综合布线及音响工程的安全供电.pdf

笋 熟 晌工程 氦 薰薰 一 一拼 罗节 电网供电寨统连接方式 电网供电系统到达用户，通常分为动力供电和照 明供电。动力供电为三相电，电压为3 80v ， 50H z ， 通常用三线制、四线制、五线制、四线半制供电方 式组成。三线制是三条相线直接送到用户，中性线 N 在电厂、 变电所或变压器直接接保护地， 不通到用户， N在用户端由用户自 行接地，称为三相三线制，如图 1 所示。四线制是三条相线直接送到用户端，中性线 N在变电所或变压器直接保护地，并通到用户端，称 为三相四线制，如图2 所示。照明供电为单相电，即 由三相电中的任意一条相线和中性线N组成，电压 为2 2 0 V ，5 0 H z 。 种 霹 臀戳粼驾歌 默 雾 翠 线x 直 接 接 地， 并 引 出 中 性 线N 到 用 户 、 素统 中 各 种电 气 设 备的 外 露 部 分 或 机 壳不 允 许 带电 ， 而且 必须 通过保护线P E 与低压配电系 统中 性线N 连接。如 果 设备发生单相接地故障， 会形成单相对地短路，电流 保护装置启动，相线与设备断离， 保护了人身安全。 按中性线N与保护地线 P E连接方式，T N系统 有3 种程式: T N 一 C系统，T N 一 5 系统，T N 一 C 一 5 系统。 1 .丁 N 一 C系统为三相四线制系统 系统中N线与P E线合为一条送到用户。当三相 负荷不平衡或只用单相设备时，P E N线上有电流流过 构成回路，如图3 。在该系统中，如果绝缘破坏或设 备机壳带电，则该相线通过机壳和保护中性线N构 成回路。只要导线截面积和开关保护设置得当，足以 保证故障设备脱离电源相线，保证人身安全。 VAC P E N A B C P E N ( N + P E ) 音响设备 VAC 图1 电网系统中 性接地三相三线制 图2 电网系统中性接地三相四线制 白 RO 保护 地G 图3 T N 一 c 系统供电 方式 2 . 丁 N 一 5系统为三相五线制系统 这个系统N线与P E线分别送到用户， 所有设备 的外露部分和机壳均与P E线连接，如图4 。正常情 况下，保护线PE 线上没有电流，故外壳不带电，非 常安全。它的优点在于对综合布线及音响系统非常安 全，而且不会对P E线上的其它设备产生电磁干扰， 破坏系统数字信号。缺点是消耗线材太多， 增加投资。 3. T N 一 C 一 5系统为三相四线半制系统 这个系统中有一部分是P E N线，局部采用专用 的保护线P E和中性线 N ，两路分开，如图5 。系统 兼有T N 一 C系统和T N 一 5 系统的供电特点，常用于配 1 2 一 2 8 音响技术 相 线， 构 成 回 路 。 这 种 触电 电 压 为2 20v A c 。 在 触 龟 事故中， 单相触电占 全部触电事故的98%以上。 口R o 图4 保护地 T N 一 5 系统供电 方式 ABCN 图6 电网系统中性线N 不接保护地的触电回路 音响设备 R 。保护地 图S T N 一 C 一 5 系统供电方式 电系统终端环境条件较差或系统中有数字设备的工程 项目。综合布线及音响工程均要求控制室独立设置一 条专用地线，就是这个道理。 角 玄 电种类及 因紊 保护地 图7 电网系统中性线N 接保护地的触电回路 触电即电网一根或两根相线对地到人体之间构成 回路，使电流流经人体。触电与环境的湿度、温度、 大气压力密切相关。 人体与其它介质一样，呈现一定的电阻，具有传 导电流的功能，介于导体和绝缘体之间。人体彭 1 身 电阻，互相之间差别很大，有的人对电十分敏感，有 人则不太敏感。根据触电伤害程度，分为电击和电伤 两类， 前者对人体器官( 如心 脏等) 、 人体组织( 如大 脑) 造成伤害乃至死亡;后者是电流的热效应、化学效应 造成的伤害( 如电弧烧伤等) 。 根据用电系统接人电网的类型不同，触电大致分 两种，单相触电和两相触电。 ， . 单相触电 人体触及电网的一根相线，通过电网一根相线对 地到人体构成回路， 使电流流经人体， 即为单相触电。 图6 为电网中性线N不接地的供电系统的单相回路， 触电电流由电网的一根相线流经人体，经过大地，通 过分布参数(C ; 或R Z ) 到其它相线， 再返回 被触电的 相线，构成回路。图7为电网中性线N接地的供电 系统的单相系统回路，触电电流由电网的一根相线流 经人体，通过大地，由中性线N回到电网被触电的 2 . 两相触电 人体触及电网的两根相线，通过电网一根相线通 过人体到另一根相线构成回路，使电流流经人体即两 相触电，如图8 。与中性线N是否接地无关，触电电 压主要为3 80V A C 。这种触电事故更危险。 一- J 产 丫 一 丫丫户 、 一 -.一A 人体 R1 R 。 白保护地 图8 电网系统两相触电回路 3 . 造成触电的因素及安全电压和电流 ( 1) 人体电阻。人体电阻大小取决于人体皮肤是干 性还是湿性。干性电阻大，湿性电阻小;气候干燥电 阻大，气候潮湿电阻小;温度低电阻大，温度高电 阻小;另外与大气压力也有关系。人体电阻一般在 10n一 l ook n。不同情况的危害程度也不同。 (z)安全电压。36V以下称为安全电压，如果条件 不好，如在潮湿的场地、或金属结构架上、或没有 防静电措施的条件时，进行作业的安全电压要降到 音响技术 12一 29 2 4 V或 1 2 V 。 ( 3 ) 安全电流。501l l A以下为安全电流。据统计流 过人体50m A以下的电流一般不会造成伤害。非安全 电流，流过人体头部使人脑昏迷或大脑震荡; 流过大 脑会造成脑组织严重损伤; 流过脊髓会造成人体瘫痪; 流过心脏会使心脏颤动， 严重时会造成心脏停止跳动。 ( 4 ) 触电时间越长危害越大。 故， 提 高 安 全 性， 综 合 布 线 及 音响 设 备的 机 箱 禾 淑柜 系统应有良好的接地保护措施。图 11为综合布线及 音响 设备和机柜系统的接地设施与大地连接( 即 保护 地) ，图12为综合布线及音响的设备和机柜系统的接 地设施与电网中性线N直接连接。在回路中，前者 经由 两个R 。 ， 后者经过一个风， 相比之下后者更安全。 厂 一 一 一 一 - - -目 一 一 一 一电网中性线 防 止 触 电 的 基 本 措 施 ， . 保护地( 大地) 保护地是把音响系统设备的机箱和机柜等金属构 架通过接地装置与大地可靠连接。图9 为设备机柜没 有保护接地，人体接触机柜时造成电流流过人体，危 害人身安全。图10为设有保护接地， 人体接触机柜 时电流不流过人体，人身是安全的。 音响设备 R o 白 保护接地 R o D 保护接地 图11 设备外壳接保护地电流回 路 电网中性线 A B C 音响设备 图9 设备外壳不接保护接地的电流回路 仇或凡 N 电网中性线 人 体Q 查 1 亘 遨 鱼 保护地立续至 井三一目 图10 设备外壳不接保护接地的电流回路 对于中性线N不接地系统， 须设置保护接地措施。 2 . 保护接中性线 N 保护接中性线N 有两种方式，一种是将综合布线 及音响设备的机箱和机柜系统的接地设施与电网中性 线N连接;另一种是将综合布线及音响设备的机箱 和机柜系统的接地设施与保护地连接。通常的供电变 压器已有良好的接地。为防止意外情况，避免触电事 白R 。c 保护接地 图12 设备外壳接电网中性线N 电流回路 采用中性线N接保护地措施后，若机壳带电，则 形成电源其中的一相对中性线短路，会出现很大的短路 电流， 使保险丝熔断或电源跳闸， 切断电源， 确保安全。 对综合布线及音响系统的接地电阻凡的要求， 当然越小越好， 理论上应该是o fl， 但实际上做不到， 因为它与地理、环境、气候、地质、温度、湿度、大 气压力等密切相关。据统计世界各地差别很大，如美 国大地的有效导电率差别很大，最小0. s m n /m，最 大30m n /m， 有60倍之差。 在综合布线及音响系统中， R 。 要求小于0. 8 n， 一般控制在1 .5 一 Z fl即可。 以下举例说明保护接地的重要作用，中性线 N 接地时，如若设备设计不当，机壳带电，中性线 N 的接地电阻民与电网构成回 路， 在22 0 w 3 80V系统 中， 有如 下关系: I= U 中 / (R 0+ R0 ) ， 其中U ， 为 相电 压。 相间为3 80VA C; 相线对中性线N为2 20VA C 。 ( 1 )设刀 。 = 4 n，图1 1 中 的 回路 电阻 为R 。 + 刀 。 二 s fl，回路电流介2 2 0 ( 3 5 0 ) : 5 = 2 7 .5 (4 7 .5 ) A ; 图1 2 中的回路电流1=2 2 0 ( 3 8 0 ) 令 4 = 5 5 ( 9 5 ) A 。 ( 2 股R O= l n ， 在2 20V系统中回路电流1=2 洲38 0)A 。 12一 30音响技术 若系统中没有保护接地设施， 人身触及带电设备， 流过这样大的电流，人身是非常危险的，若系统中带 有保护地设施，则可避免人身危险。 3 . 重复接地( 中性线N接地) 为进一步提高安全性，系统中必须要有多处重复 接地。图 13是中性零线 N接地的三相四线制系统， 为确保安全，除变电所和变压器中性线N接保护地 外， 必须在中性线N上多处接地， 尤其在用户配电间， 更要可靠接中性线 N 。 音响设备脱离电源。 L 八 LN 音响设备 音响设备机柜 音响设备 音响设备机柜 电网中性线 A /、一一一一一/、 电网中性线 B 一 几心 命心 入c! 图14 单相设备保护接零线N 6 . 用户端的用线色标及插座和插头 (l)用户端的 用线色标( 参考表1) 。 表， 不同国家的用户端用线色标 国家相线L中性线N保护地线G 中国 红绿黄/ 黄绿 美国棕 乙 黄/ 黄绿 欧洲白黑黄/ 黄绿 日 本棕 J乙 黄2 黄绿 图13电网中性线N 重复接地 4 . 设备保护接地和中性线 N连接的注意事项 ( 1)同一供电系统中不允许一部分设备机壳接保 护地，另一部分设备机壳接中性线 N 。否则如果系统 中有外壳带电的设备，会造成中性线N带电，外壳 不带电的设备也将带电，非常危险。 ( 2 ) 中性线 N接地时，供电系统采用接中性线 N 保护，中性线 N不接地时，供电系统采用接保护地。 不能搞错，更不能混接，是必须遵守的原则。 ( 3 ) 保护接中性线N时，中性线N上严禁安装熔 断器及开关等，以防止接中性线N被破坏。中性线N 要重复接地。 ( 4 ) 中性线 N和保护地的连接导线要足够粗，并 要多股绞线，以减小接地电阻和分布参数。 ( 5)关键重要设备的中性线 N和保护地的连接要 单独处理，进一步降低接地电阻和分布参数。 5 . 保护设施熔断丝或空分开关 电网到达用户端，在进人用户配电间之前，必须 经过熔断丝或空分开关。单相保护接中性线 N 。 综合布线及音响系统的设备与其它行业的用电设 备相比，使用功率比较小，设备带有金属外壳，而 且均使用单相供电，图 14为单相设备系统保护接中 性线N的程式，两个图不同的是左图有2 个熔断丝， 双保险;右图仅有1 个熔断丝，此时熔断丝只允许接 相线L 。漏电时， 单相短路电流非常大， 熔断丝断开， (2 ) 插座和插头的接线方式 音响系统中通常使用三芯插座和插头。L为电网 相线，俗称火线，电压为220 V/3 80V; N为电网中性 线N ，电压为O V; G 为保护地线( 大地) ，如图1 50 在同一系统中，插座和插头接线应一致。 插头插座 图巧 三芯插头及插座 睁 电的泄放和工程 措 施 静电在音响系统中是不受欢迎的，尤其在控制室 内， 更要杜绝。静电顾名思义是相对静止的积累电荷， 而且电压很高，一有条件即刻放电，并产生火花、