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1、低壓用電安全技術,本質安全,本質安全是指設備、設施或技術工藝含有內在的能夠從根本上防止發生事故的功能。包括三方面的內容。失誤安全功能。指操作者即便操作失誤，也不會發生事故或傷害，或者說設備設施和技術工藝本身具有自動防止人的不安全行為的功能。,故障安全功能。指設備、設施或技術工藝發生故障或損壞時，還能暫時維持正常工作或自動轉變為安全狀態。上述兩種安全功能應該是設備、設施和技術工藝本身固有的，即在它們的規劃設計階段就被納入其中，而不是事后補償的。,間接接觸觸電防護,在正常情況下電氣設備不帶電的外露金屬部分，如金屬外殼、護罩等，在發生漏電碰殼等金屬性短路故障時就會出現危險的接觸電壓，此時人體觸及這些2、外露的金屬部分，稱為間接接觸觸電。,在電氣設備、線路等出現故障的情況下，為避免發生人身觸電傷亡事故而進行的防護，稱為間接接觸觸電防護，或稱為防止間接接觸帶電體的保護。,第一章 低壓電傷害案例,XX市某大學校園內，市公安局刑警隊法醫室主任李XX，緊緊握著市供電局副總工程師蔣XX的手，“感謝你們的支持，為我們解開了這一案件之謎。事情是一日晚該校一教師酒后去接小孩，騎上摩托車歪倒在地。這校園園內建筑呈階梯型布設。他從車上跌下后，從高處向低處滾落，在電線桿旁停下，左肩靠在拉線上右膝著地次日晨人們發現時已死。公安法醫鑒定死者頸脖上有一電傷痕跡，粗細與拉線一致，解剖未發現其它問題，于是結果認定為電擊死亡。3、,95年8月25日，XX省中試所高XX（男31歲高壓試驗工程師，本工種工齡11年）低壓觸電死亡。,中試所“8.25”低壓觸電死亡事故俯視圖,第二章 應知應會,一般來說，30mA以下的交流電流或50mA以下的直流電流通過人體，人可以擺脫電源，可以看做是安全電流。總的來說，通過人體的電流不論是交流還是直流，大于100mA時，只要很短的時間就會失去知覺而死亡。,由于工作場所不同，安全電壓也不盡相同一般有：42V（空載上限50V）、36V（空載上限43V）、24V、12V、6V（空載上限29V、15V、8V）。,中性點與零點、中性線與零線當電源側（變壓器或發電機）或者負載側為星型接法時，三相線圈的首端4、或尾端連接在一起的共同點稱為中性點，簡稱中點。中性點分為電源中性點和負載中性點。由中性點引出的導線稱為中性線，簡稱中線。,如果中性點與接地裝置直接連接而取得大地參考零電位，則該中性點稱為零點，從零點引出的導線稱為工作零線簡稱零線。,通常220V單相回路兩根線中一根稱為“相線”而另一根稱為“零線”。“火線”與“地線”的稱呼，只是實用中的一種俗稱，特別是“地線”的稱呼欠妥。嚴格的說，如果該回路電源中性點直接接地，則稱為“零線”，若不接地則應稱為“中線”以免與保護接地裝置中的“地線”相混。在低壓配電系統中，按IEC標準規定的中性點工作制度有三種：TT系統：電源系統有一點直接接地，用電設備外露導體部分5、的接地與電源系統的接地在電氣上無關聯，我國稱之為保護接地系統。,第一個字母“T”表示電源系統中一點直接接地；第二個字母“T”表示用電設備的外露導電部分的接地與電源系統的接地在電氣上無關聯。見下圖。,IT系統：電源端不接地或通過阻抗接地，用電設備的外露導電部分接地。第一個字母“I”表示電源端不接地或通過阻抗接地；第二個字母“T”表示用電設備的外露導電部分的接地與電源端無論是否接地它們在電氣上無關聯。見下圖。,TN系統：電源的中性點直接接地，用電設備外露導電部分通過保護導體與該接地點相連接。根據工作零線與保護導體（保護零線）連接方式的不同，TN系統又派生出三種型式。TNS系統、TNCS系統、TNC6、系統。不提倡采用TNC系統！（后討論）TNS系統：在整個配電系統中，工作零線和保護零線是嚴格分開的，即所謂的單項三線制和三項五線制。見下圖。,PE,TNCS系統：在整個配電系統中，有一部分工作零線和保護零線的功能合二為一，另一部分工作零線和保護零線的功能是嚴格分開的。見下圖。,TNC系統：在整個配電系統中，工作零線和保護零線的功能合二為一。見下圖。,第三章 接地保護,所謂保護接地就是將用電設備在故障情況下可能出現危險對地電壓的外露的金屬部分用導體與大地連接起來。對用電設備實行保護接地后，接地故障電流同時沿接地體和人體兩條路通過。接地阻值一般為10及以下，而人體阻值約為1000，因此，通過接地體7、的分流作用，流經人體的電流從理論上講很小，這樣就降低了人體觸電的危險。如果用電設備沒有保護接地，當某一部分絕緣損壞時，用電設備金屬外殼將帶電，人接觸其金屬外殼時，將有觸電的危險。見下圖。,單項碰殼,86年“5.18”事故簡圖,R0,無保護接地人觸及用電設備的簡化電路圖。,人觸及故障設備時流經人體的電流：I=U（R人R0）=220 1004219mA 人觸及故障設備時加在人體的電壓：U人=IR人=0.219 1000 219V,在低壓用電系統中，用電設備無保護接地是危險的；而用電設備有了保護接地也不能保證安全，危險依然存在。,分析如下：如上圖所示這時人體與設備保護接地成并聯。Rd人=1/Rd+18、/R人=Rd R人/Rd+R人Rd人=101000（1000+10）10 總阻值：R=R0+Rd人=4+10=14 故障電流：I=U/R=220/14 15.7A（27.54)人觸及故障設備時加在人體的電壓：U人=UIR0=22015.7 4 157V（1104)人觸及故障設備時流經人體的電流：I人=U人/R人=157/1000 157mA（1104),結論：在1000V以下中性點直接接地系統中，不能采取保護接地作為唯一的保護措施。在這一系統中無保護接地是危險的，有保護接地危險依然存在。再從簡單保護裝置能否動作來分析：在TT系統中例如采用熔斷器作保護裝置，一般來說當電流大于熔斷器額定工作電流29、.5倍時，熔斷器動作。但15.7A或（27.54)A的故障電流它只能使6.3A或11A（額定）以下的熔斷器快速動作切斷故障電流。這當然是不能令人滿意的，當大于6.3A或11A時，保護裝置拒動或延時再動就成為可能。例如72.5=17.5A 15.7A（不可能快速動作）,由于用電設備額定工作電流不可能都是6.3A或11A以下，人一觸及故障設備危險隨之而來。那么采取降低R0 和Rd阻值來增在事故電流迫使保護裝置快速動作呢？例如取100A的熔斷器，事故電流應250A（1002.5）。R0+Rd=V/I=220/250=0.88這樣小的接地電阻不但不經濟，況在土壤電阻率高的地方，根本不可能。同理單純采取10、降低Rd來降低設備對地電壓的辦法，也是行不通的。結論：在TT系統中還必須優先加裝漏電保護器。,第四章 接零保護,所謂保護接零就是將用電設備在正常情況下不帶電的金屬部分（外殼等），用導線與低壓電網的保護零線直接規范連接起來。以保護人身安全，防止觸電事故的發生。,如上圖所示：當某相碰到設備外殼時，形成該相對零線的單相短路，由于零線阻抗很小故障電流很大能能使保護裝置快速斷開故障電源，消除觸電危險。但是，事物總是一分為二，保護接零從快速斷開故障電源比保護接地要可靠的多，但只采取保護接零是不夠的。在保護接零的同時還必須做到以下幾點：將零線上若干處通過接地裝置與大地再次連接，稱為重復接地（RC）。它在降低11、故障設備對地電壓、減輕零線斷線的危險性、縮短故障時間等方面都起著重要作用,在沒有重復接地的保護接零系統，當發生碰殼短路時，保護裝置將快速動作切斷故障電源，但時間不可能為零。此時設備外殼是有電的，其對地電壓即故障電流在零線部分上的電壓降。零線阻抗越大，設備對地電壓越高。一般來說，這個電壓對人是危險的。,設零、相線完全相同，則阻值相同。UL=IRL=U/(RL+Rx)RL=U/2RLRL=220/2=110V 若加上重復接地則設備對地電壓如下：,有重復接地的保護接零原理圖,保護接零系統有一處重復接地人觸及用電設備的簡化電路圖。,這時有了RC 保護零線對地電壓將重新分布，接零設備對地電壓即故障電流I12、G通過重復接地電阻RC 上的電壓降：U人=URC=IGRC=UL/（RC R0）RC U人=URC=110/(10+4)10 79V 顯見，這時設備故障電壓只占保護零線電壓的一部分。這個電壓對人還有危險，但相對減少一些。,保護接零系統有二處重復接地人觸及用電設備的簡化電路圖。,這時在保護零線增加一處重復接地電阻RC3則降低用電設備故障電壓就更為顯著：U人=URC=IGRCC3=UL/（RCC3R0）RCC3 RCC3=RC RC3/RC+RC3=100/20=5 U人=URC=110/(5+4)561V 顯見，這時設備故障電壓已接近安全電壓。但這個電壓對人還有危險，但相對又減少一些。,保護接零13、系統有三處重復接地人觸及用電設備的簡化電路圖。,這時在保護零線再增加一處重復接地電阻RC2則降低用電設備故障電壓就更為顯著：U人=URC=IGRCC3C2=UL/(RCC3C2R0)RCC3C2 RCC3C2=RC/3=10/33.3 U人=URC=110/(3.3+4)3.350V 顯見，這個電壓對人已無危險。依此類推若再有RC1，設備故障電壓就可想而知了。,一處RC流經人體 IG=79/1000=79mA；二處RC流經人體 IG=61/1000=61mA；三處RC流經人體 IG=50/1000=50mA。,有重復接地的保護接零原理圖,減輕保護零線斷線的危險：無RC的保護零線斷線見下圖,結論14、：無RC的保護接零系統當零線斷裂，斷裂處后某設備故障，則該設備等于既無保護接地又無保護接零。有RC的保護零線斷線見下圖,結論：有RC的保護接零系統當零線斷裂，斷裂處后某設備故障，該設備故障電壓小于相對地電壓，危險程度減小。順便指出，在零線斷裂的情況下，如果三相負荷不平衡，即使沒有設備發生故障零線上也會呈現一定的電壓。在這方面RC有減輕或消除危險的作用。根據規定，單相220V的用電設備應均勻分布在三相線路上，由單相負荷不平衡所引起的零線電流一般不得超過電源額定電流的25。如果零線完好由于零線阻抗很小，這25的不平衡電流只在零線上產生很小的電壓降，對人體無害；但是如果零線斷裂，斷線處后的零線可能會15、呈現數十伏的電壓。若不平衡超標，更增加觸電的危險。,結論：由此可見，零線上不得裝設熔斷器，不得單獨裝設開關。例在兩相停止用電僅一相用電的特殊情況下，如果零線斷裂如下TNC系統圖。,電流從A相負荷人R0成回路。人阻值大大部分電壓降在人體上，造成觸電危險。例在有RC兩相停止用電僅一相用電的特殊情況下，如果零線斷裂如下圖。,PEN,上圖中U人=URC它只是電源電壓的一部分，從而減輕或消除了觸電的危險。假定該相負荷為1KW：P=IU cos I=P/U=1000/220 4.54A 則RF=U/I=220/4.54 48.4 U人=U RC=IRC=U/（R0+RC+RF）RC U人=220/（4+116、0+48.4）10 35V 這個電壓對人來說是沒有危險的。加設RC還能提高故障電流值，且線路越長作用越顯著。加速保護動作，縮短故障時間。綜上所述：重復接地RC是必不可少的，總配箱、分配箱、開關箱等處均應設置重復接地。,專用電源供電系統中，嚴禁一部分用電設備采用保護接地，一部分用電設備采用保護接零。例專用電源供電系統中保護接地和接零混用：,如上圖所示：專用電源供電的兩臺用電設備，設備1采用保護接零，設備2采用保護接地。當設備2故障設備1正常時，故障電流通過RD和R0構成回路，在這種情況下，接觸設備2的人有危險，接觸設備1（正常設備）的人危險依然存在。U=U0+UD U0=U/(R0+RD)R0 17、U0=220/(4+10)4 U0 63V50V 兩臺設備混用是這樣，許多設備也同樣。所以，在保護接零系統中不允許任一臺設備采用保護接地。,目前，在我們電力建設施工現場，為防止造成人身觸電事故，除臨時施工供電電源實行“三相五線制”供電外，“三級配電，二級保護，一機一漏保”漏電保護器已被廣泛使用。但在日常安全監督檢查中發現，由于安裝、使用人員對漏電保護器的工作原理、安裝維護知識了解不夠，漏電保護器由于錯誤的安裝、使用等原因而造成誤動、拒動的現象時有發生，不能發揮漏電保護器的真正作用，給安全工作帶來了隱患。現就漏電保護器在使用中常見問題，談一些自己的看法，發表一些謬論，僅供安裝、使用者參考不足只處18、，請大家批評指正。,第五章 漏電保護器,漏電保護器的定義：是指當電路中發生漏電或觸電時，能夠自動切斷電源的保護裝置。是一種利用檢測被保護電網內所發生的相線對地漏電或觸電電流的大小，而作為發出動作跳閘信號，并完成動作跳閘任務的保護電器。漏電保護器的用途（以DZ15LE系列為例）：適用50HZ，額定電壓為220V或380V，額定電流至100A的電路中，作漏電保護之用，也可用來防止因設備絕緣損壞，產生接地故障電流而引起的火災危險。并可用來保護線路過載及短路，亦可作為線路不頻繁轉換之用。,手持式電動工具、移動式生活日用電器、其它移動式用電設備，以及觸電危險性大的用電設備，必須安裝漏電保護器。潮濕、高溫19、金屬占有系數大的場所及其它導電良好的場所，如機械加工等等行業的生產作業場所，以及鍋爐房、水泵房、食堂、浴室等輔助場所，必須安裝漏電保護器。,漏電保護器的使用范圍：觸電、防火要求較高的場所和新、改、擴建工程使用各類低壓用電設備、插座，均應安裝漏電保護器。,漏電保護器與保護接零或保護接地：。安裝漏電保護器后，不能撤掉或降低對線路、設備的接零或接地保護要求及措施。安裝時應注意區分線路的工作零線和保護零線。工作零線應接入漏電保護器，并應穿過漏電保護器的零序電流互感器。經過漏電保護器的工作零線不得作為保護零線，不得重復接地或接設備外殼。線路的保護零線不得接入漏電保護器。,應采用安全電壓的場所，不得用漏20、電保護器代替。如使用安全電壓有困難，須經安全管理部門批準，方可有漏電保護器作為補充保護。,建筑施工場所、臨時線路的用電設備，必須安裝漏電保護器。,漏電保護器的工作原理和主要部件：一般工作原理：低壓電網中正常情況下，相線對地泄漏電流較小，達不到漏電保護器的動作電流值，漏電保護器不動作。當被保護電路中有漏電或人身觸電時，只要漏電電流達到動作電流值，零序電流互感器的二次繞組就輸出一個信號，并通過漏電脫扣器使漏電保護器動作，從而切斷電源起到漏電和觸電保護作用。當被保護電路中出現過載或短路時，液壓式脫扣器完成延時或瞬時脫扣器動作而使漏電保護器動作，從而切斷電源起到過載或短路保護作用。,漏電保護器工作原理21、圖:,主要部件零序電流互感器的結構原理如圖,它是由一個具有閉合磁路的鐵芯上繞一定匝數的線圈為副邊繞組（即二次線圈）和原邊繞組（即一次線圈由兩根或多于兩根的導線穿過鐵芯或在鐵芯上繞匝數）組成的。,主要部件零序電流互感器工作原理：當零序電流互感器的一次導線中通過電流時，若負載線路上沒有漏電電流存在，那么一次導線電流的矢量和應為零，鐵芯中的磁通則互相抵消，互感器二次線圈中的感應電勢E2也為零，當被保護的負載線路上發生漏電或觸電事故時，一次導線電流的矢量和就不為零，它們在鐵芯中產生的磁通也就不為零。因此，互感器二次線圈中便產生感應電勢E2。顯然，漏電或觸電電流越大，二次感應電勢E2也越大。零序電流互感22、器作為一個檢測元件，它的作用就是把檢測到的漏電或觸電信號變換成二次回路的工作電壓，使加在漏電脫扣器線圈上，產生,二次回路的工作電流，從而推動脫扣器動作，或者通過放大電路將二次信號放大，再去推動執行元件或脫扣器動作。所以，零序電流互感器是漏電保護器中的關鍵元件，它的性能好壞，對漏電保護器的性能和質量影響很大。漏電保護器，又名漏電斷路器、漏電自動開關、漏電開關。它是上世紀90年代在自動空氣開關基礎上設計生產的一類新型開關。漏電保護器分為電壓型漏電保護器和電流型漏電保護器。因電壓型漏電保護器工作性能不可靠，故應使用電流型漏電保護器。,漏電保護器運行中的故障查找實例分析：例1,例2：某日晚，天下大雨，23、一戶主在關掉裝設在院內電燈時引起漏電開關動作跳閘。未發現異常現象，試送一次不成功，第二天請電工處理。電工據戶主所述，查看了該戶線路設備，未發現異常再送一次也未成功，故建議換漏電開關。后來一人問情況后，把院內電燈開關合上，又試送一次成功，漏電開關未動作。,故障分析：在單相電網中，正常泄漏電流和漏電電流的矢量和不存在減少問題，若漏保本身正常，那么正常情況下關掉院內電燈只會使該電網漏電電流減少。然而為什么會出現相反的情況呢？情況表明，當斷開電燈回路后，該電網中產生了漏電電流。初步判定，一是漏保本身可能有故障，二是院內電燈回路有故障。,故障查找：首先拆除漏保負荷出線，對其本身進行試跳，結果正常，漏保無24、問題。然后用500V搖表測院內電燈回路，絕緣電阻在0.05M以下，不合格。,故障查找：取下燈頭，進一步對相線、零線分別測試，結果未進拉線開關的一根線絕緣電阻在0.5M以上，開關至瓷接頭一段導線也無問題，開關至燈頭一段導線的絕緣電阻為0.05M以下。,故障查找：對開關至燈頭一段導線的故障點進行查找，結果發現一固定點處扎線（細鐵絲）勒破導線絕緣層，而扎線另一頭又與墻壁相連，雨水淋濕墻壁和導線，造成絕緣下降。那么正常泄漏電流和漏電電流的矢量和減少？,故障查找：進一步檢查又發現開關控制零線，當開關閉合，燈頭至開關一段導線是零線，零線對地絕緣降低，漏保不動。而當開關打開后，此段導線通過燈絲變成了帶電的火25、線，因此，漏保動作跳閘。,例3：220KVXX開關站一期工程加工間，當照明燈1一開，砂輪機的漏保就跳閘。照明燈2一開，兩個漏保都跳閘。,故障分析：違反了在正常情況下漏電保安器（零序電流互感器）工作原理。,故障排除：見下圖,例4：某現場保護接零系統(TN-C)中，在電源箱中新安裝了一臺三相四線式漏保。電源箱和一電源小拖箱之間用四芯電纜相連，但小拖箱象往常一樣插上單相用電設備時，漏保就跳閘。,故障分析：對于小拖箱在以前接零保護電網中(無漏保)，無論是三相單相用電設備都可以正常使用。但裝漏保后，三相設備可正常工作；單相設備一通電漏保就會跳閘。,故障分析：因為單相插座工作零線和保護零線經銅排連在一起，26、于是漏保相線輸出端通過單相設備和漏保零線輸入端相連，這相當于在漏保進出線兩側跨接一個單相負荷，漏保當然跳閘。,故障排除：將小拖箱單相插座中的工作零線和保護零線分開，把工作零線單獨接到漏保零線的輸出端。或者把單相、三相插座分開，改為兩只小拖箱。電源箱中漏保就不會再誤動作了。,例5：某現場用三相四線式漏保當作三相三線式漏保使用，試驗按鈕不起作用。,正確的安裝接線必須把工作零線接入三相四線式漏保的進線端零線接線樁上，才能使漏保內部試驗回路接通，試驗按鈕起作用。,例6：某單位一電源箱下有6臺電機2路照明原使用一切正常。將閘刀更換為漏電保安器后,負荷無法工作,無奈將漏保退出運行。,故障分析：在未換漏保時27、工作正常,然而為什么換漏保后會出現電源送不上的情況呢？情況表明，該電網中以前可能就有漏電電流。初步判定，一是漏保本身可能有故障，二是電網有故障。,故障查找：更換新漏保(30mA)接上端口電源進線,對漏保進行試跳正常。,試驗按鈕,故障查找：恢復漏保下端出線,不查照明回路,拆除漏保上端進線側第5根黃線,按控制臺啟動按鈕負荷不響應,漏保不跳。顯見這根線是控制臺控制回路220V電源所需。,故障查找：斷開電源，打開控制臺檢查這根黃線。發現它既給控制回路取220V電源又是保護接零（TN-C）的源頭。,故障排除：將漏保上端5號黃線接入下端，斷開與保護地點的連接；另放一根保護接零（TN-C）源頭線。,故障排除28、后所想：故障現象敘述要準確；安全為了人，人必須安全要牢記。(7530mA)推理：,常 見 故 障 處 理：漏保的進出線接反的錯誤安裝接線 處理方法：漏保必須按“上接電源，下接負載”規則接線。（角度）,誤動的主要原因及處理：漏保使用不當造成誤動。三相漏保，用于三相四線工作電路中，因零線中正常工作電流不經過零序電流互感器，所以，只要單相負載一使用，漏保就會跳閘。,處理方法：三相四線工作電路必須使用三相四線漏保。,負載側工作零線接地造成誤動。漏保的負載側零線接地，使正常工作電流經接地點分流，造成漏保誤動作跳閘。,處理方法：將地點移至漏保電源側的零線上。,漏電電流或導線對地電容電流引起的誤動。漏保負載側的導線緊貼地面鋪設且較長，就存在著較大的對地電容電流，有可能引起誤動。或負載側導線因絕緣下降，對地漏電電流較大，也有可能引起誤動。,處理方法：縮短漏保負載側和負載二次側導線的長度，更換合格的負載一、二次側導線。經安全技術部門許可，選用漏電動作電流稍大規格的漏保。,拒動的主要原因及處理：三相四線漏保電源側只接上相線，未接零線引起拒動。,處理方法：接上電源側的零線。,若負載側的零線重復接地，當發生漏電故障時，漏電電流有一部分經零線接地點分流，結果使電流差值變小，此值小于額定剩余動作電流時，漏保就會拒動。,處理方法：將重復接地移至電源輸入端,