工业与民用配电设计手册第三版.doc

工业与民用配电设计手册 第三版第十五章 低压电气装置的防电击和特殊环境的电气安全第一节 概述一、 人体通过电流时的生理反应1、电流阈值人体通过电流时的生理反应视电流的大小和通过时间的长短而异以下是 1000Ｖ以下 50Hz 交流电流通过人体时几个主要反应的电流阈值：感觉阈值──人体能感觉的最小电流值，一般为 0.5mA，此值与通过电流的时间长短无关摆脱阈值──人能摆脱手握的带电导体的最大电流值，此值一般取平均值 10mA通过人体的电流如超过摆脱阈值就不能自行摆脱，当电流作用时间较长时，人体将遭受伤害心室纤维性颤动阈值──能引起心室纤维性颤动的最小电流值心室纤维性颤动是人身电击致死的主要原因此阈值随通电时间的增大而减小，见图 15?1 中的有关曲线2、电流通过人体时表征人体生理反应的时间─电流区为便于制订防电击措施， IEC 出版物 479-1 第二版提供了图 15-1 所示的 15～ 100Hz 交流电流通过人体时人体生理反应的时间─电流区图图 15-1 中 1 区──通常无感觉2 区──通常无病理反应3 区──b 曲线至 c1 曲线之间为 3 区，通常无器官损伤，可能出现肌肉收缩、呼吸困难、心房纤维性颤动、无心室纤维性颤动的短暂心脏停跳，此等现象随电流和时间的增大而加剧。

4 区──除出现上述 3 区的反应外，自曲线 c1 开始可能出现心室纤维性颤动，至曲线 c2 时其发生机率达 5％，至曲线c3 时达 50％，此后机率继续增大在此区内还可能发生严重烧伤以及致人死命的心脏停跳、呼吸停止等反应制定电气安全措施时，通常以图 15-1 中 3 区内离曲线 c1 一段距离的曲线 L 作为人身是否安全的界限用通过人体的电流来检验人身是否安全甚是不便， 实际应用中常用人体的接触电压进行检验 因此 IEC/TC64 又提出如图15-2 所示的不同接触电压下的人体允许最大通电时间曲线（ Uc-t 曲线）应注意图中的接触电压 Uc 为包括鞋袜和地板阻抗上压降在内的预期接触电压，即可能出现的最大接触电压因为人体阻抗并非定值 -- 它随接触电压的升高而下降，所以曲线L1 为正常环境中用人体接触电压实测值求得在潮湿环境中人体阻抗下降，这种环境中的 Uc-t 曲线为图 15-2 中的 L2从图 15-2 可知在干燥和潮湿条件下， 50V及 25V 分别对人体是安全的，被称作上述两环境下的约定接触电压限值，此两值被用作电气产品设计和电气工程设计的依据为安全起见，曲线 L1 环境条件下超过 25Ｖ的裸露带电导体仍需为其设置遮栏或外护物，以避免人体与它经常或持续的直接接触。

曲线 L2 环境条件下安全特低电压的应用另有规定，详见第三节二、 直接接触电击防护直接接触电击系指人体与正常工作中的裸露带电部分直接接触而遭受的电击其主要防护措施如下：（ 1）将裸露带电部分包以适合的绝缘 2）设置遮栏或外护物以防止人体与裸露带电部分接触，这时应注意：1）遮栏和外护物靠近裸露带电部分的这一部分，其防护等级应至少为 IP2X，即如有洞孔，其直径不应大于 12.5mm2）人易接近的遮栏和外护物的水平顶部的防护等级至少为 IP4X ，即如有洞孔，其直径不应大于 1mm3）只能使用钥匙或工具，或切断电源才能移开遮栏和外护物 3）设置阻挡物以防止人体无意识地触及裸露带电部分阻挡物可不用钥匙或工具就能移动，但必须固定住，以防无意识的移动这一措施只适用于专业人员 4）将裸露带电部分置于人的伸臂范围以外伸臂范围的规定距离如图 15-3 所示图中 S 为人的站立面当人站立处前方有阻挡物时，伸臂范围应从阻挡物算起从S 面算起的向上的伸臂范围为 2.5m，人体上方低于 IP2X 的阻挡物都不能减小此范围 在常有人手持长或大的物体的场所， 伸臂范围尚应适当加大 5）装设漏电保护器作为后备保护，其额定动作电流不应超过 30mA。

它只能作为上述（ 1）～（ 4）项直接接触电击防护措施的后备措施，不能代替上述措施三、 间接接触电击防护因绝缘损坏，致使相线与 PE线、外露导电部分、装置外导电部分以及大地间的短路称为接地故障这时原来不带电压的电气装置外露导电部分或装置外导电部分将呈现故障电压人体与之接触而招致的电击称之为间接接触电击因电气设备本身防电击类别 (1) 的不同，工程设计中采取的防间接接触电击的措施也不同，简述如下：（ 1）0 类设备 具有可导电的外壳，只有一层基本绝缘，且无 PE线连接端子（例如不接 PE 线的金属外壳台灯），当基本绝缘损坏时，外壳即呈现故障电压 0 类设备只能在对地绝缘的环境中使用，或用隔离变压器等分隔电源供电 2）Ⅰ类设备 和 0 类设备相同，但其外露导电部分上配置有连接 PE 线的端子在工程设计中对此类设备需用 PE线与它作接地连接，并在电源线路装设保护电器，使其在规定时间内切断故障电路本章第二节对此将作具体叙述 3）Ⅱ类设备 除基本绝缘外，还增设附加绝缘以组成双重绝缘，或设置相当于双重绝缘的加强绝缘，或在设备结构上作相当于双重绝缘的等效处理，使这类设备不会因绝缘损坏而发生接地故障因此在工程设计中不需再采取防护措施。

4）Ⅲ类设备 额定电压采用 50Ｖ及以下的特低电压， 此电压与人体的接触不致造成伤害 在工程设计中常用一次为 380Ｖ或 220Ｖ的隔离变压器供电以下是对《工业与民用配电设计手册 第三版 》的回复：白杨 :2005-9-5 9:43:00第二节 正常环境中用自动切断故障电路措施的间接接触电击防护（接地故障保护）一、 基本要求1、接触电压限值和切断故障电路时间的要求I 类设备自动切断故障电路的间接接触电击防护措施的保护原理在于当设备绝缘损坏时，尽量降低接触电压值，并限制此电压对人体的作用时间，以避免导致电击致死事故为防电击，正常环境中当接触电压超过 50Ｖ时，应在规定时间内（详见后文）切断故障电路在配电线路保护中称作接地故障保护，以区别于一般的单相短路保护自动切断故障电路保护措施的设置要求，应注意与下述条件相适应：（ 1）电气装置的接地系统类型（ TN、 TT或 IT 系统）；（ 2）有无设置等电位联结；（ 3）电气设备的使用状况（固定式、手握式或移动式）2、接地和总等电位联结接地和总等电位联结都是降低建筑物电气装置接触电压的基本措施 除特殊情况外， 外露导电部分应通过 PE线接地， 其作用已为人所熟知。

总等电位联结的作用在于使各导电部分以及地面的电位趋于接近，从而降低接触电压总等电位联结还具有另一重要作用，即它能消除自外部窜入建筑物电气装置内的故障电压引起的危险电位差如果建筑物或装置内未作总等电位联结，或设备位于总等电位联结作用区以外，则应补充其它保护措施在电气装置或建筑物内，不论采用何种接地系统，应将下列导电部分互相联结，以实现总等电位联结 1）进线配电箱的 PE母线或端子；（ 2）接往接地极的接地线；（ 3）金属给、排水干管；（ 4）煤气干管；（ 5）暖通和空调干管；（ 6）建筑物金属构件因建筑物金属构件和各种金属管道有多点自然接触，如有具体困难，现有建筑物可不联结一般在进线处或进线配电箱近旁设接地母排（端子板），将上述联结线汇接于此母排上，如图15-4 所示总等电位联结线截面的选择见第十四章3、局部等电位联结和辅助等电位联结作总等电位联结后，如果电气装置或其一部分在发生接地故障，其接地故障保护不能满足切断故障电路时间要求时，应在局部范围内作局部等电位联结，即将该范围内上述相同部分再作一次联结，以进一步减少电位差，其联结方法可用端子板汇接，当需联结部分少时，也可在伸臂范围内将可同时触及的导电部分互相直接联结，以实现辅助等电位联结，下文将举例说明。

关于不同等电位联结的具体设计和施工要求，详见中国建筑标准设计研究院出版的国标图册﹤等电位联结安装﹥02D501-2 白杨 :2005-9-5 9:43:00二、 ＴＮ系统1、对保护电器动作特性的要求ＴＮ系统的接地故障为金属性短路时，为防电击其保护电器的动作特性应符合下式要求Ｚ sＩa≤Ｕ o （15-1 ）式中 Ｚs──接地故障回路阻抗， Ω ，它包括故障电流所流经的相线、 PE线和变压器的阻抗，故障处因被熔焊，不计其阻抗；Ｉa──保证保护电器在表 15-1 所列的时间内自动切断故障电路的动作电流，Ａ；Ｕo──相线对地标称电压，在我国为 220Ｖ当采用符合 GB13539《低压熔断器》的熔断器作接地故障保护时，如接地故障电流Ｉ大于或等于表 15-2 所列值，则可认为符合式（ 15-1 ）要求表 15-1 ＴＮ系统允许最大切断接地故障回路时间回 路 类 别 允许最大切断接地故障回路时间（ s ）配电回路或给固定式电气设备供电的末端回路 5①d（1）与熔断体额定电流Ｉr 的比值插座回路或给手握式或移动式电气设备供电的末端回路 0.4 ②○15s 的切断时间考虑了防电气火灾以及电气设备和线路绝缘的热稳定要求，也考虑了躲开大电动机起动时间和故障电流小时保护电器动作时间长等因素。

○20.4s 的切断时间考虑了总等电位联结减少接触电压的作用、 相线与 PE线不同截面比以及电源电压± 10％偏差变化等因素表 15-2 ＴＮ系统用熔断器作接地故障保护时的允许最小 Id ／Ir 值熔断体额定电流 Ir （Ａ） 4 ～ 10 16 ～ 32 40 ～63 80 ～200 250 ～500切断故障电路时间≤ 5s 4.5 5 5 6 7切断故障电路时间≤ 0.4s 8 9 10 11 —当采用瞬时或短延时动作的低压断路器作接地故障保护时， 如接地故障电流 Id 与瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的比值大于或等于 1.3 ，可认为符合式（ 15-1 ）要求2、一般环境中局部等电位联结应用示例（ 1）当配电线路较长。