间接触电是指人接触正常时不带电而故障时带电的电气设备外露可导电部分,如金属外壳、金属线管、线槽等发生的触电。间接触电也很危险。
间接触电的防护措施通常与供电系统的形式有关,不同的供电系统应采取不同的防护措施。
我国的供电系统总体来说可分为两种形式,一种是电源中性点直接接地的供电系统,还有一种是电源中性点不直接(间接)接地的供电系统。
1.电源中性点直接接地的供电系统
在电源中性点直接接地的供电系统中,防止间接触电最常用的防护措施是将故障时可能带电的电气设备外露可导电部分与供电变压器的中性点进行电气连接。在电气设备发生绝缘损坏和导体接触金属外壳等故障时,通过与变压器中性点之间的电气连接和相线形成故障回路,在故障电流达到一定值时,使串接在回路中的保护装置动作而实现切断故障电源,达到防止发生间接触电的目的。
图5-27 IP代码各要素的简要说明
外露可导电部分与变压器中性点的电气连接一般有两种:一种是通过大地,称为“接地”;一种是直接用金属导线连接,称为“接零”。
我国绝大多数城镇使用的是“TN”供电系统,在这个系统中,“T”代表的是变压器二次线圈的中性点直接接地;“N”代表的是系统内电气设备外露可导电部分应与中性点直接连接(通过导线)。当然,除“TN”供电系统之外,“TT”供电系统和“IT”供电系统在我国的一些地区也有所应用。
TN供电系统一般有三种形式:即TN-C系统、TN-C-S系统和TN-S系统。
(1)TN-C系统 也就是平常所说的三相四线制系统,是使用最为广泛的一种供电系统。此系统是由三根相线和一根PEN线组成的。在这个系统中,PE线和N线是合二为一的,且只适用于电气保护要求不高的场合,因为PEN线在系统三相电流不平衡和/或只有单相用电设备工作的工况下,会有电流通过并对地呈现一定的电压,该电压将会反馈到正常运行的接PEN线的电气设备外露可导电部分。TN-C系统如图5-28所示。
(2)TN-C-S系统 它是介于TN-C系统和TN-S系统间的一种系统,是一种过渡系统。这种系统一方面弥补了TN-C系统在电气保护方面的不足,另一方面也兼有TN-S系统在电气保护方面的优点。该系统的特点是:PE线与N线部分是分开的,当PE线与N线在某一点分开后,电气设备外露可导电部分只能与PE线连接;另外,该系统具有较好的电磁适应性。TN-C-S系统如图5-29所示。
图5-28 TN-C系统
图5-29 TN-C-S系统
(3)TN-S系统 即三相五线制系统,是目前最佳的一种供电系统,应优先使用。在这个系统中,PE线与N线从变压器二次线圈的中性点开始起始终是分开的,所有电气设备外露可导电部分只能与PE线连接,所以,PE线在电气设备正常运行的情况下是没有电流通过的。该系统适用于电气保护要求以及电磁适应性要求都较高的场合。TN-S系统如图5-30所示。
图5-30 TN-S系统
在中性点直接接地的供电系统中,除TN系统外,还有一种TT系统。(www.xing528.com)
TT系统是将电气装置上外露的可导电部分单独接至电气上与电力系统的接地点无关的接地极。在这一系统中,由于各自的PE线互不相关,电磁适应性较好,但故障电流值往往很小不足以使数千瓦的用电设备的保护装置断开电源,因此为保护人身安全必须采用剩余电流保护器(即漏电保护开关)作为线路及用电设备的保护装置,否则,只适用于小负荷系统。TT系统如图5-31所示。
图5-31 TT系统
2.电源中性点不直接(间接)接地的供电系统
电源中性点不直接(间接)接地的供电系统主要是“IT”供电系统。该系统也被称为“三相三线制”,目前很少使用。IT系统是由三根相线和与每个电气装置上外露的可导电部分单独连接的接地装置组成(即电气装置上外露的可导电部分直接接地),只有在很特殊的环境下(煤矿及工厂等希望尽量少停电的场所)才会被使用。这一系统与TN供电系统的不同点就在于:其电源部分与大地之间不直接连接而是通过电气装置与大地间进行间接连接。IT系统如图5-32所示。
图5-32 IT系统
3.供电系统的保护
供电系统的保护形式有两种,一种是保护接零;一种是保护接地。不同的供电系统应采用不同的保护形式。对于TN和TT系统,应采用“保护接零”这一形式,而对于IT系统,则应采用“保护接地”这一形式。同一供电系统中不允许采用不同的保护形式。
为了保护的可靠性,采用TN系统时,还应进行重复接地。所谓重复接地就是将电气设备的接地线再次与PE线的总接线端子连接。对重复接地的阻值要求是不大于10Ω。
PE线只是在电气设备发生绝缘损坏、导线触碰到电气设备的金属外壳时,提供一个阻抗较小的故障回路,要切断故障电源还必须依靠电气切断装置。
PE线应采用专用的黄绿双色线,其截面面积一般应等于被保护设备电源线相线的截面面积。PE线不应串联连接,而应将所有的PE线集中连接到PE线的总接线端子上,PE线的连接必须牢固可靠,无松动现象。
随着计算机技术在电梯上的运用,出现了另一种电气设备保护形式——逻辑接地。对由计算机(包括PLC)控制的电梯,应把计算机看作是电梯的一个组成部分,就像其他机械设备具有电气控制部分一样。
由于计算机电源均采用隔离变压器供电,接口部分也都有隔离和噪声处理措施,其工作部分与外部设备没有直接的电气连接。为了满足计算机的抗噪防护要求,有时要设置“逻辑地”,这种“逻辑地”可按下述方式之一进行处理:
1)一般情况下可通过专用“接地母排”接到供电系统的保护线(PE线)上。
2)进行“悬空”处理。
3)当产品的抗噪性能较差,而环境的噪声干扰又较强,“悬空”和“接地母排”均不能保证正常工作时,可考虑把计算机的“逻辑地”与单独的接地装置连接。但要注意的是,为计算机单独提供的接地装置不能作为设备的接地保护使用(接地电阻不得大于4Ω)。
4)当产品对接地有特殊要求时,按产品要求接地。
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