注冊安全工程師《安全生產技術基礎》第二章第二節(jié)講義課件

注冊安全工程師《安全生產技術基礎》第二

章第二節(jié)講義課件全考點

第二節(jié)觸電防護技術

觸電防護技術包括直接接觸觸電防護、間接接觸觸電防護和兼防直接接觸和間接接觸觸電防

護技術。

直接接觸電擊防護措施：絕緣、屏護和間距。

間接接觸電擊防護措施：接地、接零、等電位聯(lián)結、雙重絕緣、電氣隔離、不導電環(huán)境。

兼防直接和間接電擊措施：安全電壓、漏電保護。

一、絕緣、屏護和間距（防直接接觸電擊）

（一）絕緣

1.絕緣材料

（1）絕緣材料分類

1）固體絕緣材料，包括陶瓷、玻璃、云母、石棉等無機絕緣材料，橡膠、塑料、纖維制品

等有機絕緣材料和玻璃漆布等復合絕緣材料。

2）液體絕緣材料，包括礦物油、硅油等液體。

3）氣體絕緣材料，包括六氟化硫、氮等氣體。

（2）絕緣材料性能

絕緣材料有電性能、熱性能、機械性能、化學性能、吸潮性能、抗生物性

能等多項性能指標。

1）電性能：絕緣電阻、耐壓強度、泄漏電流和介質損耗。

電阻率：相應于在穩(wěn)定直流狀態(tài)下材料所表現(xiàn)的電阻率。

介電常數(shù)：表明絕緣極化特征的性能參數(shù)。介電常數(shù)越大，極化過程越慢。

絕緣電阻：相當于漏導電流遇到的電阻，是直流電阻。絕緣物受潮后絕緣電阻明顯降低。

2）力學性能：指強度、彈性等性能。隨著使用時間延長，力學性能將逐漸降低。

3）熱性能：包括耐熱性能、耐弧性能、阻燃性能、軟化溫度和黏度。

耐熱性能：用允許工作溫度來衡量。

耐弧性能：指接觸電弧時表面抗炭化的能力。無機絕緣材料的耐弧性優(yōu)于有機絕緣材料。

阻燃性能：用氧指數(shù)表示，氧指數(shù)是在規(guī)定的條件下，材料在氧、氮混合氣體中恰好能保持

燃燒狀態(tài)所需要的最低氧濃度。

軟化溫度：是指固體絕緣在較高溫度下維持不變形的能力。

黏度：指絕緣液體的流動性。

4）吸潮性能：包括吸水性能和親水性能。木材屬于吸水性材料，玻璃屬于非吸水性材料、

屬于親水性材料，蠟和聚四氟乙烯屬于非親水性材料。

5）抗生物性能：材料抵御霉菌等生物性破壞的能力。

2.絕緣破壞

（1）絕緣擊穿（都是由碰撞電離導致的電擊穿）

1）氣體絕緣擊穿：氣體擊穿后絕緣性能會很快恢復。

2）液體絕緣擊穿：絕緣性能只在一定程度上得到恢復。液體的密度越大越難擊穿，擊穿強

度比氣體高。液體絕緣的擊穿特性與其純凈程度有關。

3）固體絕緣擊穿：有電擊穿、熱擊穿、電化學擊穿、放電擊穿等擊穿形式。固體絕緣擊穿

后將失去其原有性能。

電擊穿：特點是作用時間短、擊穿電壓高。

熱擊穿：特點是電壓作用時間較長，擊穿電壓較低。

電化學擊穿：特點是電壓作用時間很長、擊穿電壓很低。

放電擊穿：在強電場作用下，內部氣泡首先發(fā)生碰撞電離而放電，繼而加熱其他雜質，使

之氣化形成氣泡，由氣泡放電進一步發(fā)展導致的擊穿。

（2）絕緣老化

老化是絕緣材料在運行過程中受到熱、電、光、氧、機械力、微生物等因素的長期作用，發(fā)

生一系列不可逆的物理化學變化，導致電氣性能和機械性能的劣化。

(3)絕緣損壞

損壞是絕緣材料受到外界腐蝕性液體、氣體、蒸氣、潮氣、粉塵的污染和侵蝕，以及受到外

界熱源、機械力、生物因素的作用，失去電氣性能、力學性能的現(xiàn)象。

(二)屏護和間距

1.屏護

采用護罩、護蓋、柵欄、箱體、遮攔等將帶電體同外界隔絕。

(1)凡用金屬材料制成的屏護裝置，為了防止屏護裝置意外帶電造成觸電事故，必須進行

接地(接零)。

(2)遮攔入口門上應按需要安裝信號裝置和聯(lián)鎖裝置。

(3)柵欄和遮攔安裝要求。

2.間距

間距是將可能觸及的帶電體置于可能觸及的范圍之外。

(1)架空線路應避免跨越建筑物，架空線路不應跨越可燃材料屋頂?shù)慕ㄖ?。架空線路必

須跨越建筑物時，應與有關部門協(xié)商并取得該部門的同意。

(2)架空線路導線與建筑物的最小距離:

(3)架空線路應與有爆炸危險的廠房和有火災危險的廠房保持必須的防火間距。

(4)架空線路斷線接地時，為防跨步電壓傷人，離接地點4m~8m范圍內，不能隨意進

入。

(5)在低壓作業(yè)中，人體及其所攜帶工具與帶電體的距離不應小于0.1m。

(6)在10kV作業(yè)中，無遮攔時，人體及其所攜帶工具與帶電體的距離不應小于0.7m;

有遮攔時，遮攔與帶電體之間的距離不應小0.35m。

二、保護接地和保護接零(防間接接觸電擊)

(一)接地保護

1.IT系統(tǒng)(保護接地)

(1)IT系統(tǒng)安全原理

保護接地是將電氣設備在故障情況下可能呈現(xiàn)危險電壓的金屬部位經(jīng)接地線、接地體同大地

緊密地連接起來；其安全原理是通過低電阻接地，把故障電壓限制在安全范圍以內。但應注

意漏電狀態(tài)并未因保護接地而消失。

宇母I：表示配電網(wǎng)不接地或經(jīng)高阻抗接地。

字母T:表示電氣設備外殼直接接地。

（2）IT系統(tǒng)系統(tǒng)應用范圍和基本要求

1）把故障電壓限制在安全范圍以內，但漏電狀態(tài)并未消失。

2）只有在不接地配電網(wǎng)中，由于單相接地電流較小，才有可能通過保護接地把漏電設備故

障對地電壓限制在安全范圍之內。

3）在線路較長的低壓配電網(wǎng)中，單相電擊的危險性依然存在。

4）保護接地適用于各種不接地配電網(wǎng)。

5）在380V不接地低壓配電網(wǎng)中，保護接地電阻REW4Q。當電壓不超過lOOkV-A時，

可以放寬到RE<10Qo

6）不需要強制切斷故障電路，不需要強制設置漏電保護裝置，通常設置在發(fā)生漏電事故后

仍需要正常運行的用電設備供電。如消防安防、礦井通風換氣設備、手術室、潔凈室的通風

換氣設備。

2.TT系統(tǒng)（工作接地系統(tǒng)）

（1）TT系統(tǒng)安全原理

第一個T:電源直接接地。

第二個T:電氣設備外殼直接接地。圖中，中性點引出的導線N叫做中性線（也叫做工作

零線）。中性點的接地RN叫做工作接地。

（2）TT系統(tǒng)應用范圍和基本要求

1）TT系統(tǒng)的接地RE雖然可以大幅度降低漏電設備上的故障電壓，但單憑RE的作用不能

將觸電危險性降低到安全范圍以內。

2）由于故障回路串聯(lián)有RE和RN,故障電流不可能太大，一般的短路保護不起作用，不

能及時切斷電源，使故障長時間延續(xù)下去。因此，采用TT系統(tǒng)統(tǒng)中應裝設能自動切斷漏電

故障的漏電保護裝置（剩余電流保護裝置）。

3）TT系統(tǒng)主要用于低壓用戶，即用于未裝備配電變壓器，從外面引進低壓電源的小型用

戶。

總結：接地保護

（二）接零保護

1.保護接零系統(tǒng)安全原理和類別

保護接零系統(tǒng)就是TN系統(tǒng)。T:電源接地。N:電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分

與配電網(wǎng)中性點（N點）之間做金屬性連接，亦即與配電網(wǎng)保護零線（保護導體）的直接

連接。

原理：當設備某相帶電體碰連設備外殼（外露導電部分）時，通過設備外殼形成該相對保護

零線的單相短路，短路電流促使線路上的短路保護迅速動作，從而將故障部分斷開電源，消

除電擊危險。

TN系統(tǒng)分為TN-S,TN-C-S,TN-C三種方式。

1)TN-S系統(tǒng)是保護零線與中性線完全分開的系統(tǒng)。(PE:5根線)

2)TN-C-S系統(tǒng)是干線部分的前一段保護零線與中性線共用，后一段保戶零線與中性線分

開的系統(tǒng)。(PEN+PE:4.5根線)

3)TN-C系統(tǒng)是干線部分保護零線與中性線完全共用的系統(tǒng)。(PEN:4根線)

在TN系統(tǒng)中，中性線用N表示，專用的保護線用PE表示，共用的保護線與中性線用PEN

表小。

2.TN系統(tǒng)速斷和限壓要求

(1)除速斷保護的作用外，保護接零也能降低漏電設備對地電壓，但將漏電設備對地電壓

限制在某一安全范圍內是困難的。

(2)在接零系統(tǒng)中，對于配電線路或僅供給固定式電氣設備的線路，故障持續(xù)時間不宜超

過5s。

(3)對于供給手持式電動工具、移動式電氣設備的線路或插座回路，電壓220V者故障持

續(xù)時間不應超過0.4s,380V者不應超過0.2s。

(4)為了實現(xiàn)保護接零要求，可以采用一般過電流保護裝置或剩余電流保護裝置。

3.保護接零應用范圍

(1)TN-S系統(tǒng)：可用于有爆炸危險，或火災危險性較大，或安全要求較高的場所，宜用

于有獨立附設變電站的車間。

(2)TN-C系統(tǒng)：可用于無爆炸危險、火災危險性不大、用電設備較少、用電線路簡單且

安全條件較好的場所。

(3)TN-C-S系統(tǒng)：宜用于廠內設有總變電站，廠內低壓配電的場所及非生產性樓房。

總結：接零保護

4.重復接地

重復接地指PE線或PEN線除工作接地以外其他點的再次接地。

重復接地的作用：

(1)減輕零線斷開或接觸不良時電擊的危險性。

(2)降低漏電設備的對地電壓。

(3)改善架空線路的防雷性能。

(4)縮短漏電故障持續(xù)時間。

5.工作接地

(1)工作接地指配電網(wǎng)在變壓器或發(fā)電機中性點的接地。

(2)工作接地的主要作用是減輕各種過電壓的危險。在配電系統(tǒng)發(fā)生一相故障接地的情況

下，如有工作接地RN<4Q,一般可限制中性線對地電壓一般不超過50V、非接地相對地

電壓不超過250V。

(3)在不接地的10kV系統(tǒng)中，工作接地與變壓器外殼的接地、避雷器的接地是共用的。

一般要求RN<40;高土壤電阻率地區(qū)，允許RN<10Qo

(4)在直接接地的10kV系統(tǒng)中，工作接地應與變壓器外殼的接地、避雷器的接地分開。

6.等電位聯(lián)結(連接)

(1)等電位連接指保護導體與建筑物的金屬結構、生產用的金屬裝備以及允許用作保護線

的金屬管道等用于其他目的的不帶電導體之間的連接。

(2)等電位連接是保護接零系統(tǒng)的組成部分。

(3)主等電位連接導體的最小截面積不得小于最大保護導體截面積的1/2,且不得小于

6mm2。

(4)兩臺設備之間局部等電位連接導體的最小截面積不得小于兩臺設備保護導體中較小者

的截面積。

(5)設備與設備外導體之間的局部等電位連接線的截面積不得小于該設備保護零支線截面

積的1/20

（三）保護導體和接地裝置

1.保護導體

（1）保護導體組成

1）保護導體包括保護接地線、保護接零線和等電位聯(lián)結線。保護導體分為人工保護導體和

自然保護導體。

2）交流電氣設備應優(yōu)先利用建筑物的金屬結構，生產用的起重機的軌道、配線的鋼管等自

然導體作保護導體。

3）在低壓系統(tǒng)，允許利用不流經(jīng)可燃液體或氣體的金屬管道作為保護導體。

4）人工保護導體可以采用多芯電纜的芯線、與相線同一護套內的絕緣線、固定敷設的絕緣

線或裸導體等。

5）保護導體干線必須與電源中性點和接地體（工作接地、重復接地）相連，保護導體支線

應與保護干線相連。

6）保護干線應經(jīng)兩條連接線與接地體連接。

7）所有保護導體，包括有保護作用的PEN線，均不得安裝單極開關和熔斷器。

8）各設備的保護（支線）不得串聯(lián)連接，即不得利用設備的外露導電部分作為保護導體的

一部分。

（2）保護導體截面積

1）當保護線與相線材料相同時，保護線符合下表的規(guī)定:

2）采用單芯絕緣導線作保護零線PE線時，有機械防護的不得小于2.5mm2;沒有機械防

護的不得小于4mm2。

3）銅質PEN線截面積不得小于10mm2、鋁質的不得小于16mm2,如系電纜芯線則不得

小于4mm2。

4）電纜線路應利用其專用保護芯線和金屬包皮作保護接零。

2.接地裝置

（1）自然接地體和人工接地體

1）埋設在地下的金屬管道（有可燃或爆炸性介質的管道除外）、金屬井管、與大地有可靠連

接的建筑物的金屬結構、水工構筑物及類似構筑物的金屬管、樁等自然導體均可用作自然接

地體。

2）當自然接地體的接地電阻符合要求時，可不敷設人工接地體（發(fā)電廠和變電所除外）。

3）自然接地體至少應有兩根導體在不同地點與接地網(wǎng)連接（線路桿塔除外）。

（2）接地線

1）交流電氣設備應優(yōu)先利用自然導體作接地線。在非爆炸危險環(huán)境，如自然接地線有足夠

的截面，可不再另行敷設人工接地線。

2）非經(jīng)允許，接地線不得作其他電氣回路使用。

3）不得利用蛇皮管、管道保溫層的金屬外皮或金屬網(wǎng)以及電纜的金屬護層作接地線。

（3）接地裝置安裝

1）接地體上端離地面深度不應小于0.6m（農田地帶不應小于1m）,并應在冰凍層以下。

2）接地體宜避開人行道和建筑物出入口附近。

3）接地體的引出導體應引出地面0.3m以上。

4）接地體離獨立避雷針接地體之間的地下水平距離不得小于3m;離建筑物墻基之間的地

下水平距離不得小于1.5m。

5）接地裝置應盡量避免敷設在腐蝕性較強的地帶。

6）為防止機械損傷和化學腐蝕，接地線與鐵路或公路的交叉處及其他可能受到損傷處，均

應穿管或用角鋼保護。

（4）接地裝置連接

1）接地裝置地下部分的連接采用焊接，并應采用搭焊，不得有虛焊。

2）利用自然導體作接地線時，其伸縮縫或接頭處應設加跨接線。

3)接地線與管道的連接可采用螺紋或抱箍螺紋連接，但必須采用鍍鋅件。

4)在有振動的地方，應采取防松措施。

三、雙重絕緣、安全電壓和漏電保護

(-)雙重絕緣

雙重絕緣屬于防止間接接觸電擊的安全技術措施。

L雙重絕緣結構

雙重絕緣是強化的絕緣結構，包括雙重絕緣和加強絕緣兩種類型。具有雙重絕緣的電氣設

備屬于□類電氣設備。

(1)工作絕緣。又稱基本絕緣，是帶電體與不可觸及導體之間的絕緣。是保證電氣設備正

常工作和防止觸電的基本絕緣。

(2)保護絕緣。又稱附加絕緣，是不可觸及的導體與可觸及導體之間的絕緣。是當工作絕

緣損壞后用于防止電擊的絕緣

(3)雙重絕緣。指工作絕緣(基本絕緣)和保護絕緣(附加絕緣)。

(4)加強絕緣。是具有與雙重絕緣相同絕緣水平的單一絕緣。

2.雙重絕緣的基本條件

(1)n類設備的絕緣電阻用500V直流電壓測試。工作絕緣的絕緣電阻不得低于2MQ,

保護絕緣的絕緣電阻不得低于5MQ，加強絕緣的絕緣電阻不得低于7MQO

(2)n類設備的外殼應有足夠的絕緣水平和力學強度，外殼上的蓋、窗必須使用工具才能

打開。

(3)II類設備在其明顯部位應有"回"形標志。

(4)凡屬雙重絕緣的設備，不得再行接地或接零。

(二)安全電壓

安全電壓，也稱為特低電壓(ELV),是在一定條件下、一定時間內不危及生命安全的電壓。

安全電壓屬既能防止間接接觸電擊也能防止直接接觸電擊的安全技術措施。

依靠安全電壓供電的設備屬于□!類設備。

1.安全電壓限值和額定值

(1)限值

1)工頻安全電壓有效值的限值為50V。

2)直流安全電壓的限值為120V。

(2)額定值

2.安全電源及回路配置

（1）安全電源

1）通常采用安全隔離變壓器作為特低電壓的電源。

2）安全隔離變壓器的一次和二次線圈之間有良好的絕緣。

3）特低電壓邊均應與高壓邊保持雙重絕緣的水平。

安全隔離變壓器接線圖

4）I類電源變壓器可能觸及的金屬部分必須接地（或接零）。其電源線中，應有一條專用

的黃綠相間顏色的保護線。

5）□類電源變壓器不采取接地（或接零）措施，沒有接地端子。

（2）回路配置

1）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、保護接

零（地）線或其他電氣回路連接。

2）安全電壓的配線宜與其他電壓等級的配線分開敷設。

（3）插銷座

安全電壓設備的插銷座不得帶有接零或接地插頭。

（4）短路保護

安全隔離變壓器一次邊和二次邊均應裝設短路保護元件。

（5）功能特低電壓

1）裝設必要的屏護或加強設備的絕緣，以防止直接觸電。

2）該回路與一次邊保護零線或保護地線連接時，一次邊應裝設防止電擊的自動斷電裝置,

防止間接觸電。

（三）電氣隔離和不導電環(huán)境

電氣隔離和不導電環(huán)境都屬于防止間接接觸電擊的安全技術措施。

1.電氣隔離

電氣隔離指工作回路與其他回路實現(xiàn)電氣上的隔離。

安全原理是在隔離變壓器的二次邊構成了一個不接地的電網(wǎng)，阻斷在二次邊工作的人員單相

電擊電流的通路。

電氣隔離的回路必須符合以下條件：

（1）電源變壓器必須是隔離變壓器。

1）隔離變壓器的輸入繞組與輸出繞組沒有電氣連接，并具有雙重絕緣的結構。

2）單相隔離變壓器額定容量不超過25kUA,三相不超過40kV-A。

3）隔離變壓器的空載輸出電壓交流不應超過1000V.

(2)二次邊保持獨立。被隔離回路不得與其他回路及大地有任何連接。

(3)二次邊線路電壓過高或二次邊線路過長，都會降低這種措施的可靠性。

(4)為了防止隔離回路中兩臺設備的不同相線漏電時的故障電壓帶電的危險，設備的金屬

外殼之間應采取等電位連接措施。

2.不導電環(huán)境

不導電環(huán)境是指地板和墻都用不導電材料制成，即大大提高了絕緣水平的環(huán)境。不導電環(huán)境

必須符合以下安全要求：

(1)電壓500V及以下者,地板和墻每一點的電阻不應低于50kQ;電壓500V以上者不

應低于100kQo

(2)保持間距或設置屏障，防止人體在工作絕緣損壞后同時觸及不同電位的導體。

(3)具有永久性特征。不因受潮或引進其他設備而降低安全水平。

(4)為了保持不導電特征，不得有保護零線或保護地線。

(5)有防止場內高電位引出和場所范圍外和場所外低電位引入場所范圍內