低壓電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)

MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\r1\hSEQMTChap\r1\h第一章電流通過(guò)人體時(shí)的效應(yīng)當(dāng)人體同時(shí)觸及不同電位的導(dǎo)電部分時(shí)電位差使電流流經(jīng)人體，稱(chēng)之為電接觸。視電流的大小和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，它對(duì)人體有不同的效應(yīng)。電流小時(shí)于人體無(wú)害，如用于診斷和治病的某些醫(yī)療電氣設(shè)備，接觸人體時(shí)，通過(guò)微量電流還對(duì)人體有益，這種電接觸被稱(chēng)作微電接觸。如通過(guò)人體的電流較大，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可使人受到傷害甚至死亡，這種電接觸被稱(chēng)作電擊。電擊危及人身，因此電專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)了解電流通過(guò)人體的效應(yīng)，才能采取有效的防范措施，避免發(fā)生電擊事故。幾個(gè)有關(guān)電氣安全的電流效應(yīng)閾值IEC60479《電流通過(guò)人體時(shí)的效應(yīng)》標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)測(cè)試結(jié)果規(guī)定電壓不大于1000V，頻率不大于l00Hz的交流電流通過(guò)人體時(shí)有以下幾個(gè)主要的效應(yīng)閾值：感覺(jué)閾值——人體能感覺(jué)出的最小電流值，一般為0.5mA，此值與電流通過(guò)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。擺脫閾值——當(dāng)人用手持握帶電導(dǎo)體時(shí)，如流過(guò)手掌的電流超過(guò)此值，手掌肌肉的反應(yīng)將是不依人意地緊握帶電導(dǎo)體而不是擺脫帶電導(dǎo)體，從而使電流得以持續(xù)通過(guò)人體。導(dǎo)致此效應(yīng)的最小電流稱(chēng)作擺脫閾值，此值因人而異，IEC取其平均值為10mA。如不能擺脫帶電導(dǎo)體，在較大電流長(zhǎng)時(shí)間作用下人體將遭受傷害甚至死亡。人體其他部位接觸帶電導(dǎo)體時(shí)可瞬即擺脫帶電導(dǎo)體，不存在電擊致死的危險(xiǎn)，但可能引起二次傷害．例如因電擊自高處墜地而招致傷亡。心室纖維性顫動(dòng)閾值——電流通過(guò)人體時(shí)引起的心室纖維性顫動(dòng)是電擊致死的主要原因，引起心室纖維性顫動(dòng)的最小電流，稱(chēng)為心室纖維性顫動(dòng)閾值(以下簡(jiǎn)稱(chēng)心室纖顫)。此閾值與通電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，也與人體條件、心臟功能狀況、電流在人體內(nèi)通過(guò)的路徑等有關(guān)，但與人的性別、膚色、種族無(wú)關(guān)。IEC60479標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試得出的導(dǎo)致心室纖顫的15至100Hz交流電流Ib與通電時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖1-1曲線c所示。圖中各區(qū)域的含義：①區(qū)——直線a左側(cè)的區(qū)域，通常無(wú)感覺(jué)；②區(qū)——直線a與折線b之間的區(qū)域，有電的感覺(jué)，但無(wú)病理反應(yīng)；③區(qū)——折線b至曲線c之間的區(qū)域，通常無(wú)器官損傷，可能出現(xiàn)肌肉收縮、呼吸困難、心房纖顫、無(wú)心室纖顫的短暫心臟停跳，此等病理反應(yīng)隨電流和時(shí)間的增大而加?。虎軈^(qū)——曲線c右側(cè)的區(qū)域，除出現(xiàn)③區(qū)的病理反應(yīng)外，還出現(xiàn)導(dǎo)致死亡的心室纖顫以及心臟停跳、呼吸停讓、嚴(yán)重?zé)齻确磻?yīng)，它隨電流和時(shí)間的增大而加劇。從圖1-1可知，如電擊電流和其持續(xù)時(shí)間在④區(qū)內(nèi)，人體就有死亡危險(xiǎn)。但在制定電氣安全措施時(shí)，尚需為其他一些外界影響條件留出一些裕量，通常以③區(qū)內(nèi)離曲線c一段距離的曲線L作為人體是否安全的界限，如圖1-1所示。從曲線L可知，只要Ib小于30mA，人體就不致因發(fā)生心室纖顫而電擊致死。據(jù)此國(guó)際上將防電擊的高靈敏度剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)RCD)的額定動(dòng)作電流值取為30mA。第二節(jié)不同潮濕環(huán)境條件下的不同接觸電壓限制電流Ib因施加于人體阻抗Zt上的接觸電壓而產(chǎn)生。接觸電壓越大，Ib也越大。在設(shè)計(jì)電氣裝置時(shí)計(jì)算Ib很困難，而計(jì)算接觸電壓比較方便。為此IEC又提出在干燥和潮濕環(huán)境條件下相應(yīng)的預(yù)期接觸電壓Ut—時(shí)間曲線L1和L2，如圖1-2所示。應(yīng)該說(shuō)明，圖1-2曲線L1和L2非自圖1-1曲線L按歐姆定理推算求得，因人體阻抗是隨接觸電壓的增大而減小的，故此曲線也系測(cè)試求得。還需說(shuō)明，在防電擊的計(jì)算中求出的是預(yù)期接觸電壓Ut，對(duì)于從手到足的電擊電流通路而言，它是施加于人體、鞋襪、地面等阻抗之和上的電壓，故人體實(shí)際接觸電壓常小于預(yù)期接觸電壓Ut。但在諸如赤足和導(dǎo)電地面之類(lèi)的情況下，鞋襪和地面電阻可不計(jì)，這時(shí)實(shí)際接觸電壓即為預(yù)期接觸電壓，故預(yù)期接觸電壓為最大的接觸電壓。為確保電氣安全和簡(jiǎn)化計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中接觸電壓都采用預(yù)期接觸電壓Ut。由圖1-2可知，在干燥條件下當(dāng)Ut不大于50V時(shí)，人體接觸此電壓不致發(fā)生心室纖顫，所以在干燥環(huán)境條件下將預(yù)期接觸電壓限值UL取為50V。據(jù)此，IEC將干燥環(huán)境條件下特低電壓設(shè)備的額定電壓定為48V(我國(guó)現(xiàn)仍沿用過(guò)去的36V)。在潮濕環(huán)境條件下，例如在施工場(chǎng)地、農(nóng)場(chǎng)等處，由于人體皮膚阻抗降低，大于25V的Ut即可導(dǎo)致引起心室纖顫的30mA以上的接觸電流Ib，據(jù)此IEC將潮濕環(huán)境條件下的UL值規(guī)定為25V，而特低電壓設(shè)備的額定電壓則規(guī)定為24V。在水下或特別潮濕環(huán)境條件下，例如在浴室或游泳池等場(chǎng)所內(nèi)，出于皮膚濕透，特低電壓設(shè)備的額定電壓IEC規(guī)定僅為12V或6V。需要注意，盡管不同潮濕環(huán)境條件下的接觸電壓限值各不相同，但導(dǎo)致人體心室纖顫的電流閾值都為30mA。這正是在不同潮濕環(huán)境條件下，IEC都規(guī)定裝用額定動(dòng)作電流不大于30mA的瞬動(dòng)RCD的原因。這一問(wèn)題在第二十三章第一節(jié)中還將作進(jìn)一步的敘述。電流通過(guò)人的效應(yīng)與局防護(hù)電器選用的關(guān)系從圖1-1可知，人體遭受電擊時(shí)發(fā)生心室纖顫致死的危險(xiǎn)程度，是與通過(guò)人體電流的大小及其持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)的。由此可知，手持式設(shè)備(例如手電鉆)和移動(dòng)式設(shè)備(例如落地?zé)?比固定式設(shè)備具有更大的電擊致死的危險(xiǎn)性。因在持握這類(lèi)絕緣損壞的設(shè)備時(shí)，如通過(guò)人體的電流大于30mA，由于已超過(guò)擺脫電流閾值10mA，所以人體不能脫離與電的接觸。若切斷電源的時(shí)間較長(zhǎng)超過(guò)圖1-1的發(fā)生心室纖顫閾值，即有可能電擊致死。因此對(duì)于手持式和移動(dòng)式設(shè)備，必須在圖1-1曲線L左側(cè)的相應(yīng)時(shí)間內(nèi)切斷電源。對(duì)于固定式設(shè)備和配電線路，因不存在手掌緊握故障設(shè)備不能擺脫的問(wèn)題，可在5s內(nèi)切斷電源。這也正是要求在接用手持式、移動(dòng)式設(shè)備的插座回路上裝用瞬動(dòng)RCD的原由。第二章供電系統(tǒng)的接地供電系統(tǒng)的兩個(gè)接地任一電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)都需處理兩個(gè)接地問(wèn)題：一個(gè)是系統(tǒng)內(nèi)電源端帶電導(dǎo)體的接地；另一個(gè)是負(fù)荷端電氣裝置外露導(dǎo)電部分的接地。就低壓供電系統(tǒng)而言，前者通常是指變壓器、發(fā)電機(jī)等中性點(diǎn)的接地，稱(chēng)作系統(tǒng)接地；后者通常是指電氣裝置內(nèi)電氣設(shè)備金屬外殼、布線金屬管槽等外露導(dǎo)電部分的接地，稱(chēng)作保護(hù)接地，如圖2-1所示。系統(tǒng)接地的作用系統(tǒng)接地的作用是保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，例如當(dāng)雷擊時(shí)，地面強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)使架空線路感應(yīng)幅值很大的瞬態(tài)過(guò)電壓，它持續(xù)時(shí)間極短，以微秒計(jì)，但過(guò)電壓幅值和上升陡度很大，使設(shè)備和線路承受危險(xiǎn)電涌電壓的沖擊。作系統(tǒng)接地后線路感應(yīng)的雷電荷獲得對(duì)地泄放的通路，大大降低了這一瞬態(tài)過(guò)電壓，減輕了設(shè)備和線路絕緣被擊穿的危險(xiǎn)。又如高、低壓共桿的架空線路，如果發(fā)生高壓線路墜落在低壓線路上的故障，如有系統(tǒng)接地，高壓側(cè)故障電流可通過(guò)低壓系統(tǒng)的系統(tǒng)接地返回電源，使高壓側(cè)繼電保護(hù)動(dòng)作面迅速切斷電源．從而避免或減輕故障的危害。如果不做系統(tǒng)接地，則當(dāng)系統(tǒng)中一相發(fā)生接地故障時(shí)，另兩相對(duì)地電壓將由原來(lái)的220V升高為線電壓(380V)，如圖2-2所示。由于沒(méi)有返回電源的導(dǎo)體通路，故障電流僅為極小的線地間的電容電流，保護(hù)電器不動(dòng)作，此過(guò)電壓將持續(xù)存在，人體如接觸無(wú)故障的相線，接觸電壓將高達(dá)380V，對(duì)設(shè)備及線路絕緣的安全也是很不利的。但是，也有不做系統(tǒng)接地的低壓系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的應(yīng)用是為了特殊的需要，它需補(bǔ)充一些安全措施，這在下文中將予以敘述。保護(hù)接地的作用保護(hù)接地是電氣裝置內(nèi)外露導(dǎo)電部分的接地，如圖2-1中RA所示。發(fā)生圖中所示的相線碰設(shè)備外殼接地故障后如未作保護(hù)接地，設(shè)備外殼的對(duì)地電壓Uf即為相電壓220V，人體若接觸此電壓電擊致死的危險(xiǎn)很大。作保護(hù)接地后，Uf僅為圖中PE線和RA上故障電流Id產(chǎn)生的電壓降，僅為220V的一部分。RA還為Id提供返回電源的通路，從而使防護(hù)電器動(dòng)作而切斷電源，起到防人身電擊和接地故障火災(zāi)的作用。保護(hù)接地對(duì)電氣安全是十分重要的，除特殊規(guī)定者外必須保證接地通路的導(dǎo)通。IEC規(guī)定圖2-1中的PE線上(包括PEN線)不允許裝設(shè)開(kāi)關(guān)以杜絕其開(kāi)斷。10/0.4kV配電變電所內(nèi)的兩個(gè)接地10/0.4kV配電變電所既是低壓系統(tǒng)的電源端，也是10kV系統(tǒng)的負(fù)荷端。因此它既有變壓器低壓中性點(diǎn)的系統(tǒng)接地，也有電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分的保護(hù)接地。在過(guò)去10kV網(wǎng)絡(luò)不接地系統(tǒng)中，這兩個(gè)接地通常是合一的。現(xiàn)在大城市10kV網(wǎng)絡(luò)逐漸改用經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，變電所內(nèi)這兩個(gè)地的分合需視具體情況而定，在第十二章將作討論。第三章帶電導(dǎo)體系統(tǒng)和接地系統(tǒng)的分類(lèi)我國(guó)有些電氣人員將設(shè)有專(zhuān)門(mén)的PE線的供電系統(tǒng)，三相的稱(chēng)作三相五線系統(tǒng)，單相的稱(chēng)作單相三線系統(tǒng)，這都是不規(guī)范的稱(chēng)渭。名不正則言不順，稱(chēng)謂上的錯(cuò)誤難免導(dǎo)致技術(shù)上的錯(cuò)誤。按IEC標(biāo)準(zhǔn)配電系統(tǒng)有兩種分類(lèi)方法：一是按帶電導(dǎo)體分類(lèi)，另一是按接地系統(tǒng)分類(lèi)。我國(guó)上述不規(guī)范的稱(chēng)謂混淆了這兩種截然不同性質(zhì)的配電系統(tǒng)。本章將按IEC標(biāo)準(zhǔn)介紹這兩種配電系統(tǒng)的分類(lèi)。第一節(jié)帶電導(dǎo)體系統(tǒng)分類(lèi)帶電導(dǎo)體指工作時(shí)帶電的導(dǎo)體，相線(L線)和中性線(N線)是帶電導(dǎo)體，保護(hù)接地線(PE線)不是帶電導(dǎo)體。帶電導(dǎo)體系統(tǒng)按帶電導(dǎo)體的相數(shù)和根數(shù)分類(lèi)，在根數(shù)中都不計(jì)PE線。IEC規(guī)定有如下幾種交流的帶電導(dǎo)電系統(tǒng)：?jiǎn)蜗鄡删€系統(tǒng)——例如我國(guó)供電給單相電器的一根相線和一根中性線的系統(tǒng)，如圖3-1所示。單相三線系統(tǒng)——這種系統(tǒng)在某些發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較多，例如在美國(guó)用一單相降壓變壓器給住宅樓以240/120V電壓供電，變壓器二次繞組電壓為240V，自繞組的中點(diǎn)抽出一接地的中線，從而引出240V和120V兩種電壓，如圖3-2所示。240V電壓供電熱等大負(fù)荷用電，120V電壓則供照明和小家用電器用電。它是單相系統(tǒng)，但有三根帶電導(dǎo)體。兩相三線系統(tǒng)——例如我國(guó)為減少線路電壓降自三相變壓器引出兩根相線和一根中性線給廠區(qū)或庭園照明供電的配電系統(tǒng)，如圖3-3所示。兩相五線系統(tǒng)——這是一種如圖3-4所示的配電系統(tǒng)，它是由兩個(gè)相位相差90°，中點(diǎn)相連的單相電源繞組的引出線構(gòu)成。由圖可知，它有四根相線和一根中性線共五根帶電導(dǎo)體。這種系統(tǒng)國(guó)外曾經(jīng)使用過(guò)，現(xiàn)在已很少應(yīng)用。三相三線系統(tǒng)——例如給三相電動(dòng)機(jī)供電的系統(tǒng)，如圖3-5所示。三相四線系統(tǒng)——這是國(guó)際上和我國(guó)廣泛應(yīng)用的具有三根相線和一根中性線的配電系統(tǒng)。不論有無(wú)PE線它都被稱(chēng)作三相四線系統(tǒng)，如圖3-6所示。第二節(jié)接地系統(tǒng)分類(lèi)接地系統(tǒng)分TN、TT和IT三種類(lèi)型，這些接地系統(tǒng)的文字符號(hào)的含義是：第一個(gè)字母說(shuō)明電源與大地的關(guān)系：T：電源的一點(diǎn)(通常是中性點(diǎn))與大地直接連接(T是“大地”一詞法文Terre的第一個(gè)字母)。I：電源與大地隔離或電源的一點(diǎn)經(jīng)高阻抗(例如1000Ω)與大地直接連接(I是“隔離”一詞法文Isolation的第一個(gè)字母)。第二個(gè)字母說(shuō)明電氣裝置的外露導(dǎo)電部分與大地的關(guān)系：T：外露導(dǎo)電部分直接接大地，它與電源的接地?zé)o聯(lián)系。N：外露導(dǎo)電部分通過(guò)與接地的電源中性點(diǎn)的連接而接地(N是“中性點(diǎn)”一詞法文Neutre的第一個(gè)字母)。TN系統(tǒng)按N線和PE線的不同組合又分為三種類(lèi)型：TN-C系統(tǒng)——在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的(C是“合一”一詞法文Combine的第一個(gè)字母)。TN-S系統(tǒng)——在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是分開(kāi)的(S是“分開(kāi)”一詞法文Separe的第一個(gè)字母)。TN-C-S系統(tǒng)——在全系統(tǒng)內(nèi)，僅在電氣裝置電源進(jìn)線點(diǎn)前N線和PE線是合一的，電源進(jìn)線點(diǎn)后即分為兩根線。需要說(shuō)明，TN-S系統(tǒng)N線和PE線的分開(kāi)是從變電所或發(fā)電站低壓配電盤(pán)出線處開(kāi)始算起的。因?yàn)閺淖儔浩骰虬l(fā)電機(jī)到低壓配盤(pán)的一段線路很短，可將它們看成一個(gè)電源點(diǎn)。只要此電源點(diǎn)的中性點(diǎn)是直接接地的，則從電源點(diǎn)的低壓配電盤(pán)可同時(shí)引出相線、中性線、PEN線和PE線。換言之，可同時(shí)引出除IT系統(tǒng)外的TN-S、TN-C、TN-C-S以至TT等不同接地系統(tǒng)的供電線路。各種類(lèi)型的接地系統(tǒng)見(jiàn)圖3-7至圖3-11。對(duì)各類(lèi)接地系統(tǒng)的評(píng)述上述接地系統(tǒng)各有其持點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，需對(duì)其有一了解以便正確地予以選用，下文將作一簡(jiǎn)述。TN-C系統(tǒng)從圖3-7可知，TN-C系統(tǒng)內(nèi)的PEN線兼起PE線和N線的作用，可節(jié)省一根導(dǎo)線，比較經(jīng)濟(jì)，我國(guó)過(guò)去曾按前蘇聯(lián)規(guī)程的規(guī)定，廣泛采用這一系統(tǒng)。但從電氣安全著眼，這—系統(tǒng)存在以下問(wèn)題。(1)如系統(tǒng)為一單相回路，當(dāng)PEN線中斷時(shí)，設(shè)備金屬外殼對(duì)地將帶220V的故障電壓，電擊死亡的危險(xiǎn)很大，220V電壓傳導(dǎo)路徑見(jiàn)圖3-12虛線所示，在此不再贅述。(2)如PEN線穿過(guò)RCD，因接地故障電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在RCD內(nèi)互相抵消而使RCD拒動(dòng)，所以在TN-C系統(tǒng)內(nèi)不能裝用RCD防電擊。(3)進(jìn)行電氣維修時(shí)需用四極開(kāi)關(guān)來(lái)隔斷中性線上可能出現(xiàn)的故障電壓的傳導(dǎo)。因PEN線含有PE線而不允許被開(kāi)關(guān)切斷，所以TN-C系統(tǒng)內(nèi)不能裝用四極開(kāi)關(guān)來(lái)保證維修人員的安全。關(guān)于四極開(kāi)關(guān)的應(yīng)用將在第十六章中作介紹。(4)PEN線因通過(guò)中性線電流產(chǎn)生電壓降，從而使所接設(shè)備的金屬外殼對(duì)地帶電位。此電位可能對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，也可能在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)打火引爆。按IEC標(biāo)準(zhǔn)易爆場(chǎng)所內(nèi)是不允許出現(xiàn)PEN線和采用TN-C系統(tǒng)的。另外，帶電位的與地接觸的設(shè)備金屬外殼可在地內(nèi)產(chǎn)生雜散電流，在一定程度上腐蝕地下金屬結(jié)構(gòu)和管道，為此IEC標(biāo)準(zhǔn)要求PEN線應(yīng)按可能遭受的最高電壓加以絕緣。由于上述一些不安全因素，除維護(hù)管理水平較高的場(chǎng)所外，現(xiàn)時(shí)TN-C系統(tǒng)己很少采用。TN-S系統(tǒng)從圖3-8可知，在整個(gè)TN-S系統(tǒng)內(nèi)，PE線和N線被分為兩根線。除非施工安裝有誤，除微量對(duì)地泄漏電流外，PE線平時(shí)不通過(guò)電流，也不帶電位。它只在發(fā)生接地故障時(shí)通過(guò)故障電流，因此電氣裝置的外露導(dǎo)電部分對(duì)地平時(shí)不帶電位，比較安全，但它需在回路的全長(zhǎng)多敷用一根導(dǎo)線。TN-C-S系統(tǒng)從圖3-9可知，TN-C-S系統(tǒng)自電源到用戶(hù)電氣裝置之間節(jié)省了一根專(zhuān)用的PE線。這一段PEN線上的電壓降使整個(gè)電氣裝置對(duì)地升高一ΔUPEN的電壓。但由于電氣裝置內(nèi)設(shè)有第六章所述的總等電位聯(lián)結(jié)，且在電源進(jìn)線點(diǎn)后PE線即和N線分開(kāi)，而PE線并不產(chǎn)生電壓降，整個(gè)電氣裝置對(duì)地電位都是ΔUPEN而在裝置內(nèi)并沒(méi)有出現(xiàn)電位差，因此不會(huì)發(fā)生TN-C系統(tǒng)的種種電氣不安全因素。在建筑物電氣裝置內(nèi)，它的安全水平和TN-S系統(tǒng)是相仿的。它也不會(huì)對(duì)信息技術(shù)設(shè)備引起干擾，這將在第十四章內(nèi)敘述。需要注意的是，IEC標(biāo)準(zhǔn)要求在電源進(jìn)線點(diǎn)處(例如總配電箱處)PEN線必須先接PE母排，然后通過(guò)一連接板(線)接中性線母排，如圖3-13所示。這是因?yàn)槿绻B接板(線)導(dǎo)電不良，中性線電路不通，設(shè)備不工作，故障可及時(shí)發(fā)現(xiàn)加以修復(fù)，不致發(fā)生電氣事故。如PEN線先接N母排，如果連接板導(dǎo)電不良，則這時(shí)整個(gè)裝冒內(nèi)的設(shè)備都失去PE線的接地，而設(shè)備仍工作正常，存在的隱患將不被發(fā)現(xiàn)，這對(duì)人身安全是十分不利的，而人身安全是頭等重要的。不論是TN-C-S系統(tǒng)還是TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)，在同一電源供電的范圍內(nèi)，所有的PE線、PEN線都是連通的，因此在TN系統(tǒng)內(nèi)PE線、PEN線上的故障電壓可在各個(gè)裝置間互竄，對(duì)此需采取措施(例如作等電位聯(lián)結(jié))加以防范，以免故障電壓的傳導(dǎo)引起事故。TT系統(tǒng)從圖3-10可知，TT系統(tǒng)的電氣裝置各有其自己的接地極，正常時(shí)裝置內(nèi)的外露導(dǎo)電部分為地電位，電源側(cè)和各裝置出現(xiàn)的故障電壓不互竄。但發(fā)生接地故障時(shí)因故障回路內(nèi)包含兩個(gè)接地電阻RA和RB，故障回路阻抗較大，故障電流較小，一般不能用過(guò)電流防護(hù)兼作接地故障防護(hù)，為此必須裝用RCD來(lái)切斷電源。IT系統(tǒng)從圖3-11可知，IT系統(tǒng)在發(fā)生一個(gè)接地故障時(shí)由于不具備故障電流返回電源的通路，其故障電流僅為非故障相的對(duì)地電容電流，其值甚?。虼藢?duì)地故障電壓很低，不致引發(fā)事故。所以發(fā)生一個(gè)接地故障時(shí)不需切斷電源而使供電中斷。但它一般不引出中性線，不能提供照明、控制等需用的220V電源，且其故障防護(hù)和維護(hù)管理較復(fù)雜，加上其他原因，使其應(yīng)用受到限制，這將在第六章和第十七章中結(jié)合IT系統(tǒng)的應(yīng)用予以敘述。第四章直接接觸電擊的防護(hù)人身電擊有直接接觸電擊和間接接觸電擊之分。本章內(nèi)將介紹直接接觸電擊的防護(hù)措施。直接接觸電擊防護(hù)是指電氣裝置沒(méi)有發(fā)生故障正常工作時(shí)，人體觸及帶電部分的電擊事故的防范。它有以下幾種防護(hù)措施；帶電部分的絕緣覆蓋采用這種防護(hù)措施時(shí)，帶電部分全被絕緣物質(zhì)覆蓋，以防人體與帶電部分接觸。只有在絕緣遭到破壞或損傷時(shí)這一防護(hù)措施才失效。工廠生產(chǎn)的設(shè)備，其絕緣應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絕緣的要求，它應(yīng)能在正常使用壽命期間耐受所在場(chǎng)所的機(jī)械、化學(xué)、電和熱的影響。油漆、凡立水之類(lèi)的物質(zhì)不能用作防直接接觸電擊的絕緣。在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝中采用的防直接接觸電擊的絕緣物質(zhì)也應(yīng)像工廠產(chǎn)品的絕緣物質(zhì)那樣，通過(guò)檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其是否具有相同的性能。遮攔或外護(hù)物這一措施是用遮欄或外護(hù)物來(lái)阻隔人體觸及帶電部分。所謂遮欄是指只能從任一通常接近方向來(lái)阻隔人體接觸的措施，例如在車(chē)間內(nèi)離地高處沿場(chǎng)面敷設(shè)人體接觸不到的裸母線，但母線經(jīng)過(guò)一定高度的通風(fēng)平臺(tái)時(shí)，裸母線離平臺(tái)地面的高度如不足2.5m可能被維護(hù)管理人員不經(jīng)心地觸及。為此在工程安裝時(shí)需在通風(fēng)平臺(tái)靠近棵母線處安置遮欄，從面對(duì)墻的方向阻隔人體的接觸。外護(hù)物是指能從所有方向阻隔人體接觸的措施，例如一臺(tái)電氣設(shè)備的外殼、敷設(shè)導(dǎo)線的槽盒、套管等都是外護(hù)物。這種措施應(yīng)能防止大于12.5mm的固體物或人的手指進(jìn)人，即其防護(hù)等級(jí)應(yīng)至少為IP2X(有關(guān)遮欄和外護(hù)物防護(hù)等級(jí)的分級(jí)見(jiàn)附錄B)。帶電部分的上方如需防護(hù)，其防護(hù)等級(jí)應(yīng)至少為IP4X，即需防大于1mm的固體物進(jìn)入。遮攔和外護(hù)物應(yīng)牢固地加以固定，只有在使用工具或鑰匙或斷開(kāi)帶電部分電源的條件下才能挪動(dòng)。阻擋物這一措施只能防人體無(wú)意地與帶電部分接觸，例如用欄桿、網(wǎng)屏、柵欄等阻攔人體接近帶電部分。它對(duì)洞孔的尺寸沒(méi)有要求．只是對(duì)接近帶電部分的人起阻攔一下的提醒作用，不能防范人體有意的接觸。阻攔不需使用工具或鑰匙就可挪動(dòng)，但需注意其固定的可靠性，以防被不知曉電氣危險(xiǎn)的人無(wú)意識(shí)地挪動(dòng)位置。第四節(jié)帶電部分置于伸臂范圍以外的布置這一措施也只能用以防范人體與帶電部分的無(wú)意的接觸。它使人體可同時(shí)觸及的不同電位(例如任一電位與地電位)部分之間的距離大于人體伸臂的距離。這一距離IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為2.5m，如圖4-l所示。圖中2.5m為人體左右平伸兩劈的最大水平距離，或向上伸臂后與人體所站地面S間的最大垂直距離；1.25m為人體向前伸臂與所站位置間的最大水平距離；0.75m為人體下蹬，伸臂向下彎探的最大水平距離。這些距離都是對(duì)沒(méi)有持握工具、梯子之類(lèi)長(zhǎng)物體的人而言的。如人手中持握有這類(lèi)物件，則伸臂距離應(yīng)相應(yīng)加長(zhǎng)。如果人站立的水平方向有上述防護(hù)等級(jí)低于IP2X的阻擋物阻擋時(shí)，則伸臂距離應(yīng)不自人體面自阻擋物算起。在向上伸臂的方向內(nèi)，即使有上述阻擋物，伸臂范圍仍自圖4-1所示站立面S算起。裝用30mARCD的后備措施如果上述四種防直接接觸電擊的措施因故失效，例如家用電器電源插頭線上的絕緣破損芯線外露，又如防護(hù)用的遮欄被人挪走，這時(shí)如果回路上裝有額定動(dòng)作電流不大于30mA的RCD，則這時(shí)RCD還可以切斷電源避免一次電擊傷亡事故。這一措施稱(chēng)作前四種措施的后備措施。需要說(shuō)明它只能作為后備措施，不能替代前述四種防直接接觸電擊措施。這是因?yàn)榘l(fā)生直接接觸時(shí)，如人體同時(shí)觸及向一回路兩個(gè)不同電位的帶電導(dǎo)體時(shí)，例如觸及一回路內(nèi)的相線和中性線，人體遭受電擊而RCD是無(wú)法動(dòng)作的。另外，當(dāng)站立地面的人體一手觸及220V相線時(shí)，假如人體阻抗為1500Ω，則接觸電流約150mA，為RCD額定動(dòng)作電流30mA的5倍，按RCD產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)這時(shí)動(dòng)作時(shí)間不大于0.04s，查圖1-1的曲線L人體可不致發(fā)生心室纖顫，但如RCD使用日久，由于機(jī)構(gòu)上的原因動(dòng)作稍緩，電流效應(yīng)點(diǎn)可能落在圖1-1曲線L的右側(cè)，所以用RCD防直接接觸電擊，并非絕對(duì)可靠。因此絕不能因有RCD作后備措施而忽視對(duì)上述四種防直接接觸電擊措施的設(shè)置和檢驗(yàn)。第五章間接接觸電擊防護(hù)與電氣設(shè)備按防間接接觸電擊措施的分類(lèi)當(dāng)電氣裝置因絕緣破損發(fā)生接地故障，原本不帶電壓的外露導(dǎo)電部分因此帶對(duì)地故障電壓時(shí)，人體接觸此故障電壓而引起的電擊，稱(chēng)作間接接觸電擊。接地故障即帶電導(dǎo)體與地間的短路，如圖5-1所示?！暗亍笔侵鸽姎庋b置內(nèi)與地連接的外露導(dǎo)電部分、裝置外導(dǎo)電部分和大地。接地故障引起的間接接觸電擊事故是最常見(jiàn)多發(fā)的電擊事故，接地故障引起的電弧、電火花也是最常見(jiàn)多發(fā)的電氣火災(zāi)起火源。就電氣災(zāi)害而言，接地故障遠(yuǎn)較一般短路具有更大的危險(xiǎn)性，而對(duì)接地故障引起的間接接觸電擊的防護(hù)則遠(yuǎn)比直接接觸電擊復(fù)雜。為便于區(qū)別和說(shuō)明，IEC標(biāo)準(zhǔn)不稱(chēng)它為“接地短路”，而稱(chēng)為“接地故障”。間接接觸電擊既由接地故障引起，其防護(hù)措施就因接地系統(tǒng)類(lèi)型的不同而各不相同，第六章中將作介紹。間接接觸電擊防護(hù)措施中的一部分系在電氣設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中予以配置，另一部分則是在電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝中予以補(bǔ)充。因此電氣工程設(shè)計(jì)人員必須了解電氣設(shè)備本身具備的防間接接觸電擊的措施，再在工程設(shè)計(jì)中補(bǔ)充必要的措施，以使能相輔相成，使防間接接觸電擊的措施臻于完善。IEC產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)將電氣設(shè)備的產(chǎn)品按防間接接觸電擊的不同要求分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四類(lèi)。分類(lèi)的順序并不說(shuō)明防電擊性能的優(yōu)劣，它只是用以區(qū)分各類(lèi)設(shè)備對(duì)防電擊的不同措施。0類(lèi)設(shè)備這類(lèi)設(shè)備我國(guó)過(guò)去曾大量應(yīng)用，它具有機(jī)械強(qiáng)度高的金屬外殼，但它只靠一層基本絕緣來(lái)防電擊，且不具備經(jīng)PE線接地的手段。例如雖具有金屬外殼但電源插頭沒(méi)有PE線插腳的臺(tái)燈、電風(fēng)扇等家用電器即屬0類(lèi)設(shè)備。當(dāng)它唯一的一層基本絕緣損壞時(shí)就可能發(fā)生電擊事故。這類(lèi)設(shè)備只能在絕緣場(chǎng)所內(nèi)使用，不然就需用隔離變壓器來(lái)供電，借以防止電擊事故的發(fā)生。絕緣場(chǎng)所就220/380V電氣裝置而言是指地板和墻的絕緣電阻都大于50k歐，且對(duì)與大地有電氣連通的金屬構(gòu)件、管道采取隔離措施的場(chǎng)所。所謂隔離變壓器是當(dāng)相對(duì)地電壓不大于250V時(shí)，絕緣通過(guò)3750V耐壓1min試驗(yàn)，或一、二次繞組間置有接地屏蔽層的變比為1：1的變壓器。由于滿(mǎn)足這些條件比較困難，0類(lèi)設(shè)備已漸趨淘汰。Ⅰ類(lèi)設(shè)備這類(lèi)設(shè)備是目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)設(shè)備，它也具有金屬外殼，但它除靠一層基本絕緣來(lái)防電擊外還另有補(bǔ)充措施，即它具有經(jīng)PE線接地的手段。這樣當(dāng)基本絕緣損壞帶電導(dǎo)體碰設(shè)備金屬外殼時(shí)，外殼電位因接地而大大降低，同時(shí)經(jīng)PE線構(gòu)成的接地通路也可使產(chǎn)生的接地故障電流返回電源，這時(shí)回路上的防護(hù)電器即可檢測(cè)出故障電流而及時(shí)切斷電源，從圖1-1及圖1-2可知，增加接地措施后，由于接觸電壓的降低和人體通過(guò)電流時(shí)間的縮短，發(fā)生心室纖顫導(dǎo)致電擊死亡的危險(xiǎn)大大減少。由于這類(lèi)設(shè)備具有機(jī)械強(qiáng)度高的金屬外殼和簡(jiǎn)單有效的防電擊措施，它有較大的適用范圍，這是它能得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。第三節(jié)Ⅱ類(lèi)設(shè)備這類(lèi)設(shè)備除一層基本絕緣外還加有第二層絕緣以形成雙重絕緣，或采用相當(dāng)于雙重絕緣水平的加強(qiáng)絕緣，例如目前帶塑料外殼的家用電器部屬Ⅱ類(lèi)設(shè)備。由于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中加強(qiáng)了絕緣能力，消除了發(fā)生接地故障的可能性，在電氣裝置的設(shè)計(jì)中就沒(méi)有必要再補(bǔ)充防間接接觸電擊措施。有些電子設(shè)備，例如電視機(jī)、收錄機(jī)等，它的塑料外殼起第二層絕緣的作用，僅它有金屬的拉桿天線，令人擔(dān)心它是否可能因內(nèi)部電路的絕緣損壞而使拉桿天線帶危險(xiǎn)電壓。這一擔(dān)心是不必要的，因?yàn)樵谔炀€回路里串聯(lián)有電容量小至幾千皮法的電容器，它對(duì)高頻信號(hào)暢通無(wú)阻而對(duì)工頻電流卻等同于絕緣，所以這類(lèi)設(shè)備仍屬2類(lèi)設(shè)備。2類(lèi)設(shè)備的絕緣外殼的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱水平不高，其外形尺寸和用電功率都不能設(shè)計(jì)得過(guò)大，使它的應(yīng)用范圍受到限制。Ⅲ類(lèi)設(shè)備這類(lèi)設(shè)備的防間接接觸電擊原理是降低設(shè)備的工作電壓，即根據(jù)不同環(huán)境條件采用適當(dāng)?shù)奶氐碗妷汗╇?，使發(fā)生接地故障時(shí)或人體直接接觸帶電導(dǎo)體時(shí)，接觸電壓都小于接觸電壓限值，因此這種設(shè)備被稱(chēng)作兼防間接接觸電擊和直接接觸電擊的設(shè)備。特低電壓是指相對(duì)地或相對(duì)相間的標(biāo)稱(chēng)電壓為交流50V及以下的電壓(直流為線對(duì)地或線對(duì)線間的標(biāo)稱(chēng)電壓為120V及以下的電壓)。從圖1-2可知，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用這種特低電壓后，此電壓本身不會(huì)引起人身電擊傷亡的危險(xiǎn)，但在工程應(yīng)用中還需為它設(shè)置電氣隔離措施。取得這種特低電壓最通常的方法是將220V或380V電壓經(jīng)變壓器降為特低電壓。這臺(tái)變壓器必須是上述滿(mǎn)足絕緣要求的隔離變壓器，不能采用自耦變壓器作為特低電壓電源，因?yàn)槠湟?、二次繞組在電氣上是連通的，其繞組如發(fā)生開(kāi)路故障，二次側(cè)電壓可高達(dá)一次側(cè)電壓。采用特低電壓供電時(shí)，應(yīng)盡量采用回路電氣隔離措施，即將特低電壓回路導(dǎo)體與包括一次回路導(dǎo)體在內(nèi)的其他回路導(dǎo)體相隔離。換言之回路導(dǎo)體之間沒(méi)有電的聯(lián)系，設(shè)備金屬外殼可與地接觸，但不能通過(guò)PE線進(jìn)行接地。Ⅲ類(lèi)設(shè)備的額定電壓被規(guī)定為不大于50V，其使用功率和應(yīng)用范圍不可避免地受到很大的限制。關(guān)于特低電壓在防電擊措施中的應(yīng)用將在第十八章第二節(jié)中作介紹。綜上所述可知，在電氣設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中已為各類(lèi)設(shè)備規(guī)定有不同的防間接接觸電擊措施。但僅靠產(chǎn)品上采取的措施并不全能滿(mǎn)足防電擊要求，往往還需在電氣裝置的設(shè)計(jì)、安裝中補(bǔ)充一些必要的防電擊措施，也即防間接接觸電擊措施有賴(lài)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和電氣裝置設(shè)計(jì)間的協(xié)調(diào)配合，相輔相成而臻于完善。表5-l中概括了各類(lèi)電氣設(shè)備在防間接接觸電擊中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和電氣裝置設(shè)計(jì)應(yīng)分別實(shí)現(xiàn)的防電擊措施。前文已有說(shuō)明，不重述。第六章用自動(dòng)切斷電源和連接PE線接地的防間接接觸電擊措施最廣泛采用的I類(lèi)設(shè)備在絕緣損壞發(fā)生接地故障人體觸及危險(xiǎn)電壓時(shí)，如能在人體發(fā)生心室纖顫導(dǎo)致死亡前及時(shí)切斷電源，就可避免死亡事故的發(fā)生。此防電擊措施的正確應(yīng)用與接地系統(tǒng)類(lèi)型(TN、TT系統(tǒng)或IT系統(tǒng))以及回路上裝用的防護(hù)電器的類(lèi)別(過(guò)流防護(hù)電器、RCD或絕緣監(jiān)測(cè)器)有著密切的關(guān)系。第一節(jié)自動(dòng)切斷電源措施的幾個(gè)基本要求接地Ⅰ類(lèi)設(shè)備的外露導(dǎo)電部分應(yīng)按不同接地系統(tǒng)的不同要求經(jīng)PE線進(jìn)行接地，如沒(méi)有作接地或等電位聯(lián)結(jié)，僅僅自動(dòng)切斷電源不能單獨(dú)成為一個(gè)防電擊措施。人體能同時(shí)觸及的外露導(dǎo)電部分應(yīng)接至同一接地系統(tǒng)而共同接地、以使人體同時(shí)接觸的不同導(dǎo)電部分間的電位差盡量小。有關(guān)接地的具體要求將在第二十章內(nèi)介紹。2．接觸電壓限值第一章內(nèi)已敘及，不同潮濕程度環(huán)境條件下的接觸電壓限值UL是不同的，干燥和潮濕環(huán)境條件下的UL值分別是50V和25V。自動(dòng)切斷電源這一防間接接觸電擊措施的使用應(yīng)按不同環(huán)境條件依不同要求處理。例如在干燥環(huán)境條件下UL超過(guò)50V須切斷電源，而在潮濕環(huán)境條件下UL超過(guò)25V就須切斷電源。如果在游泳池之類(lèi)的水下，電氣設(shè)備的額定值不應(yīng)大于12V，220V的設(shè)備和線路在游泳池內(nèi)是不允許使用的。電氣裝置的防電擊設(shè)計(jì)必須注意這些區(qū)別。3．電源的自動(dòng)切斷當(dāng)TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)電氣裝置內(nèi)某一點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)，該點(diǎn)的電源應(yīng)由一防護(hù)電器自動(dòng)及時(shí)切斷，使電氣裝置內(nèi)由此引起的危險(xiǎn)接觸電壓不持續(xù)存在。手持式和移動(dòng)式設(shè)備必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)迅速切斷電源，固定式設(shè)備和配電線路則可在5s內(nèi)切斷電源，這在第一章內(nèi)已有說(shuō)明，不重述。切斷時(shí)間要求不大于5s是因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的故障電流可能對(duì)線路和設(shè)備產(chǎn)生有害的熱效應(yīng)的緣故。總等電位聯(lián)結(jié)為減少人體同時(shí)接觸不同電位引起的電擊危險(xiǎn)，同時(shí)也為了防范雷電危害以及滿(mǎn)足信息設(shè)備抗干擾等要求，IEC標(biāo)準(zhǔn)十分強(qiáng)調(diào)總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的設(shè)置。總等電位聯(lián)結(jié)是指在一建筑物的電源進(jìn)線處將下列可導(dǎo)電部分互相連通，如圖6-1所示。(1)進(jìn)線處的PE(PEN)母排或PE(PEN)干線；(2)接地極引入線；(3)水道干管；(4)燃?xì)飧晒埽?5)通風(fēng)空調(diào)干管；(6)建筑物的金屬結(jié)構(gòu)。這里使用“聯(lián)結(jié)(bonding)”一詞是為了有別于常用的“連接(connection)”一詞。“聯(lián)結(jié)”有多個(gè)可導(dǎo)電部分互相連通(interconnection)的意思。它雖也是一種連接，但它主要用來(lái)傳導(dǎo)電位使電位相等或接近，而非用來(lái)像PE線那樣傳送大幅值的故障電流，所以用于防電擊目的的聯(lián)結(jié)線選用的截面可比PE線小得多。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中“聯(lián)結(jié)”就是“等電位聯(lián)結(jié)(equipotentialbonding)”一詞的簡(jiǎn)寫(xiě)，本書(shū)中也采用這一簡(jiǎn)寫(xiě)。同理，聯(lián)結(jié)線即是等電位聯(lián)結(jié)線的簡(jiǎn)稱(chēng)。建筑物內(nèi)作了總等電位聯(lián)結(jié)后，其電氣裝置的PE線和外露導(dǎo)電部分、電氣裝置外導(dǎo)電部分和接地系統(tǒng)都互相連通，從而在建筑內(nèi)形成一電位相等或接近的區(qū)域。這樣當(dāng)任一管線(包括電氣線路)因故導(dǎo)入危險(xiǎn)高電位時(shí)整個(gè)建筑物將同時(shí)升高至同一電位，在其內(nèi)將不出現(xiàn)電位差，借以避免許多電氣危險(xiǎn)?？偟入娢宦?lián)結(jié)對(duì)不同接地系統(tǒng)的作用是不盡相同的。對(duì)于常用的TN系統(tǒng)，其作用如下：(1)當(dāng)建筑物內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，它可降低由此引起的接觸電壓，這將在本章第四節(jié)內(nèi)敘述。(2)當(dāng)建筑物外的電源發(fā)生接地故障時(shí)，它可消除沿PEN(PE)線導(dǎo)入的對(duì)地電壓，在建筑物內(nèi)形成的電位差引起的電氣事故，這也將在本章第四條中敘述。對(duì)于常用的TT系統(tǒng)，總等電位聯(lián)結(jié)的作用不似TN系統(tǒng)那么重要，這是因?yàn)椋?1)當(dāng)建筑物內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，雖然總等電位聯(lián)結(jié)可大大降低接觸電壓，但在TT系統(tǒng)內(nèi)的防電擊主要靠RCD來(lái)迅速切斷電源，接觸電壓的高低已無(wú)多大意義。(2)TT系統(tǒng)的PE線引自與電源系統(tǒng)無(wú)任何關(guān)聯(lián)的單獨(dú)的接地極，它不存在沿自電源側(cè)引來(lái)的PE線導(dǎo)入故障電壓的問(wèn)題。雖然總等電位聯(lián)結(jié)對(duì)各種接地系統(tǒng)的作用和重要性并不相同，但為確保電氣安全和防雷電危害，以及適應(yīng)信息設(shè)備電磁兼容的需要，各類(lèi)接地系統(tǒng)建筑物電氣裝置內(nèi)都須設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)，并通過(guò)總等電位聯(lián)結(jié)將各種電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備共同接地。當(dāng)一大型建筑物有多個(gè)電源進(jìn)線時(shí)，每個(gè)電源進(jìn)線都需按要求實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)。各個(gè)總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)應(yīng)就近通過(guò)聯(lián)結(jié)線互相導(dǎo)通，使整個(gè)建筑物處于同一電位水平上。在電氣裝置故障情況下，建筑物內(nèi)的電位水平將高于建筑物外的電位水平，但就低壓電氣裝置而言，戶(hù)內(nèi)外因故障而引起的電位差是有限的，不必考慮跨步電壓的危害。為了便于連接聯(lián)結(jié)線，如圖6-1所示，需在電源進(jìn)線箱旁安裝一具有多個(gè)接線端子的銅質(zhì)接地母排。它可裝在一箱(盒)內(nèi)并嵌裝在墻內(nèi)，箱(盒)應(yīng)設(shè)有用鑰匙或工具才能開(kāi)啟的門(mén)，以防無(wú)關(guān)人員觸動(dòng)?？扇?xì)怏w管道必須納入總等電位聯(lián)結(jié)范圍內(nèi)，以免出現(xiàn)電位差，但I(xiàn)EC標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定燃?xì)夂腿加凸艿啦辉试S用作接地極。為此應(yīng)在該等管道入戶(hù)后5m長(zhǎng)度內(nèi)插入一絕緣段，以與戶(hù)外地下管道絕緣，這樣做也是為了管道陰極保護(hù)的需要。最簡(jiǎn)便的做法是在法蘭盤(pán)處插入一絕緣板。但在建筑物遭雷擊時(shí)，雷電沖擊電壓可能擊穿該處間隙而通過(guò)管道泄放雷電流，在管道內(nèi)產(chǎn)生危險(xiǎn)電火花。為此需如圖6-1所示在法蘭盤(pán)兩側(cè)間跨接一火花間隙，使電火花在管道外發(fā)生。此部分工作應(yīng)由燃?xì)夤就瓿伞＞头篱g接接觸電擊而言，設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)后，電氣裝置接地系統(tǒng)的接地電阻包括TN系統(tǒng)重復(fù)接地的接地電阻阻值大小已無(wú)意義，因接地電阻的大小和接觸電壓已沒(méi)有關(guān)系。飛機(jī)內(nèi)電氣裝置是無(wú)法接地的，其接地電阻為無(wú)限大，飛機(jī)內(nèi)只是以金屬機(jī)身的電位為參考電位而進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，飛機(jī)機(jī)身猶如一個(gè)等電位的法拉第籠。所以人在飛機(jī)電氣裝置內(nèi)十分安全，其復(fù)雜的電子信息設(shè)備的工作也十分正常，不受干擾。因此對(duì)設(shè)有總等電位聯(lián)結(jié)的建筑物電氣裝置，一般沒(méi)有必要為電氣安全或功能性的需要設(shè)置人工接地極。另外，總等電位聯(lián)結(jié)所接的基礎(chǔ)鋼筋、自來(lái)水管道以及埋地電纜的金屬外皮等本來(lái)就是低接地電阻長(zhǎng)壽命的自然接地體，它們?cè)炯浩鹬己媒拥貥O的作用，更無(wú)必要再費(fèi)時(shí)、費(fèi)力地設(shè)置阻值高而壽命短的人工接地極。也有例外的情況，例如當(dāng)基礎(chǔ)被地下室防水層包覆而對(duì)地絕緣時(shí)，需為雷電流和靜電電荷的對(duì)地泄放而打人工接地極或?yàn)檫M(jìn)一步降低接地電阻而補(bǔ)充人工接地極。此接地極也需與建筑物的總等電位聯(lián)結(jié)相連通，從而實(shí)現(xiàn)等電位以防止雷電流在接地極上產(chǎn)生的高電位向建筑物跳擊放電而引發(fā)事故。輔助等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)在有總等電位聯(lián)結(jié)的建筑物內(nèi)，如某一回路的過(guò)流防護(hù)電器不能滿(mǎn)足自動(dòng)切斷電源防電擊的時(shí)間要求，常需加做輔助等電位聯(lián)結(jié)或局部等電位聯(lián)結(jié)，來(lái)降低接觸電壓至限值以下，防止電擊事故的發(fā)生。試舉圖6-2所示的例子，圖中一末端回路用電的設(shè)備發(fā)生接地故障，該設(shè)備距建筑物進(jìn)線箱甚遠(yuǎn)，接地故障回路阻抗甚大，發(fā)生接地故障時(shí)PE線上全長(zhǎng)所產(chǎn)生的電壓降，也即設(shè)備處的接觸電壓，超過(guò)了其限值50V，又由于回路阻抗大、故障電流小，末端配電箱上的過(guò)電流防護(hù)電器(斷路器、熔斷器)不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷電源，這時(shí)人體若同時(shí)觸及故障設(shè)備和其旁帶地電位的水管就有遭受電擊的危險(xiǎn)。消除這一危險(xiǎn)有多種方案可供選擇，例如可加大導(dǎo)線截面以增大故障電流，縮短切斷電源時(shí)間，也可裝用RCD迅速切斷電源等。但最經(jīng)濟(jì)有效的方法是用短短的一根聯(lián)結(jié)線，如圖6-2中虛線所示將設(shè)備和水管進(jìn)行聯(lián)結(jié)，使兩者的電位同時(shí)升高至同一電位水平上。由于不存在電位差，即使切斷電源時(shí)間超過(guò)規(guī)定值，電擊事故也無(wú)由發(fā)生。這一根短導(dǎo)線所實(shí)現(xiàn)的兩部分間的等電位聯(lián)結(jié)被稱(chēng)作輔助等電位聯(lián)結(jié)。如果圖6-2所示場(chǎng)所內(nèi)有多臺(tái)設(shè)備和多種管道，如都按上述做法作許多輔助等電位聯(lián)結(jié)將十分繁瑣。這時(shí)可按總等電位聯(lián)結(jié)的做法在末端配電箱(或分配電箱)近旁設(shè)一端子板，用幾根聯(lián)結(jié)線將此局部場(chǎng)所內(nèi)的PE線和各種金屬管道結(jié)構(gòu)互相聯(lián)結(jié)，這時(shí)寥寥幾根聯(lián)結(jié)線就可將此局部場(chǎng)所內(nèi)任一設(shè)備故障時(shí)的接觸電壓限制到接觸電壓限位以下。它還可消除沿PE線或金屬管道結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)來(lái)的故障電壓引起的危險(xiǎn)電位差。這種在局部場(chǎng)所的小范圍內(nèi)作等電位聯(lián)結(jié)的防電擊措施放稱(chēng)作局部等電位聯(lián)結(jié)。發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視局部等電位聯(lián)結(jié)的應(yīng)用，例如他們?cè)诟邔咏ㄖ拿恳粚訕嵌甲骶植康入娢宦?lián)結(jié)。這是因?yàn)槌离姄敉?，它?duì)防雷害和對(duì)信息設(shè)備的抗干擾都是有好處的。在電擊危險(xiǎn)大的特殊場(chǎng)所，例如醫(yī)院手術(shù)室、浴室、游泳池、噴水池等局部等電位聯(lián)結(jié)更是必不可少的電氣安全措施，這在第二十三章內(nèi)將作介紹。需要說(shuō)明等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)不同于將電源和負(fù)載相連接的配電系統(tǒng)，因此不要求用專(zhuān)線將總等電位聯(lián)結(jié)的接地母排和局部等電位聯(lián)結(jié)的端子板相連通。關(guān)于各類(lèi)等電位聯(lián)結(jié)的具體安裝可參閱國(guó)標(biāo)《等電位聯(lián)結(jié)安裝》圖冊(cè)(02D501-2)，不多述。TN系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)切斷電源的防電擊措施TN系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，其故障電流通過(guò)回路的PE線返回電源?？赡苡腥N不同情況出現(xiàn)：一是故障處兩個(gè)相接觸的金屬部分因通過(guò)大幅值故障電流熔化成團(tuán)而縮回，從而脫離接觸，接地故障自然消失而不引發(fā)事故；二是兩金屬部分雖脫離接觸但卻建立了大阻抗的電弧，相當(dāng)大一部分的相電壓降落在電弧上，PE線上電壓降形成的接觸電壓往往不足以引起電擊事故，其電氣危險(xiǎn)常表現(xiàn)為電弧引燃起火；三是兩金屬部分熔化后焊牢，成為故障點(diǎn)阻抗可忽略不計(jì)的“死”故障，因故障電流大，過(guò)電流防護(hù)電器能迅速切斷電源。但如果因故不動(dòng)作或切斷不及時(shí)，而PE線上大電流產(chǎn)生的大電壓降形成的接觸電壓又超過(guò)接觸電壓限值，這時(shí)人體如觸及帶電的設(shè)備外露導(dǎo)電部分，就有可能導(dǎo)致間接接觸電擊事故。如果防護(hù)電器失效不動(dòng)作，故障持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，回路導(dǎo)體將產(chǎn)生異常高溫而引起電氣火災(zāi)。下面將討論在TN系統(tǒng)中，采用自動(dòng)切斷電源對(duì)間接接觸電擊事故的防范。切斷電源的條件在TN系統(tǒng)內(nèi)選用的自動(dòng)切斷電源的防護(hù)電器和回路導(dǎo)體，應(yīng)能滿(mǎn)足在建筑物內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切斷電源的要求。它可用下式表示（6-1）式中Zs——故障回路阻抗，包括相線、PEN線、PE線和變壓器(發(fā)電機(jī))阻抗，Ω；Ia——保證防護(hù)電器能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)動(dòng)作的最小電流，它為斷路器整定電流或熔斷器熔體額定電流In的若干倍，即Ia=KIn，A；U0——相電壓，即相線和中性線之間的標(biāo)稱(chēng)電壓，在故障發(fā)生點(diǎn)阻抗可忽略不計(jì)的接地故障后，故障電流Id必須大于Ia才能使防護(hù)電器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，即而故從而得出式(6-1)。從式(6-1)可知在TN系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生上述接地故障時(shí)，電源的切斷與低壓系統(tǒng)接地的接地電阻的阻值無(wú)關(guān)?？偟入娢宦?lián)結(jié)與PEN(PE)線重復(fù)接地防電擊效果的比較按我國(guó)習(xí)慣的做法，TN系統(tǒng)在進(jìn)線處設(shè)置接地極作重復(fù)接地似乎是必不可少的。但按IEC標(biāo)準(zhǔn)作總等電位聯(lián)結(jié)后，這種做法的必要性已經(jīng)不大了。重復(fù)接地是在建筑物低壓電源進(jìn)線處將電源端的系統(tǒng)接地重復(fù)做一次，以降低PEN線(PE線)的對(duì)地電位，從而降低發(fā)生接地故障時(shí)的接觸電壓。但做總等電位聯(lián)結(jié)可以更多地降低接觸電壓，因此IEC標(biāo)準(zhǔn)并不強(qiáng)調(diào)人工的重復(fù)接地的設(shè)置，下文將對(duì)此作一分析。圖6-3(a)為常用的TN-C-S系統(tǒng)，在電源進(jìn)線箱處PEN線被分為PE線和N線，虛線所示為重復(fù)接地，點(diǎn)劃線所示為總等電位聯(lián)結(jié)。當(dāng)沒(méi)有做重復(fù)接地和總等電位聯(lián)結(jié)時(shí)，如果發(fā)生圖6-3(a)所示的接地故障，故障電流Id如圖6-3(b)等效圖所示流經(jīng)相線和PE線、PEN線返回變壓器低壓繞組式中，ZL、ZPE、ZPEN分別為相線、PE線和PEN線阻抗。假設(shè)人體阻抗為Zt，鞋襪和地板電阻為Rs，變電所接地電阻為RB，因ZL+Rs+RB總和以若干千歐計(jì)，而ZPE+ZPEN總和以若干毫歐計(jì)，ZL+Rs+RB對(duì)ZPE+ZPEN的分流可忽略不計(jì)，則施加于人體上的預(yù)期接觸電壓為（6-2）如果按圖6-3(a)虛線所示在電源進(jìn)線處作重復(fù)接地，其接地電阻為RA，則其等效圖如圖6-3(c)所示。從圖可知RA與RB串聯(lián)再與ZPEN并聯(lián)，也即RA上的電壓降為ZPEN上電壓降的分壓，其值為Id·ZPEN·RA/(RA+RB)。做重復(fù)接地后，人體預(yù)期接觸電壓為ZPE和RA上電壓降之和，即（6-3）如按圖6-3(a)點(diǎn)劃線所示作總等電位聯(lián)結(jié)，PEN線上的電壓降已在等電位聯(lián)結(jié)范圍以外，對(duì)人體接觸電壓已不產(chǎn)生影響，只剩下PE線的電壓降對(duì)人體形成預(yù)期接觸電壓，其等效圖如圖6-3(d)所示。做總電位聯(lián)結(jié)后人體預(yù)期接觸電壓僅為（6-4）由式(6-2)和式(6-3)可知做重復(fù)接地后降低的預(yù)期接觸電壓為（6-5）從式(6-2)和式(6-4)可知，做總電位聯(lián)結(jié)后降低的預(yù)期接觸電壓為（6-5）將式(6-5)和式(6-6)相除，并設(shè)RA＝10Ω，RB＝4Ω，得它說(shuō)明在這種情況下，就降低預(yù)期接觸電壓的數(shù)值而言，做總電位聯(lián)結(jié)降低的值為做重復(fù)接地降低值的3.5倍，這充分證明做總等電位聯(lián)結(jié)的效果遠(yuǎn)優(yōu)于做重復(fù)接地。不少電氣專(zhuān)業(yè)人員認(rèn)為重復(fù)接地可減輕中性線中斷引起的燒壞單相設(shè)備的危害，實(shí)際情況并非如此，這將在第十五章第一節(jié)內(nèi)予以敘述。在做總等電位聯(lián)結(jié)后，實(shí)際上已實(shí)現(xiàn)TN系統(tǒng)的重復(fù)接地，因被聯(lián)結(jié)的基礎(chǔ)鋼筋、金屬水管、電纜的金屬外皮等基本都是良好的自然接地極，這也將在第二十章第二節(jié)中予以討論。為此除特殊情況外IEC標(biāo)準(zhǔn)不要求設(shè)置人工的重復(fù)接地，對(duì)重復(fù)接地的接地電阻也沒(méi)有要求，它只建議在有可利用的現(xiàn)成的自然接地極的地方，包括建筑物的電源進(jìn)線處，應(yīng)盡量利用現(xiàn)成的自然接地極作為T(mén)N系統(tǒng)的重復(fù)接地的接地極，以使在發(fā)生接地故障時(shí)電氣裝置外露導(dǎo)電部分的電位更接近地電位。在沒(méi)有自然接地極可利用時(shí)，不必花人力物力去設(shè)置人工的重復(fù)接地的接地極。這是因?yàn)殡姎庋b置外露導(dǎo)電部分通過(guò)PE線與電源接地的中性點(diǎn)的連接已實(shí)現(xiàn)了接地，而總等電位聯(lián)結(jié)又具有比人工重復(fù)接地更好的效果的緣故。目前電氣設(shè)計(jì)安裝中人工重復(fù)接地極的設(shè)置只是舊習(xí)慣的因循沿襲而已。切斷電源的允許最長(zhǎng)時(shí)間從第一章可知，固定式電氣設(shè)備如發(fā)生接地故障，人體觸及它時(shí)可立即擺脫而不致發(fā)生電擊致死的事故，因此對(duì)固定式設(shè)備以及配電干線切斷電源的時(shí)間，IEC標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有嚴(yán)格的要求。但接地故障總需及早切斷，不然仍可能發(fā)生線路燒損、電氣火災(zāi)或其他電氣事故。綜合考慮線路在接地故障時(shí)的熱承受能力、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)過(guò)電流防護(hù)電器誤動(dòng)作的避免、防護(hù)電器的合適動(dòng)作靈敏度以及線路的合理截面等因素，IEC標(biāo)準(zhǔn)將所有接地系統(tǒng)切斷固定設(shè)備和配電干線電源的允許最長(zhǎng)時(shí)間規(guī)定為5s。手持式和移動(dòng)式設(shè)備因經(jīng)常挪動(dòng)，較易發(fā)生接地故障，而一旦發(fā)生故障時(shí)人手往往不能擺脫帶故障電壓的設(shè)備而使人體持續(xù)通過(guò)接觸電流，為此其防護(hù)電器切斷電源的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)圖1-2曲線L1和曲線L2的相應(yīng)時(shí)間值。計(jì)算各種情況下的接觸電壓是項(xiàng)十分復(fù)雜費(fèi)時(shí)的工作，為求簡(jiǎn)化，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定TN系統(tǒng)可不按接觸電壓而按電氣裝置的標(biāo)稱(chēng)電壓來(lái)確定一統(tǒng)一的最長(zhǎng)切斷電源的時(shí)間來(lái)防電擊事故，下文將對(duì)此作一簡(jiǎn)敘。TN系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障后的預(yù)期接觸電壓Ut值可依下式估算（6-5）式中c——與作有總等電位聯(lián)結(jié)的建筑物電氣裝置的電源側(cè)阻抗有關(guān)的系數(shù)，也即做總等電位聯(lián)結(jié)后降低預(yù)期接觸電壓的系數(shù)，其值為0.6~1；m——PE線電阻與相線電阻的比值，也即其截面比值的倒數(shù)，其值為1~3，按理m值應(yīng)取阻抗的比值，IEC考慮電線穿管回路和電纜回路中的相線和PE線十分靠近，與電阻相比，特別是截面為95mm2及以下截面的回路，電感可忽略不計(jì)，因此m值只取電阻的比值。通常情況下c取為0.8，m取為1，代入式(6-7)得查圖l-2的曲線L1得允許最長(zhǎng)切斷電源時(shí)間t為0.45s。按有關(guān)IEC電壓標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上以后通用的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)稱(chēng)電壓為230V而非220V，故IEC取t值為0.4s。為與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌我國(guó)遲早要將220V標(biāo)稱(chēng)電壓改為230V。為使我國(guó)有關(guān)規(guī)范與IEC標(biāo)準(zhǔn)相一致，也取此時(shí)間值為0.4s。當(dāng)標(biāo)稱(chēng)電壓為220V時(shí)，此值略偏保守。t＝0.4s系對(duì)正常的干燥環(huán)境而言，若為潮濕環(huán)境需查圖1-2的曲線L2，得t=0.25s，但I(xiàn)EC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此類(lèi)潮濕環(huán)境的t值未作出統(tǒng)一的規(guī)定。當(dāng)相電壓不為230V而為127、277、400V及大于400V時(shí)，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定干燥環(huán)境的t值分別為0.8、0.4、0.2s及0.1s。4．電擊防護(hù)電器的選用就防電擊而言，TN系統(tǒng)內(nèi)可采用下列電擊防護(hù)電器：(1)過(guò)電流防護(hù)電器；(2)RCD。當(dāng)TN系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障點(diǎn)焊“死”的接地故障時(shí)，電擊危險(xiǎn)很大，但這時(shí)故障電流也很大，可用熔斷器、斷路器等防過(guò)電流的開(kāi)關(guān)電器來(lái)切斷電源。其切斷時(shí)間需滿(mǎn)足上述t=5s和t=0.4s的要求。如果采用熔斷器作電擊防護(hù)，按我國(guó)GB50054-1995《低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，接地故障電流Id與熔體額定電流的倍數(shù)不應(yīng)小于表6-1所列值。如果采用斷路器作防電擊電器，不論要求t≤5s或t≤0.4s都需借其瞬時(shí)動(dòng)作的電磁脫扣器來(lái)切斷電源，考慮我國(guó)產(chǎn)品制造誤差和電網(wǎng)電壓偏差等因素后，接地故障電流Id與瞬時(shí)動(dòng)作整定電流Ia的倍數(shù)Id/Ia不應(yīng)小于1.3，以確保電擊防護(hù)的有效性。與過(guò)電流防護(hù)電器相比RCD對(duì)接地故障引起的電擊事故的防范具有很高的動(dòng)作靈敏度，但在TN系統(tǒng)有PEN線的回路內(nèi)RCD將不能動(dòng)作，這時(shí)只能裝用過(guò)電流防護(hù)電器來(lái)防電擊。如需裝用RCD，則必須在RCD的電源側(cè)將PE線自PEN線引出接設(shè)備外殼，以使RCD能有效動(dòng)作。換言之，必須采用TN-C-S系統(tǒng)。在TN系統(tǒng)電氣裝置內(nèi)的無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)，例如在戶(hù)外，沿電源線路導(dǎo)來(lái)的故障電壓可能在這一區(qū)內(nèi)引起電擊事故。如圖6-4所示，一建筑物由一低壓架空線路供電，因相線落入水塘而發(fā)生接地故障。因受圖6-4中變電所接地電阻RB和故障點(diǎn)接地電阻RE的限制，接地故障電流不大，假設(shè)為20A，它不足以使變電所出線過(guò)電流防護(hù)電器切斷電源。設(shè)RB＝4Ω，則RR上的持續(xù)電壓降，即PEN線以及與其連接的PE線、中性線上的持續(xù)故障電壓Uf=Id×RB＝20×4＝80(V)。當(dāng)此Uf沿PE線傳導(dǎo)到建筑物內(nèi)所有外圍導(dǎo)電部分上時(shí)，由于總等電位聯(lián)結(jié)的作用，建筑物內(nèi)電氣裝置外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分都處于同一電位水平上。雖然整個(gè)建筑物對(duì)地電位升高至Uf=80V，建筑物內(nèi)卻不出現(xiàn)電位差，無(wú)由發(fā)生電擊事故。但該電氣裝置的戶(hù)外部分并不具備等電位聯(lián)結(jié)作用，圖6-4中戶(hù)外的一臺(tái)設(shè)備因PE線傳導(dǎo)電位而帶Uf=80V的故障電壓，人站立的地面的電位卻仍為0V，接觸此設(shè)備的人員不可避免地將遭受電擊。雖然設(shè)備回路上裝設(shè)有RCD，但卻不能在此時(shí)切斷電源，因?yàn)樵O(shè)備回路上并未出現(xiàn)剩余電流。由此可知沿電源線路(也包括其他非電金屬管線)傳導(dǎo)故障電壓引起的電擊事故是不能用自動(dòng)切斷電源措施來(lái)防范的。5．TN系統(tǒng)內(nèi)無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)電擊事故的防范對(duì)于TN系統(tǒng)建筑物外無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)，沿線路傳導(dǎo)來(lái)的故障電壓引起的電擊事故，可采用下列措施來(lái)防范。(1)建立局部的TT系統(tǒng)。如圖6-5所示，在建筑物外無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用的戶(hù)外部分另設(shè)置獨(dú)立的接地極，并引出另一保護(hù)接地線(圖6-5中的PE'線)來(lái)作這部分電氣裝置的保護(hù)接地。從圖6-5可知電源線路上的故障電壓將無(wú)由傳導(dǎo)至戶(hù)外的設(shè)備外殼上，電擊事故自然無(wú)法發(fā)生。此保護(hù)接地電阻R'A和電源端的系統(tǒng)接地電阻RB在電氣上無(wú)聯(lián)系，故它被稱(chēng)作局部TT系統(tǒng)。此局部TT系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流受接地電阻R'A和RB的限制，其值不大，為此在此回路的出線端必須裝設(shè)額定動(dòng)作電流IΔn不大于30mA的RCD，以保證在該回路發(fā)生接地故障時(shí)有效切斷電源。也正由于此RCD能迅速切斷電源，在局部TT系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，RB上產(chǎn)生的瞬間電壓降不會(huì)在TN系統(tǒng)內(nèi)引發(fā)電擊事故。因此由于RCD的裝用，在同一變壓器供電的范圍內(nèi)TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)可以安全地共用。(2)采用隔離變壓器供電。隔離變壓器是繞組間或繞組與地間具有高度絕緣水平或繞組間具有接地的屏蔽層的變壓器，其變比通常為1：1。這種變壓器的一、二次回路在電氣上可以做到完全地隔離。因此在TN系統(tǒng)的無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)，可利用它來(lái)隔離沿PEN線和PE線傳導(dǎo)來(lái)的故障電壓。在圖6-6中，一TN-C-S系統(tǒng)因發(fā)生接地故障使PEN線和PE線帶故障電壓Uf，回路首端的過(guò)電流防護(hù)電器因故障電流小而不動(dòng)作，使Uf持續(xù)存在。無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)的設(shè)備A因此也帶此故障電壓。在同一區(qū)內(nèi)，設(shè)備B經(jīng)一隔離變壓器供電，變壓器二次回路帶電導(dǎo)體是不接地的，設(shè)備B的金屆外殼也是不與PE線連接而不接地的。從圖6-6可見(jiàn)經(jīng)隔離變壓器供電后，切斷了故障電壓傳導(dǎo)至設(shè)備B金屬外殼的路徑，從而防止了這種電擊事故的發(fā)生。關(guān)于隔離變壓器防間接接觸電擊的作用及其應(yīng)用在第七章和第十八章中還將作介紹。(3)使用Ⅱ類(lèi)電氣設(shè)備。如本章第一節(jié)所述，Ⅱ類(lèi)設(shè)備具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣。由于絕緣的完善，不必采用自動(dòng)切斷電源和連接PE線的防電擊措施。因此不可能發(fā)生沿PE線傳導(dǎo)來(lái)故障電壓引起的電擊事故，所以在無(wú)總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)可以安全地使用Ⅱ類(lèi)設(shè)備。6．相線接大地時(shí)，故障電壓的限制前文已述，在TN系統(tǒng)中如果任一相在戶(hù)外發(fā)生接地故障，例如相線墜落在與大地接觸的金屬構(gòu)件上或水塘里，如圖6-7所示，電源中性點(diǎn)、PEN線、PE線以及電氣裝置的外露導(dǎo)電部分都將帶對(duì)地故障電壓Uf=Id·RB。在諸如戶(hù)外沒(méi)有總等電位聯(lián)結(jié)作用的正常干燥場(chǎng)所，如果Uf超過(guò)50V就有發(fā)生電擊事故的危險(xiǎn)。為避免這一危險(xiǎn)，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需滿(mǎn)足被稱(chēng)作電壓平衡式(6-8)的要求，即（6-8）式中RB——TN系統(tǒng)中所有并聯(lián)的接地極的接地電阻，Ω；RE——不與PEN線或PE線相連接的裝置外導(dǎo)電部分與大地間的最小接觸電阻，Ω；U0——回路對(duì)地交流方均根值標(biāo)稱(chēng)電壓，V。對(duì)式(6-8)可作如下理解，為使圖6-7中設(shè)備外露導(dǎo)電部分對(duì)地故障電壓不超過(guò)50V，應(yīng)使（6-9）而代入式(6-9得)略加推導(dǎo)即可得出IEC標(biāo)準(zhǔn)要求滿(mǎn)足的式(6-8)。以U0＝220V代入式(6-8)，可得Uf小于50V的條件為因RE是個(gè)隨機(jī)值，難以對(duì)RB值規(guī)定一安全限值。從防電擊著眼，在可能條件下RB值應(yīng)盡量減小，為此應(yīng)盡量降低變電所低壓中性點(diǎn)的接地電阻RB，并盡量在TN系統(tǒng)的PEN線和PE線上利用自然接地極作重復(fù)接地。一般認(rèn)為R≤2Ω是有效而可行的。7．自同一配電箱引出不同切斷電源時(shí)間回路時(shí)的電擊危險(xiǎn)如前所述，手持式設(shè)備、移動(dòng)式設(shè)備和固定式設(shè)備、配電回路在發(fā)生接地故障時(shí)，對(duì)切斷電源的時(shí)間要求是不同的。在TN系統(tǒng)內(nèi)前兩者要求不大于0.4s，后兩者要求不大于5s。如果這兩類(lèi)設(shè)備的供電回路從同一配電箱引出，可能因切斷時(shí)間的差異而引起電擊事故?，F(xiàn)以圖6-8為例作一分析。圖中所示為一高層建筑中的電氣裝置。其一層內(nèi)有電源進(jìn)線配電箱和總等電位聯(lián)結(jié)用的接地母排MEB。頂層的末端配電箱引出回路分別供電給手持式設(shè)備H和固定式設(shè)備M。當(dāng)設(shè)備M發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流經(jīng)a-b-c一段PE線返回電源。這時(shí)圖6-8中使用手持式設(shè)備的人如果站在導(dǎo)電的鋼筋混凝土地面上，他將遭受電擊的傷害。手持式設(shè)備的電位為b點(diǎn)的電位，通過(guò)結(jié)構(gòu)鋼筋的導(dǎo)通人站立的地面的d點(diǎn)的電位即為c點(diǎn)的電位，而b-c線段很長(zhǎng)，其上的故障電壓降Id·Zb-c大大超過(guò)50V，正是這一電壓降通過(guò)PE線和導(dǎo)電地面在人的一手和兩腳上施加的危險(xiǎn)接觸電壓，使人體遭受電擊。而固定式設(shè)備M的切斷電源時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)5s，雖然手持式設(shè)備回路上裝有RCD，但此回路本身并未發(fā)生接地故障，RCD不動(dòng)作。在此過(guò)高的接觸電壓和過(guò)長(zhǎng)的人體通電時(shí)間作用下，使用手持式設(shè)備的人可能因受電擊且不能擺脫設(shè)備而招致傷亡。防范TN系統(tǒng)這類(lèi)電擊事故有幾種措施可供選擇。措施是放大線路截面，以減小線段b-c的阻抗Zb-c，使其上的故障電壓降小于50V，以公式表示即為式中，ZB和U0分別為接地故障回路的阻抗和相線對(duì)地標(biāo)稱(chēng)電壓；另一種措施是在固定設(shè)備M的供電回路上加裝RCD，以保證在0.4s時(shí)間內(nèi)切斷電源。這兩種措施都有其缺點(diǎn)而不實(shí)用。IEC推薦采用的措施是在此樓層內(nèi)作前述的局部等電位聯(lián)結(jié)，如圖6-8中點(diǎn)劃線所示。圖6-8中LEB為局部等電位聯(lián)結(jié)的接線端子母排。做局部等電位聯(lián)結(jié)后人體手腳間的電位差僅為圖6-8中b-d一小段聯(lián)結(jié)線上故障電流Id的分流引起的電壓降。由于聯(lián)結(jié)線遠(yuǎn)離相線，電感甚大，絕大部分故障電流經(jīng)PE線返回電源，聯(lián)結(jié)線上的分流極小，因此b-d聯(lián)結(jié)線上的電壓降很小，接近0V，即使設(shè)備M供電回路經(jīng)5s才切斷電源，使用手持式設(shè)備的人因接觸電壓大大小于50V而仍安然無(wú)恙，甚至連觸電的感覺(jué)也沒(méi)有。從圖6-8還可知，此樓層作局部等電位聯(lián)結(jié)后固定設(shè)備M的接觸電壓也大幅度地降低，從Id·Za-b-c降為Id·Za-b。局部等電位聯(lián)結(jié)可大大消除電擊事故，還可有效減少雷害對(duì)信息設(shè)備的干擾，而所增加的不過(guò)是寥寥幾根不需復(fù)雜維護(hù)管理工作的聯(lián)結(jié)線。第五節(jié)TT系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)切斷電源的防電擊措施TT系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，其故障回路內(nèi)除部分是金屬導(dǎo)體外還串聯(lián)有電源側(cè)的系統(tǒng)接地RB和電氣裝置外露導(dǎo)電部分的保護(hù)接地RA兩個(gè)接地電阻，如圖2-1所示。其故障回路阻抗較TN系統(tǒng)的故障阻抗大，故障電流相對(duì)較小。在大多數(shù)情況下其故障點(diǎn)不易熔焊，故障點(diǎn)阻抗難以確定，故障回路阻抗也因此難以在設(shè)計(jì)時(shí)確定。就防電擊而言，重要的是保護(hù)接地的接地電阻和自接地極引至電氣裝置外露導(dǎo)電部分一段PE線上的電壓降，因?yàn)樗鞘┘佑谌梭w的預(yù)期接觸電壓，除特殊場(chǎng)所外，此電壓超過(guò)限值50V時(shí)，防護(hù)電器必須及時(shí)切斷電源以防止電擊事故的發(fā)生。1．切斷電源的條件為滿(mǎn)足預(yù)期接觸電壓超過(guò)50V時(shí)防護(hù)電器能及時(shí)切斷電源的要求，故障電流Id應(yīng)大于防護(hù)電器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷電源的可靠動(dòng)作電流，即或（6-10）式中RA——接地極電阻和自接地極接至外露導(dǎo)電部分的PE線電阻之和，Ω。Ia——使保護(hù)電器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)可靠動(dòng)作的電流，A，當(dāng)采用RCD時(shí)，Ia為RCD的額定動(dòng)作電流IΔn。切斷電源的規(guī)定時(shí)間對(duì)固定式設(shè)備和配電線路為5s，對(duì)手持式和移動(dòng)式設(shè)備為圖1-2中曲線Ll的相應(yīng)時(shí)間值或表6-2值。2．電擊防護(hù)電器的采用在TT系統(tǒng)內(nèi)可采用下列自動(dòng)切斷電源的電擊防護(hù)電器：(1)RCD，這是在TT系統(tǒng)內(nèi)推薦采用的防電擊電器；(2)過(guò)電流防護(hù)電器。為采用過(guò)電流防護(hù)電器設(shè)置很低接地電阻值的接地極，以滿(mǎn)足式(6-10)的要求通常是很困難的，例如采用20A的熔斷器防電擊，接地電阻要求不大于0.7Ω，采用32A斷路器防電擊，則不大丁0.5Ω。如此低的接地電阻值在施工中是難以實(shí)現(xiàn)的。為此在TT系統(tǒng)內(nèi)推薦采用RCD防電擊。采用RCD后對(duì)接地電阻的要求可放寬很多，例如常用的額定動(dòng)作電流IΔn為30mA的高靈敏度RCD，按式(6-10)計(jì)算，RA的電阻值可為1666Ω；裝在大建筑物內(nèi)的第一級(jí)RCD，如IΔn為1A，RA也不過(guò)50Ω，這都是很容易實(shí)現(xiàn)的。3．總等電位聯(lián)結(jié)在TT系統(tǒng)中的作用在TT系統(tǒng)建筑物電氣裝置內(nèi)做總等電位聯(lián)結(jié)后，其預(yù)期接觸電壓將比TN系統(tǒng)更大幅度地下降。圖6-9中一建筑物電氣裝置開(kāi)始時(shí)只設(shè)置了TT系統(tǒng)的單獨(dú)接地(圖中的RA)，末作圖中點(diǎn)劃線所示的總等電位聯(lián)結(jié)。發(fā)生圖6-9所示設(shè)備碰外殼接地故障時(shí)其預(yù)期接觸電Uf為故障電壓Id在接地電阻RA和PE線上的電壓降，即（6-11）式中Zf故障點(diǎn)阻抗，Ω。在設(shè)置點(diǎn)劃線所示的總等電聯(lián)結(jié)后，RA位于總等電位聯(lián)結(jié)以外，預(yù)期接觸電壓將降低為（6-12）從式(6-11)和式(6-12)可知做總等電位聯(lián)結(jié)后預(yù)期接觸電壓下降百分?jǐn)?shù)為（6-12）試設(shè)RA=4Ω，ZPE＝0.5Ω代入式(6-13)，得下降百分?jǐn)?shù)為T(mén)T系統(tǒng)內(nèi)總等電位聯(lián)結(jié)降低預(yù)期接觸電壓的效果十分明顯，并已為實(shí)測(cè)所證實(shí)。4．TT系統(tǒng)的中性線不應(yīng)做直復(fù)接地有些地區(qū)要求TT系統(tǒng)的用戶(hù)除設(shè)置單獨(dú)的保護(hù)接地外，還要求將中性線做重復(fù)接地，認(rèn)為這樣做可以避免中性線折斷后，中性點(diǎn)漂移引起的三相電壓不平衡燒壞單相設(shè)備事故。實(shí)際上，這一做法弊多利少。TT系統(tǒng)的中性線如果重復(fù)接地，部分中性線上的負(fù)載電流將經(jīng)大地返回電源。對(duì)線路首端的RCD而言，這部分負(fù)載電流將成為剩余電流而使它誤動(dòng)，如圖6-10中所示的I"。所以在TT系統(tǒng)中性線重復(fù)接地的供電線路上是不能裝設(shè)RCD用以在發(fā)生接地故障時(shí)切斷電源或報(bào)警的。而供電線路對(duì)接地故障不加防護(hù)往往是一些電氣事故的起因。在圖6-10中，R'A+RB以若干歐計(jì)，而ZN則以若干毫歐汁，兩者的阻抗值相差懸殊，所以用R'A+RB來(lái)代替斷裂的中性線來(lái)矯正三相電壓不平衡，其作用是很有限的，并不能避免燒設(shè)備事故，而在建筑物和地下管道稠密地區(qū)為每一用戶(hù)設(shè)置兩個(gè)電氣上互不影響的接地極是十分因難的。最后實(shí)現(xiàn)的將是名義上的TT系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上的TN系統(tǒng)。這一做法效果有限，問(wèn)題卻不少。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，防止中性線折斷(即“斷零”)引起燒設(shè)備事故，切實(shí)有效的途徑只有采取提高中性線的機(jī)械強(qiáng)度，例如加大截面，加強(qiáng)線路的機(jī)械保護(hù)和提高導(dǎo)線的連接質(zhì)量等措施，詳見(jiàn)第十五章。第六節(jié)IT系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)切斷電源的防電擊措施IT系統(tǒng)在電源側(cè)不做系統(tǒng)接地，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生第一次接地故障時(shí)故障電流沒(méi)有直接返回電源的通路，只能通過(guò)另外兩個(gè)非故障相導(dǎo)體對(duì)地的電容返回電源，其值甚小，不引發(fā)電氣危險(xiǎn)，不需切斷電源，可維持供電的不間斷。只在發(fā)生第二次接地故障時(shí)才切斷電源。它與前述的TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)有很大的不同。1．切斷電源的條件在正常環(huán)境條件下IT系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)需滿(mǎn)足下式要求（6-14）式中RA——外露導(dǎo)電部分接地極的接地電阻，Ω；Id——發(fā)生第一次接地故障時(shí)，相線和外露導(dǎo)電部分間阻抗可忽略不計(jì)的故障電流，此電流計(jì)及正常時(shí)的泄漏電流和電氣裝置全部接地阻抗的影響。在IT系統(tǒng)中需裝設(shè)一絕緣監(jiān)測(cè)器來(lái)檢測(cè)接地故障，根據(jù)需要此絕緣監(jiān)測(cè)器可發(fā)出聲、光信號(hào)或切斷電源。但在第—次接地故障情況下一般都作用于信號(hào)，并在盡量短的時(shí)間內(nèi)排除第一次接地故障以維持供電的不間斷。如果第一次接地故障未排除又發(fā)生第二次接地故障，則需按TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)的方式來(lái)切斷電源。當(dāng)IT系統(tǒng)電氣裝置的外露導(dǎo)電部分為單獨(dú)地或成組地用各自的接地極接地時(shí)，如發(fā)生第二次接地故障，故障電流流經(jīng)兩個(gè)接地極返回電源如圖6-11所示，其防電擊要求和TT系統(tǒng)相同，需滿(mǎn)足式(6-10)的要求。當(dāng)IT系統(tǒng)電氣裝置的所有外露導(dǎo)電部分都經(jīng)一共用的接地系統(tǒng)用共同的接地極接地時(shí)，如發(fā)生第二次接地故障，故障電流經(jīng)PE線金屬通路返回電源如圖6-12所示，其防電擊要求和TN系統(tǒng)相同，需滿(mǎn)足下列要求：不配出中性線時(shí)配出中性線時(shí)式中U0——相線和中性線間的標(biāo)稱(chēng)交流方均根值電壓，V；Za——包括相線和PE線在內(nèi)的故障回路阻抗，ΩZ'a——包括相線、中性線和PE線在內(nèi)的故障回路阻抗，Ω；Ia——防護(hù)電器切斷故障回路的動(dòng)作電流，A，當(dāng)線路標(biāo)稱(chēng)電壓為220/380V時(shí)，如不配出中性線為0.4s內(nèi)切斷電源的動(dòng)作電流；如配出中性線為0.8s內(nèi)切斷電源的動(dòng)作電流。IT系統(tǒng)和TN、TT系統(tǒng)的不同點(diǎn)是后者借及時(shí)切斷電源來(lái)防電擊，而前者因電源端帶電導(dǎo)體不接地，故障回路阻抗極大，故障電流極小，發(fā)生電擊的危險(xiǎn)很小，所以不必以及時(shí)切斷電源措施來(lái)防電擊，從而維持供電的不間斷，只有在發(fā)生第二次接地故障時(shí)才要求切斷電源。IT系統(tǒng)第一次接地故障的故障回路阻抗主要為非故障相回路導(dǎo)體，與地間的容抗Xc和外露導(dǎo)電部分保護(hù)接地的接地電阻RA，如圖6-13所示。但Xc》RA，所以故障電流Id主要取決于導(dǎo)體對(duì)地電容的容抗Xc。從圖6-13不難得出IT系統(tǒng)第一次接地故障的故障電流為：?jiǎn)蜗嘟涣骰芈啡嘟涣骰芈肥街蠧——非故障帶電導(dǎo)體對(duì)地電容U——單相時(shí)為回路標(biāo)稱(chēng)電壓，三相時(shí)為相間標(biāo)稱(chēng)電壓，V；f——系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)頻率，Hz。為了降低或衰減可能出現(xiàn)的過(guò)電壓或諧振，有時(shí)需將電源端帶電導(dǎo)體經(jīng)一阻抗Z接地，如圖6-14所示。這時(shí)故障電流Id有一經(jīng)此阻抗Z返回電源的通路。因Z》RA+RB，故障電流Id的幅值取決于阻抗Z。Z值的確定需能防止過(guò)電壓或諧振的發(fā)生，同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足式(6-14)的要求。尚需注意Z值不宜過(guò)小，以避免第一次故障排除前，過(guò)大的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)流通的故障電流Id引起PE線和接地極RA、及RB的過(guò)熱。一般情況下Z值約取為電氣裝置標(biāo)稱(chēng)相電壓的5倍，例如裝置標(biāo)稱(chēng)相電壓為220V時(shí)，Z值可取為1000Ω。2．電擊防護(hù)電器的采用在IT系統(tǒng)內(nèi)采用下列電擊防護(hù)電器：(1)絕緣監(jiān)測(cè)器：它裝設(shè)在回路相線與地之間，如圖(6-13)所示，用以監(jiān)測(cè)第一次接地故障，當(dāng)電氣裝置的絕緣水平降至整定值以下時(shí)它即動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)；(2)過(guò)電流防護(hù)電器：用以發(fā)生第二次接地故障時(shí)按TN系統(tǒng)切斷電源；(3)RCD：用以發(fā)生第二次接地故障時(shí)按TT或TN系統(tǒng)切斷電源。絕緣監(jiān)測(cè)器一般是用一直流電源來(lái)監(jiān)測(cè)電氣裝置的絕緣水平，其動(dòng)作原理可用圖6-15來(lái)作一簡(jiǎn)單說(shuō)明。圖6-15為一單相絕緣監(jiān)測(cè)器，它自IT系統(tǒng)取得220V輸入電壓，其接地端則接至與IT系統(tǒng)外露導(dǎo)電部分連接的PE線上。從圖6-15可知，它經(jīng)一降壓變壓器降壓至一甚低的電壓，例如降為12V，然后經(jīng)一橋式整流器輸出一直流電壓。從圖6-15中虛線所示可知此直流輸出回路中串接有檢測(cè)絕緣水平的電阻R，還有IT系統(tǒng)外露導(dǎo)電部分的接地電阻RA，以及電氣裝置內(nèi)線路和設(shè)備的對(duì)地絕緣電阻R1和R2。正常時(shí)R1和R2的阻值以若干兆歐計(jì)，此直流電流I=和它在R上產(chǎn)生的電壓降I=R都極小。如果此IT系統(tǒng)內(nèi)絕緣損壞，R1或R2的阻值大幅度下降(例如降至50kΩ以下)，則此直流電流劇增。當(dāng)它在檢測(cè)電阻R上產(chǎn)生的電壓降超過(guò)整定值時(shí)絕緣監(jiān)測(cè)器即動(dòng)作。從圖6-15也可知這種絕緣監(jiān)測(cè)器只能用來(lái)監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的絕緣，不能用來(lái)監(jiān)測(cè)TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的絕緣。因?yàn)檫@兩種系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)是直接接地的，這樣圖6-15中的R1和R2就被幾歐的小接地電阻短路，無(wú)法反映裝置的絕緣水平。3．中性線的配出IEC標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)烈建議三相IT系統(tǒng)只配出三根相線而不配出中性線。這是因?yàn)榕涑鲋行跃€后，如果中性線絕緣損壞接地，絕緣監(jiān)測(cè)器對(duì)此故障不能作出反應(yīng)，如果變電所和用電設(shè)備不在同一建筑物內(nèi)，如圖6-16所示，IT系統(tǒng)實(shí)際上成了TT系統(tǒng)，而電氣管理人員對(duì)此并不知曉。如果再發(fā)生第二次接地故障，則將按TT系統(tǒng)的方式切斷電源，這將失去IT系統(tǒng)供電不間斷性高的優(yōu)點(diǎn)。如果變電所和用電設(shè)備在同一建筑物內(nèi)，TT系統(tǒng)將成為T(mén)N系統(tǒng)，其后果相同，限于篇幅不多述。需要說(shuō)明，這里所提及的第二次接地故障不僅指異相的，也指同相的。這是因?yàn)镮T系統(tǒng)內(nèi)RCD的電源側(cè)和負(fù)載側(cè)若先后各發(fā)生同相的接地故障，導(dǎo)線電流將通過(guò)兩個(gè)接地故障點(diǎn)被分流，形成對(duì)RCD的剩余電流。當(dāng)分流超過(guò)RCD的Idn值時(shí)，RCD將切斷回路，從而使供電中斷。IT系統(tǒng)不配出中性線，系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有單相220V電源，為此不得不裝設(shè)若干380/220V降壓變壓器來(lái)供給照明回路、控制回路等電源設(shè)備，以替代中性線的配出。這自然將帶來(lái)系統(tǒng)的復(fù)雜化、投資的增加以及管理麻煩等問(wèn)題。4．IT系統(tǒng)的應(yīng)用IT系統(tǒng)除不宜配出中性線，需裝用絕緣監(jiān)測(cè)器等問(wèn)題外還存在其他一些問(wèn)題，在二、三章內(nèi)已有所提及。IT系統(tǒng)一相接地后另二相對(duì)地電壓將升高為線電壓380V，這時(shí)直接接觸的接觸電壓也高達(dá)380V，電擊致死危險(xiǎn)自然增大，如圖2-2所示。在TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)內(nèi)因中性點(diǎn)接地，可采用額定電壓為300/500V的四芯或五芯電纜，即相地間額定電壓為300V，相間額定電壓為500V的電纜。而IT系統(tǒng)則需采用額定電壓力450/750V的四芯或五芯電纜。同理電氣設(shè)備的絕緣也需適當(dāng)提高以策安全。這些自然都將增加建設(shè)投資。盡管IT系統(tǒng)存在這些缺點(diǎn)，但它仍應(yīng)用在不少類(lèi)型的電氣裝置中，這是因?yàn)樗哂胁豢商娲膬?yōu)點(diǎn)。造成供電中斷的電氣短路絕大部分是接地故障，IT系統(tǒng)在發(fā)生第一次接地故障時(shí)不必切斷電源，這使它在一些對(duì)供電不間斷要求高的電氣裝置中得到廣泛的應(yīng)用。IT系統(tǒng)接地故障電流非常小，可將接觸電壓限制到極低值，故在防電擊要求很高的諸如手術(shù)室之類(lèi)的場(chǎng)所也得到廣泛的應(yīng)用。IT系統(tǒng)在我國(guó)除礦井等個(gè)別場(chǎng)所外，其他電氣裝置和場(chǎng)所應(yīng)用的還不多。但在發(fā)達(dá)國(guó)家，為了保證電氣安全，他們不借增加投資，也不嫌管理麻煩，在許多電氣裝置中采用了IT系統(tǒng)。現(xiàn)舉數(shù)例如下：——醫(yī)療場(chǎng)所；——會(huì)議大廳的安全照明；——礦井；——玻璃廠；——供電不間斷要求高的電爐和試驗(yàn)設(shè)備；——冶金廠；——發(fā)電廠的廠用電；——化工廠；——爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所；——計(jì)算機(jī)中心；——應(yīng)急自備發(fā)電設(shè)備，例如高層建筑中的消防電源；——重要的控制回路。隨著我國(guó)安全文化水平的提高和電氣人員對(duì)IT系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的深入，IT系統(tǒng)必將在我國(guó)得到更多的應(yīng)用。第七章不用自動(dòng)切斷電源和連接PE線接地的防間接接觸電擊措施自動(dòng)切斷電源和連接PE線接地是最廣泛應(yīng)用的防間接接觸電擊措施，但它不是唯一的措施，還有下述其他措施可供選用。第一節(jié)采用Ⅱ類(lèi)設(shè)備如第五章所述這類(lèi)設(shè)備具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣。這類(lèi)設(shè)備的使用不考慮它因絕緣損壞而引起事故，因此它不需接地，也不需裝用防護(hù)電器來(lái)切斷電源。需注意的是其作為第二重絕緣的外擴(kuò)物若不用鑰匙或工具就可開(kāi)啟時(shí)，則其內(nèi)的帶電部分需用絕緣的遮欄加以隔開(kāi)，以防人體無(wú)意的觸及。此遮欄的防固體物進(jìn)入的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP2X(見(jiàn)附錄B)。另外，還需注意不允許有可導(dǎo)電的物體穿過(guò)絕緣外護(hù)物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，以防設(shè)備內(nèi)部的危險(xiǎn)電位傳導(dǎo)至設(shè)備外部。IEC標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定Ⅱ類(lèi)設(shè)備不能使用與內(nèi)部帶電部分有接觸的絕緣螺栓。因?yàn)橐坏┰撀菟ū唤饘俾菟ㄌ鎿Q，則內(nèi)部危險(xiǎn)電位將沿金屬螺栓傳導(dǎo)至設(shè)備外部而釀成事故。只有在一開(kāi)始時(shí)就采用金屬螺栓并另采取有效的絕緣措施才能防止這類(lèi)事故的發(fā)生。第二節(jié)設(shè)置絕緣場(chǎng)所對(duì)絕緣場(chǎng)所的絕緣要求在第五章內(nèi)已述及。在此場(chǎng)所內(nèi)裸露的可導(dǎo)電部分的布置應(yīng)使人體不可能同時(shí)接觸可能帶不同電位的下列兩個(gè)部分：(1)兩個(gè)外露導(dǎo)電部分；(2)一外露導(dǎo)電部分和一裝置外導(dǎo)電部分。在此場(chǎng)所內(nèi)還不允許出現(xiàn)PE線，以免地電位沿PE線導(dǎo)人該場(chǎng)所內(nèi)。由于實(shí)施中的具體困難，除出于特殊要求外，這一防間接接觸電擊措施很少被采用。第三節(jié)采用保護(hù)隔離第六章內(nèi)已敘及，用隔離變壓器供電可防范從電源側(cè)傳導(dǎo)來(lái)的故障電壓引起的電擊事故，利用隔離變壓器還可防范本回路接地故障引起的間接接觸電擊。圖7-1所示為一用隔離變壓器T供電的隔離電氣回路。如前所述，隔離電氣回路內(nèi)的帶電導(dǎo)體和設(shè)備外殼是不接地的，這樣當(dāng)回路發(fā)生如圖7-1所示的接地故障時(shí)故障電流Id沒(méi)有返回電源的通路，只能通過(guò)另一無(wú)故障導(dǎo)體對(duì)地電容的極大的容抗返回電源。所以故障電流Id和其所產(chǎn)生的預(yù)期接觸電壓Ut，都極小，不足以引起電擊事故。用隔離變壓器供電有很好的防間接接觸電擊效果，常被用于電擊危險(xiǎn)大的特殊場(chǎng)所。例如浴室內(nèi)以隔離變壓器給220V剃須刀供電即是常見(jiàn)的一例。采用隔離變壓器供電作防電擊措施時(shí)應(yīng)注意所供回路的總長(zhǎng)度應(yīng)加以限制，如果因所供回路的總長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，上述故障時(shí)的電容電流也隨之增大，可能達(dá)到危險(xiǎn)值，就220V單相或220/380V三相電纜或穿管導(dǎo)線而言，回路總長(zhǎng)度不宜超過(guò)500m。有關(guān)隔離變壓器應(yīng)用中的其他一些問(wèn)題還將在第十八章內(nèi)介紹。第四節(jié)設(shè)置不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)和采用特低電壓供電1．設(shè)置不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)這一措施和第六章內(nèi)所敘述的局部等電位聯(lián)結(jié)有些相似，即在一局部范圍內(nèi)將人體可同時(shí)接觸的外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分互相連接，但不允許與大地相連接。除特