防止触电的安全技术措施
为了防止触电事故,除思想上重视、建立安全管理组织措施外,还应健全安全技术措施。这主要有如下几项:
(1)使用安全电压 安全电压是指为了防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压。在任何情况下(含故障、空载等),两导体间或任一导体与大地之间的安全电压的最大值都不得超过交流(50~500Hz)有效值(50V),我国规定的安全电压等级为42V、36V、24V、12V和6V五种。当设备采用超过24V的安全电压时,必须采取防止直接接触带电体的安全措施。
安全电压的供电电源,通常采用安全隔离变压器。必须强调指出,千万不能用自耦变压器作为安全电源。这是因为它的一、二次之间不但有磁的联系,而且还有电的直接联系。
(2)采用保护接地 保护接地就是在1kV以下的变压器中性点(或一相)不直接接地的电网中,电气设备的金属外壳和接地装置良好连接。在电气设备绝缘损坏而人体触及带电外壳时,若采用了保护接地,人体电阻和接地电阻并联,人体电阻远远大于接地电阻,故流经人体的电流就远远小于流经接地电阻的电流,并在安全范围内,这样就起到了保护人身安全的作用(见图2-17)。
当仅采用安全保护接地时,安全检查要点如下:
图2-17 保护接地
1)单台容量超过10kV·A或使用同一接地装置并联运行且总容量超过100kV·A的电力变压器或发电机的工作接地电阻值不得大于4Ω。
2)单台容量不超过100kV·A或使用同一接地装置并联运行且总容量不超过100kV·A的电力变压器或发电机的工作接地电阻值不得大于10Ω。
3)在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区,当接地电阻值达到10Ω有困难时,工作接地电阻值可提高到30Ω。
4)在TN系统中,保护零线每一处重复接地装置的接地电阻值不应大于10Ω。在工作接地电阻值允许达到10Ω的电力系统中,所有重复接地的等效电阻值不应大于10Ω。
5)每一接地装置的接地线应采用两根及以上导体,在不同点与接地体做电气连接。
6)不得采用铝导体作接地体或地下接地线。垂直接地体宜采用角钢、钢管或光面圆钢,不得采用螺纹钢。
7)接地可利用自然接地体,但应保证其电气连接和热稳定性可靠。
8)移动式发电机供电的用电设备,其金属外壳或底座与发电机电源的接地装置之间应有可靠的电气连接。
(3)采用保护接零 保护接零就是在1kV以下的变压器中性点直接接地的电网中,电气设备金属外壳与零线做可靠连接。低压系统电气设备采用保护接零后,如有电气设备发生单相碰壳故障时,会形成单相短路回路。由于短路电流极大,使熔丝快速熔断,保护装置动作,从而迅速地切断了电源,防止了触电事故的发生,如图2-18所示。
图2-18 保护接零
当仅采用保护接零时,安全检查要点如下。
1)在TN系统中,下列电气设备不带电的外露可导电部分,应做保护接零。
①电动机、变压器、电器、照明器具、手持式电动工具的金属外壳。
②电气设备传动装置的金属部件。
③配电柜与控制柜的金属框架。
④配电装置的金属箱体、框架及靠近带电部分的金属围栏和金属门。
⑤电力线的金属保护管、铺线的钢索、起重机的底座和轨道、滑升模底板、金属操作平台等。
⑥安装在电力线路杆(塔)上的开关、电容器等电气装置的金属外壳及支架。
2)城防、人防、隧道等潮湿或条件特别恶劣的施工现场的电气设备必须采用保护接零。
3)在TN系统中,下列电气设备不带电的外露可导电部分,可不做保护接零。
①在木质、沥青等不良导电地坪的干燥房间内,交流电压380V及以下的电气装置的金属外壳(当维修人员可能同时触及电气设备金属外壳和接地金属物件时除外)。
②安装在配电柜、控制柜金属框架和配电箱的金属箱体上,且与其有可靠电气连接的电气测量仪表、电流互感器以及电气设备的金属外壳。
4)使用同一台变压器的供电系统的电气设备不允许一部分采用保护接地,另一部分采用保护接零。
5)保护零线上不准装设熔断器。
6)保护接地或接零线不得串联。
7)在保护接零方式中,将零线的多处通过接地装置与大地再次连接,叫重复接地。保护接零回路的重复接地可保证接地系统可靠运行,防止零线因断线而失去保护作用。
(4)使用漏电保护器 漏电保护器包括漏电开关和漏电器,是一种新型的电气安全装置,主要作用是当用电设备(或线路)发生漏电故障并达到限定值时,能够自动切断电源,以免伤及人身和烧毁设备。
当漏电保护装置与空气开关组装在一起时,就能使这种新型的电源开关具备短路保护、过载保护、漏电保护和欠压保护的功效。
1)作用。
①当人员触电时,能够在尚未达到受伤害的电流和时间时即跳闸断电,防止由于电气设备和电气线路漏电引起的触电事故。
②设备线路漏电故障发生时,人尚未触及即先跳闸,避免设备长期存在带电隐患,以便及时发现并排除故障(因未排除故障无法合闸送电)。
③及时切断电气设备运行中的单相接地故障,可以防止因漏电而引起的火灾或设备损坏等事故。
④防止用电过程中的单相触电事故。
2)漏电保护器的工作原理。其原理是依靠检测漏电或人体触电时电源导线上的电流在剩余电流互感器上产生的不平衡磁通,当漏电电流或人体触电电流达到某动作的额定值时,其开关触头分开,切断电源,实现触电保护,如图2-19所示。
图2-19 漏电保护器的工作原理
3)漏电保护器的基本结构。漏电保护器包括电流动作型和电压动作型两种。由于电压动作型漏电保护器性能不够稳定,已很少使用。
电流动作型漏电保护器的基本结构组成主要包括三个部分:检测元件、放大元件和执行元件,如图2-20所示。其中,检测元件为一个高等磁电流互感器,用以检测漏电电流,并发出信号;放大元件包括比较器和放大器,用以交换和比较信号;执行元件为一带有脱扣机构的主开关,由中间环节发出指令动作,用以切断电源。
4)漏电保护器的连接方法。漏电保护器的正确接线方法如图2-21所示。
图2-20 漏电保护器的基本结构
图2-21 漏电保护器的正确接线方法
L1、L2、L3—相线 N—工作零线 PE—保护零线、保护线 1—工作接地 2—重复接地 T—变压器 RCD—漏电保护器 H—照明器 W—电焊机 M—电动机
5)漏电保护器的选用。漏电保护器是按照动作特性来选择的,按其用于干线、支线和线路末级等不同位置,选用不同灵敏度和动作时间的漏电保护器,以达到协调配合。一般在线路的末级(开关箱内)应安装高灵敏度、快速型的漏电保护器;在干线(总配电箱内)或分支线(分配电箱内),应安装中灵敏度、快速型或延时型(总配电箱)漏电保护器,以形成分级保护。
①触电、防火要求较高的场所和新、改、扩建工程使用各类低压用电设备、插座处,均应安装漏电保护器。
②对于新制造的低压配电柜(箱、屏)、动力柜(箱)、开关箱(柜)、操作台、试验台,以及机床、起重机械、各种传动机械等机电设备的动力配电箱,在考虑设备的过载、短路、失压、断相等保护的同时,必须考虑采用漏电保护器。
③建筑施工场所、临时线路的用电设备,必须安装漏电保护器。
④手持式电动工具(除Ⅲ类外)、移动式生活日用电器(除Ⅲ类外)、其他移动式机电设备以及触电危险性大的用电设备,必须安装漏电保护器。
⑤潮湿、高温、金属比例大的场所及其他导电良好的场所,如机械加工、冶金、化工、船舶制造、纺织、电子、食品加工、酿造等行业的生产作业场所,以及锅炉房、水泵房、食堂、浴室、医院等辅助场所,必须安装漏电保护器。
⑥应采用安全电压的场所,不得用漏电保护器代替。
⑦额定漏电动作电流不超过30mA的漏电保护器,在其他保护措施失效时可作为直接接触的补充保护,但不能作为唯一的直接接触保护。
⑧选用漏电保护器时,应根据保护范围、人身设备安全和环境要求来确定,一般应选用电流动作型的漏电保护器,如图2-22所示。
图2-22 电流动作型漏电保护器