间接接触防护.doc

电击防护-间接接触防护(上) 间接接触防护如果电气设备的外露可导电部分接地正确，用自动切断电源作防护间接接触危险的目的就可达到。间接接触防护措施为:*自动切断电源(视不同的接地系统在发生第一次或第二次故障时切断);*根据环境条件采取特殊的防护措施。电气设备制造过程中外露可导电部分是用“基本绝缘”与带电部分相隔开的。基本绝缘如果失效，外露可导电部分将带电。电气设备正常情况的不带电部分由于绝缘失效而变成带电部分，这时人体与它的接触就被称作间接接触。多种措施被用来防范这一电气危险，其中包括：*自动切断所接电气设备的电源。*特殊的防护措施，诸如:口 采用n类绝缘材料或同等水平的绝缘材料;口 置于不导电场所、伸臂范围之外或加装遮挡物;口 等电位连接;口 用隔离变压器作电气隔离。1自动切断电源的防护措施防护原理此种防护措施基于两个基本要求:*将电气装置内所有电气设备的外露可导电部分进行接地并构成一个等电位连接网络;*自动切断电气装置有故障部分的电源，以使在任一接触电压Uc(1)下都能满足人体接触电压/通电持续时间的安全要求。(1) 接触电压Uc是(由于绝缘失效)存在于外露导电部分和处于不同电位(通常是地电位)的可导电体之间的电压。为保证防护有效，Uc的值越大，切断电源的速度要求越快(见图表1)。对人体而言，允许通电时间为无限长的最高Uc值为交流50V。切断电源时间的理论限值：U0 (V)50 Uo=120120 Uo=230230 Uo400接地系统TN或lT0.80.40.20.1TT0.30.20.070.04图表1：不同假定交流接触电压下的通电最大安全持续时间(S)在TT系统内可装用RCD来实现电源的自动切断，其动作灵敏度为In50/RA式中：RA为电气装置接地极的接地电阻。(注：n及A为下标)2 TT系统的自动切断电源防护原理在IT系统内电气装置内所有外露可导电部分和装置外导电部分必须与一共用的接地极连接。供电系统的中性点通常在电气装置接地极的影响范围之外的一点接地，但这并不是必须的。其接地环路阻抗主要是这两个接地极(即电源和电气装置的接地极)串联的阻抗，因此其接地故障电流的幅值通常甚小，不足以使过电流继电器或熔断器动作，这样剩余电流动作保护器的装用就成为必不可少的了。这种防护原理在采用同一共用接地极的情况下也是有效的，特别是在用户级变电站内电气装置安装区域的情况下，这种场所空间有限而不能采用丁N接地系统。但是被要求采用TN系统的其他场合就不能用这种原理实现防护。在TT系统内采用RCD作自动切断电源防护措施时其动作灵敏度应为: In50/RA此处: RA为电气装置接地极的电阻；In为RCD剩余电流动作额定值。(注：n及A为下标,以下不再注明了)对于临时用电场所(施工工地等)以及农业和园艺设施，上式中的电压值50V应改为25V。示例见图表2 图表2:TT系统内的自动切断电源。*变电所接地极的接地电阻Rn为10。*电气装置接地极的接地电阻RA为20。*接地故障环路的电流Id=7.7A。*故障电压，这一电压是危险的，但由于In50/20=2.5(A)，标准的300mA RCD可在约30ms时间内动作(见图表3)，而不带延时。即当外露导电部分上出现超过规定值的故障电压时，RCD将及时切除此故障。 U0（1）（V）T (s)50 Uo=1200.3120 Uo=2300.2230 Uo4000.04(1)Uo为相对地电压标称值。图表3:不大于3OA的交流末端回路的最大切断时间。规定的最大切断时间通常RCD跳闸的时间小于大多数国家标准所要求的时间，这一特性有利于它的推广应用和有效地实现上下级选择性保护。IEC 60364-4-41 规定了TT系统内用于间接接触防护的保护电器的最大动作时间:*对于额定电流不大于32A的所有的末端回路，切断时间不得大于图表中所列值;*对于所有的其他回路，其最大切断时间定为1，这一时间限值能使安装在配电回路内的上下级的RCD具有选择性。RCO是基于剩余电流动作原理的所有保护电器的通用术语。RCCB(剩余电流断路器)在IEC 61008标准系列中有其定义，它是RCD的一个特定的类别。IEC 61008内的G型(普通型)RCD和S型(选择型)RCD具有下页图表4所示的跳闸时间/电流特性。利用这些特性，如采用不同类型RCD和不同额定值的组合可实现一定程度的选择性跳闸。工业型RCD，按IEC 60947-2标准，可提供更可靠的选择性，因为它具有更长的延时。XIn1255家用型瞬动型0.30.150.040.04选择型0.50.20.150.15工业型瞬动型0.30.150.040.04延时型(0.06)0.50.20.150.15延时型(其他)根据制造商的说明书图表4:RCD的最大切断时间(S)TN系统的自动切断电源可采用过电流保护电器或剩余电流防护电器来实现。3 TN系统的自动切断电源防护原理在TN系统内电气装置的所有外露可导电部分和装置外可导电部分用保护线直接和电源的接地点相连接。实施这一直接连接的方式需视在实现TN系统的接地,原则中是采用TN-C、TN-S或TN-C-S系统中的哪一种而定。图表5所示为TN-C系统，在此种系统中，中性线在全部TN系统中兼起保护接地线和中性线(即PEN线)的作用。在所有的TN系统中，任一对地的绝缘故障将成为相线和中性线间的短路。大故障电流可采用过电流保护电器来切断电源，但在切断电源的短时间内故障点处的接触电压可能升高至超过50%的相对中性线电压。实际在地区公用配电网内，通常沿保护线(PE线或PEN线)每隔一规定距离打有接地极，而电力用户也常被要求在电源进线处打接地极。在大型电气装置的建筑物周围常分散地打接地极，以尽量降低接触电压。在高层建筑住宅楼房内，每一楼层内的装置外导电部分都与保护线相连接。为确保防护的有效，接地故障电流为:Id=Uo/Zs 或0.8(Uo/Zc)=Ia,式中：*Uo-相线对中性线标称电压;*Zs-接地故障电流环路阻抗，它是电源故障点前的带电相线、自故障点至返回至电源的保护线的阻抗的总和;*Zc-故障回路的环路阻抗(见第6.2分条的“通用计算方法”);注:经接地极返回电源的通路的阻抗(一般)远大于上文所列的诸阻抗，因此不必予以考虑。*Id-故障电流;*Ia-能使保护电器在规定时间内动作的电流。示例(见图表5)图表5:TN系统内的自动切断电源故障电压 Uf=230/2=115（V）,此电压值是危险的;故障环路阻抗 Zs=ZAB+ZBC+ZDE+ZEN+ZNA如果ZBC和ZDE是故障环路阻抗的主要部分，则Zs=2p（l/s）=64.3欧，故Id=230/64300=3576A(如采用NS 160型断路器，则要求约为22In)此种断路器的“瞬动”电磁脱扣器的整定值远小于此短路电流值，因此可确保断路器能在最短时间内可靠地动作。注:某些权威性专家将这种计算方法立足于一个假设:BANE部分环路阻抗上产生的电压降占相电压的20%。对最大切断时问的规定IEC 60364-4-41标准规定了在TN系统内防间接接触危险的保护电器的最大切断时间:*对于额定电流不大于32A的末端回路，最大切断时间不得大于图表6所列的值;*对于所有其他回路，最大切断时间固定为5s，这一时间限值使安装在配电回路内的保护电器之间具有选择性。注:在TN接地系统内也可能需装用RCD，在TN-C-S系统内装用RCD时显然必须在RCD的电源侧将保护线和中性线分开，通常在电源进线处分开。 U0（1）（V）T (s)50 Uo=1200.8120 Uo=2300.4230 Uo4000.1(1)U0是相线对地的标称电压。图表6:不大于32A的交流末端回路的最大切断时间如果用断路器作保护，只要证实故障电流总是大于其瞬动或短延时动作的整定电流Im就足够了。Ia值可从熔断器的性能曲线上查得，但如果环路阻抗Zs或Zc大于某值，则保护功能仍不能实现。采用断路器作保护(见图表7)断路器的瞬时脱扣单元可在0.1s内切除对地短路电流。因此单元在最大允许时间内自动切断电源这一要求总是能确保的，因所有类型的脱扣电磁式或电子式，瞬动或稍带延时式，都能满足:Ia=Im。但必须考虑有关标准审定的最大制造偏差。因此只要计算求得的故障电流 Id=Uo/Zs 或0.8(Uo/Zc)(或在现场估算出的故障电流)大于瞬动整定电流或短延时整定电流，就可以满足在允许的时间限值内跳闸的要求了。图表7在TN系统内用断路器来自动切断电源采用熔断器作保护(见图表8)能保证熔断器正确熔断的电流值可从该熔断器的电流/时间性能曲线上查得。从上文中计算求得的故障电流Id=Uo/Zs 或0.8(Uo/Zc)必大大超过保证熔断器及时熔断的电流值。因此需满足的条件为Ia，如图表8所示。 图表8:在TN系统内用熔断器自动切断电源举例:电气网络的相线对中性线的标称电压为23OV，图表8曲线中给出的最大切断电源时间为0.4s。从曲线上可得出相应的Ia值。以电压(230 V)和电流Ia用公式Zs=230/Ia 可求出全环路阻抗值或回路的环路阻抗值。决不能超过此等阻抗值，最好是远远小于它，以确保熔断器能可靠地熔断。在TN-S回路内用剩余电流动作保护器作保护在下列情况下必须采用剩余电流动作保护器:*不能正确地计算环路阻抗(难于确定回路的长度，贴近线路有金属物质);*故障电流太小以致过电流保护电器不能满足切断电源的时间要求。其理由是故障电流以若干安培计，它总是大于RCD的额定动作电流。在实际应用中RCD常安装在低压分配电箱中，许多国家都采用RCD来自动切断末端回路的电源。文中涉及到的国外标准如旺友需要参考，可到论坛求助，仅供学习之用。工程项目需要的标准规范还请到国际标准机构购买。间接接触防护(下)-电击防护 2009-07-12 13:11:49 标签Tag：电击防护 间接接触防护 1663人阅读 “两盘不输”学习笔记，转载请注明出处，谢谢!续上节：4 IT系统内发生第二次故障时的自动切断电源在lT系统内:*电气装置带电导体与地绝缘，或电源的中性点经高阻抗接地;*所有的外露导电部分和装置外导电部分经电气装置的接地极接地。在IT系统中发生第一次接地故障时不需切断电源。第一次故障发生被称作“第一次故障”的真实接地故障时，故障电流很小，它能满足IdX RA50 k (电气装置的电压500V)； 口 100 k (500V电气装置电压1000V)。此电阻系用“兆欧表”(手摇发电机式或电池式电子仪表)在地板或墙上的测试电极和地(即最近的保护接地线)间测得。在所有测试中电极和墙或地板的接触面积显然必须是相同的。各个制造商为各自的产品提供专用的电极，因此需注意使用的电极应是与仪表配套来的电极。(1)IEC 60364_41标准建议回路标称电压(V)和回路长度(m)的乘积不宜超过100000，回路长度不宜超过500m。 *电气设备和阻挡物之间的位置必须保证不会出现同时接触两个外露导电部分或一个外露导电部分及一个装置外导电部分的情况。*在采取此措施的房间内不得引入裸露的保护线。*上述房间的进入处的布置必须使进入的人免于危险，例如站在房外导电地板上的人必须不可能触及房门内的外露导电部分，比如触及房内安装在工业型金属接线盒上的照明开关。图表F24：置于伸臂范围以外和插入不导电阻挡物的措施。不接触地的等电位房间和一些特殊的装配连接(例如实验室)，会引起大t的特殊安装的困难。不接触地的等电位房间在这一措施内，所有外露可导电部分，包括地板(l)都用适当的大截面导线进行连接，以使在任意两点间不出现明显的电位差。带电导体和用电器金属外壳的绝缘损坏，将导