云南電工培訓(xùn)：雙重絕緣、安全電壓和漏電保護(hù)
雙重絕緣、安全電壓和漏電保護(hù)
雙重絕緣屬于防止間接接觸電擊的安全措施;安全電壓和漏電保護(hù)屬于既能防止直接接觸電擊，也能防止間接接觸電擊的安全措施。
一、雙重絕緣
1.雙重絕緣結(jié)構(gòu)
雙重絕緣是強(qiáng)化的絕緣結(jié)構(gòu)，包括雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣兩種類型。圖3-2所示為雙重絕緣結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)絕緣結(jié)構(gòu)的示意圖。雙重絕緣指工作絕緣（基本絕緣）和保護(hù)絕緣（附加絕緣）。前者是帶電體與不可觸及的導(dǎo)體之間的絕緣，是保證設(shè)備正常工作和防止電擊的基本絕緣;后者是不可觸及的導(dǎo)體與可觸及的導(dǎo)體之間的絕緣，是當(dāng)工作絕緣損壞后用于防止電擊的絕緣。加強(qiáng)絕緣是具有與上述雙重絕緣相同絕緣水平的單一絕緣。
具有雙重絕緣的電氣設(shè)備屬于Ⅱ類設(shè)備。按其外殼特征，Ⅱ類設(shè)備分為以下3種類型∶
（1）絕緣外殼基本上連成一體的Ⅱ類設(shè)備。
（2）金屬外殼基本上連成一體的Ⅱ類設(shè)備。
（3）兼有絕緣外殼和金屬外殼兩種特征的Ⅱ類設(shè)備。
2.雙重絕緣設(shè)備的使用
應(yīng)定期測量雙重絕緣設(shè)備可觸及部位與工作時(shí)帶電部位之間的絕緣電阻是否符合要求;使用前，應(yīng)檢查雙重絕緣設(shè)備及其電源線是否完好;凡屬雙重絕緣的設(shè)備，不得再行接地或接零。
從安全角度考慮，一般場所使用的手持電動(dòng)工具應(yīng)優(yōu)先選用Ⅱ類設(shè)備。在潮濕場所或金屬構(gòu)架上工作應(yīng)盡且選用Ⅱ類工具或選用安全電壓的工具。
二、安全電壓
安全電壓是在一定條件下、一定時(shí)間內(nèi)不危及生命安全的電壓。根據(jù)歐姆定律，可以把加在人身上的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一電壓就叫做安全電壓，也叫做安全特低電壓。具有安全電壓的設(shè)備屬于Ⅲ類設(shè)備。
1.安全電壓限值和額定值
（1）限值。安全電壓限值是在任何情況下，任意兩導(dǎo)體之間都不得超過的電壓值。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工頻安全電壓有效值的限值為50V。這一限值是根據(jù)人體電流30mA 和人體電阻1700Ω的條件確定的。
對于電動(dòng)兒童玩具及類似電器，當(dāng)接觸時(shí)間超過1s時(shí)，建議干燥環(huán)境中工頻安全電壓有效值的限值取33V、直流安全電壓的限值取70V;潮濕環(huán)境中工頻安全電壓有效值的限值取16V、直流安全電壓的限值取35V。
（2）額定值。我國規(guī)定工頻有效值的額定值有42V、36V、24V、12V和6V。凡特別危險(xiǎn)環(huán)境使用的攜帶式電動(dòng)工具應(yīng)采用42V安全電壓;凡有電擊危險(xiǎn)環(huán)境使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用36V或24V安全電壓;金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)、水井內(nèi)以及周圍有大面積接地導(dǎo)體等工作地點(diǎn)狹窄、行動(dòng)不便的環(huán)境應(yīng)采用12 V安全電壓;水下作業(yè)等特殊場所應(yīng)采用6V安全電壓。當(dāng)電氣設(shè)備采用24V 以上安全電壓時(shí)，必須采取直接接觸電擊的防護(hù)措施。
2.安全電源及回路配置
（1）安全電源。通常采用安全隔離變壓器作為安全電壓的電源。
其接線如圖3-3所示。安全隔離變壓器的一次線圈與二次線圈之間有良好的絕緣;其間還可用接地的屏蔽隔離開來。除隔離變壓器外，具有同等隔離能力的發(fā)電機(jī)、蓄電池、電子裝置等均可做成安全電壓電源。但不論采用什么電源，安全電壓邊均應(yīng)與高壓邊保持雙重絕緣的水平。
一般用途的單相安全隔離變壓器的額定容量不應(yīng)超過10kV·A，三相的不應(yīng)超過16kV·A。電鈴用變壓器的額定容量不應(yīng)超過100V·A。玩具用變壓器的額定容量不應(yīng)超過200V·A。
安全隔離變壓器的外殼一般不能打開。其外殼結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止偶然觸及帶電部分的可能性。變壓器的各附件應(yīng)予緊固，運(yùn)行中不得因振動(dòng)、發(fā)熱而松動(dòng)。蓋板至少應(yīng)有兩種方式加以固定，而且，其中至少有一種方式必須使用工具實(shí)現(xiàn)。安全隔離變壓器應(yīng)具有耐熱、防潮、防水及抗振的結(jié)構(gòu)。
（2）回路配置。安全電壓回路的帶電部分必須與較高電壓的回路保持電氣隔離，并不得與大地、保護(hù)接零（地）線或其他電氣回路連接。但變壓器外殼及其一、二次線圈之間的屏蔽隔離層應(yīng)按規(guī)定接地或接零。如果變壓器不具備雙重絕緣的結(jié)構(gòu)，為了減輕變壓器一次線圈與二次線圈短接的危險(xiǎn)，二次線圈應(yīng)接地或接零。
安全電壓的配線最好與其他電壓等級的配線分開敷設(shè)。否則，其絕緣水平應(yīng)與共同敷設(shè)的其他較高電壓等級配線的絕緣水平一致。
（3）插銷座。安全電壓的設(shè)備的插銷座不得帶有接零或接地插頭或插孔。為了保證不與其他電壓的插銷座有插錯(cuò)的可能，安全電壓應(yīng)采用不同結(jié)構(gòu)的插銷座，或者在其插座上有明顯的標(biāo)志。
（4）短路保護(hù)。安全隔離變壓器的一次邊和二次邊均應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)元件。
（5）功能特低電壓。如果電壓值與安全電壓值相符，而由于功能上的原因，電源或回路配置不完全符合安全電壓的要求，則稱為功能特低電壓。其補(bǔ)充安全要求是∶裝設(shè)必要的屏護(hù)或加強(qiáng)設(shè)備的絕緣，以防止直接接觸電擊;當(dāng)該回路同一次邊保護(hù)零線或保護(hù)地線連接時(shí)，一次邊應(yīng)裝設(shè)防止電擊的自動(dòng)斷電裝置，以防止間接接觸電擊。其他要求與安全電壓相同。
3.電氣膈高
電氣隔離指工作回路與其他回路實(shí)現(xiàn)電氣上的隔離。電氣隔離是通過采用1∶1，即一次邊、二次邊電壓相等的隔離變壓器來實(shí)現(xiàn)的。電氣隔離的安全原理是在隔離變壓器的二次邊構(gòu)成了一個(gè)不接地的電網(wǎng)，因而阻斷了在二次邊工作的人員單相電擊時(shí)電擊電流的通路。
三、漏電保護(hù)
漏電保護(hù)裝置主要用于防止間接接觸電擊和直接接觸電擊。漏電保護(hù)裝置也用于防止漏電火災(zāi)，以及用于監(jiān)測一相接地故障。
漏電保護(hù)裝置種類很多。按照動(dòng)作原理，分為電壓型和電流型兩類;按照有無電子元器件，分為電子式和電磁式兩類;按照極數(shù)，分為二極、三極和四極漏電保護(hù)器等。
電壓型漏電保護(hù)裝置以設(shè)備上的故障電壓為動(dòng)作信號，電流型漏電保護(hù)裝置以漏電電流或觸電電流為動(dòng)作信號。動(dòng)作信號經(jīng)處理后帶動(dòng)執(zhí)行元件動(dòng)作，促使線路迅速分?jǐn)唷?/span>
1.漏電保護(hù)裝置選用
選用漏電保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)考慮多方面的因素。其中，首先是正確選擇漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流。在浴室、游泳池、隧道等電擊危險(xiǎn)
性很大的場合，應(yīng)選用高靈敏度的漏電保護(hù)裝置。如果在作業(yè)場所遭受電擊后，有其他人幫助及時(shí)脫離電源，則漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流可以大于擺脫電流;如系快速型保護(hù)裝置，動(dòng)作電流可按室顫電流選取;如果是前級保護(hù)，即分保護(hù)前面的總保護(hù)，動(dòng)作電流可超過心室顫動(dòng)電流。如果作業(yè)場所無他人配合工作，動(dòng)作電流不應(yīng)超過擺脫電流。在觸電后可能導(dǎo)致嚴(yán)重二次事故的場合。應(yīng)
選用6mA動(dòng)作電流。為了保護(hù)兒童或病人，應(yīng)采用10mA 以下的動(dòng)作電流。
選擇動(dòng)作電流還應(yīng)考慮誤動(dòng)作的可能性。保護(hù)器應(yīng)能避開線路不平衡的泄漏電流而不動(dòng)作;還應(yīng)能在安裝位置可能出現(xiàn)的電磁干擾下不誤動(dòng)作。選擇動(dòng)作電流還應(yīng)考慮保護(hù)器制造的實(shí)際條件。例如，純電磁式產(chǎn)品很難達(dá)到30 mA 以下的動(dòng)作電流。在多級保護(hù)的情況下，選擇動(dòng)作電流還應(yīng)考慮多級保護(hù)的需要。
對于電動(dòng)機(jī)，保護(hù)器應(yīng)能躲過電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的泄漏電流而不動(dòng)作。保護(hù)器應(yīng)有較好的平衡特性，以避免在數(shù)倍于額定電流的堵轉(zhuǎn)電流沖擊下誤動(dòng)作。對于不允許停轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用漏電報(bào)警方式，而不采用漏電切斷方式。對于照明線路，宜根據(jù)泄漏電流的大小和分布，采用分級保護(hù)的方式。支線上選用高靈敏度保護(hù)器，干線上選用中靈敏度保護(hù)器。在建筑工地、金屬構(gòu)架上等電擊危險(xiǎn)性大的場合。Ⅰ類移動(dòng)式設(shè)備應(yīng)配用高靈敏度漏電保護(hù)裝置。電熱設(shè)備應(yīng)按熱態(tài)泄漏狀況選擇保護(hù)器的動(dòng)作電流。對于電焊機(jī)，應(yīng)考慮保護(hù)器的正常工作不受電焊的短時(shí)沖擊電流、電流急劇的變化、電源電壓的波動(dòng)的影響。對干高頻焊機(jī)。保護(hù)器還應(yīng)有良好的抗電磁干擾性能。對于有非線性元件而產(chǎn)生高次諧波以及對有整流元件的設(shè)備，應(yīng)采用零序電阻互感器二次邊接有濾波電容的保護(hù)器，而且互感器鐵心應(yīng)選用剩磁低的軟磁材料制成。
用于防止漏電火災(zāi)的漏電報(bào)警裝置的動(dòng)作電流可在100～500mA 范圍內(nèi)選擇。
漏電保護(hù)裝置的額定電壓、額定電流、分?jǐn)嗄芰Φ染鶓?yīng)與線路條件相適應(yīng)。
漏電保護(hù)裝置的極數(shù)應(yīng)按線路特征選擇。單相線路選用二極保護(hù)器，僅帶三相負(fù)載的三相線路可選用三極保護(hù)器，動(dòng)力與照明合用的三相四線線路和三相照明線路必須選用四極保護(hù)器。
2.漏電保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行
（1）安裝。有金屬外殼的Ⅰ類移動(dòng)式電氣設(shè)備和手持式電動(dòng)工具、安裝在潮濕或強(qiáng)腐蝕等惡劣場所的電氣設(shè)備、建筑施工工地的施工電氣設(shè)備、臨時(shí)性電氣設(shè)備、賓館類的客房內(nèi)的插座、觸電危險(xiǎn)性較大的民用建筑物內(nèi)的插座、游泳池或浴池類場所的水中照明設(shè)備、安裝在水中的供電線路和電氣設(shè)備，以及醫(yī)院中直接接觸人體的醫(yī)用電氣設(shè)備（胸腔手術(shù)室的除外）等均應(yīng)安裝漏電保護(hù)裝置。
對于公共場所的通道照明電源和應(yīng)急照明電源、消防用電梯及確保公共場所安全的電氣設(shè)備、用于消防設(shè)備的電源（如火災(zāi)報(bào)警裝置、消防水泵、消防通道照明等）、用于防盜報(bào)警的電源，以及其他不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源，漏電時(shí)立即切斷電源將會(huì)造成其他事故或重大經(jīng)濟(jì)損失。在這些場合，應(yīng)裝設(shè)不切斷電源的漏電報(bào)警裝置。
從防止觸電的角度考慮，使用安全電壓供電的電氣設(shè)備、一般環(huán)境條件下使用的具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備、一般環(huán)境條件下使用隔離變壓器供電的電氣設(shè)備、在采用不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)措施的場所中使用的電氣設(shè)備，以及其他沒有漏電危險(xiǎn)和觸電危險(xiǎn)的電氣設(shè)備可以不安裝漏電保護(hù)裝置。
安裝漏電保護(hù)裝置前，應(yīng)仔細(xì)檢查其外殼、銘牌、接線端子、試驗(yàn)按鈕、合格證等是否完好。
漏申保護(hù)裝置的安裝應(yīng)合牛產(chǎn)廠產(chǎn)品說明書的要求 ∶漏電保護(hù)裝置的額定電壓、額定電流、額定分?jǐn)嗄芰�、極數(shù)、環(huán)境條件以及額定漏電動(dòng)作電流和分?jǐn)鄷r(shí)間在滿足被保護(hù)供電線路和電氣設(shè)備運(yùn)行要求的同時(shí)，還必須滿足安全要求。
裝有漏電保護(hù)裝置的電氣線路和設(shè)備的泄漏電流必須控制在允許范圍內(nèi)。所選用漏電保護(hù)裝置的額定不動(dòng)作電流不應(yīng)小于正常泄漏電流最大值的2倍。當(dāng)泄漏電流大于允許值時(shí)，必須更換絕緣良好的電氣線路或設(shè)備。當(dāng)電氣設(shè)備裝有高靈敏度的漏電保護(hù)裝置時(shí)，則電氣設(shè)備單獨(dú)接地裝置的接地電阻可適當(dāng)放寬，但應(yīng)限制預(yù)期的接觸電壓在允許范圍內(nèi)。安裝漏電保護(hù)裝置的電動(dòng)機(jī)及其他電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的絕緣電阻值不應(yīng)低于0.5MΩ。
漏電保護(hù)裝置應(yīng)安裝在無腐蝕性氣體、無爆炸危險(xiǎn)（防爆型除外）的場所，并應(yīng)注意防潮、防塵、防強(qiáng)震、防陽光直射、防磁場干擾的要求;安裝位置應(yīng)便于檢查、便于操作。保護(hù)器應(yīng)垂直安裝，并安裝牢固。安裝帶有短路保護(hù)的漏電開關(guān)必須保證在電弧噴出方向留有足夠的飛弧距離。
用于防止觸電事故的漏電保護(hù)裝置只能作為附加保護(hù)。加裝漏電保護(hù)裝置的同時(shí)不得取消或放棄原有的基本安全措施。
（2）誤動(dòng)作和拒動(dòng)作。誤動(dòng)作是指漏電保護(hù)裝置在線路或設(shè)備未發(fā)生預(yù)期的觸電或漏電時(shí)的動(dòng)作。拒動(dòng)作是指發(fā)生預(yù)期動(dòng)作的觸電或漏電時(shí)，保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作。誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)影響漏電保護(hù)裝置正常運(yùn)行。
（3）接線。漏電保護(hù)裝置的接線必須正確。接線錯(cuò)誤可能導(dǎo)致漏電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，也可能導(dǎo)致漏電保護(hù)裝置拒動(dòng)作。
接線前應(yīng)分清漏電保護(hù)裝置的輸入端和輸出端、分清相線和零線，不得反接或錯(cuò)接。輸入端與輸出端接錯(cuò)時(shí)，電子式漏電保護(hù)裝置的電子線路可能由于沒有電源而不能正常工作。
漏電保護(hù)裝置負(fù)載側(cè)的線路必須保持獨(dú)立，即負(fù)載側(cè)的線路（包括相線和工作零線）不得與接地裝置連接，不得與保護(hù)零線連接，也不得與其他電氣回路連接。在保護(hù)接零線路中，應(yīng)將工作零線與保護(hù)零線分開∶N線必須經(jīng)過保護(hù)器，PE線或PEN線不得經(jīng)過保護(hù)器。
（4）使用。對于運(yùn)行中的漏電保護(hù)裝置，應(yīng)當(dāng)定期檢查和試驗(yàn)。①外部檢查。保護(hù)器外殼各部及其上部件、連接端子應(yīng)保持清潔，完好無損;膠木外殼不應(yīng)變形、變色，不應(yīng)有裂紋和燒傷痕跡;制造廠名稱（或商標(biāo)）、型號、額定電壓、額定電流、額定動(dòng)作電流等應(yīng)標(biāo)志清楚，并應(yīng)與運(yùn)行線路的條件和要求相符合。保護(hù)器外殼防護(hù)等級應(yīng)與使用場所的環(huán)境條件相適應(yīng)。
接線端子不應(yīng)松動(dòng);連接部位不得變色。接線端子不應(yīng)被明顯腐蝕。
保護(hù)器工作時(shí)應(yīng)沒有雜音。
漏電保護(hù)開關(guān)的操作手柄應(yīng)靈活、可靠。
②自檢裝置。用力壓下試驗(yàn)按鈕后，按鈕應(yīng)能完全復(fù)位。漏電保護(hù)裝置安裝完畢后，應(yīng)操作試驗(yàn)按鈕檢驗(yàn)其動(dòng)作可靠性，確認(rèn)可以正常動(dòng)作后才允許投入使用。使用過程中也應(yīng)定期用試驗(yàn)按鈕試驗(yàn)其可靠性。為了防止燒壞試驗(yàn)電阻，不宜過于頻繁地試驗(yàn)。
③溫度。保護(hù)器外殼膠木件最高溫度不得超過65 ℃，外殼金屬件最高溫度不得超過55℃;接線端子溫度一般不得超過65 ℃。
④絕緣電阻。絕緣電阻應(yīng)在運(yùn)行位置斷電測定。測定應(yīng)采用500 V兆歐表。應(yīng)測定保護(hù)器斷開時(shí)同極進(jìn)出線之間，保護(hù)器閉合時(shí)每極與連在一起的其他各極之間，保護(hù)器閉合時(shí)連在一起的各極與保護(hù)框架之間、與覆蓋金屬箔的絕緣外殼之間的絕緣電阻。各部絕緣電阻均不得低于1.5MQ。
⑤管理。已安裝的保護(hù)器應(yīng)有專人負(fù)責(zé)動(dòng)作記錄、檢查、外部維護(hù)和更換，并應(yīng)建立設(shè)備檔案。使用人應(yīng)了解保護(hù)器的功能，掌握保護(hù)器的自檢方法;應(yīng)熟知正確的停、送電程序。
經(jīng)維修后的漏電保護(hù)裝置，性能指標(biāo)不得降低，并應(yīng)通過試驗(yàn)檢查和校驗(yàn)。
