云南電工培訓：雙重絕緣、安全電壓和漏電保護
雙重絕緣、安全電壓和漏電保護
雙重絕緣屬于防止間接接觸電擊的安全措施;安全電壓和漏電保護屬于既能防止直接接觸電擊，也能防止間接接觸電擊的安全措施。
一、雙重絕緣
1.雙重絕緣結(jié)構(gòu)
雙重絕緣是強化的絕緣結(jié)構(gòu)，包括雙重絕緣和加強絕緣兩種類型。圖3-2所示為雙重絕緣結(jié)構(gòu)和加強絕緣結(jié)構(gòu)的示意圖。雙重絕緣指工作絕緣（基本絕緣）和保護絕緣（附加絕緣）。前者是帶電體與不可觸及的導體之間的絕緣，是保證設備正常工作和防止電擊的基本絕緣;后者是不可觸及的導體與可觸及的導體之間的絕緣，是當工作絕緣損壞后用于防止電擊的絕緣。加強絕緣是具有與上述雙重絕緣相同絕緣水平的單一絕緣。
具有雙重絕緣的電氣設備屬于Ⅱ類設備。按其外殼特征，Ⅱ類設備分為以下3種類型∶
（1）絕緣外殼基本上連成一體的Ⅱ類設備。
（2）金屬外殼基本上連成一體的Ⅱ類設備。
（3）兼有絕緣外殼和金屬外殼兩種特征的Ⅱ類設備。
2.雙重絕緣設備的使用
應定期測量雙重絕緣設備可觸及部位與工作時帶電部位之間的絕緣電阻是否符合要求;使用前，應檢查雙重絕緣設備及其電源線是否完好;凡屬雙重絕緣的設備，不得再行接地或接零。
從安全角度考慮，一般場所使用的手持電動工具應優(yōu)先選用Ⅱ類設備。在潮濕場所或金屬構(gòu)架上工作應盡且選用Ⅱ類工具或選用安全電壓的工具。
二、安全電壓
安全電壓是在一定條件下、一定時間內(nèi)不危及生命安全的電壓。根據(jù)歐姆定律，可以把加在人身上的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一電壓就叫做安全電壓，也叫做安全特低電壓。具有安全電壓的設備屬于Ⅲ類設備。
1.安全電壓限值和額定值
（1）限值。安全電壓限值是在任何情況下，任意兩導體之間都不得超過的電壓值。我國標準規(guī)定工頻安全電壓有效值的限值為50V。這一限值是根據(jù)人體電流30mA 和人體電阻1700Ω的條件確定的。
對于電動兒童玩具及類似電器，當接觸時間超過1s時，建議干燥環(huán)境中工頻安全電壓有效值的限值取33V、直流安全電壓的限值取70V;潮濕環(huán)境中工頻安全電壓有效值的限值取16V、直流安全電壓的限值取35V。
（2）額定值。我國規(guī)定工頻有效值的額定值有42V、36V、24V、12V和6V。凡特別危險環(huán)境使用的攜帶式電動工具應采用42V安全電壓;凡有電擊危險環(huán)境使用的手持照明燈和局部照明燈應采用36V或24V安全電壓;金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)、水井內(nèi)以及周圍有大面積接地導體等工作地點狹窄、行動不便的環(huán)境應采用12 V安全電壓;水下作業(yè)等特殊場所應采用6V安全電壓。當電氣設備采用24V 以上安全電壓時，必須采取直接接觸電擊的防護措施。
2.安全電源及回路配置
（1）安全電源。通常采用安全隔離變壓器作為安全電壓的電源。
其接線如圖3-3所示。安全隔離變壓器的一次線圈與二次線圈之間有良好的絕緣;其間還可用接地的屏蔽隔離開來。除隔離變壓器外，具有同等隔離能力的發(fā)電機、蓄電池、電子裝置等均可做成安全電壓電源。但不論采用什么電源，安全電壓邊均應與高壓邊保持雙重絕緣的水平。
一般用途的單相安全隔離變壓器的額定容量不應超過10kV·A，三相的不應超過16kV·A。電鈴用變壓器的額定容量不應超過100V·A。玩具用變壓器的額定容量不應超過200V·A。
安全隔離變壓器的外殼一般不能打開。其外殼結(jié)構(gòu)應能防止偶然觸及帶電部分的可能性。變壓器的各附件應予緊固，運行中不得因振動、發(fā)熱而松動。蓋板至少應有兩種方式加以固定，而且，其中至少有一種方式必須使用工具實現(xiàn)。安全隔離變壓器應具有耐熱、防潮、防水及抗振的結(jié)構(gòu)。
（2）回路配置。安全電壓回路的帶電部分必須與較高電壓的回路保持電氣隔離，并不得與大地、保護接零（地）線或其他電氣回路連接。但變壓器外殼及其一、二次線圈之間的屏蔽隔離層應按規(guī)定接地或接零。如果變壓器不具備雙重絕緣的結(jié)構(gòu)，為了減輕變壓器一次線圈與二次線圈短接的危險，二次線圈應接地或接零。
安全電壓的配線最好與其他電壓等級的配線分開敷設。否則，其絕緣水平應與共同敷設的其他較高電壓等級配線的絕緣水平一致。
（3）插銷座。安全電壓的設備的插銷座不得帶有接零或接地插頭或插孔。為了保證不與其他電壓的插銷座有插錯的可能，安全電壓應采用不同結(jié)構(gòu)的插銷座，或者在其插座上有明顯的標志。
（4）短路保護。安全隔離變壓器的一次邊和二次邊均應裝設短路保護元件。
（5）功能特低電壓。如果電壓值與安全電壓值相符，而由于功能上的原因，電源或回路配置不完全符合安全電壓的要求，則稱為功能特低電壓。其補充安全要求是∶裝設必要的屏護或加強設備的絕緣，以防止直接接觸電擊;當該回路同一次邊保護零線或保護地線連接時，一次邊應裝設防止電擊的自動斷電裝置，以防止間接接觸電擊。其他要求與安全電壓相同。
3.電氣膈高
電氣隔離指工作回路與其他回路實現(xiàn)電氣上的隔離。電氣隔離是通過采用1∶1，即一次邊、二次邊電壓相等的隔離變壓器來實現(xiàn)的。電氣隔離的安全原理是在隔離變壓器的二次邊構(gòu)成了一個不接地的電網(wǎng)，因而阻斷了在二次邊工作的人員單相電擊時電擊電流的通路。
三、漏電保護
漏電保護裝置主要用于防止間接接觸電擊和直接接觸電擊。漏電保護裝置也用于防止漏電火災，以及用于監(jiān)測一相接地故障。
漏電保護裝置種類很多。按照動作原理，分為電壓型和電流型兩類;按照有無電子元器件，分為電子式和電磁式兩類;按照極數(shù)，分為二極、三極和四極漏電保護器等。
電壓型漏電保護裝置以設備上的故障電壓為動作信號，電流型漏電保護裝置以漏電電流或觸電電流為動作信號。動作信號經(jīng)處理后帶動執(zhí)行元件動作，促使線路迅速分斷。
1.漏電保護裝置選用
選用漏電保護裝置應當考慮多方面的因素。其中，首先是正確選擇漏電保護裝置的動作電流。在浴室、游泳池、隧道等電擊危險
性很大的場合，應選用高靈敏度的漏電保護裝置。如果在作業(yè)場所遭受電擊后，有其他人幫助及時脫離電源，則漏電保護裝置的動作電流可以大于擺脫電流;如系快速型保護裝置，動作電流可按室顫電流選取;如果是前級保護，即分保護前面的總保護，動作電流可超過心室顫動電流。如果作業(yè)場所無他人配合工作，動作電流不應超過擺脫電流。在觸電后可能導致嚴重二次事故的場合。應
選用6mA動作電流。為了保護兒童或病人，應采用10mA 以下的動作電流。
選擇動作電流還應考慮誤動作的可能性。保護器應能避開線路不平衡的泄漏電流而不動作;還應能在安裝位置可能出現(xiàn)的電磁干擾下不誤動作。選擇動作電流還應考慮保護器制造的實際條件。例如，純電磁式產(chǎn)品很難達到30 mA 以下的動作電流。在多級保護的情況下，選擇動作電流還應考慮多級保護的需要。
對于電動機，保護器應能躲過電動機起動時的泄漏電流而不動作。保護器應有較好的平衡特性，以避免在數(shù)倍于額定電流的堵轉(zhuǎn)電流沖擊下誤動作。對于不允許停轉(zhuǎn)的電動機，應采用漏電報警方式，而不采用漏電切斷方式。對于照明線路，宜根據(jù)泄漏電流的大小和分布，采用分級保護的方式。支線上選用高靈敏度保護器，干線上選用中靈敏度保護器。在建筑工地、金屬構(gòu)架上等電擊危險性大的場合。Ⅰ類移動式設備應配用高靈敏度漏電保護裝置。電熱設備應按熱態(tài)泄漏狀況選擇保護器的動作電流。對于電焊機，應考慮保護器的正常工作不受電焊的短時沖擊電流、電流急劇的變化、電源電壓的波動的影響。對干高頻焊機。保護器還應有良好的抗電磁干擾性能。對于有非線性元件而產(chǎn)生高次諧波以及對有整流元件的設備，應采用零序電阻互感器二次邊接有濾波電容的保護器，而且互感器鐵心應選用剩磁低的軟磁材料制成。
用于防止漏電火災的漏電報警裝置的動作電流可在100～500mA 范圍內(nèi)選擇。
漏電保護裝置的額定電壓、額定電流、分斷能力等均應與線路條件相適應。
漏電保護裝置的極數(shù)應按線路特征選擇。單相線路選用二極保護器，僅帶三相負載的三相線路可選用三極保護器，動力與照明合用的三相四線線路和三相照明線路必須選用四極保護器。
2.漏電保護裝置安裝和運行
（1）安裝。有金屬外殼的Ⅰ類移動式電氣設備和手持式電動工具、安裝在潮濕或強腐蝕等惡劣場所的電氣設備、建筑施工工地的施工電氣設備、臨時性電氣設備、賓館類的客房內(nèi)的插座、觸電危險性較大的民用建筑物內(nèi)的插座、游泳池或浴池類場所的水中照明設備、安裝在水中的供電線路和電氣設備，以及醫(yī)院中直接接觸人體的醫(yī)用電氣設備（胸腔手術(shù)室的除外）等均應安裝漏電保護裝置。
對于公共場所的通道照明電源和應急照明電源、消防用電梯及確保公共場所安全的電氣設備、用于消防設備的電源（如火災報警裝置、消防水泵、消防通道照明等）、用于防盜報警的電源，以及其他不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源，漏電時立即切斷電源將會造成其他事故或重大經(jīng)濟損失。在這些場合，應裝設不切斷電源的漏電報警裝置。
從防止觸電的角度考慮，使用安全電壓供電的電氣設備、一般環(huán)境條件下使用的具有雙重絕緣或加強絕緣結(jié)構(gòu)的電氣設備、一般環(huán)境條件下使用隔離變壓器供電的電氣設備、在采用不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)措施的場所中使用的電氣設備，以及其他沒有漏電危險和觸電危險的電氣設備可以不安裝漏電保護裝置。
安裝漏電保護裝置前，應仔細檢查其外殼、銘牌、接線端子、試驗按鈕、合格證等是否完好。
漏申保護裝置的安裝應合牛產(chǎn)廠產(chǎn)品說明書的要求 ∶漏電保護裝置的額定電壓、額定電流、額定分斷能力、極數(shù)、環(huán)境條件以及額定漏電動作電流和分斷時間在滿足被保護供電線路和電氣設備運行要求的同時，還必須滿足安全要求。
裝有漏電保護裝置的電氣線路和設備的泄漏電流必須控制在允許范圍內(nèi)。所選用漏電保護裝置的額定不動作電流不應小于正常泄漏電流最大值的2倍。當泄漏電流大于允許值時，必須更換絕緣良好的電氣線路或設備。當電氣設備裝有高靈敏度的漏電保護裝置時，則電氣設備單獨接地裝置的接地電阻可適當放寬，但應限制預期的接觸電壓在允許范圍內(nèi)。安裝漏電保護裝置的電動機及其他電氣設備在正常運行時的絕緣電阻值不應低于0.5MΩ。
漏電保護裝置應安裝在無腐蝕性氣體、無爆炸危險（防爆型除外）的場所，并應注意防潮、防塵、防強震、防陽光直射、防磁場干擾的要求;安裝位置應便于檢查、便于操作。保護器應垂直安裝，并安裝牢固。安裝帶有短路保護的漏電開關(guān)必須保證在電弧噴出方向留有足夠的飛弧距離。
用于防止觸電事故的漏電保護裝置只能作為附加保護。加裝漏電保護裝置的同時不得取消或放棄原有的基本安全措施。
（2）誤動作和拒動作。誤動作是指漏電保護裝置在線路或設備未發(fā)生預期的觸電或漏電時的動作。拒動作是指發(fā)生預期動作的觸電或漏電時，保護裝置拒絕動作。誤動作和拒動作都會影響漏電保護裝置正常運行。
（3）接線。漏電保護裝置的接線必須正確。接線錯誤可能導致漏電保護裝置誤動作，也可能導致漏電保護裝置拒動作。
接線前應分清漏電保護裝置的輸入端和輸出端、分清相線和零線，不得反接或錯接。輸入端與輸出端接錯時，電子式漏電保護裝置的電子線路可能由于沒有電源而不能正常工作。
漏電保護裝置負載側(cè)的線路必須保持獨立，即負載側(cè)的線路（包括相線和工作零線）不得與接地裝置連接，不得與保護零線連接，也不得與其他電氣回路連接。在保護接零線路中，應將工作零線與保護零線分開∶N線必須經(jīng)過保護器，PE線或PEN線不得經(jīng)過保護器。
（4）使用。對于運行中的漏電保護裝置，應當定期檢查和試驗。①外部檢查。保護器外殼各部及其上部件、連接端子應保持清潔，完好無損;膠木外殼不應變形、變色，不應有裂紋和燒傷痕跡;制造廠名稱（或商標）、型號、額定電壓、額定電流、額定動作電流等應標志清楚，并應與運行線路的條件和要求相符合。保護器外殼防護等級應與使用場所的環(huán)境條件相適應。
接線端子不應松動;連接部位不得變色。接線端子不應被明顯腐蝕。
保護器工作時應沒有雜音。
漏電保護開關(guān)的操作手柄應靈活、可靠。
②自檢裝置。用力壓下試驗按鈕后，按鈕應能完全復位。漏電保護裝置安裝完畢后，應操作試驗按鈕檢驗其動作可靠性，確認可以正常動作后才允許投入使用。使用過程中也應定期用試驗按鈕試驗其可靠性。為了防止燒壞試驗電阻，不宜過于頻繁地試驗。
③溫度。保護器外殼膠木件最高溫度不得超過65 ℃，外殼金屬件最高溫度不得超過55℃;接線端子溫度一般不得超過65 ℃。
④絕緣電阻。絕緣電阻應在運行位置斷電測定。測定應采用500 V兆歐表。應測定保護器斷開時同極進出線之間，保護器閉合時每極與連在一起的其他各極之間，保護器閉合時連在一起的各極與保護框架之間、與覆蓋金屬箔的絕緣外殼之間的絕緣電阻。各部絕緣電阻均不得低于1.5MQ。
⑤管理。已安裝的保護器應有專人負責動作記錄、檢查、外部維護和更換，并應建立設備檔案。使用人應了解保護器的功能，掌握保護器的自檢方法;應熟知正確的停、送電程序。
經(jīng)維修后的漏電保護裝置，性能指標不得降低，并應通過試驗檢查和校驗。
