防觸電技術(shù)課件

電工作業(yè)

第四章防觸電技術(shù)第一節(jié)直接接觸電擊防護(hù)為搞好安全用電，必須采取先進(jìn)的防護(hù)措施和管理措施，防止人體直接接觸帶電體發(fā)生觸電事故。

絕緣、遮欄和阻擋物、電氣間隙和安全距離、漏電保護(hù)等都是防止直接接觸電擊的防護(hù)措施。一、絕緣所謂絕緣，是指用絕緣材料把帶電體封閉起來，實現(xiàn)帶電體相互之間、帶電體與其他物體之間的電氣隔離，使電流按指定路徑通過，確保電氣設(shè)備和線路正常工作，防止人身觸電。(一）、絕緣材料常用的絕緣材料有：玻璃、云母、木材、塑料、橡膠、膠木、布、紙、漆、六氟化硫等。絕緣保護(hù)性能的優(yōu)劣決定于材料的絕緣性能。絕緣性能主要用絕緣電阻、耐壓強(qiáng)度、泄漏電流和介質(zhì)損耗等指標(biāo)來衡量。絕緣電阻大小用兆歐表測量；耐壓強(qiáng)度由耐壓試驗確定；泄漏電流和介質(zhì)損耗分別由泄漏試驗和能耗試驗確定。對絕緣材料施加的直流電壓與泄漏電流之比稱為絕緣電阻。絕緣電阻是最基本的絕緣性能指標(biāo)。應(yīng)當(dāng)注意，絕緣材料在腐蝕性氣體、蒸汽、潮氣、粉塵、機(jī)械損傷的作用下都會使絕緣性能降低或喪失。很多良好的絕緣材料受潮后會喪失絕緣性能。級別絕緣材料極限工作溫度(℃)Y木材、棉花、紙、纖維等天然的紡織品，以醋酸纖維和聚酰胺為基礎(chǔ)的紡織品，以及易于熱分解和熔化點較低的塑料90A工作于礦物油中的和用油或油樹脂復(fù)合膠浸過的Y級材料、漆包線、漆布、漆絲的絕緣及油性漆、瀝青等105E聚脂薄膜和A級材料復(fù)合、玻璃布、油性樹脂漆、聚乙烯醇縮醛高強(qiáng)度漆包線、乙酸乙烯耐熱漆包線120B聚脂薄膜，經(jīng)合適樹脂浸漬涂復(fù)的云母、玻璃纖維、石棉等制品、聚酯漆、聚酯漆包線130F以有機(jī)纖維材料補強(qiáng)和石棉帶補強(qiáng)的云母片制品、玻璃絲和石棉、玻璃漆布、以玻璃絲布和石棉纖維為基礎(chǔ)的層壓制品、以無機(jī)材料作補強(qiáng)和石棉帶補強(qiáng)的云母粉制品、化學(xué)熱穩(wěn)定性較好的酯和醇類材料、復(fù)合硅有機(jī)聚酯漆155H無補強(qiáng)或以無機(jī)材料為補強(qiáng)的云母制品、加厚的F級材料、復(fù)合云母、有機(jī)硅云母制品、硅有機(jī)漆、硅有機(jī)橡膠聚酰亞胺復(fù)合玻璃布、復(fù)合薄膜、聚酰亞胺漆等180C耐高溫有機(jī)粘合劑和浸漬劑及無機(jī)物如石英、石棉、云母，玻璃相電瓷材料等180以上絕緣材料的耐熱等級（二）、絕緣破壞絕緣物在強(qiáng)電場的作用下被破壞，喪失絕緣性能，這就是擊穿現(xiàn)象，這種擊穿叫做電擊穿，擊穿時的電壓叫做擊穿電壓。擊穿時的電場強(qiáng)度叫做材料的擊穿電場強(qiáng)度或擊穿強(qiáng)度。氣體絕緣擊穿后都能自行恢復(fù)絕緣性能，固體絕緣擊穿后不能恢復(fù)絕緣性能。固體絕緣還有熱擊穿和電化學(xué)擊穿。熱擊穿是絕緣物在外加電壓作用下，由于流過泄漏電流引起溫度過分升高所導(dǎo)致的擊穿。電化學(xué)擊穿是由于游離、化學(xué)反應(yīng)等因素的綜合作用所導(dǎo)致的擊穿、熱擊穿和電化學(xué)擊穿電壓都比較低．但電壓作用時間部比較長。絕緣物除因擊穿而破壞外，腐蝕性氣體、蒸氣、潮氣、粉塵、機(jī)械損傷也都會降低其絕緣性能或?qū)е缕茐?。在正常工作的情況下，絕緣物也會逐漸“老化”而失去絕緣性能。（三）、絕緣電阻檢測絕緣電阻是最基本的絕緣性能指標(biāo)。足夠的絕緣電阻能把電氣設(shè)備的泄漏電流限制在很小的范圍內(nèi)，防止由漏電引起的觸電事故。不同的線路或設(shè)備對絕緣電阻有不同的要求。一般來說，高壓較低壓要求高，新設(shè)備較老設(shè)備要求高，移動的較固定的要求高等。下面列出幾種主要線路和設(shè)備應(yīng)當(dāng)達(dá)到的絕緣電阻值。新裝和大修后的低壓線路和設(shè)備，要求絕緣電阻不低于0．5MΩ。實際上設(shè)備的絕緣電阻值應(yīng)隨溫升的變化而變化，運行中的線路和設(shè)備，要求可降低為每伏工作電壓1000Ω。在潮濕的環(huán)境中，要求可降低為每伏工作電壓500Ω。攜帶式電氣設(shè)備的絕緣電阻不低于2MΩ。配電盤二次線路的絕緣電阻不應(yīng)低于1MΩ，在潮濕環(huán)境中可降低為0．5MΩ。高壓線路和設(shè)備的絕緣電阻一般不應(yīng)低于1000MΩ。架空線路每個懸式絕緣子的絕緣電阻不應(yīng)低于300MΩ。運行中電纜線路絕緣電阻可參考表5—2的要求。干燥季節(jié)應(yīng)取較大數(shù)值，潮濕季節(jié)可取較小的數(shù)值。二遮欄和阻擋物

屏護(hù)是采用屏護(hù)裝置控制不安全因素，即采用遮欄、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱閘等把帶電體同外界隔絕開來。采用阻擋物進(jìn)行保護(hù)時，對于設(shè)置的障礙必須防止這樣兩種情況的發(fā)生：一是身體無意識的接近帶電部分；二是在正常工作中，無意識地觸及運行中的帶電設(shè)備。遮欄和外護(hù)物在技術(shù)上必須遵照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)置。開關(guān)電器的可動部分一般不能包以絕緣，而需要屏護(hù)。其中，防護(hù)式開關(guān)電器本身帶有屏護(hù)裝置，如膠蓋閘刀的膠蓋、鐵殼開關(guān)的鐵殼等。開啟式石板閘刀開關(guān)，要另加屏護(hù)裝置。開啟裸露的保護(hù)裝置或其它電氣設(shè)備也需要加設(shè)屏護(hù)裝置。某些裸露的線路，如人體可能觸及或接近的天車滑線或母線也需要加設(shè)屏護(hù)裝置。對于高壓設(shè)備，由于全部絕緣往往有困難，如果人接近至一定程度時，即會發(fā)生嚴(yán)重的觸電事故，因此，不論高壓設(shè)備是否絕緣，均應(yīng)采取屏護(hù)或其它防止接近的措施。開關(guān)電器的屏護(hù)裝置除作為防止觸電的措施外，還是防止電弧傷人、防止電弧短路的重要措施。屏護(hù)裝置有永久性屏護(hù)裝置，如配電裝置的遮欄、開關(guān)的罩蓋等，也有臨時性屏護(hù)裝置，如檢修工作中使用的臨時屏護(hù)裝置和臨時設(shè)備的屏護(hù)裝置。有固定屏護(hù)裝置，如母線的護(hù)網(wǎng)，也有移動屏護(hù)裝置，如跟隨天車移動的天車滑線的屏護(hù)裝置。對于低壓設(shè)備，柵欄與裸導(dǎo)體距離不宜小于0．8m，欄條間距離不應(yīng)超過0．2m。戶外變電裝置圍墻高度一般不應(yīng)低于2．5m。凡用金屬材料制成的屏護(hù)裝置，為了防止屏護(hù)裝置意外帶電造成觸電事故，必須將屏護(hù)裝置接地或接零。三電氣間隙和安全距離為了防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故，避免車輛或其它器具碰撞或過分接近帶電體造成事故，防止火災(zāi)、過電壓放電和各種短路事故，且為了操作方便，在帶電體與地面之間、帶電體與其它設(shè)施和設(shè)備之間、帶電體與帶電體之間均需保持一定的安全距離。安全距離的大小決定于電壓的高低、設(shè)備的類型、安裝的方式等因素。線路經(jīng)過地區(qū)線路電壓(kV)1以下1035居民區(qū)非居民區(qū)交通困難地區(qū)不能通航或浮運的河，湖冬季水面(或冰面)不能通航或浮運的河、湖最高水面(50年一遇的洪水水面)654536.55.54.5537655.53一、線路間距架空線路導(dǎo)線與地面或水面的距離不應(yīng)低于表5—3所列的數(shù)值。

導(dǎo)線與地面或水面的最小距離(m)架空線路應(yīng)避免跨越建筑物。架空線路不應(yīng)跨越燃燒材料作屋頂?shù)慕ㄖ铩＜芸站€路必須跨越建筑物時，應(yīng)與有關(guān)部門協(xié)商并取得有關(guān)部門的同意。架空線路與建筑物的距離不應(yīng)低于表5—4的數(shù)值。

線路電壓(kV)1以下1035垂直距離水平距離2.51.03.01.54.03.0導(dǎo)線與建筑物的最小距離(m)

架空線路導(dǎo)線與街道或廠區(qū)樹木的距離不應(yīng)低于表3—5所列的數(shù)值。

導(dǎo)線與樹木的最小距離(m)線路電壓(kV)1以下1035垂直距離水平距離1.01.01.52.03.0－架空線路應(yīng)與有爆炸危險的廠房和有火災(zāi)危險的廠房保持必要的防火間距。架空線路與鐵道、道路、管道、索道及其它架空線路之間的距離應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。戶內(nèi)電氣線路的各項間距應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的要求和安裝標(biāo)準(zhǔn)。直接埋地電纜埋設(shè)深度不應(yīng)小于0．7m。二、設(shè)備間距變配電設(shè)備各項安全距離一般不應(yīng)小于表5—6所列的數(shù)值。表中需要不同時停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體之間一般指水平距離，如指垂直距離，35kV以下者可減為1000mm。額定電壓(kV)1以下1～3610203560不同相帶電部分之間及帶電部分與接地部分之間戶外75200200200300400500戶內(nèi)2075100125180300550帶電部分至板狀遮欄戶外

戶內(nèi)50105130155210330580帶電部分至網(wǎng)狀遮欄戶外175300300300400500700戶內(nèi)100175200225280400650帶電部分至柵欄戶外825950950950105011501350戶內(nèi)80082585087593010501300無遮欄裸導(dǎo)體至地面戶外2500270027002700280029003100戶內(nèi)2500250025002500250026002850需要不同時停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體之間戶外2000220022002200230024002600戶內(nèi)18751875192001925198021002350變配電設(shè)備的最小允許距離(mm)室內(nèi)安裝的變壓器，其外廓與變壓器室四壁應(yīng)留有適當(dāng)距離。變壓器外廓至后壁及側(cè)壁的距離，容量1000kVA及以下者不應(yīng)小于0．6m，容量1250kVA及以上者不應(yīng)小于0．8m；變壓器外廓至門的距離，分別不應(yīng)小于0．8m和1．0m。配電裝置的布置，應(yīng)考慮設(shè)備搬運、檢修、操作和試驗方便。為了工作人員的安全，配電裝置需保持必要的安全通道。低壓配電裝置正面通道的寬度，單列布置時不應(yīng)小于1．5m；雙列布置時不應(yīng)小于2m。三、檢修間距在檢修中為了防止人體及其所攜帶的工具觸及或接近帶電體，而必須保持的最小距離，稱安全間距。間距的大小決定于電壓的高低、設(shè)備的類型以及安裝的方式等因素。在低壓工作中，人體或其所攜帶的工具與帶電體的距離不應(yīng)小于0．1m。在架空線路附近進(jìn)行起重工作時，起重機(jī)具(包括被吊物)與低壓線路導(dǎo)線的最小距離為1．5m。在高壓無遮欄操作中，人體及其所攜帶工具與帶電體之間的距離不應(yīng)小于下列數(shù)值：

10kV及以下0．7m

20～35kV

1．0m用絕緣桿操作時，上述距離可減為：

10kV及以下0．4m

20～35kV

0．6m在線路上工作時，人體及其所攜帶的工具等與臨近帶電線路的最小距離不應(yīng)小于下列數(shù)值；

10kV及以下1．0m

35kV

2．5m如不足上述數(shù)值時，臨近線路應(yīng)停電。工作中使用噴燈或氣焊時，其火焰不得噴向帶電體，火焰與帶電體的最小距離不得小于下列數(shù)值：

10kV及以下1．5m

35kV

3．0m第二節(jié)間接接觸電擊防護(hù)保護(hù)接地與保護(hù)接零是防止間接接觸電擊最基本的措施。在當(dāng)前我國電氣標(biāo)準(zhǔn)化從傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)向國際標(biāo)準(zhǔn)過渡的情況下，掌握保護(hù)接地和保護(hù)接零的方法和應(yīng)用，對安全用電是十分重要的。一IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)就是電源系統(tǒng)的帶電部分不接地或通過阻抗接地，電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分接地的系統(tǒng)。第一個大寫“I”表示配電網(wǎng)不接地或經(jīng)高阻抗接地、第二個大寫“T”表示電氣設(shè)備金屬外殼接地。保護(hù)接地的原理是給人體并聯(lián)一個小電阻，以保證發(fā)生故障時，減小通過人體的電流和承受的電壓。圖所示電動機(jī)采用保護(hù)接地后，當(dāng)一相繞組因絕緣損壞而碰殼，即與外殼短路時，此時若工作人員觸及帶電的設(shè)備外殼，因人體的電阻遠(yuǎn)較接地極的電阻大，大部分電流流經(jīng)接地極入地，而通過人體的電流極其微小，從而保證了人身的安全。IT系統(tǒng)安全原理二TT系統(tǒng)

1．TT系統(tǒng)安全原理

TT系統(tǒng)是電源系統(tǒng)有一點直接接地，設(shè)備外露導(dǎo)電部分的接地用保護(hù)接地線PE接到獨立的接地體上。前后兩個字母“T”分別表示配電網(wǎng)中性點和電氣設(shè)備金屬外殼接地。圖6—2所示的配電網(wǎng)俗稱三相四線配電網(wǎng)。這種配電網(wǎng)引出三條相線(L1、L2、L3線)和一條中性線(N線，工作零線)。在這種低壓中性點直接接地的配電網(wǎng)中，如電氣設(shè)備金屬外殼未采取任何安全措施，則當(dāng)外殼故障帶電時，故障電流將沿低阻值的低壓工作接地(配電系統(tǒng)接地)構(gòu)成回路。由于工作接地的接地電阻很小，設(shè)備外殼將帶有接近相電壓的故障對地電壓，電擊的危險性很大。因此，必須采取間接接觸電擊防護(hù)措施。TT系統(tǒng)

在這種系統(tǒng)中，當(dāng)某一相線直接連接設(shè)備金屬外殼時，其對地電壓為：式中。RN為工作接地的接地電阻。式中。RN為工作接地的接地電阻。該電壓低于相電壓，但由于RA與RN同在一個數(shù)量級，所以幾乎不可能被限制在安全范圍內(nèi)。對于一般的過電流保護(hù)，實現(xiàn)速斷是不可能的。因此，一般情況下不能采用TT系統(tǒng)。如確有困難，不得不采用TT系統(tǒng)，則必須將故障持續(xù)時間限制在允許范圍內(nèi)。在TT系統(tǒng)中，故障最大持續(xù)時間原則上不得超過5s，這樣才能減少電流對人體的危害。

2．TT系統(tǒng)應(yīng)用范圍

TT系統(tǒng)主要用于低壓共用用戶，即用于未裝備配電變壓器，從外面引進(jìn)低壓電源的小型用戶。三TN系統(tǒng)目前，我國地面上低壓配電網(wǎng)絕大多數(shù)都采用中性點直接接地的三相四線配電網(wǎng)。在這種配電網(wǎng)中，TN系統(tǒng)是應(yīng)用最多的配電及防護(hù)方式。

1．TN系統(tǒng)安全原理

TN系統(tǒng)是電源系統(tǒng)有一點直接接地，負(fù)載設(shè)備的外露導(dǎo)電部分通過保護(hù)導(dǎo)體連接到此接地點的系統(tǒng)，即采取接零措施的系統(tǒng)。字母“T”和“N”分別表示配電網(wǎng)中性點直接接地和電氣設(shè)備金屬外殼接零。設(shè)備金屬外殼與保護(hù)零線連接的方式稱為保護(hù)接零。典型的TN系統(tǒng)見圖6—3。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)某一相線直接連接設(shè)備金屬外殼時，即形成單相短路。短路電流促使線路上的短路保護(hù)裝置迅速動作，在規(guī)定時間內(nèi)將故障設(shè)備斷開電源，消除電擊危險。TN系統(tǒng)(a)TN—S系統(tǒng)(b)TN—C—S系統(tǒng)(c)TN—C系統(tǒng)2．TN系統(tǒng)種類及應(yīng)用如圖6—3所示，TN系統(tǒng)有三種類型，即TN—S系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)和TN—C系統(tǒng)。其中，TN—S系統(tǒng)是有專用保護(hù)零線(PE線)，即保護(hù)零線與工作零線(N線)完全分開的系統(tǒng)；爆炸危險性較大或安全要求較高的場所應(yīng)采用TN—S系統(tǒng)；有獨立附設(shè)變電站的車間宜采用TNS系統(tǒng)。TN—C—S系統(tǒng)是干線部分保護(hù)零線與工作零線前部共用(構(gòu)成PEN線)，后部分開的系統(tǒng)。廠區(qū)設(shè)有變電站，低電進(jìn)線的車間以及民用樓房可采用TN—C—S系統(tǒng)。TN—C系統(tǒng)是干線部分保護(hù)零線與工作零線完全共用的系統(tǒng)，用于無爆炸危險和安全條件較好的場所。由同一臺變壓器供電的配電網(wǎng)中，不允許一部分電氣設(shè)備采用保護(hù)接地而另一部分電氣設(shè)備采用保護(hù)接零，即一般不允許同時采用TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的混合運行方式。

3．重復(fù)接地

TN系統(tǒng)中，保護(hù)中性導(dǎo)體上一處或多處通過接地裝置與大地再次連接的接地，稱為重復(fù)接地。圖6—4中的Rc即重復(fù)接地。零線斷線與設(shè)備漏電(a)無重復(fù)接地(b)有重復(fù)接地

(1)重復(fù)接地的作用重復(fù)接地有以下作用：①減輕PE線或PEN線意外斷線或接觸不良時接零設(shè)備上電擊的危險性。當(dāng)PE線或PEN線斷開時，如像圖6—4(a)所示的那樣，斷線后方某接零設(shè)備漏電但斷線后方無重復(fù)接地，則斷線后方的零線及其上所有接零設(shè)備都帶有將近相電壓的對地電壓，電擊危險性極大。如像圖6—4(b)那樣，斷線后方某接零設(shè)備漏電但斷線后方有重復(fù)接地，則斷線后方的零線及接零設(shè)備和斷線前方的零線及接零設(shè)備分別帶有如下的對地電壓：和這兩個電壓雖然都可能是危險電壓，但畢竟都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相電壓，總的危險程度得以降低。②減輕PEN線斷線時負(fù)載中性點“漂移”。TN—C系統(tǒng)的零線斷開后，如斷線后方有不平衡負(fù)荷，則負(fù)載中性點發(fā)生電位“漂移”，使三相電壓失去平衡，可能導(dǎo)致接在一相或兩相上的用電器具燒壞。這里分析一個如圖6—5所示的工作零線斷線、第1相未用電、第2相和第3相分別接有P2＝4kW和P3＝1kW(設(shè)功率因數(shù)相同)的負(fù)荷的例子。這時，第2、3兩相負(fù)載串聯(lián)在線電壓上，如線電壓為380V，則第2、3兩相負(fù)載上的電壓分別為：

顯然，所有用電器具都不能正常工作，而且接在第3相上的用電器具很快被燒壞。TN—C系統(tǒng)的零線斷線③進(jìn)一步降低故障持續(xù)時間內(nèi)意外帶電設(shè)備的對地電壓。如圖6—6所示，如有設(shè)備漏電，過電流保護(hù)裝置尚未動作，則無重復(fù)接地時漏電設(shè)備對地電壓為：而有重復(fù)接地時，漏電設(shè)備對地電壓降低為：重復(fù)接地降低設(shè)備漏電對地電壓(a)無重復(fù)接地(b)有重復(fù)接地④縮短漏電故障持續(xù)時間由于重復(fù)接地在短路電流返回的途徑上增加丁一條并聯(lián)支路，可增大單相短路電流，縮短漏電故障持續(xù)時間。⑤改善架空線路的防雷性能由于重復(fù)接地對雷電流起分流作用，可降低雷擊過電壓，改善架空線路的防雷性能。

(2)重復(fù)接地的要求以下處所應(yīng)裝設(shè)重復(fù)接地：①架空線路干線和分支線的終端、沿線路每1km處、分支線長度超過200m分支處。②線路引入車間及大型建筑物的第1面配電裝置處(進(jìn)戶處)。③采用金屬管配線時，金屬管與保護(hù)零線連接后做重復(fù)接地；采用塑料管配線時，另行敷設(shè)保護(hù)零線并做重復(fù)接地。當(dāng)工作接地電阻不超過4Ω時，每處重復(fù)接地電阻不得超過10Ω；當(dāng)允許工作接地電阻不超過10Ω時，允許重復(fù)接地電阻不超過30Ω，但不得少于3處。

4．工作接地在TN—C系統(tǒng)和TN—C—S系統(tǒng)中，為了電路或設(shè)備達(dá)到運行要求的接地，如變壓器低壓中性點的接地。該接地稱為工作接地或配電系統(tǒng)接地。工作接地的作用是保持系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，即減輕低壓系統(tǒng)由高壓竄入低壓等原因所產(chǎn)生過電壓的危險性。如沒有工作接地，則當(dāng)10kV的高壓竄入低壓時，低壓系統(tǒng)的對地電壓上升為5800V左右。當(dāng)配電網(wǎng)一相故障接地時，工作接地也有抑制電壓升高的作用。如沒有工作接地，發(fā)生一相接地故障時，中性線對地電壓可上升到接近相電壓、另兩相對地電壓可上升到接近線電壓(在特殊情況下可達(dá)到更高的數(shù)值)。如有工作接地，由于接地故障電流經(jīng)工作接地成回路，對地電壓的“漂移”受到抑制(參見圖6—7)，在線電壓0．4kV的配電網(wǎng)中，中性線對地電壓一般不超過50V、另兩相對地電壓一般不超過250V。接地電網(wǎng)電壓“漂移”圖(a)單相接地圖(b)電壓“漂移”圖5．接地電阻允許值因為故障對地電壓等于故障接地電流與接地電阻的乘積，所以，各種保護(hù)接地電阻不得超過規(guī)定的限值。對于低壓配電網(wǎng)，由于分布電容很小，單相故障接地電流也很小，限制電氣設(shè)備的保護(hù)接地電阻不超過4Ω即能將其故障時對地電壓限制在安全范圍以內(nèi)；如配電容量在100kVA以下，由于配電網(wǎng)分布范圍很小，單相故障接地電流更小，限制電氣設(shè)備的保護(hù)接地電阻不超過10Ω即可滿足安全要求。在高壓配電網(wǎng)中，由于接地故障電流比低壓配電網(wǎng)的大得多，將故障電壓限制在安全范圍以內(nèi)是難以實現(xiàn)的。因此，對高壓電氣設(shè)備規(guī)定了數(shù)值較低的保護(hù)接地電阻允許值，并限制故障持續(xù)時間。各種保護(hù)接地電阻允許值見表6—7。設(shè)備類別接地電阻/Ω備注低壓電氣設(shè)備4電源容量≥100kVA10電源容量<100kVA高壓電氣設(shè)備小接地短路電流系統(tǒng)120/IE與低壓共用接地裝置250/IE高壓單獨接地大接地短路電流系統(tǒng)200/IEIE≤1000A0.5IE>4000A表6-7

保護(hù)接地電阻允許值注：IE為接地電流或接地短路電流。

第三節(jié)安全電壓與漏電保護(hù)裝置

電氣線路或電氣設(shè)備發(fā)生單相接地短路故障時會產(chǎn)生剩余電流，利用這種剩余電流來切斷故障線路或設(shè)備電源的保護(hù)電器稱之為剩余電流動作保護(hù)器即通常所稱的漏電保護(hù)器。由于漏電保護(hù)器動作靈敏、切斷電源時間短，因此正確選用、安裝與使用漏電保護(hù)器具有重要作用。第五節(jié)安全電壓和電氣隔離據(jù)歐姆定律，電壓越高，電流也就越大。因此，可以把可能加在人身±的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一電壓就叫做安全電壓，也叫做安全特低電壓。應(yīng)當(dāng)指出，任何情況下都不要把安全電壓理解為絕對沒有危險的電壓。具有安全電壓的設(shè)備屬于Ⅲ類設(shè)備。一、安全電壓限值和額定值1．限值限值為任何運行情況下，任何兩導(dǎo)體問不可能出現(xiàn)的最高電壓值。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工頻電壓有效值的限值為50V、直流電壓的限值為120V。一般情況下，人體允許電流可按擺脫電流考慮；在裝有防止電擊的速斷保護(hù)裝置的場合，人體允許電流可按30mA考慮。我國規(guī)定工頻電壓50V的限值是根據(jù)人體允許電流30mA和人體電阻1700Ω的條件確定的。我國標(biāo)準(zhǔn)還推薦：當(dāng)接觸面積大于1cm2、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；潮濕環(huán)境中工頻電壓有效值的限值為16V、直流電壓限值為35V。

2．安全電壓額定值我國規(guī)定工頻有效值的額定值有42V、36V、24V、12V和6V。特別危險環(huán)境中使用的尹持電動工具應(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(dāng)電氣設(shè)備采用24V以上安全電壓時，必須采取直接接觸電擊的防護(hù)措施。二、安全電壓電源和回路配置

1．安全電源通常采用安全隔離變壓器作為安全電壓的電源。其接線如圖5—8所示。除隔離變壓器外，具有同等隔離能力的發(fā)電機(jī)、蓄電池、電子裝置等均可做成安全電壓電源。但不論采用什么電源，安全電壓邊均應(yīng)與高壓邊保持加強(qiáng)絕緣的水平。安全隔離變壓器接線圖

采用安全隔離變壓器作安全電壓的電源時，這種變壓器的一次與二次之間有良好的絕緣；其間還可用接地的屏蔽隔離開來。安全隔離變壓器各部絕緣電阻不得低于下列數(shù)值：帶電部分與殼體之間的工作絕緣2MΩ帶電部分與殼體之間的加強(qiáng)絕緣7MΩ輸入回路與輸出回路之間5MΩ輸入回路與輸入回路之間2MΩ輸出回路與輸出回路之間2MΩⅡ類變壓器的帶電部分與金屬物體之間2MΩⅡ類變壓器的金屬物件與殼體之間5MΩ絕緣殼體上內(nèi)、外金屬物件之間2MΩ安全隔離變壓器的額定容量，單相變壓器不得超過10kVA、三相變壓器不得超過16kVA、電鈴用變壓器的額定容量不應(yīng)超過100VA、玩具用變壓器的額定容量不應(yīng)超過200VA；安全隔離變壓器的額定電壓，交流電壓有效值不得超過50V、脈動直流電壓不得超過50V、電鈐用變壓器的分別不應(yīng)超過24V和24V、玩具用變壓器的分別不應(yīng)超過33V和33V。2．回路配置安全電壓回路的帶電部分必須與較高電壓的回路保持電氣隔離，并不得與大地、保護(hù)導(dǎo)體或其他電氣回路連接，但變壓器一次與二次之間的屏蔽隔離層應(yīng)按規(guī)定接地或接零。如變壓器不具備加強(qiáng)絕緣的結(jié)構(gòu)，二次邊宜接地或接零，以減輕一次與二次短接的危險。對于普通絕緣的電源變壓器，一次線長度不得超過3m、并不得帶入金屬容器內(nèi)使用。安全電壓的配線最好與其他電壓等級的配線分開敷設(shè)。否則，其絕緣水平應(yīng)與共同敷設(shè)的其他較高電壓等級配線的絕緣水平一致。三、電氣隔離電氣隔離是采用電壓比為1：1，即一次邊、二次邊電壓相等的隔離變壓器實現(xiàn)工作回路與其他電氣回路電器上的隔離。應(yīng)用電氣隔離須滿足以下安全條件：

1．隔離變壓器必須具有加強(qiáng)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，這種隔離變壓器還應(yīng)符合下列要求：

(1)最大容量單相變壓器不得超過25kVA、三相變壓器不得超過40kVA。(2)空載輸出電壓交流不應(yīng)超過1000V、脈動直流不應(yīng)超過1000V、負(fù)載時電壓降低一般不得超過額定電壓的5％～15％。

(3)隔離變壓器具有耐熱、防潮、防水及抗振結(jié)構(gòu)；不得用賽璐珞等易燃材料作結(jié)構(gòu)材料；手柄、操作桿、按鈕等不應(yīng)帶電；外殼應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，一般不能被打開，并應(yīng)能防止偶然觸及帶電部分；蓋板至少應(yīng)由兩種方式固定，其中，至少有一種方式必須使用工具實現(xiàn)。

(4)除另有規(guī)定外，輸出繞組不應(yīng)與殼體相連；輸入繞組不應(yīng)與輸出繞組相連；繞組結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止出現(xiàn)上述連接的可能性。(5)電源開關(guān)應(yīng)采用全極開關(guān)，觸頭開距應(yīng)大于3mm；輸出插座應(yīng)能防止不同電壓的插銷插入；固定式變壓器輸入回路不得采用插接件；移動式變壓器可帶有2～4m電源線。(6)當(dāng)輸入端子與輸出端子之間的距離小于25mm時，則其間須用與變壓器連成一體的絕緣隔板隔開。(7)Ⅰ類變壓器應(yīng)有保護(hù)端子，其電源線中應(yīng)有一條專用保護(hù)線；R類變壓器沒有保護(hù)端子。

2．二次邊保持獨立，即不接大地，不接保護(hù)導(dǎo)體，不接其他電氣回路。如圖5—9所示，如果變壓器的二次邊接地，則當(dāng)有人在二次邊單相電擊時，電流很容易流經(jīng)人體和二次邊接地點構(gòu)成回路。因此，凡采用電氣隔離作為安全措施者，還必須有防止二次回路故障接地及竄連其他回路的措施。因為一旦二次邊發(fā)生接地故障，這種措施將完全失去安全作用。對于二次邊回路線路較長者，還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。變壓器二次邊接地的危險3．二次邊線路電壓過高或副邊線路過長，都會降低回路對地絕緣水平，增大故障接地的危險，并增大故障接地電流。因此，必須限制電源電壓和二次邊線路的長度。按照規(guī)定，應(yīng)保證電源電壓U≤500V、線路長度L≤200m、電壓與長度的乘積UL≤100000V·m。

4．等電位聯(lián)結(jié)圖5—10中的虛線是等電位聯(lián)結(jié)線。如果沒有等電位聯(lián)結(jié)線，當(dāng)隔離回路中兩臺相距較近的設(shè)備發(fā)生不同相線的碰殼故障時，這兩臺設(shè)備的外殼將帶有不同的對地電壓。如果有人同時觸及這兩臺設(shè)備，則接觸電壓為線電壓，電擊危險性極大。因此，如隔離回路帶有多臺用電設(shè)備(或器具)，則各臺設(shè)備(或器具)的金屬外殼應(yīng)采取等電位聯(lián)結(jié)措施。這時，所用插座應(yīng)帶有等電位聯(lián)結(jié)的專用插孔。電氣隔離的等電位聯(lián)結(jié)重復(fù)接地

在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點或多點再次與大地作金屬性連接，稱為重復(fù)接地。重復(fù)接地

重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對地電壓，減輕觸電的危險。當(dāng)采用保護(hù)接零而零線斷裂時，如果在斷線后的電力設(shè)備有一相碰殼，則后面的零線會帶上相電壓，造成危險。采用了重復(fù)接地后，接在斷裂處后面的所有電氣設(shè)備外殼上的對地電壓UE＜＜

U，危險程度大大降低。重復(fù)接地的作用：1、減輕PE線、PEN線意外斷線或接觸不良時接零設(shè)備上電擊的危險性2、減輕PEN線斷線時負(fù)載中性點“漂移”3、進(jìn)一步降低故障持續(xù)時間內(nèi)意外帶電設(shè)備的對地電壓4、縮短漏電故障時間5、改善架空線路的防雷性能（4）應(yīng)該實行接地或接零的設(shè)備凡因絕緣損壞而可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備及電氣裝置的金屬外殼和框架應(yīng)可靠接地或接零，其中包括：⑴電動機(jī)、變壓器、變阻器、電力電容器、開關(guān)設(shè)備的金屬外殼。⑵配電、控制的屏（柜、箱）的金屬框架和底座、鄰近帶電設(shè)備的金屬遮欄。⑶電線電力電纜的金屬保護(hù)管和金屬包皮，電纜終端頭與中間接頭的金屬包皮以及母線的外罩。（4）應(yīng)該實行接地或接零的設(shè)備⑷照明燈具、電扇及電熱設(shè)備的金屬底座與外殼。⑸避雷針、避雷器、保護(hù)間隙和耦合電容器底座，裝有避雷線的電力線路金屬桿塔。⑹互感器的二次線圈。（5）可以不接地或接零的設(shè)備⑴采用安全電壓或低于安全電壓的電氣設(shè)備。⑵裝在配電屏、控制屏上的電氣測量儀表、繼電器與低壓電器的外殼。⑶在已接地金屬構(gòu)架上的支持絕緣子的金屬底座。⑷在常年保持干燥且用木材、瀝青等絕緣較好的材料鋪成的地面，其室內(nèi)低壓電氣設(shè)備的外殼。（5）可以不接地或接零的設(shè)備⑸額定電壓為220V及以下的蓄電池室的金屬框架。⑹廠內(nèi)運輸鐵軌。⑺電氣設(shè)備安裝在高度超過2.2m的不導(dǎo)電建筑材料基座上，須用木梯才能接觸到且不會同時觸及接地部分。接地裝置的裝設(shè)

接地體是接地裝置的主要部分，其選擇與裝設(shè)是能否取得合格接地電阻的關(guān)鍵。（1）利用自然接地體（2）埋設(shè)人工接地體圖7.16人工接地體埋設(shè)示意圖

（3）接地線

①自然接地線。為了節(jié)約金屬，減少投資，應(yīng)盡量選擇自然導(dǎo)體作為接地線。如建筑物的金屬構(gòu)架、電梯豎井、電纜的金屬外皮等都可以作為自然接地線。各種金屬管道（可燃液體、可燃或爆炸性氣體的金屬管道除外）可作為低壓電力設(shè)備的自然接地線。②人工接地線。為了連接可靠并有一定的機(jī)械強(qiáng)度，一般采用鋼作為人工接地線。對于接地體和接地線的截面積應(yīng)符合我國電氣規(guī)定的最小規(guī)格。

4．接地電阻的要求

接地電阻是接地體的流散電阻與接地線和接地體電阻的總和。由于接地體和接地線的電阻相對較小，可略去不計。因此接地電阻可認(rèn)為就是接地體的流散電阻。

5．接地電阻的測量

（1）測量接地電阻的一般原理

電流極、電壓極

在兩接地體上加一電壓u后，就有電流i通過接地體A流入大地后經(jīng)接地體B構(gòu)成回路，形成圖中所示的電位分布曲線，離接地體A（或B）20m處電位等于零，即在CD區(qū)為電壓降實際上等于零的零電位區(qū)。只要測得接地體A（或B）與大地零電位的電壓uAC（或uBD）和電流i，就可以方便地求出接地體的接地電阻。6．接地裝置的運行與維護(hù)

運行中的接地裝置巡視與檢查一般為：（1）檢查接地線或接零線與電氣設(shè)備的金屬外殼以及同接地網(wǎng)的連接處連接是否良好，有無松動脫落等現(xiàn)象；（2）檢查接地線有無損傷、碰斷及腐蝕等現(xiàn)象；6．接地裝置的運行與維護(hù)

（3）對于移動式電氣設(shè)備的接地線，在每次使用前應(yīng)檢查其接地線情況，觀察有無斷股現(xiàn)象；（4）定期測量接地裝置的接地電阻值，測量接地電阻要在土壤電阻率最大的季節(jié)內(nèi)進(jìn)行，即夏季土壤干燥時期和冬季土壤冰凍最甚時期。維護(hù)工作一般包括：（1）要經(jīng)常觀察人工接地體周圍的環(huán)境情況，不應(yīng)堆放具有強(qiáng)烈腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)；（2）對于接地裝置與公路、鐵路或管道等交叉的地方，應(yīng)采用保護(hù)措施，以防碰傷損壞接地線；（3）接地裝置在接地線引進(jìn)建筑物的入口處，最好有明顯的標(biāo)志，以便為運行維護(hù)工作提供方便；（4）明敷的接地線表面所涂的漆應(yīng)完好；（5）電氣設(shè)備在每次大修后，應(yīng)著重檢查其接地線連接是否牢固；（6）當(dāng)發(fā)現(xiàn)運行中接地裝置的接地電阻不符合要求時，可采用降低電阻的措施，如將接地體引至土壤電阻率較低的地方、裝設(shè)外引接地裝置或者在接地坑內(nèi)填入化學(xué)降阻劑等。接地裝置由接地體和接地線(網(wǎng))組成人工接地體垂直接地體的布置接地體自然接地體埋設(shè)在地下的金屬管道(無可燃或易燃物)；鉆管；與大地連接可靠的建筑物金屬結(jié)構(gòu)；水工構(gòu)筑物的金屬樁；直接埋設(shè)在地下的電纜金屬外皮。接地線和接零線接地線和接零線都可利用以下自然導(dǎo)體：建筑物金屬結(jié)構(gòu)(梁、柱、桁架等)；生產(chǎn)用金屬結(jié)構(gòu)(軌道、設(shè)備金屬外殼等)；配線的鋼管；電纜的鋁包皮；上、下水管、暖氣管道等各種金屬管道。接地和接零裝置的安全要求：導(dǎo)電的連續(xù)性和連接可靠；足夠的機(jī)械強(qiáng)度和防腐性能；足夠的導(dǎo)電能力和熱穩(wěn)定性；地下安裝距離(與建筑物≥1.5m，與獨立避雷針≥3m)；適當(dāng)?shù)穆裨O(shè)深度(一般≥0.6m，并應(yīng)在凍土層以下)；接地支線不得串聯(lián)；不得將220V兩線制的零線用作設(shè)備外殼的接地線；接地和接零線既要便于檢查，又要防止機(jī)械損傷。接地和接零線測量專用接地電阻測量儀(搖表)。為減小測量誤差，電流極和電壓極與被測接地體應(yīng)有足夠的距離。Sy

和Sl

宜大于80米；對于垂直埋設(shè)的單管接地體，可取Sy=20米，Sl

=40米，兩電極之間可取20米；如果電流極由多管組成，宜取40米。接地測量電路5.接地電阻允許值對于低壓配電網(wǎng)，由于分布電容很小，單相故障接地電流也很小，限制電氣設(shè)備的保護(hù)接地電阻不超過4Ω既能將其故障時對地電壓限制在安全范圍以內(nèi)。表3—7保護(hù)接地電阻允許值設(shè)備類別接地電阻/Ω備注低壓電器設(shè)備4電源容量≥100KVＡ10電源容量<100KVＡ高壓電器設(shè)備小接地短路電流系統(tǒng)120/IE與低壓共用接地裝置250/IE高壓單獨接地大接地短路電流系統(tǒng)2000/IEIE≤4000Ａ0.5IE>4000Ａ注：IE為接地電流或接地短路電流四、漏電保護(hù)方式電流型RCD保護(hù)方式，通常有下列四種。

(1)全網(wǎng)總保護(hù)。是指在低壓電網(wǎng)電源處裝設(shè)保護(hù)器，總保護(hù)有三種方式：①保護(hù)器安裝在電源中性點接地線上。②保護(hù)器安裝在總電源線上。③保護(hù)器安裝在各條引出干線上。通常，對供電范圍較大或有重要用戶的低電電網(wǎng)，采用保護(hù)安裝在各條引出干線上的總保護(hù)方式。(2)對于移動式電力設(shè)備，臨時用電設(shè)備和用電的家庭，應(yīng)安裝末級保護(hù)。

(3)較大低壓電網(wǎng)的多級保護(hù)。隨著用電的不斷增長，較大低壓電網(wǎng)單單采用總保護(hù)或末級保護(hù)方式，已不能滿足對低壓電網(wǎng)供電可靠性和安全用電的需要，因此，較大電網(wǎng)實行多級保護(hù)是電氣化事業(yè)發(fā)展的必然要求，圖5—11所示為三級保護(hù)方式的配置圖。三級保護(hù)方式配置圖上述三種保護(hù)方式，漏電保護(hù)器動作后均自動切斷供電電源。(4)對于保護(hù)器動作切斷電源會造成事故或重大經(jīng)濟(jì)損失的用戶，其低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)可由用戶申請，經(jīng)供電企業(yè)批準(zhǔn)，而采取漏電報警方式。此類單位應(yīng)有固定值班人員，及時處理報警故障，并應(yīng)加強(qiáng)絕緣監(jiān)督，減少接地故障。2．漏電保護(hù)裝置的選用、安裝使用及運行維護(hù)

(1)漏電保護(hù)裝置選用①漏電保護(hù)器設(shè)置的場所有：手握式及移動式用電設(shè)備；建筑施工工地的用電設(shè)備；用于環(huán)境特別惡劣或潮濕場所(如鍋爐房、食堂、地下室及浴室)的電氣設(shè)備；住宅建筑每戶的進(jìn)線開關(guān)或插座專用回路；