浅谈低压配电系统的防间接接触电击措施

王莹旭

王莹旭

中国民航机场建设集团公司北京100101

摘要：本文介绍了低压配电系统间接接触防护的几种措施，并根据不同低压配电系统的形式，阐述了自动切断电源的防电击措施，从而保障人员安全及有效防止电气火灾等事故。

关键词：低压配电系统；防间接接触电击；等电位联结

1、引言

防间接接触电击措施中的一部分措施是在电气设备的产品设计和制造中予以配置的，分为0类、Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类设备，数字越大，设备的绝缘防护等级越高。但仅靠产品自身的绝缘措施是不够的，还需要在电气装置的设计安装中予以补充。

2、间接接触防护可采用下列方式：

2.1可采用自动切断电源及等电位联结的防护

2.1.1TN系统的自动切断电源及等电位联结的防电击措施

TN系统内回路发生回路因绝缘损坏发生接地故障后有三种可能情况：一是故障处两个相接触的金属部分因大幅值的故障电流通过而熔化成团并缩回，从而脱离接触，接地故障自然消失；二是两金属部分熔化成团脱离接触后引燃电弧，形成电弧性接地故障，它的电气危险常为电弧引燃而非人身电击；三是两金属部分熔化后焊牢，成为故障点且故障点阻抗可忽略不计，如果故障电流足够大，过电流防护电器能迅速切断电源，则能避免电击事故发生。如故障电流不足以使过电流防护电器动作或防护电气动作不及时，而PE线上大电流产生的大电压部份，就有可能导致间接接触电击事故。

TN系统内选用的自动切断电源的防护电器和回路导体，应能满足在建筑物内发生接地故障时，在规定时间内切断电源的要求，它可以用下式表示：

ZsIa≤U0

式中Zs——接地故障回路的阻抗（包括电源内阻、电源至故障点之间的带电导体及故障点至电源之间的保护导体的阻抗在内的阻抗）（Ω）；

Ia——能保证保护电器在规定时间内动作的电流（A）；

U0——相导体对地电压（V）。

TN系统的故障保护可以采用过电流保护电器和RCD。如果TN系统内发生接地故障的回路故障电流较大，可利用过电流保护电器兼做故障保护。但是在某些情况下，如线路长、导线截面小，过电流保护电器超过规定时，可加大导线截面即增加接地故障电流或装设RCD。

此外，还可采用局部等电位联结或辅助等电位联结来降低接触电压，从而防止电击事故的发生。如设备在无等电位联结的户外，而故障电压超过了接触电压限值，将会危害人身安全，可采用以下措施防范电击事故：

（1）局部采用TT系统；

（2）采用隔离变压器供电的保护分隔措施；

（3）使用Ⅱ类电气设备。

2.1.2TT系统的自动切断电源及等电位联结的防电击措施

TT系统发生接地故障时，故障回路包含电气装置外露导电部分保护接地的接地极和系统电源侧接地电阻RB。与TN系统相比，TT系统故障回路阻抗大，故障电流小，TT系统接地故障保护的动作特性应符合下式要求：

RAIa≤50V

式中RA——接地极和外露可导电部分的保护导体电阻之和（Ω）；

Ia——能保证保护电器在规定时间内动作的电流（A）。

通过上式看出，如采用过电流防护电器就需要设置很低接地电阻的接地极，这在实际施工中很难实现；若采用RCD，则对于接地电阻的要求放宽很多。因此RCD是在TT系统内推荐采用的防电击电器。

在TT系统建筑物电气装置内做总等电位联结后，其预期电压将比TN系统更大幅的下降。

2.1.3IT系统的自动切断电源的防电击措施

由于IT系统电源侧不接地，当系统发生第一次接地故障时，故障电流没有直接返回电源的通路，故障电流很小，既不会引发电气危险，也不会切断电源；当发生第二次接地故障时，转变成相间短路时才会切断电源。

在IT系统中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘监视器发出音响或灯光信号，其动作电流应符合下式要求：

RAId≤50V

式中RA——外露可导电部分的接地电阻（Ω）；

Id——相导体与外露可导电部分之间出现阻抗可忽略不计的第一次故障时的故障电流（A），应计及电气装置的泄漏电流和总接地阻抗值得影响。

如第一次接地故障未及时排除又发生第二次接地故障时，应由过电流保护电器或剩余电流动作保护器切断故障电路，并应符合下列要求：

不配出中性线时ZsIa≤Uo

配出中性线时Zs'Ia≤Uo

式中Zs——包括相导体和PE导体在内的故障回路阻抗（Ω）；

Zs'——包括中性导体和保护导体在内的故障回路阻抗（Ω）；

Ia——保护电器在规定时间内切断故障回路的动作电流（A）；

U0——相导体与中性导体之间的标称交流电压（方均根值）（V）。

在IT系统内应采用下列电击防护电器：

（1）绝缘监视器：用以检测第一次接地故障，装设于回路相线与地之间；

（2）过电流防护电器：用以在发生第二次接地故障时按照TN系统切断电源；

（3）RCD：用以在发生第二次接地故障时按TT或TN系统切断电源。

若IT系统配出中性线，当中性线绝缘损坏接地时，绝缘监测器对中性线接地故障不能作出反应，因此规范中要求，IT系统不宜引出N导体。

2.2可将电气设备安装在非导电场所内

采用等电位联结后，因条件限制，接地故障保护仍不能满足要求时，可以采取对装置的某些部分电气设备安装在非导电场所内。如果所在场所有绝缘地板和墙，其每点的对地电阻为：当装置的额定电压不超过500V时，不小于50kΩ；当装置的额定电压不超过1000V时，不小于100kΩ

2.3可使用双重绝缘或加强绝缘的保护

目前，Ⅰ类设备是应用最为广泛的一类设备，它具有金属外壳，除有一层基本绝缘来防电击外，还具有经PE线接地的防电击补充措施。而Ⅱ类设备除一层基本绝缘外还有第二层绝缘以形成双重绝缘，或采用相当于双重绝缘水平的加强绝缘。

2.4可采用电气隔离

电气隔离回路采用隔离变压器时，其二次侧输出电压不得超过500V，且二次回路的带电导体不能与其他回路的带电部分、地以及保护接地导体相连接。用隔离变压器供电不但可防范从电源侧沿PE线传导来的故障电压引起的电击事故，还可以防范本回路接地故障引起的间接接触电击。

2.5采用安全特低压（SELV）系统供电

SELV特低压回路的带电部分与地应具有基本绝缘，所供设备外壳可与地接触，但不能经PE线接地。当回路发生接地故障时，用电设备外露可导电部分对地电压很小；当PE线带有故障电压时，故障电压也不会传至SELV回路中。因此当采用安全特低压系统作为防电击保护措施时，不需要补充其他措施。

3、结语

低压配电系统的防间接接触电击措施有多种方式，应充分考虑各种因素，通过综合的技术和经济比较，采用合理的措施。当配电系统发生异常时，需综合各种现象进行判断，以尽快找出事故原因，避免发生更加严重的事故。

参考文献：

[1]王厚余,编著.建筑物电气装置500问.北京:中国电力出版社,2008.

[2]中国航空规划设计研究总院有限公司,刘屏周,主编.工业与民用供配电设计手册（第四版）.北京:中国电力出版社,2016.

[3]中国建筑东北设计研究院,主编.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2008.