电气安全第3章2.ppt

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1、第五节 作业场所的电击防护措施狭义理解：在建筑物上实施的电击防护措施。与电气设备和低压系统电击防护措施技术路径的差异：不立足于加害者本身，而立足于加害者加害得以实现的环境条件。界定：不包括独立的屏护，间距等措施，主要有：非导电场所 等电位联接2021/9/151 一、非导电场所 1、概念 如果在任何情况下，作业场所人员都不可能同时触及到两个及以上带不同电位的导体，这种场所就称为非导电场所。触及：包括有意和无意。原理：不存在通过人体形成电流通道的可能性。常见作法：对地面、墙面实施绝缘。2021/9/152 2、安全条件 1）绝缘电阻：交流500V及以下系统不小于50k。2）场所内不得设置外引PE

2、线。3）场所内可能带不同电位的导体，其空间距离应满足间距防护要求。4）场所内的装置外导电部分不得将自身电位引至场所外。2021/9/153非导电场所安全条件示例通过绝缘并配合隔离、间距实现非导电场所。安全条件1）、3）条。2021/9/154 非导电场所与外界的隔离 安全条件第4）条。2021/9/155 二、等电位联结 Equipotential BondingEB 基本思想：通过对特定对象实施规定的的电气连接，以降低电位差，从而降低甚至消除电击危险。（一）原理分析（见下页图）直观理解：当不能降低手上电位时，抬高脚底电位，使手脚电位差消除。与非导电场所措施对比，呈对偶关系。2021/9/15

3、6 2021/9/157 辩异接地与等电位联结 两种不同的技术措施，但常有关联。一般电气地也是等电位联结的对象之一，但也有不接地的等电位联结2021/9/158 （二）效果计算 以TT系统等电位联结前后为例对比分析。要点：等电位联结实施前后脚底电位变化 脚底电位：即作业场所的环境基准电位，可能不同于地电位。结论：EB前后，人体预期接触电压由故障电流在设备接地电阻压降，降低到故障电流在场所处PE线上的压降。2021/9/159等电位联结前系统及故障等效电路2021/9/1510 细节解释：等电位联结后接地电阻的等效，人体手脚电位与电路节点电位的对应关系。等电位联结作法及简化表达2021/9/15

4、11等电位联结前等电位联结后等电位联结前后等效电路对比2021/9/1512 （三）工程实施方法 1、总等电位联接（MEBMain Equipotential Bonding）方法：在电源进线处，将电源PE线、公共设施的金属管道、建筑物金属构件、人工接地极等连接到等电位联接板（MEB板）上。作用：降低由室外引入室内的高电位，降低室内电位差。特别注意：煤气管的处理。2021/9/15132021/9/15142021/9/1515无等电位联结的危险示例无等电位联结的危险示例12021/9/1516无无等等电电位位联联结结危危险险示示例例2等等电电位位联联结结作作用用示示例例2021/9/1517

5、2021/9/1518 2、辅助等电位联结（SEBSupplementary Equipotential bonding)作法：将两个金属物体用导体直接电气连接起来。作用：进一步降低两个物体间可能产生的电位差。可能附带产生的作用：构造短路通道，使过流保护电器动作2021/9/1519 3、局部等电位联结（LEBLocal Equipotential Bonding）作法：当局部场所需要作若干辅助等电位联结时，可将所有需联接导体都接至一块金属板（或端子板），而不用再直接相互连接。连接板：局部等电位联结板（LEB板）作用：进一步降低局部场所内可能出现的电位差。对某些场所至关重要！2021/9/15

6、20有有MEB时仍存在的电击危险性时仍存在的电击危险性2021/9/1521实施实施SEB后电击危险性降低后电击危险性降低2021/9/1522 列示对比2021/9/1523LEB的做法及与的做法及与SEB同等的效果同等的效果2021/9/1524第六节 综合应用示例措施分类2021/9/1525 2021/9/1526 一、住宅的电击防护措施 （一）系统接地形式与总等电位联结 自带变配电所的单体楼：TN-S 多栋住宅小区：TN-S，TN-C-S，TT。别墅小区：TT 总等电位联结：按栋实施，设置在公共部位。2021/9/1527TT与TN住宅供电系统2021/9/1528 （二）室内电击防

7、护措施 1、RCD设置 插座须设置，30mA；照明不设置；空调两可。2、卫生间防护措施 （1）局部等电位联结LEB。（2）插座电器隔离措施。（3）防水、防潮。（4）回路宜独立。2021/9/1529 LEB作用：人体低阻抗情况下的可靠保护；防护外来电压电击。卫生间人体阻抗低，漏电保护不能可靠防止电击事故。注意区分RCD漏电动作电流与人体电击电流。沿卫生间各种管道可能引入源于本栋建筑其他地方的高电位，MEB失效，即使切断本住宅的电源也无济于事，LEB基本上是唯一有效的防护手段。非常重要。2021/9/1530 卫生间局部等电位联结示例2021/9/1531 3、其他措施 电源开关是否断中性线：总

8、开关、漏电开关（断路器）断，其他禁止。插座安全措施：安全挡板插座的设置。照明灯具是否设置PE线：2.5m以下金属外壳灯具应设置。厨、卫插座防水等问题。（三）公共部分的防护措施 2021/9/1532 二、浴室的电击防护 1.浴室内按电击危险程度划分的区域 在装有澡盆或淋浴盆的卫生间，因溅水通常在洗浴时产生，故以澡盆或淋浴盆为中心，将卫生间划分为0、1、2、3四个区域，这四个区域为空间区域。这四个区域按电击危险程度排序，0区危险程度最高，依次递减，3区最低。2021/9/1533 2、局部等电位联结 3、各区域的电击防护措施 电具安装、电气隔离及特低电压、剩余电流保护应用等。4、线路敷设 防水，

9、避免引入高电位等。2021/9/1534男子在浴室泡澡遭电击身亡http:/ 2008年12月01日02:21 扬子晚报 本报讯 11月29日晚，连云港通灌南路一家浴室突然漏电，浴室内3名男子不幸遭遇电击，导致其中一人受伤，一人死亡。当晚7点多钟，家住通灌南路的马先生在理完发后就来到附近的南方浴室洗澡。他脱完衣服进入浴室时，却发现澡堂里的淋浴没水了。他听说淋浴坏了，于是，他便躺进一个不到三米宽的浴池里。“当时已经7点多了，澡堂里没什么人，大多数都已经洗好了。”2021/9/1535 10分钟后，马先生看到一个年轻人也走到浴池边，将身体浸泡在池水中。不一会，又来了一个男子，该男子站上池边，右脚刚

10、一触水，立刻感觉脚部一阵酸麻，迅速将脚缩回。“有电！”该男子一边大叫，一边跑出浴室。而此时，在浴池中的马先生和那个年轻人则完全被“电”住了。“当时我眼睛直冒金花，全身好像被什么东西缠得紧紧的，根本迈不动步子。”马先生回忆说。当浴室收银台得知浴池有电，便迅速将电路切断。在电路被切断的一刹那，马先生瘫倒在浴池中。浴室搓背工立即冲入池中，将马先生抱了出去。与此同时，池中的年轻人也被其他顾客抬到浴室躺椅上。很快，马先生便醒了，但年轻人已经昏了过去。2021/9/1536 当晚8点30分，马先生得知那名年轻人因抢救无效而死亡。据参与此事调查的人员告诉记者，此事是浴室供水人员在操作供水时出现漏电引起的。事

11、发前，先是女浴客反映浴池中水有点冷，要求工作人员加热水。热水房在男浴室的隔壁，水管是经过男浴室到达女浴室的。他们调查发现，该浴室供水的电机和水泵存在安全问题，没安装漏电保护开关。目前，警方已介入调查此事。2021/9/1537 5、水中电击问题 传导电流，感应电流双重作用。2021/9/1538武汉:电线落泳池3人触电亡 当时1000多游泳者在场 来源：南方都市报 2009-07-19 09:03:17 作者：本报讯昨日，武汉龙王庙天然游泳场发生一起重大意外事故，造成1名游泳者现场触电死亡，两名伤者送往医院抢救无效死亡，还有两名伤者尚在医院治疗观察。据多名目击者介绍，昨日下午4时左右，龙王庙游

12、泳场进门左手靠堤坝的一个游泳池内，先后有5名游泳者被抬出游泳池，开始大家以为是溺水事故，后来才发现是电线落在水里引发触电事故。在现场的岸边，地上散落着一根电线，警察已在周边设立了警戒线。有目击者称，就是这根电线断落在游泳池里，导致游泳者触电溺亡。据了解，龙王庙天然游泳场是为缓解市民“游泳难”而建设的，由武汉阳光在线体育管理责任公司经营管理，经安检合格后，于7月16日对市民开放。该泳场最大水域能同时容纳3700人游泳，事发时场内共有1000余名游泳者。目前，当地安监、公安部门已迅速组织力量，调查事故原因。楚天都市报供稿2021/9/1539 三、医院心脏手术室的电击防护局部IT系统构成与局部等电

13、位联结2021/9/1540IT系统绝缘监察，不许断电2021/9/1541手术室局部等电位联结手术室局部等电位联结2021/9/1542第七节 间接电击防护工程设计计算 一、接地故障回顾 1、定义 相线与大地或与大地有联系的导体之间的非正常电气连接，称为接地故障。如：相线与PE线、PEN线、建筑物金属构件等的电气连接。2021/9/1543 2、接地故障与电击事故的关系 对电击防护I类设备，在TT、TN、IT系统中，设备碰壳（漏电）故障均为接地故障。（解释为什么）站立在地面的人发生直接电击，也是接地故障。2021/9/1544 3、接地故障与短路故障的区别与联系 1）短路可能因接地而产生，但

14、也有不接地的短路。2）接地可能形成短路，也可能不形成短路。3）不同低压系统接地与短路的关系。TN系统设备碰壳为接地故障，也是单相短路故障。TT系统设备碰壳为接地故障，但不是短路。IT系统接设备碰壳为接地故障，故障电流为很小的接地电容电流，不是短路。2021/9/1545 4、各类接地系统碰壳接地故障电流计算 （1）TT系统 式中 IdTT系统碰壳接地故障电流（A）；U电源相电压（V）；RN电源接地电阻（）；RE设备接地电阻（）；2021/9/1546 （2）TN系统 TN系统碰壳接地即相保单相短路 相保单相短路电流可由相保阻抗法计算。工程上相保阻抗一般通过查表获取。2021/9/1547 （3

15、）IT系统 一般按经验公式估算，经验公式不止一个，与线路长度、类型、敷设方式和电压等级等有关。系正常工作时每相导体对地泄漏电流，可以查表。典型数值如每km长度线路几十毫安，部分可高达上百毫安。2021/9/1548 二、TN系统的电击防护计算 TN系统靠切断电源进行间接电击防护。1、动作时间要求。220V系统：手握式设备：不大于0.4s；移动式设备：不大于0.4s；固定式设备：不大于5s。解释确定以上时间所考虑的因素。2021/9/1549 2、安全条件 切断电源作电击防护的安全条件为：Id Ia Id 接地故障电流；Ia 保证保护电器在规定时间内自动切断接地故障所需最小故障电流。Id即相保单

16、相短路电流，一般按相保阻抗法进行计算。Ia与保护电器的类型和特性有关，分以下几种情况。2021/9/15502021/9/1551 IrFU（A）410126380200I d /IrFU4.556 （1）熔断器保护（兼）。要求通过电流Id达到熔体额定电流IrFU的一定倍数，才能在规定时间内动作。切断时间不大于5s的倍数kes要求切断时间不大于0.4s的倍数kes要求IrFU（A）41016324063I d /IrFU8910 Ia=kesIrFU。Id Ia意味着Id kesIrFU，于是：IrFU Id /kes2021/9/1552 （2）低压断路器保护（兼）。低压断路器瞬时和短延时脱

17、扣器原本用作短路保护，但都可能兼做TN系统接地故障保护，前提是满足以下条件。瞬时脱扣器：Ia=1.3Iop3，只要故障电流大于瞬时脱扣器动作值1.3倍即可。即：Id 1.3 Iop3 短延时脱扣器：Ia=1.3Iop2，要求延时时间小于电击防护规定时间，且Id大于短延时脱扣器动作值。以上1.3是过电流保护灵敏度系数要求。2021/9/1553 熔断器、低压断路器原本是作为过电流保护设置的，缘于TN系统碰壳接地故障即为单相短路故障这一特殊原因，以上电器可兼作电击防护用，前提是必须满足前述安全条件。2021/9/1554 （3）剩余电流保护电器。TN系统碰壳接地故障电流全部为剩余电流，因此安全条件

18、为：Id In In 剩余电流保护电器额定漏电动作电流。TN系统只能设置漏电断路器，不能设置漏电开关。（why？）2021/9/1555 3、PE线截面选择。原理：满足短路热稳定要求，满足故障电流量值要求。工程方法：以相线截面为参照选择。相线截面16mm2及以下，与相线等截面。相线截面1635mm2之间，取16mm2。相线截面35mm2以上，取相线截面一半。2021/9/1556 4、工程应用思路与方法的延伸 若只考虑用过电流保护电器兼作电击防护，则防护有效性取决于故障电流大小，故障电流必须大到某个量值，才能在满足电击防护要求的规定时间内切断故障。将故障电流的这“某个量值”作为一个确定条件，反

19、过来考虑，故障电流最小值与线路长度、截面和类型等有关，在截面、类型、敷设方式等确定的条件下，为保证末端最小相保单相短路电流不小于这“某个量值”，则线路最大长度必须予以限定。手册上最大线路长度就是如此推算出来的。2021/9/1557 三、TT系统的电击防护计算。1、安全条件：RAIa UL Ia保证保护电器在规定时间内自动切断接地故障所需最小故障电流；RA故障设备接地电阻与PE线电阻之和；UL安全电压。该公示应用了灵活的工程处理手法，体现了典型的工程意识与智慧，解读如下。2021/9/1558TT系统安全条件解读图系统安全条件解读图2021/9/1559 （1）逻辑推理。RAIa UL 安全条

20、件 RAId =Ut 接触电压，见上页图 1）若Id Ia，虽然保护电器不动作，但此时Ut=RAId RAIa UL 成立，无电击危险。（勘误：教材推导近似Ut=REId不必要，准确计算式更清晰）2）若Id Ia，虽然实际预期接触电压RAId有可能大于安全电压UL，有电击危险，但保护电器肯定能在规定时间内切断电源，也是安全的。2021/9/1560 （2）不确定因素的处理。本来也可象TN系统那样，用Id Ia作为安全条件，但有两个问题（这两个问题在TN系统中不存在）：1）遗漏。即使这一条件不满足，也可能因RA量值小而使接触电压低于50V安全电压。2）Id的计算涉及到系统中性点接地电阻RN，是不

21、确定因素（解释）。RAIa UL巧妙地避开了以上的不确定因素，又避免了遗漏。2021/9/1561 2、Ia的确定 与TN系统相同。对熔断器、断路器和RCD分别考虑。熔断器：电流倍数。低断：瞬时与短延时脱扣器动作电流。RCD：额定漏电动作电流。对TT系统，熔断器、低断过流保护兼作电击防护通常不满足要求，一般应设置RCD。2021/9/1562 三、IT系统的电击防护计算 一次接地故障时，安全判据如下。REICUL 二次接地故障时，按TN系统同样方式判别。2021/9/1563讨论课 方案论证阶段与电击防护相关的问题系统接地形式的选取供电半径考虑中的电击防护因素变压器连接组选取中的电击防护因素 以路灯配电系统为例研讨。2021/9/1564