2018年安全工程师《生产技术》第二章：第二节　触电防护技术

　　第二节　触电防护技术

　　1、直接接触电击预防技术

　　2、间接接触电击预防技术

　　3、其他电击预防技术

　　一、直接接触电击预防技术

　　1、绝缘

　　绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级、环境条件和使用条件。

　　电气设备的绝缘不得受潮，表面不得有粉尘、纤维或其他污物，不得有裂纹或放电痕迹，表面光泽，不得减退，不得有脆裂、破损，弹性不得消失;运行时不得有异味。

　　绝缘的电气指标主要是绝缘电阻。绝缘电阻用兆欧表测量。任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1000Ω.并应符合专业标准的规定。

　　2、屏护

　　屏护是采用遮栏、护罩、护盖、箱闸等将带电体同外界隔绝开来。屏护装置应有足够的尺寸。应与带电体保证足够的安全距离：遮栏与低压裸导体的距离不应小于0.8m;网眼遮栏与裸导体之间的距离，低压设备不宜小于0.15m，10kV设备不宜小于0.35m。屏护装置应安装牢固。金属材料制成的屏护装置应可靠接地(或接零)。遮栏、栅栏应根据需要挂标示牌。遮栏出入口的门上应根据需要安装信号装置和连锁装置。

　　3.间距

　　间距是将可能触及的带电体置于可能触及的范围之外。其安全作用与屏护的安全作用基本相同。带电体与地面之间、带电体与树木之间、带电体与其他设施和设备之间、带电体与带电体之间均应保持一定的安全距离。安全距离的大小决定于电压高低、设备类型、环境条件和安装方式等因素。架空线路的间距须考虑气温、风力、覆冰和环境条件的影响。

　　在低压操作中，人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.1m。

　　在高压作业中，人体及其所携带工具与带电体的距离应满足表2--3所列各项最小距离的要求。

　　表2—3 高压作业的最小距离

　　类别电压等级

　　10 kV35 kV

　　无遮栏作业，人体及其所携带工具与带电体之间①

　　无遮栏作业，人体及其所携带工具与带电体之间，用绝缘杆操作

　　线路作业，人体及其所携带工具与带电体之间②

　　带电水冲洗，小型喷嘴与带电体之间

　　喷灯或气焊火焰与带电体之间③ 0.7

　　0.4

　　1.0

　　0.4

　　1.5

　　1.0

　　0.6

　　2.5

　　0.6

　　3.0

　　注：①距离不足时，应装设临时遮栏。

　　②距离不足时，邻近线路应当停电。

　　③火焰不应喷向带电体。

　　二、间接接触电击预防技术

　　保护接地(IT);

　　工作接地(TT);

　　保护接零(TN);

　　1、保护接地(IT)

　　I表示网不接地或高阻接地

　　T表示设备外壳接地

　　2、工作接地(TT)

　　用于三相四线

　　接地电阻不大于4或10欧。

　　第一个T表示网的中性线接地

　　重复接地;

　　3、保护接零(TN);

　　切断电源保护。

　　配电网

　　高阻抗

　　配电网

　　熟悉IT、TT和TN系统的构成

　　1、IT系统

　　电源与地绝缘或通过阻抗接地，而装置的外露导电部分直接接地的系统，用于不接地电网。

　　2、TT系统

　　电源有一点(通常是中性点)直接接地，装置的外露导电部分接至电气上与电源地点无关的接地极的系统，用于接地的配电网。

　　3、TN系统

　　电源有一点(通常是中性点)直接接地，负荷侧的电气装置的外露导电部分通过保护线(即PE线包括PEN线)与该接地点连接的系统，即保护接零系统。

　　3.TN系统(保护接零)

　　TN系统相当于传统的保护接零系统。典型的TN系统如图1—7所示。图中，PE是保护零线，Rs叫做重复接地。TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间，亦即与保护零线之间紧密连接。

　　保护接零的安全原理是当某相带电部分碰连设备外壳时，形成该相对零线的单相短路;短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击危险。虽然保护接零也能降低漏电设备上的故障电压，但一般不能降低到安全范围以内。其第一位的安全作用是迅速切断电源。

　　TN系统分为TN—S，TN—C—S，TN—C三种类型。如图2—7所示。

　　TN—S系统是PE线与N线完全分开的系统;

　　TN—C—S系统是干线部分的前一段PE线与N线共用为PEN线，后一段PE线与N线分开的系统;

　　TN—C系统是干线部分PE线与N线完全共用的系统。

　　TN—S系统的安全性能最好。有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所应采用TN—S系统;厂内低压配电的场所及民用楼房应采用TN—C—S系统;触电危险性小、用电设备简单的场合可采用TN—C系统。

　　图2—7　TN系统三种类型

　　(a)TN—S系统　(b)TN—C—S系统　(c)TN—C系统

　　保护接零用于用户装有配电变压器的，且其低压中性点直接接地的220/380 V三相四线配电网。

　　应用保护接零应注意下列安全要求：

　　(1)在同一接零系统中，一般不允许部分或个别设备只接地、不接零的做法;否则，当接地的设备漏电时，该接地设备及其他接零设备都可能带有危险的对地电压。如确有困难，个别设备无法接零而只能接地时，则该设备必须安装漏电保护装置。

　　(2)重复接地合格。重复接地指零线上除工作接地以外的其他点的再次接地。重复接地的安全作用是减轻PE线和PEN线断开或接触不良的危险性，进一步降低漏电设备对地电压，改善架空线路的防雷性能和缩短漏电故障持续时间。电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处，配电线路的最远端及每1 km处，高低压线路同杆架设时共同敷设的两端应作重复接地。每一重复接地的接地电阻不得超过10Ω;在低压工作接地的接地电阻允许不超过10Ω的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过30Ω，但不得少于3处。

　　(3)发生对PE线的单相短路时能迅速切断电源。对于相线对地电压220 V的TN系统，手持式电气设备和移动式电气设备末端线路或插座回路的短路保护元件应保证故障持续时间不超过0.4 s;配电线路或固定式电气设备的末端线路应保证故障持续时间不超过5 s。

　　(4)工作接地合格。工作接地的主要作用是减轻各种过电压的危险。工作接地的接地电阻一般不应超过4Ω，在高土壤电阻率地区允许放宽至不超过10Ω。

　　(5)PE和PEN线上不得安装单极开关和熔断器。PE线和PEN线应有防机械损伤和化学腐蚀的措施;PE线支线不得串联连接，即不得用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分

　　(6)保护导体截面面积合格。当PE线与相线材料相同时，PE线可以按表2—4选取除应采用

　　电缆芯线或金属护套作保护线者外，有机械防护的PE线不得小于2.5 mm2,没有机械防护的不得小于4 mm2。铜质PEN线截面积不得小于10 mm2，铝质的不得小于16 mm2，如系电缆芯线，则不得小于4 mm2。

　　(7)等电位联结。等电位联结指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结。等电位联结的组成如教材84页图2-8所示。有条件的场所应做等电位联结，以提高TN系统的可靠性。

　　三、兼防直接和间接接触电击措施

　　(其他电击预防技术)

　　1)双重绝缘和加强绝缘

　　(1)电气设备的防触电保护分类

　　1)0类设备。仅靠基本绝缘作为防触电保护的设备，当设备有能触及的可导电部分时，该部分不与设施固定布线中的保护线相连接，一旦基本绝缘失效，则安全性完全取决于使用环境。这就要求设备只能在不导电环境中使用。比如木质地板和墙壁，且环境干燥的场所等。由于对于环境要求过于苛刻，使用范围受到局限。

　　2)OI类设备和I类设备。设备的防触电保护不仅靠基本绝缘，还包括一种附加的安全措施，即将能触及的可导电部分与设施固定布线中的保护线相连接。对于使用软电线或软电缆的设备，软电线或软电缆应具有一根保护芯线。这样，一旦基本绝缘失效，由于能够触及的可导电部分已经与保护线连接，因而人员的安全可以得到保护。OI类设备的金属外壳上有接地端子;l类设备的金属外壳上没有接地端子，但引出带有保护端子的电源插头。

　　3)Ⅱ类设备。设备的防触电保护不仅靠基本绝缘还具备像双重绝缘或加强绝缘类型的附加安全措施。这种设备不采用保护接地的措施，也不依赖于安装条件。

　　4)Ⅲ类设备。设备的防触电保护依靠安全特低电压(SELV)供电，且设备内可能出现的电压不会高于安全电压限值。三类设备是从电源方面就保证了安全。应注意Ⅲ类设备不得具有保护接地手段。

　　(2)双重绝缘和加强绝缘措施

　　双重绝缘和加强绝缘是在基本绝缘的直接接触电击防护基础上，通过结构上附加绝缘或绝缘的加强，使之具备了间接接触电击防护功能的安全措施。

　　各种绝缘的意义如下：

　　1)工作绝缘。又称基本绝缘，是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘，位于带电体与不可触及金属件之间。

　　2)保护绝缘。又称附加绝缘，是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下，可防止触电的独立绝缘，位于不可触及金属件与可触及金属件之间。

　　3)双重绝缘。是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。

　　4)加强绝缘。是基本绝缘的改进，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘，在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。

　　具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于Ⅱ类设备。

　　(3)双重绝缘和加强绝缘的安全条件

　　由于具有双重绝缘或加强绝缘，Ⅱ类设备无须再采取接地、接零等安全措施。双重绝缘和加强绝缘的设备其绝缘电阻应满足以下安全条件。

　　1)工作绝缘的绝缘电阻不得低于2 MΩ;保护绝缘的绝缘电阻不得低于5 MΩ：加强绝缘的绝缘电阻不得低于7 MΩ。

　　2)双重绝缘和加强绝缘标志。“回”作为Ⅱ类设备技术信息一部分标在设备明显位置上。

　　手持电动工具应优先选用Ⅱ类设备;在潮湿场所及金属构架上工作时，除选用特低电压工具外，也应尽量选用Ⅱ类设备。

　　2)采用安全电压

　　这是用于小型电气设备或小容量电气线路的安全措施。把可能加在人身上的电压限制在某一范围内，使得在这种电压下，通过人体的电流不超过允许范围，这一电压就叫做安全电压。安全电压的工频有效值不超过50伏，直流不超过120伏。我国规定工频有效值的等级为42伏，36伏，24伏，12伏和6伏。

　　凡手提照明灯、高度不足2.5米的一般照明灯，如果没有特殊安全结构或安全措施，应采用42伏或36伏安全电压。

　　电击危险36伏或24伏

　　凡金属容器内、隧道内、矿井内等工作地点狭窄、行动不便、以及周围有大面积接地导体的环境，使用手提照明灯时应采用12伏安全电压。

　　水下6伏。

　　3)剩余电流动作保护

　　⊙剩余电流动作保护装置由检测元件、中间环节、执行机构及辅助电源和试验装置构成

　　⊙剩余电流动作保护装置最基本技术参数包括额定剩余电流动作电流和分断时间

　　⊙剩余电流动作保护装置的保护、安装场所、运行和管理

　　主要用于防止间接接触电击和直接接触电击，也用于防止漏电火灾和监测一相接地故障。

　　电流型漏电保护装置以漏电电流或触电电流为动作信号。动作信号经处理后带动执行元件动作，促使线路迅速分断。

　　额定剩余动作电流

　　电流型漏电保护装置的额定动作电流从6mA至30A有13个等级，其中：

　　(1)30mA以下的属高灵敏度，主要用于防止人身触电事故;

　　(2)30mA以上、1A以下的属中灵敏度，用于防止触电事故和漏电火灾;

　　(3)1A以上的属低灵敏度，用于防止漏电火灾和监视一相接地故障。

　　额定剩余不动作电流

　　为了避免误动作保护装置的额定不动作电流不得低于额定动作电流的1/2。

　　分断时间

　　漏电保护装置的动作时间指动作时最大分断时间。快速型和定时限型漏电保护装置的动作时间应符合表2—5的要求。

　　表2—5 直接接触电击保护用剩余电流动作保护装置的最大分断时间

　　额定动作电流　I△n/A额定电流　I△n/A最大分断时间/s

　　I△n/A2I△n/A0.25A

　　0.006 任意值510.04

　　0.010 50.50.04

　　0.030 0.50.20.04

　　剩余电流动作保护装置防护要求：

　　应安装漏电保护装置的场所：

　　(①属于I类的移动式电气设备;

　　②生产用的电气设备;

　　③施工工地的电气机械设备;

　　④安装在户外的电气装置;

　　⑤临时用电的电气设备;

　　⑥机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路;

　　⑦游泳池、喷水池、浴池的电气设备;

　　⑧医院中可能直接接触人体的电气医用设备;

　　⑨其他需要安装剩余电流动作保护装置的场所。

　　2)线路保护

　　低压配电线路根据具体情况采用二级或三级保护时，在总电源端、分支线首端或线路末端(农村集中安装电能表箱、农业生产设备的电源配电箱)安装剩余电流动作保护装置。

　　(5)剩余电流动作保护装置的运行和管理

　　为了确保剩余电流动作保护装置的正常运行，必须加强运行管理。剩余电流动作保护装置投入运行后，运行管理单位应建立相应的管理制度，并建立动作记录。

　　1)对使用中的剩余电流动作保护装置应定期用试验按钮检查其动作特性是否正常。雷击活动期和用电高峰期应增加试验次数。用于手持电动工具和移动式电气设备和不连续使用剩余电流动作保护装置，应在每次使用前进行试验。因各种原因停运的剩余电流动作保护装置再次使用前，应进行通电试验，检查装置的动作情况是否正常。对已发现的有故障的剩余电流动作保护装置应立即更换。

　　2)为检验剩余电流动作保护装置在运行中的动作特性及其变化，运行管理单位应配置专用测试仪器，并应定期进行动作特性试验。动作特性试验项目包括测试剩余动作电流值、测试分断时间、测试极限不驱动时间。进行特性试验时，应使用经国家有关部门检测合格的专用测试设备，由专业人员进行。严禁采用相线直接对地短路或利用动物作为试验物的方法进行试验。

　　3)电子式剩余电流动作保护装置，根据电子元器件有效工作寿命要求，工作年限一般为6年。超过规定年限应进行全面检测，根据检测结果，决定可否继续使用。

　　4)运行中剩余电流动作保护器动作后，应认真检查其动作原因，排除故障后再合闸送电。经检查未发现动作原因时，允许试送电一次。如果再次动作，应查明原因，找出故障，不得连续强行送电。必要时对其进行动作试验，经检查确认剩余电流保护装置本身发生故障时，应在最短时间内予以更换。严禁退出运行、私自撤除或强行送电。

　　5)剩余电流动作保护装置运行中遇有异常现象，应由专业人员进行检查处理，以免扩大事故范围。剩余电流动作保护装置损坏后，应由专业单位进行检查维护。

　　6)在剩余电流动作保护装置的保护范围内发生电击伤亡事故，应检查剩余电流动作保护装置的动作情况，分析未能起到保护作用的原因，在未调查前，不得拆动剩余电流动作保护装置。