页数：119页文件大小：387.5 KB来源： 电气安全技术ppt课件
本课件可查阅绝缘材料的电气性质、击穿老化损坏机理与绝缘电阻、耐压试验方法，屏护装置与线路、设备、检修间距要求，IT、TT、TN三种系统的安全原理与接地电阻、重复接地、保护导体等设计要点。
§3第三章电击及其防护§3.1直接接触电击防护§3.2间接接触电击防护
§3.1直接接触电击防护基本原则：使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。防护措施：绝缘、屏护和间距。§3.1.1绝缘§3.1.2屏护和间距
绝缘材料（电介质）绝缘材料一般分为：气体绝缘材料：空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等；液体绝缘材料：十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等，蓖麻油；固体绝缘材料：树脂绝缘漆，纸、纸板，漆布、漆管和邦扎带，绝缘云母，电工用薄膜、复合制品和粘带，电工用层压制品，电工用塑料和橡胶，玻璃、陶瓷等）绝缘材料。绝缘材料导电能力很小（电阻率≥10MΩm），但并非绝对不导电。
绝缘电阻率和绝缘电阻相关概念：漏导电流（泄漏电流）、吸收电流和充电电流。(★)温度、湿度、杂质含量和电场强度的增加都会降低电介质的电阻率。
绝缘材料导电示意图：本页为图示，含等效电路与电流曲线两部分，标示泄漏电流、吸收电流与充电电流的变化。
介电常数介电常数是用来表明电介质极化特征的性能参数。介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。相对介电常数：介电常数受电源频率、温度、湿度等因素的影响会产生变化。大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压力增大，密度就增大，相对介电常数也增大。
介质损耗在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。介质损耗可以是由漏导电流引起，也可以由极化所引起。介质损耗使电介质发热，是电介质发生热击穿的根源。
电气设备使用过程中，对电介质要求高的场所，需进行介质损耗试验。影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、温度、湿度、电场强度和辐射。总的趋势是随着上述因素的增强，介质损耗增加。
气体电介质的击穿碰撞电离导致的击穿。电子崩向阳极发展，最后形成一条具有高电导的通道。击穿场强与气体压力有关，低压（真空）和高压时的击穿场强都很高。空气的击穿场强约为25～30kV/cm。
液体电介质的击穿纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似，但击穿强度要高多。当液体中混有气体、液体和固体杂质时，击穿场强将大大降低。液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。
固体电介质的击穿固体电介质的击穿有：电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等形式。
电击穿：强电场的作用下，其内少量处于导带的电子剧烈运动与晶格上的原子（或离子）碰撞而使之游离，并迅速扩展下去导致的击穿。特点是电压作用时间短，击穿电压高。电击穿的击穿场强几乎只与电场的均匀程度有关。
热击穿：介质损耗等原因产生的热量不能及时散发所致。特点是电压作用时间长，击穿电压较低。热击穿电压随环境温度上升而下降，与电场均匀程度关系不大。
电化学击穿：游离、发热和化学反应等因素综合效应造成的击穿。特点是电压作用时间长，击穿电压往往很低。主要与绝缘材料本身的耐游离性能、制造工艺、工作条件等因素有关。
放电击穿：内部气泡首先发生碰撞游离而放电，继而加热其他杂质，使之气化形成气泡，由气泡放电进一步发展导致击穿。击穿电压与绝缘材料的质量有关。固体电介质一旦击穿，将失去其绝缘性能。热击穿多发生在低压电气设备；放电击穿多发生于高压电气设备；而当电压作用时间达数十小时乃至数年时，大多数属于电化学击穿。
热老化：促使绝缘老化的主要因素是热。多发生在低压电气设备上。原因包括：低分子挥发成分的逸出；材料的解聚和氧化裂解、热裂解、水解；材料分子链继续聚合等过程。绝缘材料都有其极限耐热温度
电老化：由局部放电所致。多发生于高压电气设备。原因包括：局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子；材料局部发热等。
绝缘损坏绝缘损坏是指由于：绝缘材料选用不当、电气设备和线路安装不正确或使用不合理时，导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀；或受到外界热源、机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。另外，动物和植物也可能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。
绝缘材料的电阻可以用比较法（属于伏安法）测量，也可以用泄漏法来进行测量，但通常用兆欧表（摇表）测量。(★)
兆欧表结构示意图：本页为图示，标注表内①至⑤各组成部件的位置与名称。
兆欧表测量原理图：本页为图示，展示手摇发电机、测量机构与被测绝缘电阻的接线关系。
吸收比原理：吸收比是加压测量开始后60s时读取的绝缘电阻值与加压测量开始后15s时读取的绝缘电阻值之比(★)，由吸收比的大小可以对绝缘受潮程度和内部缺陷存在进行判断。材料受潮或内部有缺陷时，泄漏电流增加很多，同时充电过程加快，吸收比的值小，接近于1；绝缘材料干燥时，泄漏电流小，充电过程慢，吸收比明显增大。
吸收比原理图：本页为图示，对比绝缘受潮与干燥两种状态下吸收曲线的差异。
绝缘电阻随线路和设备的不同。其指标要求也不一样，就一般而言，高压较低压要求高；新设备较老设备要求高，室外设备较室内设备要求高；移动设备较固定设备要求高等。
⒉耐压试验用以检查电气设备承受过电压的能力，是保证电气设备安全运行的有效手段。耐压试验主要有工频交流耐压试验、直流耐压试验和冲击电压试验等。工频交流耐压试验最为常见。工频高压试验装置电路：（★）
工频高压试验装置电路图：本页为图示，展示调压器、试验变压器与试品的接线方式。
屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段，即采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来，以防止人体触及或接近带电体所引起的触电事故。屏护还起到防止电弧伤人，防止弧光短路或便利检修工作的作用。
屏蔽和障碍（或称阻挡物）：后者只能防止人体无意识触及或接近带电体，而不能防止有意识移开、绕过或翻越该障碍触及或接近带电体。从这点来说，前者属于一种完全的防护，而后者是一种不完全的防护。永久性屏护装置和临时性屏护装置：前者如配电装置的遮栏、开关的罩盖等；后者如检修工作中使用的临时屏护装置和临时设备的屏幕护装置等。
固定屏护装置和移动屏护装置：如母线的护网就属于固定屏护装置；而跟随天车移动的天车滑县屏护装置就属于移动屏护装置。
屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。如开关电气的可动部分一般不能包以绝缘，因此需要屏护。对于高压设备，由于全部绝缘往往有困难，因此，不论高压设备是否有绝缘，均要求加装屏护装置。室内、外安装的变压器和变配电装置应装有完善的屏护装置。当作业场所邻近带电体时，在作业人员与带电体之间、过道、入口等处均应装设可移动的临时性屏幕护装置。
低压操作时，人体及其所携带工具与带电体之间的距离；高压作业时，各种作业类别所要求的最小距离等。
§3.2间接接触电击防护间接接触电击防护措施：保护接地，保护接零、加强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位联结、安全电压和漏电保护。§3.2.1IT系统§3.2.2TT系统§3.2.3TN系统§3.2.4保护导体§3.2.5接地装置
IT系统即保护接地系统字母Ｉ表示配电不接地或经高阻抗接地，字母Ｔ表示电气设备外壳接地。(★)
接地分类正常接地：工作接地和安全接地；故障接地：带电体与大地之间的意外连接。
工作接地：正常情况下有电流，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地；
安全接地：正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地。
接地电流和接地短路电流接地电流：从接地点流入地下的电流；接地短路电流：系统单项接地可能导致发生短路的接地电流。小接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流≤500A；大接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流＞500A。
流散电阻和接地电阻流散电阻：自接地体向四周流散的接地电流（流散电流）在土壤中遇到的全部电阻；接地电阻：接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。
对地电压和对地电压曲线对地电压：带电体与电位为零的大地之间的电位差；对地电压曲线：表示接地体及其周围各点对地电压的曲线。（★）
对地电压曲线图：本页为图示，展示接地体及其周围各点对地电压随距离衰减的规律。
接触电动势和接触电压接触电动势：设备外壳与水平距离0.8m处之间的电位差；接触电压：加于人体某两点之间的电压。(★)忽略人体对地的流散电阻，接触电动势等于接触电压。
跨步电动势和跨步电压跨步电动势：地面上水平距离为0.8m两点之间的电位差；跨步电压：加于人的两脚之间的电压。(★)
IT系统的安全原理在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保护接地。只有在不接地配电网中，由于其对地绝缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围之内。(★)
IT系统安全原理示意图：本页为图示，含示意图与等效电路图两部分，说明保护接地限制故障电压的路径。
⑹由发电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道；⑺与已接地的机床，机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳；此外，木结构或木杆塔上方的电气设备的金属外壳一般也不必接地。
接地电阻的确定保护接地的基本原理是在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全限值UL以内，即漏电设备对地电压UE满足：UE=IERE≤UL保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确定的。但针对不同情况计算方法及要求有所不同！
绝缘监视（接地故障监视）低压配电网的绝缘监视，可以用三只规格相同的电压表来实现；(★)高压配电网的绝缘监视相对较为复杂。监视仪表（器）通过电压互感器同配电网连接。但原理基本相同。
配电网绝缘监视接线图：本页为图示，对比低压配电网三只电压表与高压配电网经电压互感器两种接法。
过电压的防护对于不接地配电网,由于配电网与大地之间没有直接的电气连接,在意外情况下可能产生很高的对地电压。为了减轻过电压的危险，在不接地低压配电网中，把低压配电网的中性点或者一相经击穿保险器接地。(★)
TT系统即电源直接接地的保护系统。第一个字母表示电源直接接地。TT系统
TT系统的原理(★)
TT系统的应用TT系统主要用于低压公用用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进低压电源的小型用户。一般情况下不能采用TT系统。除非采用其他防止间接接触电击的措施确有困难，且土壤电阻率较低的情况下，才可考虑采用TT系统。而且在这种情况下，还必须同时采取快速切除接地故障的自动保护装置或其他防止电击的措施，并保证零线没有电击的危险,即保证在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值，即：UE=IERE≤UL
TN系统即保护接零系统。字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。（★）
TN系统的安全原理保护接零的原理：（★）当某相带电部分碰连设备外壳（即外漏导电部分）时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流能促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障部分设备断开电源，消除电击危险。
保护接零系统原理图：本页为图示，含原理图与等效电路两部分，展示碰壳故障形成的单相短路回路。
TN系统的类别TN系统分为TN-S、TN-C-S、TN-C三种方式，分别代表：保护零线（PE）与工作零线（中性线N）完全分开、干线部分的前一部分保护零线与工作零线公用、干线部分保护零线与工作零线完全公用。（★）
TN系统速断和限压的要求在接零系统中，单相短路电流越大，保护元件动作越快；反之，动作越慢。单相短路电流决定于配电网电压和相零线回路阻抗。相零线回路阻抗不能太大，以保证发生漏电时有足够的单相短路电流迫使线路上的保护元件迅速动作。
相零线回路阻抗包括：保护零线阻抗；相线阻抗；回路中电器元件阻抗和变压器计算阻抗等。
保护接零的应用范围保护接零用于中性点直接接地的220/380V三相四线配电网。TN-S系统可用于有爆炸危险、火灾危险性较大或安全要求较高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。TN-C-S系统宜用于场内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。TN-C系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。
重复接地的要求电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处、配电线路的最远端及每1km处、高低压线路同杆架设时，共同敷设的两端应做重复接地。
线路上的重复接地宜采用集中埋设的接地体，车间内宜采用环形重复接地或网络重复接地。零线与接地装置至少有两点连接，除进线处的一点外，，其对角线最远点也应连接，而且车间周围过长，超过400m者，每200m应有一点连接。一个配电系统可敷设多处重复接地，并尽量均匀分布，以等化个点电位。
工作接地工作接地指配电网的一点在变压器或发电机近处的接地。工作接地的主要作用是抑制故障时配电网对地电压不致升高太多，以免过分增加触电的危险性，并减轻绝缘的额外负担或防止绝缘击穿。其次，由于接地的配电网中单相接地故障电流可达到数安乃至数十安，故障比较容易被检测，故障点也比较容易确定。
速断保护元件速断保护元件：短路保护元件或剩余电流保护（漏电保护）元件。常见的短路保护元件是熔断器和低压断路器的电磁式过电流脱扣器。在不致错误切断线路、不影响正常工作的前提下，保护元件的动作电流越小越好。
保护导体的组成保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联接线。保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。
保护导体的截面积为满足导电能力、热稳定性、机械稳定性、耐化学腐蚀的要求，保护导体必须有足够的截面积。
等电位连接等电位连接：保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其它目的的不带电导体之间的连接（包括IT系统和TT系统中各用电设备金属外壳之间的连接）。总等电位联接：总开关柜内保护导体端子排与自然导体之间的连接。
通过等电位联接可以实现等电位环境。等电位环境内可能的接触电压和跨步电压应限制在安全范围内。采用等电位环境时应采取防止环境边缘处危险跨步电压的措施，并应考虑防止环境内高电位引出和环境外低电位引入的危险。
接地线交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。接地线的涂色和标志应符合国家标准。非经允许，接地线不得作其他电器回路使用；不得用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。
接地装置的连接接地体装置的连接必须保证设备至接地体之间导电的连续性。
接地装置设计的条件设计接地体时，首先应考虑的是接地电阻允许值、接触电动势和跨步电动势允许值、可靠的连接、足够的防腐蚀能力和热稳定性等安全要求。当然，作为设计也必须考虑到节省投资和施工方便等经济原则。另外还应考虑其他必要的条件。
复合接地体两个以上的接地体互相连接起来组成复合接地体。利用系数：单一接地体流散电阻的并联值与复合接地体流散电阻的比值。简单接地体的利用系数可以计算：
接地测量各种接地装置的接地电阻应当定期测量，以检查其可靠性，一般应当在雨季前或其他土壤最干燥的季节测量。雨天一般不应测量接地电阻，雷雨天不的测量防雷装置的接地电阻。对于易于受热、受腐蚀的接地装置应适当缩短测量周期。凡新安装或设备大修后的接地装置，均应测量接地电阻。
⒈接地电阻的测量接地电阻可用电流表-电压表法测量或接地电阻测量仪法测量。⒉土壤电阻率的测量土壤电阻率可用电流表-电压表法测量或接地电阻测量仪测量。
接地装置的检查和维护定期检查的主要内容：各部位连接是否牢固，有无松动，有无脱焊，有无严重锈蚀，接地线有无机械损伤或化学腐蚀，涂漆有无脱落，人工接地体周围有无堆放强烈腐蚀性物质，地面以下50cm以内接地线的腐蚀和锈蚀情况如何，接地电阻是否合格等。
应对接地装置进行维修的情况有：焊接连接处开焊，螺丝连接处松动，接地线有机械损伤、或有严重锈蚀、腐蚀，锈蚀或腐蚀30%以上者应于更换，接地体露出地面，接地体超过规定值。
本章结束
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