。按外殼特征分為以下三類Ⅱ類設(shè)備：全部絕緣外殼的Ⅱ類設(shè)備。全部金屬外殼的Ⅱ類設(shè)備。兼有絕緣外殼和金屬外殼兩種特征的Ⅱ類設(shè)備。Ⅱ類設(shè)備應(yīng)在明顯位置標上作為Ⅱ類設(shè)備技術(shù)信息一部分的“回”形標志。例如標在額定值標牌上。

第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五2雙重絕緣和加強絕緣的安全條件由于具有雙重絕緣或加強絕緣，Ⅱ類設(shè)備無須再采取接地、接零等安全措施，因此，對雙重絕緣和加強絕緣的設(shè)備可靠性要求較高。雙重絕緣和加強絕緣的設(shè)備應(yīng)滿足以下安全條件。絕緣電阻和電氣耐壓強度外殼防護和機械強度電源連接線第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五3不導(dǎo)電環(huán)境不導(dǎo)電環(huán)境:地板、墻壁等等都用不導(dǎo)電的材料制成的場所。不導(dǎo)電環(huán)境應(yīng)符合如下的安全要求：地板和墻壁每一點的電阻：500V及以下者不應(yīng)小于50kΩ，500V以上者不應(yīng)小于100Ω。保持間距或設(shè)置屏障，防止人體在工作絕緣失效后同時觸及到不同電位的導(dǎo)體。場所內(nèi)不得設(shè)置保護零線或保護地線。

第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五并應(yīng)有防止場所內(nèi)高電位引出場所外和場所外低電位引入場所內(nèi)的措施。場所的不導(dǎo)電性能應(yīng)具有永久性特征，不應(yīng)因受潮或設(shè)備的變動等原因使安全水平降低。第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)安全電壓安全電壓是指使通過人體的電流不超過允許范圍的電壓（又稱安全特低電壓），人體的電流是不可能事先計算出來的.因此為確定安全條件,不按“安全電流”而是按“安全電壓”來估算安全電壓是屬于兼有直接接觸電擊和間接接觸電擊防護的安全措施。保護原理：通過對系統(tǒng)中可能作用于人體的電壓進行限制，從而使觸電時流過人體的電流受到抑制，將觸電危險性控制在沒有危險的范圍內(nèi)。第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五1特低電壓的區(qū)段、限值和安全電壓額定值特低電壓區(qū)段交流(工頻)：無論是相對地或相對相之間均不大于50V(有效值)；直流(無紋波)：無論是極對地或極對極之間均不大于120V。第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五2)特低電壓限值限值是指任何運行條件下，任何兩導(dǎo)體間不可能出現(xiàn)的最高電壓值。特低電壓值可作為從電壓值的角度評價電擊防護安全水平的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。我國國家標準GB3805-83《安全電壓》規(guī)定，工頻有效值的限值為50V、直流電壓的限值為120V。第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五我國標準還推薦：當接觸面積大于1㎝2、接觸時間超過1s時，干燥環(huán)境中工頻電壓有效值的限值為33V、直流電壓限值為70V；潮溫環(huán)境中工頻電壓有效值的限值為16V、直流電壓限值為35V。制定特低電壓限制的環(huán)境條件皮膚阻抗和對地電阻均忽略不計（水中）皮膚阻抗和對地電阻降低（降低）皮膚阻抗和對地電阻均不降低（干燥）特殊情況，如電焊電鍍（外殼有保護接地）第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五3）安全電壓額定值

我國國家標準

GB3805-83《安全電壓》規(guī)定了安全電壓的系列，將安全電壓額定值

(工頻有效值)的等級規(guī)定為：42V、36V、24V、12V和

6V。特別危險環(huán)境中使用的手持電動工具應(yīng)采用

42V安全電壓；有電擊危險環(huán)境中使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用

36V或

24V安全電壓；金屬容器內(nèi)、特別潮濕處等特別危險環(huán)境中使用的手持照明燈應(yīng)采用

12V安全電壓；水下作業(yè)等場所應(yīng)采用

6V安全電壓；當電氣設(shè)備采用

24V以上安全電壓時，必須采取防護直接接觸電擊的措施。第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五2.2特低電壓防護的類型及安全條件1)特低電壓保護類型分為以下三類

:安全特低電壓SELV(SafetyExtraLowVoltage,縮寫SELV)。保護特低電壓PELV

(ProtectiveExtraLowVoltage,縮寫PELV)。只作為保護接地系統(tǒng)的安全特低電壓用防護。功能特低電壓FELV

(FunctionalExtraLowVoltage,縮寫FELV)。由于功能上的原因

(非電擊防護目的

)，采用了特低電壓，但不能滿足或沒有必要滿足

SELV和

PELV的所有條件。第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五2)安全條件與防電擊比較SELV適用于不接地系統(tǒng)的安全特低電壓用的防護。交流25v，直流60v以下,無須直接接觸電擊防護；若標稱電壓超過25V交流有效值或60V無紋波直流值，應(yīng)裝設(shè)必要的遮欄或外護物，或者提高絕緣等級；

SELV回路的帶電部分嚴禁與大地或其他回路的帶電部分或保護導(dǎo)體相連接；第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五若設(shè)備功能要求與外部可導(dǎo)電部分進行連接，則應(yīng)采取措施，使這部分所能出現(xiàn)的電壓不超過安全特低電壓。如果

SELV回路的外露可導(dǎo)電部分容易偶然或被有意識地與其他回路的外露可導(dǎo)電部分相接觸，則電擊保護就不能再僅僅依賴于

SELV的保護措施，還應(yīng)依靠其他回路的外露可導(dǎo)電部分的保護方法，如發(fā)生接地故障時自動切斷電源。第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五PELV只作為保護接地系統(tǒng)的安全特低電壓用防護。

PELV允許回路接地。由于

PELV回路的接地，有可能從大地引入故障電壓，使回路的電位升高，因此，PELV的防護水平要求比

SELV要高。利用必要的遮欄或外護物，或者提高絕緣等級來實現(xiàn)直接接觸電擊防護。如果設(shè)備在等電位聯(lián)結(jié)有效區(qū)域內(nèi)，以下情況可不進行上述直接接觸電擊防護。

當標稱電壓不超過

25V交流有效值或

60V無紋波直流值，而且設(shè)備僅在干燥情況下使用，且?guī)щ姴糠植淮罂赡芡梭w大面積接觸時；在其他任何情況下，標稱電壓不超過

6V交流有效值或

15V無紋波直流值。第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五3)FELV由于功能上的原因

(非電擊防護目的

)，采用了特低電壓，但不能滿足或沒有必要滿足

SELV和

PELV的所有條件。FELV防護是在這種前提下，補充規(guī)定了某些直接接觸電擊和間接接觸電擊防護措施的一種防護。第一

,裝設(shè)必要的遮欄或外護物，或者提高絕緣等級來實現(xiàn)直接接觸電擊防護。第二

,當

FELV回路設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與一次側(cè)回路的保護導(dǎo)體相連接時，應(yīng)在一次側(cè)回路裝設(shè)自動斷電的防護裝置，以實現(xiàn)間接接觸電擊的防護。第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五

上述三類中以SELV應(yīng)用最廣，國家標準GB3805-83《安全電壓》中的安全電壓相當于SELV。第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)電氣隔離所謂電氣隔離，就是將電源與用電回路做電氣上的隔離，即將用電的分支電路與整個電氣系統(tǒng)隔離，使之成為一個在電氣上被隔離的獨立的不接地的安全系統(tǒng)，以防止發(fā)生間接接觸觸電。第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五采用電壓比為1:1，即一次側(cè)與二次側(cè)電壓相等的隔離變壓器，實現(xiàn)工作回路與其他電氣回路上的電氣隔離。采用安全等級相當于隔離變壓器的電源（如具有同等能力的發(fā)電機、蓄電池）1電氣隔離防護方式第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五2電氣隔離的安全原理電氣隔離實質(zhì)上是將接地的電網(wǎng)轉(zhuǎn)換為一范圍很小的不接地電網(wǎng)。第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五3電氣隔離的安全條件單獨的供電電源有的僅對單一設(shè)備供電，有的同時對多臺設(shè)備供電。對這兩種情況，從安全條件上有其通用的要求，也有各自特殊要求。(1)通用要求電氣上隔離的回路，其電壓不得超過

500V交流有效值。電氣上隔離的回路必須由隔離的電源供電。使用隔離變壓器供電時，隔離變壓器必須具有加強絕緣的結(jié)構(gòu)，其溫升和絕緣電阻要求與安全隔離變壓器相同。最大容量單相變壓器不得超過25kVA、三相變壓器不得超過4OKVA。第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五被隔離回路的帶電部分保持獨立，嚴禁與其他電氣回路、保護導(dǎo)體或大地有任何電氣連接。應(yīng)有防止被隔離回路發(fā)生故障接地及竄入其他電氣回路的措施。若設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分易于與其他回路的外露可導(dǎo)電部分形成接觸，則觸電防護就不應(yīng)再依賴于電氣隔離，而必須采取電擊防護措施，例如實行以外露可導(dǎo)電部分接地為條件的自動切斷電源的防護。第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五軟電線電纜中易受機械損傷的部分的全長均應(yīng)是可見的。被隔離回路應(yīng)盡量采用獨立的布線系統(tǒng)。隔離變壓器的二次側(cè)線路電壓過高或線路過長都會降低回路對地絕緣水平。因此，必須限制二次側(cè)電壓和二次側(cè)線路長度，電壓與長度的乘積不應(yīng)超過10000OV﹒m。此時，布線系統(tǒng)的長度不應(yīng)超過200m。第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(2)對多臺電氣設(shè)備隔離的補充要求：①當實行電氣隔離的為多臺電氣設(shè)備時，必須用絕緣和不接地的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體相互連接。還須注意，等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體嚴禁與其他回路的保護導(dǎo)體、外露可導(dǎo)電部分或任何可導(dǎo)電部分連接。②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。第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五③除了為Ⅱ類設(shè)備供電的軟電纜之外，所有軟電纜都必須包含一根用于等電位聯(lián)結(jié)的保護芯線；④設(shè)置自動切斷供電的保護裝置，用于在隔離回路中兩臺設(shè)備發(fā)生不同相線的碰殼故障時，按規(guī)定的時間自動切斷故障回路的供電。第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)漏電保護漏電保護是利用漏電保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術(shù)措施。漏電保護裝置又稱為剩余電流保護裝置(ResidualCurrentOperatedProtectiveDevice,縮寫RCD)。名稱：接地故障斷路器（美）故障電壓保護器（德）剩余電流動作斷路器（英）差動剩余電流斷路器（法）漏電電流斷路器（日）第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五1漏電保護功能特點漏電保護裝置是一種低壓安全保護電器主要用于單相電擊保護用于防止由漏電引起的火災(zāi)用于檢測和切斷各種一相接地故障漏電保護裝置的功能是提供間接接觸電擊保護，而額定漏電動作電流不大于30mA的漏電保護裝置，在其他保護措施失效時，也可作為直接接觸電擊的補充保護，但不能作為基本的保護措施。第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五2漏電保護裝置的分類(1)按漏電保護裝置中間環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)特點分類電磁式漏電保護裝置。其中間環(huán)節(jié)為電磁元件。其特點是耐過電流和過電壓沖擊的能力較強，因而無需輔助電源，當主電路缺相時仍能起漏電保護作用。但其靈敏度不易提高，且制造工藝復(fù)雜，價格較高。電子式漏電保護裝置。其中間環(huán)節(jié)使用了由電子元件構(gòu)成的電子電路。其特點是靈敏度高、動作電流和動作時間調(diào)整方便、使用耐久。但電子式漏電保護裝置對使用條件要求嚴格，抗電磁干擾性能差，當主電路缺相時，可能會失去輔助電源而喪失保護功能。第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(2)按結(jié)構(gòu)特征分類開關(guān)型漏電保護裝置。它是一種將零序電流互感器、中間環(huán)節(jié)和主開關(guān)組合安裝在同一機殼內(nèi)的開關(guān)電器，通常稱為漏電開關(guān)或漏電斷路器。其特點是：當檢測到觸電、漏電后，保護器本身即可直接切斷被保護主電路的供電電源。這種保護器有的還兼有短路保護及過載保護功能。組合型漏電保護裝置。它是一種由漏電繼電器和主開關(guān)通過電氣連接組合而成的漏電保護裝置。當發(fā)生觸電、漏電故障時，由漏電繼電器進行信號檢測、處理和比較，通過其脫扣器或繼電器動作，發(fā)出報警信號；也可通過控制觸點去操作主開關(guān)切斷供電電源。第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(3)按安裝方式分類固定位置安裝、固定接線方式的漏電保護裝置；帶有電纜的可移動使用的漏電保護裝置。第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(4)按極數(shù)和線數(shù)分類單極二線漏電保護裝置二極漏電保護裝置二極三線漏電保護裝置三極漏電保護裝置三極四線漏電保護裝置四極漏電保護裝置第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(5)按動作時間分類按動作時間可將漏電保護裝置分為：快速動作型漏電保護裝置延時型漏電保護裝置反時限型漏電保護裝置。第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(6)按動作靈敏度分類按動作靈敏度可將漏電保護裝置分為：高靈敏度型漏電保護裝置中靈敏度型漏電保護裝置低靈敏度型漏電保護裝置。第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五3漏電保護裝置工作原理電氣設(shè)備漏電時，將呈現(xiàn)出異常的電流和電壓信號。漏電保護裝置通過檢測此異常電流或異常電壓信號，經(jīng)信號處理，促使執(zhí)行機構(gòu)動作，藉助開關(guān)設(shè)備迅速切斷電源。目前，國內(nèi)外漏電保護裝置的研制生產(chǎn)及有關(guān)技術(shù)標準均以電流型漏電保護裝置為對象。第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五工作原理圖第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五漏電保護裝置的組成(1)檢測元件。它是一個零序電流互感器，如圖所示。圖中，被保護主電路的相線和中性線穿過環(huán)行鐵心構(gòu)成了互感器的一次線圈N1，均勻纏繞在環(huán)行鐵心上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈N2。檢測元件的作用是將漏電電流信號轉(zhuǎn)換為電壓或功率信號輸出給中間環(huán)節(jié)。(2)中間環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)對來自零序電流互感器的漏電信號進行處理。中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器(或繼電器)等，不同型式的漏電保護裝置在中間環(huán)節(jié)的具體構(gòu)成上型式各異。第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五漏電保護裝置的組成

(3)執(zhí)行機構(gòu)。該機構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號，實施動作，自動切斷故障處的電源。執(zhí)行機構(gòu)多為帶有分勵脫扣器的自動開關(guān)或交流接觸器。

(4)輔助電源。當中間環(huán)節(jié)為電子式時，輔助電源的作用是提供電子電路工作所需的低壓電源。

(5)試驗裝置。這是對運行中的漏電保護裝置進行定期檢查時所使用的裝置。通常是用一只限流電阻和檢查按鈕相串聯(lián)的支路來模擬漏電的路徑，以檢驗裝置能否正常動作。第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五4漏電保護裝置的主要技術(shù)參數(shù)關(guān)于漏電動作性能的技術(shù)參數(shù)（1）額定漏電動作電流（I△n）。它是指在規(guī)定的條件下，漏電保護裝置必須動作的漏電動作電流值。該值反映了漏電保護裝置的靈敏度。第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五我國標準規(guī)定的額定漏電動作電流值從6mA到20000mA共15個等級。其中，30mA及以下者屬于高靈敏度，主要用于防止各種人身觸電事故；30mA以上至1000mA者屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災(zāi)；1000mA以上者屬低靈敏度，用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地事故。第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(2)額定漏電不動作電流

(I△no)。它是指在規(guī)定的條件下，漏電保護裝置必須不動作的漏電不動作電流值。為了防止誤動作，漏電保護裝置的額定不動作電流不得低于額定動作電流的1/2。第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五(3)漏電動作分斷時間。它是指從突然施加漏電動作電流開始到被保護電路完全被切斷為止的全部時間。為適應(yīng)人身觸電保護和分級保護的需要，漏電保護裝置有快速型、延時型和反時限型三種?？焖傩瓦m用于單級保護，用于直接接觸電擊防護時必須選用快速型的漏電保護裝置。延時型漏電保護裝置人為地設(shè)置了延時，主要用于分級保護的首端。反時限型漏電保護裝置是配合人體安全電流—時間曲線而設(shè)計的，其特點是漏電電流愈大，則對應(yīng)的動作時間愈小，呈現(xiàn)反時限動作特性。第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五快速型漏電保護裝置動作時間與動作電流的乘積不應(yīng)超過30mA﹒s。延時型漏電保護裝置延時時間的優(yōu)選值為：0.2s、0.4s、0.8s、1s、1.5s、2s。第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五其他技術(shù)參數(shù)(1)額定頻率為

50Hz;(2)額定電壓為

220V或

380V;(3)額定電流(In)為6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、(60A)、63A、(80A)、100A、(125A)、160A、200A、250A(帶括號值不推薦優(yōu)先采用)。第四十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五接通分斷能力額定動作電流I△n/mA接通分斷電流/AI△n≤10≥30010＜I△n≤50≥50050＜I△n≤100≥1000100＜I△n≤150≥1500150＜I△n≤200≥2000200<I△n≤250≥3000第四十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五5漏電保護裝置的選用選用漏電保護裝置應(yīng)首先根據(jù)保護對象的不同要求進行選型，既要保證在技術(shù)上有效，還應(yīng)考慮經(jīng)濟上的合理性。不合理的選型不僅達不到保護目的，還會造成漏電保護裝置的拒動作或誤動作。正確合理地選用漏電保護裝置，是實施漏電保護措施的關(guān)鍵。第五十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期五1)動作性能參數(shù)的選擇：防止人身觸電事故。10mA6mA的快速型漏電保護裝置防止火災(zāi)。30mA及其以下的漏電保護裝置。防止電氣設(shè)備燒毀。通常選用100mA到數(shù)安的漏電保護裝置。第五十一頁，共五十六