第四章防触电技术1PPT课件

上一页,下一页,返回,结束,第一章触电与触电防护,章目录,第四章防触电技术,学习要点：1.绝缘、防护、安全距离等防电击措施2.保护接地、保护接零等防电击措施3.双重绝缘、安全电压和漏电保护措施,第一节直接接触电击防护,一.绝缘：所谓绝缘防护就是使用绝缘材料将带电导体封护或隔离起来，使电气设备及线路能正常工作，防止人身触电事故的发生。（一）绝缘材料1.种类绝缘材料也称作电介质（研究基本性能时称作电介质，应用时称为绝缘材料），绝缘性能大于107。分类：固体绝缘材料、液体绝缘材料、气体绝缘材料,2.绝缘材料的性能：电性能、热性能、力学性能、化学性能、吸潮性能、抗生物性能等。（1）电性能：电介质在使用过程中的电导、极化、损耗、击穿等过程。绝缘材料的等效电路：1电导：但在一定外界因素的作用下，绝缘材料具有的微弱的导电能力。电介质有微小的电流流过，称作泄露电流。2极化：在外电场的作用下，设备的两端出现等量的电荷，这种现象称作极化。极化过程将形成附加的能量损耗。介电常数是表明极化特征性能的参数，用表示。数值大小表明极化能力的大小，束缚电荷量的多少。极化过程在电路中引起的电流为极化电流。,（2）力学性能：强度、弹性等性能。随时间的增长，力学性能将降低。（3）热性能：包括耐热性、耐弧性、阻燃性、软化温度和黏度等。1耐热性：绝缘材料在一定温度的作用下，不改变电气、机械、理化性能的能力。耐热等级：Y、A、E、B、F、H、C（90、105、120、130、155、180、180）,2耐弧性：接触电弧时，表面炭化的程度。3阻燃性：抗燃烧的能力，用氧指数表示。在规定的条件下，在混合气体中，保持燃烧状态所需要的最低的氧浓度。4软化温度：在一定温度下，维持不变形的能力。（4）吸潮性：包括吸水性能和亲水性能。（5）抗生物性能：抵抗霉菌等生物对绝缘破坏的能力。,（二）绝缘破坏破坏的原因：电压、温度、潮湿、化学、微生物等。1.电介质的击穿当外加电压超过一定值，电介质中的电导电流激增，材料的绝缘性能失去，称作材料的击穿。使介质发生击穿的电压为击穿电压；材料单位厚度上承受的电压为击穿场强。液体、气体和固体绝缘材料的击穿导电过程有很大的差别。2.绝缘老化：电介质在使用过程中，受各种因素的长期影响，能产生一系列不可逆转的物理和化学变化，导致介质的电气和机械性能的恶化，最终导致绝缘材料的绝缘性能丧失，这个过程，称作老化。老化的原因有光、电、温度、辐射、氧化、微生物和酸、碱等，最重要的原因是过热和闪络放电。,3.绝缘损坏：在外界诸多因素的影响下，绝缘被破坏的现象。（三）绝缘检测通过检测设备绝缘的各个参数，确定设备的性能和状态。包括绝缘电阻、耐压、泄露电流、介质损耗等。,第二章安全防护技术及应用,第1节屏护、间距与安全标志,屏护就是用防护装置将带电部位、场所或范围隔离开来，防止触电事故的发生。也能防止电路短路及由此引起的短路火灾、防止人为破坏等。,1.遮栏,二、屏护,2.栅栏,遮栏用于室内高压配电装置，宜做成网状，网孔不应大于40mm40mm，也不应小于20mm20mm。遮拦高度应不低于1.70m，底部距地面不应大于0.1m。金属遮拦必须妥善接地并加锁。,栅栏用于室外配电装置时，其高度不应低于1.50m；若室内场地较开阔，也可装高度不低于1.20m的栅栏。栅条间距和最低栏杆至地面的距离都不应大于200mm。金属制作的栅栏也应妥善接地。,第二章安全防护技术及应用,第1节屏护、间距与安全标志,3.围墙,4.保护网,室外落地安装的变配电设施应有完好的围墙，墙的实体部分高度不应低于2.5m。10kV及以下落地式变压器台四周须装设遮拦，遮拦与变压器外壳相距不应小于0.8m。,保护网有铁丝网和铁板网。当明装裸导线或母线跨越通道时，若对地面的距离不足2.5m，应在其下方装设保护网，以防止高处坠落物体或上下碰触事故的发生。,以上几种屏护装置应该符合间距的要求及有关的规定，并根据需要配以明显的标志。要求较高的屏护装置，还应装设信号指示和联锁装置。,第二章安全防护技术及应用,第1节屏护、间距与安全标志,间距又称安全距离，是指为防止发生触电事故或短路故障而规定的带电体之间、带电体与地面及其他设施之间、工作人员与带电体之间所必须保持的最小距离或最小空气间隙。,三、安全距离,1.屋内外配电装置的安全距离。,间距的大小，主要是根据电压的高低、设备状况和安装方式来确定的，并在规程中做出明确的规定。规程中包括以下五方面的内容。,2.人体与带电设备或导体间的安全距离。,3.架空线路的安全距离。,4.室内外配线的安全距离。,5.接户线与地面及建筑物各部位的安全距离。,第二章安全防护技术及应用,第1节屏护、间距与安全标志,1.屋内外配电装置的安全距离,第二章安全防护技术及应用,第1节屏护、间距与安全标志,2.人体与带电设备或导体间的安全距离,*该数据为有遮拦时，若无遮拦，安全距离应加大至与值班巡视栏相同，否则应停电检修。,#括号内的数据为邻近或其他电力线路交叉时的安全距离。,一、接地的基本概念,二、保护接地的原理,第二章安全防护技术及应用,节目录,第三节间接接触触电的防护,三、保护接地电阻的确定,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,（一）接地及其分类,接地的基本概念,1.工作接地,2.保护接地,接地是指从电网运行或人身安全的需要出发，人为地把电气设备的某一部位与大地做良好的电气连接。,工作接地是指由于运行和安全需要，为保证电力网在正常情况或事故情况下能可靠地工作而将电气回路中某一点实行的接地。,保护接地是指为了保障人身安全，避免发生触电事故，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与大地作电气连接。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,（二）中性线N、保护线PE及保护零线PEN,1.中性线N中性线引自电源中性点，其功能有：,（1）用来通过单相负荷的工作电流。（2）用来通过三相电路中的不平衡电流以及三次谐波电流。（3）使不平衡三相负荷上的电压均等。,2.保护线PE以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外壳、接地母线、接地端子等做电气连接的导线或倒替称为保护线。,3.保护零线PEN中性线与大地有良好的电气接触时，称为零线。当零线N与保护线PE共为一体，同时具有零线和保护线两种功能的导线就称为保护零线或保护中性线。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,2.TT系统是指电源中性点直接接地，而设备的外露可导电部分经各自的保护线PE分别直接接地的三相四线制低压配电系统。,（三）国际电工委员会IEC对配电网接地方式的分类,1.IT系统是指电源中性点不接地或经足够大阻抗接地，电气设备的外露可导电部分经各自的保护线PE分别直接接地的三相三线制低压配电系统。,3.TN系统是指电源系统有一点（通常是中性点）接地，电气设备的外露可导电部分经保护线PE连接到此接地点的低压配电系统。分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,（一）采用保护接地可以防止人身触电,一.IT系统,1.保护接地在IT系统中的作用原理,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,（二）保护原理,一.IT系统,在低压系统中，绝缘阻抗是漏电阻和分布电容容抗的并联，通常R非常大，在线路不是很长的情况下，C在0.0060.1之间。如RE=4则发生单相触电时流过人体电流3毫安左右，保证安全。但如果线路长，线路分布电容大，则仍具有很大危险性。,接地电阻的要求；在380低压系统中，要求RE=4。当配电变压器容量不超过100KVA时，由于配电线路短，则放宽RE=10。对于高压设备，在小接地短路电流系统中，如高、低压共用接地体，接地电阻的计算：RE=120/I当高、低压分别接地时，接地电阻的计算放宽：RE=250/I在IT系统中，除接地电阻符合要求，还应采取等电位连接、对地绝缘检测、过电压防护等安全措施。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,二、TT系统,在电源中性点直接接地的系统中,电源的中性点和设备保护接地通过各自的接地装置接地,按照规定的接地电阻,在220V相电压的情况下,漏电部分对地电压为110,漏电流大约27A,不足以使大多数的保护装置动作,但人的触电电流可以达到60毫安以上,超过安全电流。一般认为，在TT系统中，采用保护接地的方式对漏电形成的触电保护作用较差。如果要降低触电后的电压为安全电压以下，需要降低接地电阻1欧姆以下，工程上实现的难度大。在TT系统中可以同时使用漏电保安器，在漏电流小于30毫安时能断开电路，拟补系统本身的不足。,三.TN系统,接零保护的原理：当设备的金属外壳因绝缘损坏而带电时，将产生很大的短路电流，使保护装置动作，切断电源，分TN-C、TN-S、TN-C-S三种方式。为保证安全，国家规定：对于移动式电气设备，短路电流的持续时间不超过0.4秒，固定式设备的短路电流持续时间不超过5秒。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,三.TN系统,（1）TN-C系统系统的N线和PE线合用一根PEN线，节约导线、投资小，在一般情况下可以满足需要。但PEN在某点断线时，断点后的PEN线失去零线应有的作用，设备外壳可能会由于中性点的偏移带有危险电压，在某相发生碰壳，由于漏电流不能使保护装置动作，而使外壳长期带有危险电压。当相线和零线搞错时，能使设备外壳带电，造成人为触电事故。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,（2）TN-S系统TN-S系统（三相五线供电系统）：系统的N线和PE线分开，作用不同，两线在中性点之后需要绝缘。系统的是可以避免TN-C系统可能出现的问题。投资大，须用材料多，现在住宅和办公的单相供电都采用这种方式。,第二章安全防护技术及应用,第3节保护接地,（3）TN-C-S系统系统的前部是TN-C系统，后边在某点，N和PE线分开，应用于线路末端环境较差或有数据处理设备的场合。,保护接零应用于中性点直接接地的低压三相配电电网。凡因绝缘损坏可能呈现危险对地电压的系统都应采用。在接零系统中，不可以同时出现接地和接零两种方式。,第二章安全防护技术及应用,第4节保护接零,1.重复接地的作用,（四）重复接地,（1）降低漏电设备外壳的对地电压,可见，在PE线或PEN线完整时，采用重复接地可以降低“碰壳”故障时所有被保护设备外壳的对地电压。而且重复接地点越多，这种效果越显著。,假设U220V，Ri10，Rn2R=1.2，则可求出,第二章安全防护技术及应用,第4节保护接零,（2）减轻PE线或PEN线断线时的触电危险,在没有重复接地的情况下，因R0Rb，断线点前面电动机外壳上的电压接近于零；而在断线点后面，PEN线的对地电压则接近于相电压值，非常危险。,第二章安全防护技术及应用,第4节保护接零,3.保护接零线路要求,二.安全电压,（一）安全电压1.定义：在不同的环境下，人体接触到有一定电压的带电体后，身体各部分组织不发生损害，此时的电压称为安全电压。是为防止触电事故而由特定电源供电的安全系列，是制定安全措施的依据。安全电压的定义具有三层含义：其一，可以防止触电事故的发生；其二安全电压必须由特定电源供电；其三，安全电压具有一系列的数值，根据不同的环境，对应值不同。使用安全电压的设备属于类设备。2.安全电压的依据：安全电压是依人体所允许通过的电流和人体的体电阻的乘积表示的。通常情况下，人体所允许通过的电流是触电后可以自身摆脱的电流，和体电阻的大小有关。而体电阻在不同的环境下变化很大，高压触电体电阻会急剧降低。IEC规定安全电压的最大值50V，是根据30MA的允许电流和1700欧的体电阻的乘积来计算的。,3.安全电压等级：国家规定的安全电压等级是；42、36、24、12、6五个等级，并规定当电器设备的工作电压超过24V时，必须采取预防直接接触带电体的保护措施。4.安全电压的选用：设备的安全电压根据使用场所、人员条件、使用方式等选用。安全行灯的电压通常36V，危险场所为12V。,（二）安全电源1.采用安全隔离变压器作为安全电源，输出电压的上限不得超过50V。安全隔离变压器为双绕组变压器，绕组之间具有良好的绝缘，绝缘电阻满足规定的要求。2.工作在安全电压下的线路，必须与其他电气系统和无关可导电的部分实现电气上的隔离，不得与其他高压线路同管敷设，变压器的一、二次绕组必须具有明显标志，二次侧采用专用插座结构。3.超过24V以上的安全电压，必须采取防止接触带电体的防护措施。4.安全变压器的铁心和外壳必须接地，一、二次侧绕组之间的隔离层必须可靠接地，防止绝缘击穿时造成的触电事故。还需要装设熔断器短路保护，具有耐热、防潮、防水的措施。,（三）线路的安全隔离,使用1：1变压器将工作回路与电源及其他回路作电气上的隔离，在二次侧构成不接地、小规模的独立网络，减小触电时的危险。适应于易于发生触电危险、不能使用安全电压的场合。应具备以下条件：,1.隔离变压器必须是具有双重绝缘结构的双绕组变压器，绝缘电阻达到要求，容量不能太大。2.二次侧不得与大地有任何连接，对于二次回路较长者，应装设绝缘检测装置。3.二次边的电压不能超过500V，长度不能超过200M。4.网络中的设备距离很近时，需要装设等电位连接。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,漏电保护器是一种在规定条件下，当漏电电流达到或超过给定值时，便能自动断开电路的一种机械式开关电器或组合电器。,三、漏电保护器,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,漏电保护器的分类,1.按反映信号的种类分为电压型和电流型（被广泛采用）两大类。2.按有无中间机构分为直接传动型和间接传动型。3.按执行机构分为机械脱扣和电磁脱扣两种。4.按极数和线数分为单极二线、二极、二极三线等保护器。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,（一）电压型漏电保护器的工作原理,1.电压型漏电保护器以设备外壳对地电压作为信号，其接线图如图所示。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,2.电流型漏电保护器的工作原理,电流型漏电保护器按有无中间机构分为直接动作式和间接动作式两类。,（1）直接动作式,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,二、漏电保护器的工作原理,（2）间接动作式,间接动作式电流型漏电保护器主要为放大式。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,二、漏电保护器的工作原理,2）晶闸管式漏电保护器,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,（二）必须安装漏电保护器的设备与场所,1.移动式电气设备及手持式电动工具（类除外）。2.安装在潮湿、强腐蚀性等环境恶劣场所的电气设备。3.建筑施工工地的电气施工机械设备。4.暂作临时用电的电气设备。5.宾馆、饭店及招待所客房内的插座回路。6.机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路。7.游泳池、喷水池、浴室的水中照明设备。8.安装在水中的供电线路和设备。9.医院中直接接触人体的医用设备。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,（三）装用漏电保护器的主要规定,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,1.系统装设方案的选择,（四）漏电保护器的选择,（1）在干线上装设漏电保护器优点是：每台漏电保护器的保护范围广，任何分支线的接地故障均在保护之内；使用的漏电保护器少，设备投资费用低。缺点是：停电涉及面大，寻找故障点难，停电时间长。,（2）在分支线上装设漏电保护器优点是：每台漏电保护器只保护一条分支线路，不影响其他支路的运行；寻找故障点较容易，恢复供电时间短。缺点是：使用的漏电保护器多，投资费用大。,（3）在干线及分支线上均装设漏电保护器这是比较完善的保护方式，在干线上装设带延时的漏电保护器，用以防止电气火灾、接地电弧等烧毁设备。在分支线上装设快速型漏电保护器，用以防止人身触电。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,2.漏电保护器的选用原则,（1）原则上应选用电流型漏电保护器。（2）在特定的场所应分别选用防爆型、防水型、防尘型等漏电保护器。（3）选用漏电保护器时，线路的各项数据应满足漏电保护器的各项参数值。（4）保护单相线路和设备时，宜选用单极二线或二极式漏电保护器；保护三相线路和设备时，宜选用三极式漏电保护器；保护既有三相又有单相的线路和设备时，宜选用单极四极式漏电保护器。（5）当选择分段保护时，应满足上下级动作的选择性。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,（6）漏电开关的额定漏电动作电流用下列经验公式估算。,对于照明线路和居民用单相电路,对于三相三线的动力线路或三相四线的动力照明混合线路,式中In电路的实际最大额定负荷电流，A。,（7）漏电保护器的动作时间的选择主要根据使用目的来选择。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,1.漏电保护器的安装要求,（五）漏电保护器的安装、接线、使用与维护,（1）使用的保护器应符合选择条件。（2）保护器的试验按钮回路的工作电压不能接错。（3）总保护和干线保护安装在配电室内，支线或终端线保护安装在配电箱或配电板上。（4）在保护器的负荷侧零线不得重复接地或与设备的保护接地线相连接。（5）设备的保护接地线不可穿过零序电流互感器的贯穿孔。（6）当负载为单相、三相混合电路时，零线必须穿过零序电流互感器的贯穿孔并采用四极漏电保护器。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,（7）零序电流互感器安装在电源开关的负荷侧出线中，应尽量远离外磁场，以防引起保护器误动作。（8）保护器应远离大电流母线。（9）保护器本身所用的交流电源应从零序电流互感器的同一侧取得。（10）电路接好后，应首先检查接线是否正确，并通过试验按钮进行试验，按下试验按钮，保护器应能动作。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,2.漏电保护器的接线,（1）漏电保护器在TT系统中的典型接线方式举例如下。,第二章安全防护技术及应用,第6节漏电保护器,（2）漏电保护器在TN系统中的典型接线方式举例如下。,第二章安