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2020年09月01日

直接接触电的防护技术

直接接触电的防护技术

一、安全电压

1.概念

安全用电是指人体较长时间接触电而不致发生触电危险的电压。

安全电压额定值为:42V、36V、24V、12V、6V。

空载上限值为:50V、43V、29V、15V、8V。

2.安全电压对供电电源的要求

(1)安全电压的特定电源是指单独自成回路的供电系统。例如,安全隔离变压器可作为安全电压电源。

(2)使用变压器做电源时,其输入电路和输出电路要严格实行电气上的隔离,二次回路不允许接地。为防止高压窜入低压,变压器的铁芯(或隔离层)应牢固接地或接零。不允许用自耦变压器做安全电压电源。

3.安全电压的选用

在安全电压的额定值中,42V和36V可在一般和较干燥环境中使用;而24V以下是在较恶劣环境中允许使用的电压等级,如金属容器内、隧道内、潮湿环境等。上述不适用于水下等特殊场所,也不适用于有带电部分能伸入人体的医疗设备。

二、绝缘防护与屏护

1. 绝缘防护

1)绝缘防护的作用

电气设备的绝缘防护是最基本的安全措施。完善的绝缘是实现人身和设备安全的保证。

所谓绝缘防护,是指用绝缘材料将导体包裹起来,使带电体与带电体之间或带电体与其他导体之间实现电气上的隔离,使电流沿着导体按规定的路径流动。确保电气设备和电路正常工作,防治人体触及带电体发生触电事故。

2)绝缘损坏的原因

导致设备绝缘损坏的原因是多方面的。设备缺陷、机械损伤、热击穿等。

(1)设备缺陷。主要是设备的制造质量低劣,使用质量低劣或不合格的绝缘材料,使得设备存在先天性的绝缘缺陷和事故隐患。

(2)机械损伤。设备在运输、安装调试、使用和维修过程中受到机械方面的损伤。

(3)热击穿。是指绝缘物在外加电压的作用下,由于流过泄漏电流引起温度过分高所导致的击穿。表1-1为常用的绝缘材料的耐热等级和工作极限温度。

 

表1-1   绝缘材料的耐热等级和极限工作温度

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3)绝缘电阻

设备绝缘情况的优劣用其绝缘电阻来衡量。设备的绝缘电阻一般用摇表来测量。常用的电气设备和电路的绝缘电阻要求如下:

运行中的低压电气设备和低压电路要求对地的绝缘电阻三相四线制电路,相间绝缘不低于0.38MΩ,对地绝缘不低于0.22MΩ。新装和大修后的低压电路与设备,要求绝缘电阻不低于0.5MΩ。携带式电气设备的绝缘电阻不低于2MΩ,电力变压器投入运行前,绝缘电阻不应低于出厂时的70%,运行中可适当降低。运行中的电缆电路绝缘电阻表1-2,干燥季节取较大数值,潮湿季节取较小的数值。

表1-2 电缆电路的绝缘电阻(长度0.5km内)

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2. 屏护

屏护是采用屏护装置控制不安全因素,即采用遮栏、护罩、护盖、栅栏、保护网、围墙等将带电体与外界隔离开来。采用屏护措施将带电体隔离开来,可以有效地防止直接接触触电。

1)屏护作用

(1)防止工作人员意外地接触或过分接近带电体

(2)作为检修部位与带电体的距离小于安全距离时的隔离措施

(3)保护电气设备不受机械损伤

2)屏护的规格

(1)遮栏。遮栏用于室内高压配电装置,用网孔尺寸为40mm×40mm或20mm×20mm的金属网制成。遮栏的高度应不低于1.70m,底部距地面的距离不应小于0.1m。10kv及以下落地式变压器台的四周必须装遮栏,遮栏与变压器外壳的最小距离不应小于0.8m。金属遮栏必须妥善接地并加锁。

(2)保护网。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,若对地的距离不足2.5m,应在其下方装设保护网。

(3)栅栏。栅栏用于室外配电装置时,其高度不应低于1.5m。室内场地较开阔时可以装栅栏,其高度不应低于1.2m。栅条间距和地面的距离不应小于0.2m,金属制作的栅栏应妥善接地。

(4)围墙。室外落地安装的变配电设施应有完好的围墙。围墙的实体部分的高度不应低于2.5m。

3. 绝缘安全用具

绝缘安全用具包括绝缘杆、绝缘夹钳、绝缘靴、绝缘手套、绝缘垫和绝缘站台。绝缘安全用具分为基本安全用具和辅助安全用具。前者的绝缘强度能长时间承受电气设备的工作电压,能直接用来操作带电设备。后者的绝缘强度不足以承受电气设备的工作电压,只能加强基本安全用具的保安作用。

1)绝缘杆和绝缘夹钳

绝缘杆和绝缘夹钳都是绝缘基本安全用具。绝缘夹钳只用于35kV以下的电气操作,绝缘杆和绝缘夹钳都是由工作部分、绝缘部分和握手部分组成。握手部分和绝缘部分,用浸泡过绝缘漆的木材、硬塑料、胶木或玻璃钢制成,其间有护环分开。配备不同工作部分的绝缘杆,可用操作高压隔离开关,操作跌落式保险器,安装和拆除临时接地线,安装和拆除避雷器,以及进行测量和试验等工作。绝缘夹钳主要用来拆除和安装熔断器及其他类似工作,考虑到电力系统内部过电压的可能性,绝缘杆和绝缘夹钳的绝缘部分与握手部分的最小长度应符合要求。绝缘杆工作部分金属钩的长度,在满足工作要求的情况下,不宜超过5cm~8cm,以免操作时造成相间短路或接地短路。

2)绝缘手套和绝缘靴

绝缘手套和绝缘靴用橡胶制成,二者都作为辅助安全用具,但绝缘手套可作为低压工作的基本安全用具,绝缘靴可作为防止跨步电压的基本安全用具,绝缘手套的长度至少应超过手腕10cm。

3)绝缘垫和绝缘站台

绝缘垫和绝缘站台只作为辅助安全用具。绝缘垫用厚度5mm以上、表面有防滑条纹的橡胶制成,其最小尺寸不宜小于0.8m×0.8m。绝缘站台用木板或木条制成,相邻板条之间的距离不得大于2.5cm,以免鞋跟陷入;站台不得有金属零件;绝缘站台面板用支承绝缘子与地面绝缘,支承绝缘子高度不得小于10cm;台面板边缘不得伸出绝缘子之外,以免站台翻倾,人员摔倒。绝缘站台最小尺寸不宜小于0.8m×0.8m,但为了便于移动和检查,最大尺寸也不宜超过1.5m×1.0m。

三、漏电保护

1.漏电保护意义

当人体触及带电体时,能在0.01s内切断电源,从而减轻电流对人体的伤害程度;电气设备或电路发生漏电或接地故障时,能在人尚未接触之前就把电源切断,可以防止漏电引起的火灾事故。

2.漏电保护器的类型

按反映信号的种类分,漏电保护器主要有电压型和电流型两大类。目前世界各国普遍使用电流型漏电保护器。按执行机构分有机械脱扣和电磁脱扣两种,前者通过机械装置使开关跳闸;后者通过触点的分断使接触器分闸。

按极数可分为单极二线、两极、两极三线、三极、三极四线、四极。其中单极二线、两极三线、三极四线的漏电保护器均有一根直接穿过检测元件且不断开的中性线N。

3.电流型漏电保护器的工作原理

目前使用较多的是电子放大式漏电保护器,它属于高灵敏度快速动作型。高灵敏是指动作电流小于30mA,快速是指动作时间小于0.1s。电子放大式漏电保护器有晶体管式、晶闸管式和集成电路式等类型。

图1-3所示为晶体管放大式漏电保护器的电路图。它主要由零序电流互感器、输入电路、放大电路、执行电路以及整流电源五部分组成。其工作原理为:正常运行时,零序电流互感器的一次侧无零序电流,二次侧L2无感生电动势,放大管V1的输入端输入电压为零,V1处于截止状态,使执行管V2的输入电压等于零。所以,执行管闭合,交流接触器KM仍处于闭合状态,电路正常运行。当发生人身触电或电路漏电时,零序电流互感器一次侧有零序电流通过,二次侧L2产生感生电动势。二次侧L2与电容器C1组成谐振电路,作用是提高输入信号电压和抑制其他谐波分量。输入信号的大小通过调节开关SA的位置变换而改变,其目的是改变漏电动作电流值。当放大管V1的输入端得到输入信号后,V1导通,V1的集中极电流通过电阻R6产生电压降,使执行管V2的基极电位下降,此时,V2管的输入端为正向偏置,V2管导通,执行继电器KA有电流通过而动作,其常闭触点打开,执行回路中交流接触器KM主触点断开,切断电源。上述过程的动作时间小于0.1s。

图 1-3 常见漏电保护器原理图

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4.漏电保护器装置安装

(1)安装前必须检查漏电保护器的额定电压、额定电流、短路通断能力、漏电动作电流以及漏电动作时间等是否符合要求。

(2)安装漏电保护器时,要根据配电系统接地形式,根据1-4所示电路进行接线。接线时必须分清相线和零线。

表1-4漏电保护接线方式

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(3)对带有短路保护的漏电保护器,在分断短路电流时,位于电源侧的排气孔往往有电弧喷出,故应在安装时保证电弧喷出方向有足够的飞弧距离。

(4)漏电保护器的安装应尽量远离电流很大的载流导体。

(5)对施工现场开关箱里使用的漏电保护器必须采用防溅型。

(6)漏电保护器后面的工作零线不能重复接地。

(7)工作零线不能就近接线,单向负载不能在漏电保护器两端跨接。

(8)照明及其他单相用电负载要均匀分布在三相电源线上,偏差大时要及时调整,力求使各相电流大致相等。

(9)采用分级漏电保护系统和分支线漏电保护的电路,每一支电路必须有自己的工作零线;上下线漏电保护器的额定漏电动作与漏电时间应做到相互吻合。额定漏电动作电流级差通常为1.2倍~1.5倍,时间级差为0.1s~0.2s。

 

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