间接接触触电防护.docx

间接接触触电防护.docx

《间接接触触电防护.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《间接接触触电防护.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

间接接触触电防护

Hesitationcancertainlyavoidthepossibilityofdoingsomethingwrong,butitalsolosesthechanceofsuccess.同学互助　一起进步（页眉可删）

间接接触触电防护

一、间接接触触电防护

（1）在正常情况下电气设备不带电的外露金属部分，如金属外壳、金属护罩和金属构架等，在发生漏电、碰壳等金属性短路故障时就会出现危险的接触电压，此时人体触及这些外露的金属部分，称为间接接触触电。

（2）在电气设备、线路等出现故障的情况下，为避免发生人身触电伤亡事故而进行的防护，称为间接接触触电防护，或称为防止间接接触带电体的保护。

（3）间接接触电防护措施有以下几种：

①自动切断供电电源（接地故障保护）。

②采用双重绝缘或加强绝缘的电气设备（即Ⅱ级电工产品）。

③将有触电危险的场所绝缘，构成不导电环境。

④采用不接地的局部等电位连接保护，或采取等电位均压措施。

⑤采用安全特低电压。

⑥实行电气隔离。

二、中性点与零点、中性线与零线的区别

当电源侧（变压器或发电机）或者负载侧为星形接线时，三相线圈的首端（或尾端）连接在一起的共同接点称为中性点，简称中点。

中性点分电源中性点和负载中性点。

由中性点引出的导线称为中性线，简称中线。

如果中性点与接地装置直接连接而取得大地的参考零电位，则该中性点称为零点，从零点引出的导线称为零线。

通常220伏单相回路两根线中的一根称“相线”或“火线”，而另一根线称为“零线”或“地线”。

“火线”与“地线”的称法，只是实用中的一种俗称，特别是“地线”的称法不确切。

严格地说，应该是，如果该回路电源侧（三相配电变压器中性点）接地，则称“零线”；若不接地，则应称“中线”，以免与接地装置中的“地线”相混。

当为三相线路时，除了三根相线外，还可从中性点引出一根导线，即中性线，从而构成三相四线制线路。

这种线路中相线之间的电压，称为线电压，相线与零线之间的电压称为相电压。

中性点是否接地，亦称为中性点制度。

中性点制度可以大致分为两大类，即中性点接地系统与中性点绝缘系统。

而按照国际电工委员会（IEC）的规定，将低压配电系统分为IT、TT、TN三种，其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三类。

三、保护接地

所谓保护接地，就是将电气设备在故障情况下可能出现危险对地电压的金属部分（如外壳等）用导线与大地做电气连接。

如果电气设备没有保护接地，当其某一部分的绝缘损坏时，外壳将带电，同时由于线路与大地间存在电容，人体触及此绝缘损坏的电气设备的外壳，将遭受触电危险。

对电气设备实行保护接地后，接地短路电流将同时沿接地体和人体两条通路通过。

接地电阻一般为4欧以下，而人体电阻约为1000欧，因此通过接地体的分流作用，流经人体的电流几乎等于零，这样就避免了在短路故障电流下人体触电的危险。

四、保护接零

保护接零简称为接零，就是将电气设备在正常情况下不带电的金属部分（外壳），用导线与低压配电网的零线（中性线）直接连接，以保护人身安全，防止发生触电事故。

保护接零一般与熔断器、脱扣器等配合，作为低压中性点直接接地系统和380/220伏三相四线制系统（在IEC标准中称之为TN-C系统）的防触电措施。

有了保护接零，当发生碰壳短路时，短路电流就由相线流经外壳到零线，再回到变压器的中性点。

由于故障回路的电阻、电抗都很小，所以故障电流很大，它足以使线路上的保护装置（熔断器或自动开关）迅速动作，从而将漏电的设备断开电源，消除危险，起到保护作用。

虽然保护接地和保护接零都可以保证人身安全，但保护接零较保护接地更具有优越性，因为零线的阻抗小、短路电流大，从而克服了保护接地要求其电阻值很小的局限性。

五、保护接地与保护接零的区别

保护接地与保护接零的主要区别是：

（1）保护原理不同保护接地是限制设备漏电后的对地电压，使之不超过安全范围。

在高压系统中，保护接地除限制对地电压外，在某些情况下，还有促使电网保护装置动作的作用；保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，以及切断故障设备的电源。

此外，在保护接零电网中，保护零线和重复接地还可限制制备漏电时的对地电压。

（2）适用范围不同保护接地既适用于一般不接地的高低压电网，也适用于采取了其他安全措施（如装设漏电保护器）的低压电网；保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

（3）线路结构不同如果采取保护接地措施，电网中可以无工作零线，只设保护接地线；如果采取保护接零措施，则必须设工作零线，利用工作零线作接零保护。

保护接零线不应接开关、熔断器，当在工作零线上装设熔断器等开断电器时，还必须另装保护接地线或接零线。

六、电气设备的哪些金属部分应进行保护接地或接零

凡是在正常情况下不带电，而当绝缘损坏、碰壳短路或发生其他故障时，有可能带电的电气设备金属部分及其附件都应实行接地或接零。

这些金属部分或附件包括：

（1）电机、变压器、断路器和其他电气设备的金属外壳或基座。

（2）配电屏（盘）和控制屏（台）的框架，变、配电所的金属构架及靠近带电部分的金属遮栏和金属门，钢筋混凝土构架中的钢筋。

（3）导线、电缆的金属保护管和金属外皮，交、直流电力电缆的接线盒和终端盒的金属外壳，母线的保护罩和保护网等。

（4）照明灯具、电扇及电热设备的金属底座和外壳，起重机的轨道。

（5）架空地线和架空线的金属杆塔，以及装在杆塔上的开关、电容器等的外壳和支架。

（6）电流互感器和电压互感器的二次绕组。

（7）超过安全电压而未采用隔离变压器的手持电动工具或移动式电气设备的外壳等。

（8）电气设备的传动装置。

（9）避雷器、保护间隙、避雷针和耦合电容器的底座。

七、电气设备的哪些金属部分可不实行保护接地或接零

电气设备的以下金属部分，除另有规定者外，一般可不实行保护接地或接零：

（1）干燥场所采用的安全电压或低于安全电压（交流50伏以下、直流110伏以下）的电气设备外壳。

（2）装在配电盘（屏）、控制屏（台）和配电装置金属框架上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器的外壳。

（3）架空线路木杆上和变电所室外木构架上的绝缘瓷瓶金具，以及绝缘损坏时不会危及人身安全的绝缘子金属底座。

（4）已接地金属的构架上的支持绝缘子和套管的金具，已接地机床上的电机和电器的外壳。

（5）不导电场所的低压电气设备（包括与之有金属性连接的机械设备等）的外壳。

（6）装有确保人身安全的高灵敏度漏电保护器的电气装置。

八、保护接地线的颜色

我国过去生产的电工产品，其接地线都以黑色为标志，这种标志已被淘汰。

目前，我国已执行国际标准，采用黄、绿双色绝缘线作为保护接地线。

黄、绿双色是国际电工委员会规定的保护接地线专用色标，已为国际通用，我国亦在相应标准中明确规定使用这一色标。

但日本、西欧一些国家采用单一绿色线作为保护接地线，所以我国出口这些国家的某些电工产品也用单一绿色线作为保护接地线。

如果使用这此出口转内销的电工产品，必须注意，不要因接地线颜色不同而接错线，造成触电。

如果对保护接地线的色标难以判断，应查看说明书，或拆开辨认，或用万用表判别。

九、在低压配电系统中，采用保护接零应注意的事项

在1千伏以下配电系统中，采用保护接零应注意以下事项：

（1）三相四线制低压电源的中性点必须良好接地，工作接地电阻应符合规定要求，以保证零线起工作和保护双重作用。

（2）必须在规定地点将零线重复接地，以防止零线断线造成危险。

（3）零线回路上不得装设开关和熔断器，以防止零线断开时接零设备外壳产生危险的对地电压；但对于不起保护作用的零线，或另装保护接零线时，可同时在电路的相线和零线上装开关和熔断器。

（4）对零线的敷设要求与相线相同，以防止零线发生断线故障。

（5）所有电气设备的保护接零线，应以并联方式接到零干线上。

（6）在接零系统中不许任一设备实行保护接地。

（7）零线的载流量至少应大于相线载流量的1/2。

（8）零线的最小截面不得小于规程规定的最小截面，以保证零线能承受短路故障电流和自动切除故障设备的电源。

十、自动切断供电电源的基本原则

自动切断供电电源这一保护措施，是指采用适当的开关电器，当设备绝缘损坏后，在规定时间内自动切断损坏设备的电源，以防止因人体接触危险电压的时间过长而引起触电伤亡事故。

因此，基本原则是：

电气设备的任何故障所产生的故障电流，在保证人身安全所要求的时间内及时被切断。

采取这一保护措施，是以下述两个相互关联的条件为前提的：

（1）电流流通的通路，或称为“故障环路”，亦即故障电源在该环路内流通。

这种环路的构成，与配电系统的型式（或中性点制度）有关。

通常，所采用的TN、TT、IT各种不同系统的故障环路是各不相同的。

（2）切断故障电流的时间，亦即故障发生后，在一定时间内切断故障电流，以保障人身安全。

切断故障电流的时间，与许多因素有关。

例如，故障发生的几率，发生故障时人体触及设备外壳的几率。

但关键是人体触及带电外壳时，可能遭受的接触电压大小

十一、按IEC标准规定的中性点工作制度

根据IEC标准，低压配电系统的中性点工作制度有三种：

（1）TN系统电源的中性点直接接地，负载设备的外露导电部分（金属外壳）通过保护导体与该接地点相连接。

根据中性导体（工作零线）与保护导体（保护地线）连接方式的不同，TN系统又分为三种型式：

TN-S系统，在整个系统中，中性导体和保护导体是严格分开的，即所谓的单相三线制和三相五线制；TN-C-S系统，系统中有一部分中性导体和保护导体的功能合在一根导体上，另一部分中性导体和保护体则是分开的；TN-C系统，在整个系统中，中性导体和保护导体的功能合在一根导体上，即我国常用的接零保护系统。

上述字母所表示的意义为：

第一个字母“T”表示电源系统中的一点（或中性点）直接接地；第二个字母“N”表示设备的外露导电部分与电源系统接地点实行直接电气连接；字母“S”表示中性导体和保护导体是分开的；字母“C”表示中性导体和保护导体的功能合在一根导体上。

（2）TT系统电源系统有一点直接接地，设备外露导电部分的接地与电源系统的接地在电气上无关联，我国称之为保护接地系统。

第一个字母“T”表示电源系统中的一点直接接地；第二个字母“T”表示设备的外露导电部分的接地与电源系统的接地在电气上无关联。

（3）

IT系统电源端不接地或通过阻抗接地，电气设备的外露导电部分（金属外壳）接地。

第一个字母“I”表示电源端所有带电部分不接地或一点通过阻抗接地；第二个字母“T”表示设备外露导电部分的接地与电源系统的接地（无论是否接地）在电气上无关联。

十二、采取自动切断供电电源的保护措施时对切断电源的时间规定

当发生接地故障时，最好是迅速切断故障点的供电电源。

通常，切断时间与接触电压的大小和所在场所的环境特征有关。

对于一般环境，接触电压应不大于工频交流50伏；对于三相交流380/220伏系统，接地故障发生后，切断供电电源的时间有以下规定：

（1）只向固定电气设备供电的线路和配电线路，应在故障发生后5秒内切断供电电源。

（2）在TN系统中，对持电动工具和移动式电气设备供电的线路，应在0.4秒内切断供电电源。

此时，保护导体的截面不应小于相线截面的1/2，且在受电端进线处必须重复接地。

（3）在TN系统中，如果由同一配电盘向手持电动工具、移动式电气设备和固定式电气设备供电，则由该配电盘供电的所有线路的电源切断时间，应符合上述第

（2）项的规定。

（4）在TT系统中，向手持电动工具和移动式电气设备供电的电源切断时间，一般不应超过0.1秒。

当所采用的保护电器不能满足有关电源切断时间的要求时，可采用漏电保护电器，此时电源切断时间不应超过0.1秒。

十三、采用TN系统时要实现自动切断电源保护应采取的措施及要求

在TN系统中，为了使自动切断供电电源保护更加可靠，所采取的措施和应满足的要求如下：

（1）所有电气设备的金属外壳都应使用保护地线或通过工作零线与电源端的接地点可靠连接。

如果附近有其他金属构件（如管道等）可作为自然接地体，则应尽可能将保护地线与其连接，并将保护地线或零线在建筑物的进线处作重复接地。

（2）选择保护电器和导线截面时，应考虑电路一旦发生接地故障（单相接地或碰壳接地等），能在规定时间内自动切断电源，即应符合下式要求：

式中Z＜sub＞s＜/sub＞为接地故障回路的阻抗，欧；I＜sub＞d＜/sub＞为保护电器在规定时间内自动切断故障回路的最小动作电流，安；U＜sub＞＜/sub＞为额定相电压，伏。

（3）在NT-C系统（即接零系统）中，一般电气设备应采用过电流保护电器作为自动切断电源的保护装置。

而手持电动工具和移动式电气设备，则应装设漏电保护器（为满足切断时间的要求以及其他原因），因此这些工具和设备的保护地线须单独接地（组成局部的TT系统）；如果没有单独的接地极，则应与漏电保护器电源侧的保护地线相连。

（4）为了保证能自动切断供电电源，除了应满足上述第

（2）项的要求外，还应满足以下要求：

保护干线的截面不小于10毫米＜sup＞2＜/sup＞（铜线）或16毫米＜sup＞2＜/sup＞（铝线），保护支线的截面（如果采用多芯电缆或保护地线与相线共穿保护管敷设）不小于1.5毫米＜sup＞2＜/sup＞（铜线）或2.5毫米＜sup＞2＜/sup＞（铝线）。

十四、采用TT系统时要实现自动切断电源保护应采取的措施及要求

通常，TT系统的电源端接地点（中性点接地）与用电设备的保护接地点是分开的，即设备采用保护接地方式。

因此，当所有用电设备都使用同一个保护电器进行保护时，应将这些用电设备的金属外壳用保护地线连接在一起，并应满足以下要求：

Re·Id≤Us

式中R＜sub＞e＜/sub＞为接地极电阻与保护地线电阻之和，欧；I＜sub＞d＜/sub＞为保证保护电器自动切断电源的动作电流，安；U＜sub＞s＜/sub＞为规定的极限接触电压，伏。

当采用漏电保护器时，I＜sub＞d＜/sub＞为额定动作电流；当采用过电流保护电器时，如果为反时限特性的保护电器，I＜sub＞d＜/sub＞应为保证切断装置在5秒内动作的电流；如果为瞬时动作特性的保护电器，I＜sub＞d＜/sub＞应为切断装置的最小瞬时动作电流。

在TT系统中，应优先采用漏电保护器。

如果能满足上述要求，也可采用过电流保护电器。

十五、采用IT系统时对触电保护的要求

采用TT系统时，电源端（中性点）一般不接地；变压器中性点绝缘，也不引出。

但用电设备可导电的外露部分（金属外壳）必须接地。

在这种情况下，当发生单相接地故障时，接地电流很小，即当触电者触碰外壳时，通过人体进入地中的电流，又通过线路导线的绝缘泄漏和通过耦合电容返回电源。

如果导线绝缘良好（具有很大的绝缘电阻），则比接触中性点接地线路（TN或TT系统）的一根相线的危险性要小得多。

这是指线路无故障和对地电容电流很小的情况而言。

但是，在故障情况下，即发生单相接地时，另两相的对地电压将升高到线电压。

因此，一般应采取防止单相接地的监视和报警措施（尚不需切断电源），以避免发生双重接地（两相接地）。

考虑到发生双重接地这一情况，应采取TT系统中同样的自动切断供电电源的措施（用电设备单独接地时），或者采取TN系统中自动切断电源的措施（用电设备实行共同接地时）。

如果线路的分支线既多又长，且相线与大地之间的电容电流也很大，则触碰一根相线的危险性是很大的。

因此，采用IT系统时，应安装绝缘监视装置，以及在双重接地时能自动切断供电电源的保护电器（过电流保护电器或漏电保护器）。

十六、选择配电系统的接地方式（或中性点制度）的依据

选择配电系统的接地方式，应兼顾经济和安全这两方面的要求。

从经济方面考虑，低压配电系统常用三相四线制或三相五线制，将380和220伏这两种工作电压分别用于动力负荷和照明负荷。

这样，不仅变压器数量少，而且还可以采用较小截面的导线，从而能节约投资。

从安全方面考虑，如果线路能保持较高的绝缘水平，且对地电容电流又很小，可采用IT系统。

例如，在某些分支线路既少又很短的配电网中，如果线路不易受腐蚀性介质的侵蚀，且有条件进行经常的绝缘监视和维护（例如，有移动式机械，并要求安全性较高的场所），可采用这种系统。

下列场所应首先采用中性点接地的系统：

（1）生产场所很潮湿，有腐蚀性介质，不能保证电气设备有良好的绝缘。

（2）难以及时发现和迅速消除已损坏的绝缘。

（3）分支线路很多，线路的电容电流很大。

因此，企业中的大型车间和不易进行绝缘监视的生产厂房，均应采用中性点接地的系统。

根据统计资料，从安全方面来看，上述两种系统的运行可靠性基本相同。

对于1000伏以上、35千伏以下的系统，由于技术上的原因，中性点绝缘的情况较多，目前，有将中性点通过电阻接地的倾向。

至于35千伏以上的系统，其中性点最好接地。

十七、TT系统防止触电及应采取什么措施消除所存在的缺陷

在TT系统中，一般将设备的金属外壳接地，与系统的中性点接地不相关联。

当电气设备的绝缘损坏时，如果其外壳未接地，则外壳上就带有相电压，人体与之触碰就很危险。

如果实行保护接地，就可使绝大部分电流通过接地流散。

因为人体电阻与接地电阻是并联的，而且人体电阻远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小。

不过这种系统尚有一些缺陷，需要采取适当措施予以消除。

例如，在1000伏以下的中性点直接接地的TT系统中，中性点接地电阻为4欧，如果保护接地的电阻也按4欧计算，则在单相碰壳短路时，短路电流仅为27.5安，即I=220/（4+4）=27.5，要保证在出现故障时能自动切断供电电源，熔断器和自动开关的额定电流就要受到限制，即自动开关的整定电流不应超过18安，熔断器的熔体额定电流不应超过7安。

如果电气设备稍大，所选保护电器的整定值或额定值超过上述值，将不能自动切断供电电源，且在外壳上长时间存在对地电压27.5×4=110伏，这对人体是很危险的。

采用单一的TT系统时，电源侧的接地点与用电设备的保护接地是分开的。

如果电源侧接地点的接地电阻为4欧，发生单相接的短路（碰壳）时，要使电气设备外壳上的对地电压降到50伏安全电压以下，则保护接地电阻必须降到1欧下，即使如此，也只能使设备外壳在故障时的对地电压降低到50伏以下，触电的危险性依然存在，仍不能保证保护装置动作。

因此，在这种系统中，应优先考虑采用漏电保护器。

只有在能够保证保护装置动作的条件下，才采用过电流保护电器。

所以，采用TT系统时，应作以下考虑：

（1）由同一保护装置（电器）来保护的各用电设备，其接地外壳应用保护地线连接在一起。

（2）设备的极限接触电压应保证在50伏以下，此时极限接触电压≥保护装置的自动切断动作电流×[接地极电阻+保护地线（连接各用电设备的外壳）电阻]。

（3）采用过电流保护装置时，如果使用反时限特性的电器，则应有保证在5秒内动作的电流。

而使用瞬时动作的电器时，则取最小瞬时动作电流。

如果采用漏电保护器。

则应取额定灵敏度的动作电流。

（4）优先采用漏电保护器作为保护装置。

十八、采用TN-C系统时应满足的要求

低压配电线路如果采用TN-C系统，亦即实行保护接零，应满足以下要求：

（1）电源侧中性点必须直接、良好接地，工作接地电阻应符合规定要求。

（2）应按规定将零线重复接地。

（3）不允许其中任一设备再采用保护接地。

（4）零线上不得装设开关和熔断器。

（5）零线截面的选择，除要求考虑机械强度外，还必须保证发生短路故障时，短路电流能达到使保护电器动作的水平。

（6）所有电气设备的保护接零线，应以并联方式接到零干线上，不允许相互串联。

十九、TN-C系统防止触电及应采取什么措施来消除所存在的缺陷

在TN-C系统中，如果电气设备发生单机碰壳短路，就会形成一个单相短路回路，短路电流比TT系统的短路电流大，因此能使保护电器迅速自动切断电源。

我国各厂矿企业广泛采用这种系统，因为它具有一定的优点。

如果系统结构简单，由于短路电流较大，能很快使保护装置动作，因而具有一定的安全性和可靠性。

但是，各企业采用TN-C系统的实践经验表示，这种系统尚有不足之处，例如：

（1）当三相负荷不平衡时，在正常运行状态下，零线中有电流通过，因而产生压降，使接零设备的金属外壳上出现电压。

（2）采用这种系统，要求在发生单相接地短路时能迅速切断故障回路。

但是，在某些情况下（如容量较大、距电源较远的电动机、其保护装置的选择，往往满足不了迅速切断故障回路的要求），单相短路电流不足以使故障回路断开，导致设备外壳上长期存在危险电压。

（3）当零线断线（例如设备接零的前端断线）时，零线和接零设备的对地电压升高，带来触电危险。

（4）容易将相线与零线接错，或者因互换而引起外壳带电。

（5）在同一系统中，易出现接零与接地保护同时存在的情况，这是我国规范所不允许的。

因为一旦发生单相短路，短路电流不足以使保护装置动作，结果接零设备的外壳上也会出现危险电压。

针对TN-C系统存在的缺陷，可采取以下措施和对策：

（1）针对零线在正常运行时带电的缺陷，在三相负荷明显不平衡的情况下，可采用TN-S系统（将工作零线与保护地线分开的系统），亦即采用单相三线制或三相五线制。

（2）为保证迅速切断故障回路，必须满足关于自动切断电源保护的要求。

（3）防止零线断线的措施有：

①加设重复接地；②按机械强度的要求选择零线截面。

（4）将工作零线、保护地线与相线严格区分，如采用不同颜色的绝缘导线等。

（5）不允许在中性点直接接地的低压电网的同一系统中，同时出现接零和接地保护。

国家标准也规定：

“由同一台发电机、同一台变压器或由同一段母线供电的低压线路，不宜采用接零与接地两种保护方式”。

应防止出现这种情况。

二十、IT系统与中性点接地的TN、TT系统的比较

在其他条件均相同的前提下，如果电气网络处于正常运行状态（非故障状态），且线路的对地电容又很小，则采用IT系统（中性点绝缘系统）比采用TN、TT系统（中性点接地系统）更为安全。

但是，在故障情况下（例如发生单相短路事故），则IT系统非故障相的对地电压将接近或等于线电压。

此时存在着双重接地和对地电压高的潜在危险。

在这种情况下，如果未装设绝缘监视装置，则IT系统也是很危险的。

此外，目前敷设的电气线路一般都很长，分支线也很多，客观上增加了相线与大地之间的电容电流，因而也增加了在IT系统中单相触电的危险性。

因此，从安全的观点出发，要选择合理的中性点制度，应结合线路的具体情况、电气设备的具体条件和检测手段的实际水平，综合地加以衡量。

两种系统的特点比较如表7—16。

接地系统

不接地系统

接地电流大

可抑制异常电位升高

相邻的单独接地系统可难会相互干扰

适用于规模较大、线路较长、分支线路较多的系统地检测容易

接地电流小

无法抑制异常电位的升高（如高低压击穿、高低

压线路接近放电、雷电过电压、操作过电压、静电

感应等）

与其他系安全隔离

对于规模较大的系统，要长期