城市轨道交通安全管理：触电事故防护与绝缘保护措施

触电事故可分为直接触电和间接触电两种。这两种事故发生在电路或电气设备的不同状态下，因而防护措施也不相同。

1.直接触电防护措施

直接触电防护措施主要有绝缘、屏护和间距等。

（1）绝缘。绝缘是用绝缘材料把带电体封闭起来（图13-5）。电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级、环境条件和使用条件。绝缘良好是保证设备正常运行的必要条件；绝缘不良会导致设备漏电、短路，从而引发设备损坏甚至触电事故。因此，绝缘是最基本的安全防护措施。

图13-5　绝缘

①常用绝缘材料。绝缘材料又称电介质，它在直流电压的作用下，只有极小的电流通过。电工技术上将电阻率大于107Ω·m的材料称为绝缘材料。绝缘材料按形态可分为气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料；按化学性质可分为无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料。

常用的气体绝缘材料有空气、氮气、氢气、二氧化碳和六氟化硫等；常用的液体绝缘材料有矿物油、硅油、蓖麻油等；常用的混合绝缘材料有电工陶瓷、云母、玻璃、绝缘纤维制品、绝缘浸渍纤维制品、绝缘漆、绝缘胶、电工薄膜、胶黏带、电工用塑料和橡胶等。

②绝缘破坏。绝缘材料在运行中电气性能逐渐恶化甚至被击穿而发生短路或漏电事故的现象，称为绝缘破坏（图13-6）。绝缘破坏分为绝缘击穿和绝缘老化两种情况。

（2）屏护。屏护是采用遮栏、护罩、护盖、箱盒、挡板等把带电体与外界隔离开来的防护措施（图13-7）。常见屏护装置如下。

图13-6　绝缘破坏

图13-7　屏护

①防止工作人员意外碰触或过分接近带电体的装置，如遮栏、栅栏、保护网、围墙等。

②检修部位与带电部位的距离小于安全距离时的安全装置，如绝缘隔板等。

③保护电气设备不受机械损伤的装置，如低压电器的箱、盒、盖、罩、挡板等。

屏护装置应与带电体保持足够的安全距离，并根据现场需要配以明显的标志以引起人们的注意，还应有足够的力学强度和良好的耐火性能。金属材料制造的屏护装置应可靠接地或接零。遮栏、栅栏应根据需要挂标示牌。遮栏出入口的门上应安装信号装置和联锁装置。

（3）间距。为防止发生触电事故和设备短路或接地故障，带电体与带电体之间、带电体与地面之间、带电体与其他设备之间，必须保持一定的安全距离或安全间距。安全距离的大小取决于电压等级、设备状况和安装方式等因素。

安全距离的项目较多，其中人员与各电压等级下的安全距离见表13-1。

表13-1　人员与各电压等级下的安全距离　单位：mm

在架空线路附近进行起重作业时，起重机具（包括被吊物）与线路导线之间的安全距离见表13-2。

表13-2　起重机具（包括被吊物）与线路导线之间的安全距离　单位：mm

机动车道与外电架空线路交叉时，架空线路的最低点与路面的安全距离见表13-3。

表13-3　架空线路最低点与路面的安全距离　单位：m

2.间接触电防护技术

电气设备在运行中发生漏电或击穿（俗称“碰壳”）时，正常运行时不带电的金属外壳以及与之相连的金属结构便带有电压，此时人体触及这些外露的金属部分所造成的触电，称为间接触电。间接触电防护技术有保护接地、保护接零等。

（1）IT系统。IT系统中所有设备的外露可导电部分都经各自的保护线（PE线）单独接地，如图13-8所示。IT系统的I表示配电网中性点不接地或经高阻抗接地，T表示电气设备外壳接地。保护接地的作用是将电气设备在故障情况下可能带有危险电压的金属部分经接地线、接地体与大地紧密连起来，把故障电压限制在安全范围内。

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图13-8　IT系统示意图

（2）TT系统。TT系统中所有设备的外露可导电部分都经各自的保护线（PE线）单独接地，如图13-9所示。TT系统的第一个T表示配电网中性点直接接地，第二个T表示电气设备外壳接地。TT系统的带电部分碰到外壳时，接地电阻能大幅度降低漏电设备上的故障电压，从而避免触电事故的发生，但设备上的故障电压一般不能降低到安全范围内。因此，TT系统必须安装漏电保护装置或过电流保护装置。

图13-9　TT系统示意图

（3）TN系统（保护接零系统）。TN系统中所有设备的外露可导电部分均接公共保护线（PE线），这种接公共PE线或PEN线的做法也称“接零”。TN系统中的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（即与保护零线之间）紧密连接。保护接零系统的安全原理是当某相带电部分碰到设备外壳时会短路，短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击危险。

图13-10　TN系统示意图

TN系统分为TN-S、TN-C-S、TN-C三种类型，如图13-10所示。如果系统中的N线和PE线全部分开，则此系统称为TN-S系统；如果系统中干线部分的前一段PE线和N线共同为PEN线，后一段PE线与N线部分或全部分开，则此系统称为TN-C-S系统；如果系统中干线部分PE线与N线完全共用，则此系统称为TN-C系统。TN-S系统的安全性能最好，常应用于有爆炸危险的环境、火灾危险性大的环境及其他安全要求高的场所；TN-C-S系统常应用于厂内低压配电的场所及民用建筑等。

3.其他触电防护技术

（1）双重绝缘和加强绝缘。

双重绝缘是指除基本绝缘（工作绝缘）外，还有一层独立的附加绝缘（保护绝缘），用来保证在基本绝缘损坏时，对操作者进行触电保护。工作绝缘是带电体与不可触及的导体之间的绝缘，是保证设备正常工作和防止电击的基本绝缘；保护绝缘是不可触及的导体与可触及的导体之间的绝缘，是当工作绝缘损坏后用于防止电击的绝缘。

加强绝缘是指对绝缘材料力学强度和绝缘性能都加强了的基本绝缘，它具有与双重绝缘相同的触电保护能力。

具有双重绝缘的电气设备工作绝缘电阻不得低于2 MΩ，保护绝缘的绝缘电阻不得低于5 MΩ，加强绝缘的绝缘电阻不得低于7 MΩ。

（2）安全电压。

安全电压是在一定条件下、一定时间内不危及生命安全的电压。它是根据人体电阻、安全电流、环境条件而制定的电压系列。我国根据工频电压有效值的额定值大小，将安全电压分为42 V、36 V、24 V、12 V、6 V五个等级。

凡是在特别危险的环境中使用的携带式电动工具均应采用42 V安全电压；凡是在有电击危险的环境中使用的手持照明灯和局部照明灯均应采用36 V或24 V安全电压；在金属容器内、隧道内、水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄、行动不便的环境中应采用12 V安全电压；水下作业及接触人体的医疗器械等应采用6 V安全电压。

安全电压是相对安全的电压，而非绝对安全的电压。因此，应用安全电压时应注意下列事项。

①采用安全隔离变压器的电源，不得采用电阻降压或自耦变压器。安全隔离变压器的一次侧与二次侧之间应有良好的绝缘，其间还可用接地的屏蔽进行隔离。安全电压侧应与一次侧保持双重绝缘。

②安全电压回路必须与其他电气系统和任何无关的可导电部分保持电气隔离，防止接地（不得与大地、中性线、保护零线、水管、暖气管道等连接），但安全隔离变压器的铁芯应该接地。

③安全电压的插销座不得带有保护插头或插孔，并应有防止与其他电压等级的插销座互相插错的安全措施。

（3）电气隔离。

电气隔离指工作回路与其他回路实现电气上的隔离。电气隔离是通过1∶1（即一次侧、二次侧电压相等）的隔离变压器来实现的，通过阻断在二次侧工作的人员单相触电时电流的通路来确保人身安全。

电气隔离的电源变压器必须是隔离变压器，二次侧必须保持独立，应保证电源电压不超过500 V、线路长度不超过200 m。

（4）漏电保护。

漏电保护装置主要用于防止由漏电引起的触电事故或单相触电事故，也用于防止漏电火灾及监视或切除单相接地故障。漏电保护装置有电压型和电流型两大类，目前世界各国广泛采用电流型。

电流型漏电保护装置的动作电流分为0.006 A、0.01 A、0.015 A、0.03 A、0.05 A、0.075 A、0.1 A、0.2 A、0.3 A、0.5 A、1 A、3 A、5 A、10 A、20 A共十五个等级。其中30 A及以下的属高灵敏度，主要用于防止触电事故；30 A以上、1000 A及以下的属中灵敏度，主要用于防止漏电火灾和触电事故；1000 A以上的属低灵敏度，主要用于防止漏电火灾和监视单相接地故障。为了避免误动作，漏电保护装置的额定不动作电流不得低于额定动作电流的1/2。

漏电保护装置的动作时间指动作时的最大分断时间。为了防止各种触电事故，漏电保护装置宜采用高灵敏度、快速型的装置，其额定动作电流与动作时间的乘积不超过30 m A·s。

以下场所必须安装漏电保护装置。

①建筑施工场所、临时线路的用电设备。

②除Ⅲ类设备外的手持式电动工具、除Ⅲ类设备外的移动式日常生活电器、其他移动式机电设备及触电危险性大的用电设备。

③潮湿、高温、金属占有系数大的场所及其他导电良好的场所，以及锅炉房、水泵房、浴室、医院等场所。

④新制造的低压配电盘、动力柜、开关柜、操作台、试验台等。