电气装置接地和电击防护培训课件.ppt
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1、电气装置接地和电击防护,内 容 前言 电击防护 装置和设备的通用部分GB 17045-2006 电击防护GB 16895.21-2004 接地配置、接地导体、保护导体和联结导体 GB 16895.3 2004 信息技术装置的接地配置和等电位联结 GB 16895.17 2002基本原则 IEC 60364 1:2006,国际标准 GB 16895 安全电压 辅助等电位联结 防火漏电 接零,前 言 建筑物电气装置标准系列 IEC/TC64 电气安全隐患 规范和标准的问题,电气安全隐患接地故障 在系统、装置或设备的给定点与局部地之间的电连接。低压系统接地故障约占70-80%,其中死亡事故约占50%
2、。,电气安全隐患 保护电器不动作或动作时间过长或接触电压过高,TN系统,电气安全隐患等电位联结不合格 无总等电位联结,假设:RA=RB=1 PEN;10 mm 2 Cu 80 m 0.14,TN-C,Ut=220/2 0.14(1+1)/(1+1)+0.14/0.14 103 V,总等电位联结,等电位联结不合格 未设辅助等电位联结,电气安全隐患漏电火灾,电气安全隐患户外装置的接地,电气安全隐患 特低电压设备,安全特低电压 SELV:特低电压侧不接地 保护特低电压 PELV:特低电压侧接地,电气安全隐患安全设施供电,IT 系统,电气安全规范和标准的问题 规范、标准的更新和协调 编制工作、国际接轨
3、 举例:接地电阻 重复接地 接零 等电位联结 共用接地 漏电保护 漏电防火 安全供电,接地电阻,TN-C,T T,重复接地,TN-C,T T,TN-S,N,PE,N,错误,错误,“接零”,等电位联结“A类”电气装置“B类”电气装置“断零”,漏电保护 手术室 喷水池 防火漏电,防火漏电,I T,安全供电 矿井 医院,电击防护 装置和设备的通用部分GB/T 17045 2006 电击:电流通过人体或动物躯体而引起的生理效应。,基本防护 无故障条件下的电击防护。注:对于低压装置、系统和设备,其基本防护通常对应于直接接触的防护。故障防护 单一故障条件下的电击防护 注1:对低压装置、系统和设备而言,其故
4、障防护通常对应于间接接触防护,主要与基本绝缘损坏有关。,注2:发生下列情况时,均认为是单一故障:可触及的非危险带电部分变成危险的带电部分(例如,由于限制稳态接触电流和电荷措施的失效);或 可触及的在正常条件下不带电的可导电部分变成危险的带电部分(例如,由于外露可导电部分基本绝缘的损坏);或 危险的带电部分变成可触及的(例如,由于外壳的机械损坏)。,带电部分 正常运行中带电的导体或可导电部分,包括中性导体,但按惯例不包括PEN导体或PEL导体。注:PEL导体是直流回路兼有保护接地导体和线导体功能的导体。PEN导体 兼有保护导体和中性导体功能的导体。保护(PE)导体 为了安全目的,如电击防护中设置
5、的导体。,外露可导电部分 设备上能触及到的可导电部分,在正常情况下不带电,但是在基本绝缘损坏时会带电。外界可导电部分;装置外可导电部分 非电气装置的组成部分,且易于引入电位的可导电部分,该电位通常为局部地电位。,(电气)保护阻挡物 为防止无意的直接接触而提供的防护物,但并不防止有意的直接接触。(电气)保护遮栏 为防止从任一通常接近方向直接接触而设置的防护物。(电气)保护外壳;保护外护物 为防护从任何方向触及危险带电部分并围住设备内部部件的电气外壳。,等电位联结 为达到等电位,多个可导电部分间的电气连接。保护等电位联结 为了安全目的(例如电击防护)的等电位联结。接地导体 在系统、装置或设备中的给
6、定点与接地极之间提供导电通路或部分导电通路的导体。接地配置;接地装置 系统、装置和设备的接地所包含的所有电气连接和器件。,保护接地 为了电气安全目的,将一系统、装置或设备的一点或多点接地。功能接地 出于电气安全之外的目的,将系统、装置或设备中的一点或多点接地。(局部)地 大地与接地极有电接触的部分,其电位不一定等于零。参考地 不受任何接地配置影响的、视为导电的大地的部分,其电位约定为零。,基本绝缘 能够提供基本防护的危险带电部分上的绝缘。附加绝缘 除了基本绝缘外,用于故障防护附加的单独绝缘。双重绝缘 既有基本绝缘又有附加绝缘构成的绝缘。加强绝缘 危险带电部分具有相当于双重绝缘的电击防护等级的绝
7、缘。非导电环境 当人或动物触及已变为危险带电的外露可导电部分时,依靠环境(如绝缘的墙或绝缘地板)的高阻抗性和不存在接地的可导电部分的来进行保护的措施。,(有效)接触电压 人或动物同时触及到两个可导电部分之间的电压。预期接触电压 人或动物尚未接触到可导电部分时,这些可能同时触及的可导电部分之间的电压。接触电流 当人或动物触及电气装置或电气设备的一个或多个可触及部分时,通过其躯体的电流。,伸臂范围 人从通常站立或活动的表面上的任一点延伸到人不借助任何手段,从任何方向能用手达到的最大范围。,自动切断电源 故障时,保护器件自动将受影响的一根或多根线导体切断。(可导电的)屏蔽体 将电气回路和/或导体包围
8、或隔开的可导电部件。(电气)保护屏蔽体 用于将电气回路和/或导体与危险带电部分隔开的可导电屏蔽体。(电气)保护屏蔽 用与保护等电位联结系统连接的电气保护屏蔽体将电气回路和/或导体与危险带电部分隔开,并提供电击防护。,简单分隔(回路之间)采用基本绝缘使回路之间或回路与地之间分隔。(电气)保护分隔 借助于下列方法将一个电气回路与另一电气回路分隔:双重绝缘;或 加强绝缘。电气分隔 将危险带电部分与所有其他电气回路和电气部件绝缘以及与地绝缘,并防止一切接触的保护措施。,特低电压 不超过电击防护的接触电压限值标准规定的相关电 压限值的一种电压。注:交流 相对地或相间 50 V 直流 极对地或极间 120
9、 VSELV系统 在下列情况下,电压不超过特低电压的电气系统:在正常的情况下;和 包括其他电气回路接地故障在内的单一故障情况下。PELV系统 在下列情况下,电压不超过特低电压的电气系统:在正常情况下,和 在单一故障情况下,但其他电气回路发生接地故障时除外。,跨步电压 大地表面相距1 m(人的步距)的两点之间的电压。电位均衡 通过多个接地极控制地电位,特别是地表面电位。泄漏电流 正常运行状况下,在不期望的可导电路径内流过的电流。剩余电流 同一时刻,在电气装置中的电气回路给定点处的所有 带电体电流值的代数和。保护导体电流 在保护导体中流通的电流。,电气装置 相关电气设备的组合,具有为实现特定目的所
10、需的 相互协调的特性。,电气设备的分类,保护导体电流的最大交流限值 接自额定电流值 32 A的单相或多相插插座系统的用电设备,:,对于没有为PE导体设置专门措施的固定式用电设备,或接自额定电流值32 A的单相或多相插座系统的用电设备。,电击防护 GB 16895.21 2004 电击防护=基本防护+故障防护(直接接触防护)(间接接触防护)基本防护:带电部分的基本绝缘;遮拦或外护物(外壳);防护等级至少为 IPB或IP2;顶部IPB或IP2 阻挡物;(用于熟练人员)置于伸臂范围之外。(用于熟练人员),兼有基本和故障防护:安全特低电压 SELV 和保护特低电压PELV;功能特低电压 FELV。,故
11、障防护 相线导体对外露可导电部分或PE导体之间不计阻抗的接地故障 自动切断电源;双重绝缘或加强绝缘;(采用类设备或等效绝缘的设备)供电给单台设备的电气分隔;供电给多台设备的电气分隔。(用于熟练人员)非导电场所;(用于熟练人员)不接地的等电位联结;(用于熟练人员)附加保护:剩余电流保护器;辅助等电位联结。,自动切断电源 自动切断电源:基本防护+故障防护 基本防护:基本绝缘或遮拦或外护物 故障防护:保护接地:外露可导电部分接PE导体;同时可触及的外露可导电部分连接至同一 接地系统;保护等电位联结 自动切断电源,保护等电位联结 每个建筑物的接地导体、总接地端子(MET)和下列 可导电部分应接成保护等
12、电位联结:建筑物的供水、燃气等金属管;正常使用时可触及的可导电的构筑物 金属中央供热系统和空调系统;可利用的结构钢筋等;征得主管部门许可的通信电缆金属护套。,移动式设备规定最长的切断电源时间,s,配电回路允许的切断电源时间,s TN系统:5 s TT系统:1 s,TN系统 单电源系统 供电系统在电源中性点直接接地,电气装置的外露可 导电部分用保护(PE)导体连至该电源的中性点。TN-S系统:在整个系统中采用单独的保护导体。,在电气装置中的PE可附加接地,在电气装置中的PE可附加接地,TN-C-S系统:在系统中一部分采用将中性导体和PE体的功能合并成单个导体,另有一部分采用单独的保护导体。,T
13、N-C系统:在整个系统中采用将中性导体和PE导体的功能合并成单个导体。,在电气装置中的PE可附加接地,PE或PEN导体宜在进入建筑物处接地。大、高建筑物内PE导体与外界可导电部分的等电位联结可视为附加接地。PEN导体不应插入开关或隔离电器。,TN C系统 省钱:3相4线;3极开关 导体截面:10 mm2(铜)或 16 mm2(铝)必须在TN S之上 杂散电流(金属构件流过部分中性线电流)不允许用于有火灾或爆炸危险的场所 不应用在敏感设备回路 金属构件加速腐蚀 外露可导电部分和PEN重复接地 PEN与相线敷设在一起 PEN不允许插入隔离电器,TN C系统 电位差 PEN线有电压降 两台通讯电子设
14、备干扰,多电源系统 多电源TN系统特有电磁干扰问题,而T T和I T系统无此问题。在TN系统由于设计不当,可能在不期望的路径中流过工作电流,这些电流可能产生如下后果:火灾;腐蚀;电磁干扰。,多电源TN系统,多电源TN系统,不正确,TN系统:Ia U0/ZS 式中:ZS 故障回路的阻抗(包括电源本身、从电源至故障点的线导体以及电源与 故障点之间的保护导体的阻抗),;Ia 自动切断电源的保护电器在规定 的时间内的动作电流,A;U0 标称线对地电压,V。,金属性接地(忽略阻抗)零序保护单相短路,TN系统接地故障自动切断电源时间 国家标准(IEC原标准)固定式设备:5 s 移动式设备:0.4 s(U0
15、=230 V)IEC新标准 32 A终端回路:0.4 s(U0=230 V)32 A终端回路:5 s,校验步骤 确定故障回路的阻抗(含变压器、线导体和PE导体);计算接地故障电流;根据负荷的性质和保护电器的特性曲线,确定保护电器 的动作电流;查出保护动作时间;校验导线电缆的短路热稳定。,校验线路的热稳定截面 S It t PE线:校验接地故障电流 k 相线和中性线:校验三相短路电流,断路器限流特性曲线 注:限流后的特性曲线是根据断路器的不同额定电流绘制的,TT系统 TT系统的电源中性点直接接地,电气装置外露可导电部分所连接的接地极,不与供电系统的接地极相连接。,在电气装置中的PE可附加接地,T
16、T系统通常应采用剩余电流保护器。在故障回路的接地阻抗值稳定且足够低的条件下,可采用过电流保护器。采用剩余电流保护器 RAIn 50 V 式中:RA 接地极和外露可导电部分PE导体的电阻之和,;Ian 剩余电流保护器的额定剩余动作电流,A。采用过电流保护器 ZS Ia U0 式中:ZS 故障回路阻抗(包括电源、线导体、PE导体、接地导体、用电设备和电源接地极的阻抗);Ia 在规定的时间内使切断电源保护电器自动动作的电流,A;U0 标称线对地电压,V。,IT系统 IT供电系统中所有带电部分对地绝缘或中性点通过足够大的阻抗接地。电气装置的外露可导电部分单独地或成组地或集合地接地。,中性线(N)可配出
17、或不配出在电气装置中的PE可附加接地,外露可导电部分可单独地、分组或集合地接地。还应满足以下条件:交流系统 RA Id 50 V 直流系统 RA Id 120 V 式中:RA 接地极和外露可导电部分的PE导体的电阻之和,;Id 线导体对外露可导电部分忽计阻抗第一次接地故障 电流,计入泄漏电流和电气装置的接地阻抗的总和,A。IT系统单一接地故障电流很小,不动作于切断电源。当人体同时触及同时发生接地的外露可导电部分就会遭受危害,此时应自动切断电源。,IT系统可采用系列保护电器和监视器:过电流保护器;绝缘监视器;剩余电流保护器;剩余电流监视器;绝缘故障定位器。第2次发生接地故障时自动切断电源的条件如
18、下:1.外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地 系统,而且交流系统不配出中性导体或直流系统不配出中间 导体:2 Ia ZS U 当配出中性线或中间线:2 Ia ZS U0 式中:U0 线导体对中性导体或中间导体的标称电压,V;U 线电压,V;ZS 故障回路线导体和PE导体的阻抗,;ZS 故障回路中性导体和PE导体的阻抗,;Ia 按TN系统规定的时间内使切断电源的保护电器自动动作 电流,A。,2.外露可导电部分单独地或分组地接地:RA Ia 50 V 式中:RA 接地极和外露可导电部分PE导体的电阻的总和,;Ia 按TT系统规定的时间使切断电源的保护电器自动动作 的电流,A。,电气分隔
19、电气分隔的分类:只限供电给单台用电设备;供电给多台用电设备。以上均由采用简单分隔防护的不接地电源供电。电气分隔的防护措施:基本防护(通用);故障防护,电气分隔,故障防护 分隔的回路的电压不应 500 V;分隔的回路的带电部分不应连接至其他回路的任何 一点或PE导体;分隔回路最好采用分隔的敷设线路配置。如果需要分隔的回路与其他回路同敷设在一起,应采用非谨慎护套的多芯电缆、敷设在绝缘导管、绝缘线槽中的绝缘导线,而且还要满足如下要求:1.回路的额定电压不低于最高的标称电压,和 2.每个回路具有过电流保护。分隔的回路的外露可导电部分不应连接至其他回路的PE导体或外路可导电部分或接地。,供电给多台用电设
20、备的电气分隔 与供电给单台用电设备的电气分隔的防护要求相同;分隔回路之间的外露可导电部分应采用不接地的等电位联结绝缘导体相连接,该导体不应连接至其他回路的PE导体或外露可导电部分或任何外界可导电部分;所有电源插座应有PE触头,并应接至按上述要求的等电位联结系统。除了采用双重或加强绝缘的供电设备,所有软电缆应包含按上述要求的PE导体作为等电位联结导体。如果发生两个由不同相或极接地故障影响两个外露可导电部分,则应确保按在规定的时间内切断电源;推荐产品的线路标称电压不应超过100000 V/m,线路的长度不应超过500 m。,特低电压系统(ELV)ELV:50 V a.c.120 V d.c.500
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