03 第三章 防触电技术

接地工作原理
一、 IT系统原理
IT系统——就是电源系统的带电部分不接地或通过阻抗 接地，电气设备的外露导体部分接地的系统。第一个大 写”I”表示配电网不接地或经高阻抗接地；第二个大写 “T”表示电气设备金属外壳接地。
绝缘阻抗
Z
RE
IT系统原理
原理分析：当一相绕组因绝缘损坏而碰壳， 一旦人体触及没有接地的电气设备外壳，漏 电就可以经过人体与电网对地绝缘阻抗形成 回路
绝缘材料及制品
棉纱、布带、纸
105
黄（黑）蜡布（绸）
120
玻璃布、聚酯薄膜
130
黑玻璃漆布、聚酯漆包
线
155
云母带、玻璃漆布
180 180以上
有机硅云母制品、硅有 机玻璃漆布
纯云母、陶瓷、聚四氟 乙烯
二、屏护
1、 什么叫屏护
屏护是采用屏护装置控制不安全因素，即采用遮 拦、护罩、护盖、遮拦、保护网、围墙等将带 电体与外界隔离开来。身处安全距离以外的电 气工作人员，虽然可以避免触电，但由于人们 难于直观地看出设备是否带电及电压的高低， 有时注意力分散，工作人员仍有可能偶然触及 或过分接近带电体。采用屏护措施将带电体隔 离开来，可以有效地防止直接接触触电。
电体之间、或带电体与其他导体之间实现电气上的隔离，使电 流沿着导体按规定的路径流动。确保电气设备和线路正常工作， 防止人体触及带电体发生触电事故。
（2）绝缘损坏的原因 导致设备绝缘损坏的原因是多方面的。如设备缺陷、机械损伤、热击穿和电 击穿等。
1）设备缺陷：主要是设备的制造质量低劣，使用质量低劣或不合格的绝缘材 料，使得设备存在先天性的绝缘缺陷和事故隐患。
保护接零和保护接地比较
类别
保护接零（TN系统）
原理不 借零线使漏电形成单相短路
同
电流，进而使保护装置动作
保护技 限制漏电设备对地电压，重 术措施 复接地电阻应不大于10Ω 适用范 适用于中性点接地的低压配 围不同 电系统
保护接地
IT系统
TT系统
限制漏电设备对地电压，高 压系统的保护接地也可促使 保护装置动作
10KV及以下落地式变压器台的四周必须装遮拦，遮拦与变压器外壳的最小距离不应小 于0.8m。金属遮拦必须妥善接地并加锁。
2）保护网：保护网有铁丝网和铁板网。当明装裸导线或母线跨 越通道时，若对地的距离不足2.5m，应在其下方装设保护网。
3）栅栏：栅栏用于室外配电装置时，其高度不应低于1.2m。栅 条间距和到地面的距离不应小于0.2m，金属制作的栅栏应妥善 接地。
绝缘材料的宏观性能如电性能、热性能、力学性能、耐化学药 品、耐气候变化、耐腐蚀等性能与它的化学组成、分子结构等有密 切关系。无机固体绝缘材料主要是由硅、硼及多种金属氧化物组成， 以离子型结构为主，主要特点为耐热性高，工作温度一般大于180℃， 稳定性好，耐大气老化性、耐化学药品性及长期在电场作用下的老 化性能好；但脆性高，耐冲击强度低，耐压高而抗张强度低；工艺 性差。
2、屏护的作用
1）防止工作人员意外地接触或过分接近带电体； 2）作为检修部位与带电体的距离小于安全距离
时的隔离措施； 3）保护电气设备不受机械损伤。
3、屏护的规格
1）遮拦：遮拦用于室内高压配电装置，用网孔尺寸为 40mm×40mm或20mm×20mm的金属网制成。遮拦的高度 应不低于1.70m，底部距地面的距离不小于0.1m。
过5s。
接地装置的特点和存在的问题
1、IT系统的保护接地在中性点不接地电网中，接地电流的大小
取决于电网电压的高低范围的大小以及敷设方式等诸多因素。一 般情况下， 由于线路对地绝缘等效阻抗Z很大，这样便使单相接 地电流很小，不足以使开关跳闸，因此不接地电网才有条件采用 保护接地，使漏 电设备对地电压变得很小，对人或设备不构成危 害
（b）
L1
断线后
L2
无设备 漏电,但
L3
三相负 PEN
荷不平
衡，导
致0点
“漂移”
U≠0
P1=1000W
U1=127V
P2=2000W U2=253V
导致设备不能正常工作和设备烧毁
PEN
L1
L2
L3
ห้องสมุดไป่ตู้
PEN
U≠0
（c）
断线后
无设备
漏电,但
工作零
线被切
断
（c） 断线后 无设备 漏电,但 工作零 线被切 断
第一节 直接接触电的防护技术
1
一、绝缘
1、绝缘材料和性能 缘材料种类很多，可分气体、液体、固体三大类。常用的气体
绝缘材料有空气、氮气、六氟化硫绝缘PC，聚酰亚胺薄膜等。液体 绝缘材料主要有矿物绝缘油、合成绝缘油（硅油、十二烷基苯、聚 异丁烯、异丙基联苯、二芳基乙烷等）两类。固体绝缘材料可分有 机、无机两类。有机固体绝缘材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、 绝缘纤维制品、塑料、绝缘胶垫漆布漆管及绝缘浸渍纤维制品、电 工用薄膜、复合制品和粘带、电工用层压制品等。无机固体绝缘材 料主要有云母板，玻璃、陶瓷及其制品。相比之下，固体绝缘材料 品种多样，也最为重要。
一、双重绝缘 是强化的绝缘结构，包括双重绝缘和加强绝缘两种类型。双重绝缘指工作绝缘（基
本绝缘）和保护绝缘（附加绝缘）。前者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；后者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。
二、安全电压
行状况和安装的方式，并在安全规程中做出明 确规定。
第二节 间接接触电击的防护
间接接触电击触电，就是设备 在正常情况下是不带电的， 但由于绝缘损坏，设备外壳就可能意外带电
间接接触电击在触电死亡事故中约占1/2。
间接防护就是解决这一问题的
归纳2种：保护地和保接零 （保护地和保接零）根据配电系统接地方式的的不同，国际上 把低压配电系统分为IT、TT、TN三种形式。TN又分 TN—C、 TN—S、TN—C—S三种。
就可以把漏电设备的对地电压控制在安全范 围之内，而且接地电流被接地保护电阻分流， 流过人体RP的电流很小，保证了操作人员 的人身安全。
L1
保护接地
L2
的原理就
L3
是给人体
并联一个
很小电阻，
以保证发
生故障时，
RP 减小流过
IP
人体的电
流和承受
的电压很
小。
二、 TT系统原理
TT系统——设备外壳及配电网均直接接地。原理：当一项漏电，则电流经RN 及RE构成回路，流经人体电流较小。
2、绝缘检测 绝缘检测包括绝缘试验和外观检查。绝缘试验包括绝缘电阻测试、耐压
强度试验、泄漏电流试验和介质损耗试验。 绝缘电阻试验包括绝缘电阻测量和吸收比测量。
绝缘防护和屏护不仅是电器设备能正常运行的基本条件，而且 是防止直接接触触电的技术措施之一。
1、绝缘防护 （1）绝缘防护的作用 所谓绝缘防护，是指用绝缘材料将导体包裹起来，使带电体与带
保险丝
N
应用范围：主要用于低 压共用用户，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。
RN
TT系统
RE
缺点：
L1
由于RN 及RE在
L2
4欧姆左右，故障
L3
N
电流只有27.5A（110V）
(220v计算）一般
短路保护装置不
起作用，因此，
必须与其他快速
RP
切除接地故障系
统同时使用，确
保速断时间不超
（1）保护原理:系统中的用电设备绝缘击穿后，形成单相短 路。所以，该系统的保护原理与TN—S相同。
L1 L2 L3
PEN
TN—C系统示意
一般用于安全 条件较好或无 爆炸危险的场所。
3、TN—C—S系统
在该系统中C—S—表示保护零线和工作零线 部分共用。
L1
L2 L3
N
PE
TN—C—S系统的示意
该系统适合于 厂区没有变电站， 三相四线制电源 进车间或进民用 楼房的供电方式。
4）围墙：室外落地安装的变配电设施应有完好的围墙。围墙的 实体部分的高度不应低于2.5m。
三、安全距离 1、安全距离的意义 安全距离指的是，为了防止人体触及或接近带电
体，防止车辆或其他物体碰撞或接近带电体等 造成的危险，在其间所需保持的一定空间距离。
2、安全距离的规定 安全间距的大小主要取决于电压的高低、设备运
接线部 相同
位
接地装 相同，接地电阻应不大于4Ω
置
相同 相同，接地电阻应不大于4Ω
相同
相同，接地电阻和共同 接地电阻应不大于4Ω
重复接地的作用
1、减轻零线断开或接触不良时导致电击的危险性（因为PE线和PEN线
断开或接触不良的可能性是不能排出的）
（a） 断 线 后 有 设 备 漏 电
在三相四线制中，要求单相设备在每一项上要尽量均匀的分布负荷， 只要负荷分布偏差不超过25%，零线完好，就可以保证零线电压偏移 在安全范围内
保护线(PE线)，保护零线与工作零
线完全分开。
保护原理
当设备的绝缘击穿(如L1相绝缘击穿)，形成电源的 单相短路.
L1 L2 L3 N
PE
TN—S系统示意
在爆炸危险性 较大或安全要 求较高的场所 应采用该系统。
2、TN—C系统
在该系统中，C——表示工作零线与 保护零线完全共用
TN—C系统是干线部分保护零线与工作零线完全共用。
接地的应用范围和作用
1、范围：接地应用很广泛，接地是一种防止间接接触 所导致的触电的安全技术措施，不论是交流或直流、高 压电或低压电，也不论在一般环境还是特殊环境采用接 地措施能确保电气设备正常运行和人身安全
2、两个作用：其一可以降低人在可触及的导电部分的 电压，基本上降低到远小于特低电压限值，以减少电击 危险；其二是可以使电力系统或电气设备能稳定工作。
2、TT系统的保护接地在这种系统中，保护接地的接地电阻值与触及漏电
设备外露可导电部分的人体电阻形成并联回路，若电气设备外壳带电，不能 使熔断器或断路器动作，虽由于分流作用，使得通过人体的电流仅为故障电 流的一部分，但这时用电设备的对地电压近似为110V，如人体电阻以1000Ω 计算时，则流过人体的电流为110mA，无疑仍将危及人体安全。为了确保人 体安全，应确保对地短路电流足够大，保证上述保护电器能迅速，可靠地动 作。这就要求用电设备的接地电阻要很小，但在一些土壤情况较差的地区是 很难做到的，并且实施费用也将大大增加。所以TT系统有一定的局限性和不 完善性。
1、概念 安全电压是指人体较长时间接触而不致发生触电危险的
接地线使漏电形成对地 短路电流进而使保护装 置动作
无重复接地
有共同接地措施
适用于中性点不接地的高、 适用于中性点接地的低
低压配电系统
压配电系统
线路结 系统有相线、工作零线、保 系统只有相线、接地线和接
构不同 护零线、接地线和接地体
地体
系统只有相线、接地线 和接地体
保护方 防止间接触电
式
防止间接触电
防止间接触电
三、保护接零（TN系统）的应用范围和作用
目前，我国地面上低压配电网绝大多数都采用中性
点直接接地的三相四线配电网。在这种配电网中，
TN系统是应用最多的配电及防护方式。
L1
L2
N
L3
PEN
ISS
形成回路，促使短 路保护元件迅速动 作，切断漏电故障 设备
RN
1、TN—S系统
在该系统中，S一表示系统中有专用
L1 L2 L3
PEN
重复接地
2、降低漏电设备对地电压 (同一般接地一样有降低故障对地电压的作用) 3、缩短漏电故障持续时间 （因重复接地和工作接地构成回路） 4、改善架空线路的防雷性能（因重复接地有分流作用，能限制雷电过电压）
保险丝
L1
L2
N
L3
N
RN
TT系统
RP RE
第三节 双重绝缘、安全电压和漏电保护
零线的截面不得小于相应线路截面的1/2，并必须具有足够的机械强度和 热稳定性。 6、为了保证漏电时能产生足够大的单相短路电流，使保护装置动作，线路 阻抗不宜太大。因此，要求单相短路电流不得小于线路熔断器熔体额定 电流的4倍，或者不得小于线路中低压断路器瞬时或短延时动作电流的 1.5倍。 7、保护接零系统中，不允许有些电气设备采用保护接地
2）机械损伤：设备在运输、安装调试、使用和维修过程中受到机械方面的损 伤。
3）热击穿：是指绝缘物在外加电压的作用下，由于流过泄漏电流引起温度过 分升高所导致的击穿。下表为常用的绝缘材料的耐热等级和工作极限温度。
绝缘材料的耐热等级和极限工作温度
耐热等级代号 Y A E B
F H
C
极限工作温度/℃ 90
保护接零（TN系统）的应用条件
中性点直接接地的电网中，采用保护接零时，必须满足以下条件； 1、任何时候都应保证工作零线和保护零线的畅通。 2、中性点直接可靠接地，工作接地电阻应不大于4Ω 3、工作零线，保护零线应靠重复接地，重复接地的接地电阻应不大于10Ω
重复接地的次数应不小于3次。 4、保护零线和工作零线（单相用电设备除外）不得装设熔断器、断路器。 5、在相线截面大于25m㎡时，三相四线或五线供电线路的工作零线和保护