电气装置的触电防护技术

电气装置的触电防护技术

周树杰刘里冯国栋

湖南磁浮交通发展股份有限公司，湖南长沙 410007

摘要：电气装置故障危害是由于电能或控制信息在传递、分配、转换过程中失去控制而产生的，其主要危害在于电气装置故障在一定条件下会引发或转化为造成人员伤亡及重大财产损失的事故。所有的电气装置都必须具备防止电击危害的措施，根据电击时是否为正常带电状态，电击分为直接接触电击和间接接触电击两大类，电气装置的触电防护措施也分为直接接触电击防护和间接接触电击防护。

关键词：电气装置；直接接触电击；间接接触电击

一、直接接触电击防护措施

1、绝缘

绝缘、屏护和间距是直接接触电击的基本防护措施。其主要作用是防止人体触及或过分接近带电体造成触电事故以及防止短路、故障接地等电气事故。

（1）绝缘材料的电气性能

 绝缘材料又称为电介质，其导电能力很小，但并非绝对不导电。绝缘材料的主要作用是用于对带电的或不同电位的导体进行隔离，使电流按照确定的线路流动。

绝缘材料一般分为：

1）气体绝缘材料。常用的有空气和六氟化硫等。

2）液体绝缘材料。常用的有绝缘矿物油、十二烷基苯、硅油、蓖麻油等。

3）固体绝缘材料。常用的有树脂绝缘漆、绝缘云母制品、电工用薄膜、复合制品和粘带、电工用塑料和橡胶、玻璃陶瓷等。

2、屏护和间距

屏护和间距是最为常用的电气安全措施之一。

（1）屏护

屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段，即采用遮拦、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来，以防止人体触及或接近带电体所引起的触电事故。屏护还起到防止电弧伤人、防止弧光短路或便利检修工作的作用。

    尽管屏护装置是简单装置，但为了保证其有效性，必须满足如下条件：

1）屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能，金属材料制成的屏护装置必须可靠连接保护线。

2）屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离。

3）遮栏、栅栏等屏护装置上，应有“止步，高压危险！”等标志。

4）必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。

（2）间距

间距是指带电体与地面之间、带电体与其他设备和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。间距的作用是防止人体触及或接近带电体造成触电事故；避免车辆或其他器具碰撞或过分接近带电体造成事故；防止火灾、过电压放电及各种短路事故，以及方便操作。

不同电压等级、不同设备类型、不同安装方式、不同的周围环境所要求的间距不同。

1）线路间距

架空线路导线在驰度最大时与地面和水面的距离不应小于下表01所示距离。

表01  导线与地面和水面的距离m

在未经相关管理部门许可的情况下，架空线路不得跨越建筑物。架空线路与有爆炸、火灾危险的厂房之间应保持必要的防火间距，且不应跨越具有可燃材料屋顶的建筑物。

2）检修间距

低压操作时，人体及其所携带工具与带电体之间的距离不得小于 0.1 m。

二、间接接触电击防护措施

1、IT系统（保护接地）

IT 系统就是保护接地系统。其构成如图 01所示。图中，L1、L2、L3 是相线，N 是中性点，Rp 是人体电阻，RE 是保护接地电阻，IE 是接地电流。保护接地的做法是将电气设备在故障情况下可能呈现危险电压的金属部位经接地线、接地体同大地紧密地连接起来；其安全原理是通过低电阻接地，把故障电压限制在安全范围以内。保护接地适用于各种不接地配电网，但应注意漏电状态并未因保护接地而消失。

IT 系统的字母 I 表示配电网不接地或经高阻抗接地，字母 T 表示电气设备外壳接地。

                                    图01  IT系统

2、TT 系统

TT系统如图 02所示。图中，中性点的接地 RN 叫做工作接地，中性点引出的导线叫做中性线（也叫做工作零线）。TT 系统的第一个字母 T 表示配电网直接接地，第二个字母 T 表示电气设备外壳接地。

TT系统的接地 RE虽然可以大幅度降低漏电设备上的故障电压，使触电危险性降低，但单凭 RE 的作用一般不能将触电危险性降低到安全范围以内。另外，由于故障回路串联有 RE 和RN，故障电流不会很大，可能不足以使保护电器动作，故障得不到迅速切除。因此，采用 TT 系统必须装设剩余电流动作保护装置或过电流保护装置，并优先采用前者。

TT 系统主要用于低压用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进低压电源的小型用户。

图02  TT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 03 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直接连接。

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。

                               图03   典型TN系统

参考文献：GB50169 2006.电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

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