电气安全第1章

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(4)加强绝缘。相当于双重绝缘保护程度的 单独绝缘结构,由一种或若干种绝缘材料构成, 但不能分拆,是一个整体。
3
4
3
双重和加强绝缘
1
2
a)
4
1
2
b)
5
1
2
c)
5
4
1--工作绝缘 2--保护绝缘 3--不可触及的金属件 4--可触及的金属件 5--加强绝缘
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1
2
d)
e)
a、b、c、d——双重绝缘 e、f——加强绝缘
难重复,时效性最差。 (2)现场试验。时效性较好,有一定可重复
性,结果可行度取决于试验内容和方法。 (3)人工模拟试验。可随时重复进行,时效
性好,结果可信度高度存疑。
第六节 电气产品的安全认证
一、电气产品安全认证的基本概念 1、认证与认证制度 认证(Certification):由权威机构根据当事
四、地电位与地面(地中)电位分布
地电位:即参考0电位,指距接地点无穷远 处的大地电位。相当于等效电路图中接地电阻下 端电位。
地面(地中)某一点电位:当接地体有电流 通过时,附近地面(地中)某一点以无穷远大地 为参考点的实际电位。最高值等于等效电路图中 接地电阻上端电位。
地面 地中等位面
v(地面电位分布) v = UoE 接地线
2、按保护功能区分的绝缘形式
(1)基本绝缘。带电部件上对触电起基本保 护作用的绝缘结构。(介绍工作绝缘)
(2)附加绝缘。为在基本绝缘损坏情况下防 止触电而附加在基本绝缘之外的一种独立绝缘结 构,又称辅助绝缘。
(3)双重绝缘。由基本和附加绝缘共同构成 的绝缘结构。基本绝缘和附加绝缘是可以分开的, 各自本身就是一个独立的绝缘结构。
绝缘耐热分级有时又称为绝缘等级,注意不 要与绝缘强度参数混淆。
使绝缘寿命减半的额外温升,Y级绝缘为8℃, B级为10℃,H级为12℃。
二、绝缘结构及分类 1、绝缘结构的概念 由一种或若干种绝缘材料构成的绝缘体,称
为绝缘结构。 绝缘结构可理解为由绝缘材料所加工成的零
件在电气设备上的特定应用方式。
绝缘结构按功能可分为工作绝缘和保护绝缘。
某一部分与电气“地”进行电气连接的技术措施。
二、接地的分类 功能性接地,保护性接地,电磁兼容接地。 1、功能性接地 为保证系统(设备)正常工作,或为保证系
统(设备)正确可靠地实现其功能所作的接地。 过去又称为工作接地。 例如:系统中性点接地,单极直流输电系统
大地回流极接地。
2、保护性接地 以人身和(或)设备安全为目的的接地。如:
Ra Ii
Ca
Ri U
Ia
IC0
a)
C0
U
理想介质
3)介质损耗角δ。 介损功率与介质体积、外加 电压等有关,不能表征材料的性 质。介损角δ只与材料有关。 工程上一般测量介损角正切 值tanδ,称为介损因数。
IC0 C0
实际介质 I Ra Ii
Ca
Ri U
Ia
U 相量图
IC0
a)
C0
U
I
IC0
理想介质
(3)介电强度。指绝缘不被击穿所能承受的 最大电场强度,又称介质强度。
介电强度不仅与绝缘材料本身的性质有关, 还与外加电场的形式有关。如直流与交流电压作 用下,介质的介电强度可能不同。
介质介电强度受环境条件影响较大,如温度、 湿度、压力等。
举例:正常条件下空气介电强度为3kV/mm。
• 小结:绝缘材料的最常见电气参数为:绝缘电阻 率、介质损耗角(或介损因数)和介电强度。
3、产品安全认证与电气安全工程的关系
产品安全认证是电气安全工程的依据性基础。
二、常见认证简介 1、中国3C认证 2、美国UL认证 3、欧盟CE认证
三、电气危害的特点 1、非直观性。 2、途径广。 3、能量大小悬殊,谱密度多样。 4、作用时间长短不一。 5、关联性。危害间、危害与防护措施间、
不同防护措施相互之间。
四、电气危害的规律 1、电气危害总是缘于电能的非期望分配。 理解某种危害产生机理的最基本依据。 2、电气危害的发生一定伴生着电气参量的
人提供的资料和其他信息,对某一事物、行为或 活动的本质或特征,经确认属实后给予的证明。
要件:被认证对象、认证机构、认证依据。 认证制度:为实施认证活动而建立的一套规 则、程序和管理制度,一般以法律或行政法规的 形式固定下来。
2、电气产品安全的范畴
由国家标准GB19517《国家电气设备安全技 术规范》规定,该标准覆盖交流50~1500V、直 流75~1500V的各类电气设备。
1、绝缘材料的电气参数 (1)绝缘电阻率。ρ >107Ω·m。与温度反相 关,温度特性与导体相反。
(2)介质损耗因数。 1)介质损耗。交变电压作用下绝缘介质中 产生的有功功率损耗,简称介损。
2)介损机理探讨。交变电压作用下介质中 主要会产生泄漏和极化两种现象。
泄漏即介质中少量载流子在电压作用下发生 的定向运动,产生电流,由此产生的损耗叫做电
变化。 变化:量值大小,特征、组合特性等。 判断某种危害是否发生的关键。
第三节 绝缘技术基础
一、绝缘材料 绝缘材料——导电能力很小的一类材料的总
称,又称电介质。 本质特征:材料中基本没有可自由移动的载
流子。 参数界定:电阻率不低于107Ω·m。 用途:对带电导体进行封闭、隔离。 物态:气体、液体、固体绝缘。 典型材料:空气、变压器油、塑料……
接地体作用:获取基准电位,提供电荷通。
接地线作用:将接地体连接点引至地面以上 并与接地系统或设备相连。
u
Ut 接地线
接地体
IE UE
2、接地电阻
R ——直流接地电阻; Ra——工频接地电阻; Rsh——冲击接地电阻; UE——接地点与无穷远大地参考点间直流电压; IE ——流入接地点的直流电流; α——冲击系数,一般小于1。
1 rx
C 2
A u~
3
P R3
cx
cN
G
R4
D
B 4
P
c4
正接线—试件不接地
1 rx
反接线—试件接地
2
cx
cN
G
3
4
R4
R3 c4
u~
第四节 接地技术基础
一、电气地与电气接地 电气“地”:可用作为参考电位且电容无穷
大的物体。 用作参考电位 :任何扰动下,电位都保持不变。
(这一点实际上不可能完全做到) 电容无穷大:可提供或接受任意多的电荷。 电气“接地”:将电气系统或装置上导体的
导损耗或泄漏损耗。
极化又分有损与无损极化。 无损极化:中性分子在外电 场作用下正、负电荷中心分离但 外电场消失后会重新重合,无能 量消耗,又称弹性极化。 有损极化:偶极子在外电场 作用下重新取向,外电场消失后 不复原,有能量消耗,又称非弹 性极化。 介质等效电路。三个支路解 释。
IC0 C0
实际介质 I
电位梯度趋于0
接地体
Ut
o Io
ab
E
地面等位线(俯视图)
散流场
地面等位线
v ~ 0V 自此以远,地面 电位即为地电位
E
v = UoE
v ~~ 0V
自此以远,地中 电位即为地电位
地面
o
地中等位面(剖面图)
接地体
• 关于接地装置的利用方式问题
第五节 环境技术基础
一、环境技术与电气安全的关系 研究电气设备(系统)性能与环境状况之间
f)
三、绝缘检测
E
1、绝缘电阻测试
RX
1)测试设备。兆欧表。 G L
2)测试内容。吸收比, 绝缘电阻。
偏转角为Rx的一元函数
IV
RA IA rV
RV +
_G rA
-
吸收比:
E
R
绝缘电阻=R∞
1
R 60"
R 15" 2
P极
L
RA
G
IA
IV
RV
+
_G
rV
rA
-
15"
60"
t
屏蔽极应用
2、介损角正切值tanδ测试 1)测试设备。介损电桥,又称西林电桥。 2)测试结果。介损角正切值。
电气安全
第一章 电气安全基础
第一节 电气安全问题立论 第二节 电气危害 第三节 绝缘技术基础 第四节 接地技术基础 第五节 环境技术基础 第六节 电气产品的安全认证
第一节 电气安全问题立论
一、电气安全问题的背景 1、社会背景 各类“电”系统产生的危害 2、自然背景 自然界雷电、静电等产生的危害 3、技术发展规律背景 理论(如物理学)研究突破→趋利应用→ 形成工程体
这些参数只与介质材料有关,与介质形状、 体积等无关。
介质材料电气参数受温度、湿度等环境条件 影响较大。
2、绝缘材料耐热分级
在保证寿命的前提下,根据绝缘材料所能长 期承受的最高工作温度,可将它们分为若干等级。
耐热等级
YA E B F H
长期允许使用的最高温度/°C 90 105 120 130 155 180
关系的技术,叫做环境技术。 环境技术主要包括两方面的内容: (1)环境条件。 (2)环境试验。
二、环境条件
我国传统的称谓为“环境条件”。
IEC关于“外部条件”的概念内涵更深刻, 而环境条件属于外部条件的一个组成部分。
根本区别:是否包括环境中人及与人相关的 因素。
按IEC“外部条件”进行介绍。
三、环境试验 (1)自然暴露试验。最准确,最难实施,很
系 →负面作用显现→避害对策 4、学科背景 问题本身的基础性、所涉及学科的广泛性与理论深度、
工程体系的系统性与综合性
二、电气安全问题的工程现状
1)对比知不足——与IEC标准对比,与先进 国家单位用电量事故率对比。
2)学习与进步——与先进标准接轨。接轨 力度:从等效采用,到等同采用。
3)努力的方向——更新观念,纠正错误, 普及知识,发展技术。
三、本课程研究范围和重点 面向非专业场所,面对非专业人员,研究各
类电气危害产生的机理和特性参数计算,并提出 有效的技术防护措施。
关键词:两个“非”,“技术措施”
第二节 电气危害
一、电气危 害分类
二、电气危害的主要加害源简介
1、供配电系统 危害对象:系统自身;系统所处环境中的其 他事物。
2、雷电、静电等 危害对象:所处环境中的其他事物,包括电 气电子系统和建(构)筑屋等。
安全保护接地 防雷接地 防静电接地 阴极保护接地 3、电磁兼容接地 为达到电磁兼容的要求所作的接地。又称高 频接地。
三、接地装置原理构成及接地电阻
1、构成:由接地体(金属)、接地线构成 接地体周围的土壤、岩石等虽然不是接地装 置的构成部分,但对接地的电气性能影响很大, 可视为与接地装置相关的外部因素。
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