双重绝缘、安全电压和漏电保护

知识点：双重绝缘

 双重绝缘、安全电压和漏电保护

 

双重绝缘属于防止间接接触电击的安全措施;安全电压和漏电保护属于既能防止直接接触电击，也能防止间接接触电击的安全措施。

一、双重绝缘

1.双重绝缘结构

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。图3-2所示为双重绝缘结构和加强绝缘结构的示意图。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。加强绝缘是具有与上述双重绝缘相同绝缘水平的单一绝缘。

 

具有双重绝缘的电气设备属于Ⅱ类设备。按其外壳特征，Ⅱ类设备分为以下3种类型∶

（1）绝缘外壳基本上连成一体的Ⅱ类设备。

（2）金属外壳基本上连成一体的Ⅱ类设备。

（3）兼有绝缘外壳和金属外壳两种特征的Ⅱ类设备。

2.双重绝缘设备的使用

应定期测量双重绝缘设备可触及部位与工作时带电部位之间的绝缘电阻是否符合要求;使用前，应检查双重绝缘设备及其电源线是否完好;凡属双重绝缘的设备，不得再行接地或接零。

从安全角度考虑，一般场所使用的手持电动工具应优先选用Ⅱ类设备。在潮湿场所或金属构架上工作应尽且选用Ⅱ类工具或选用安全电压的工具。

 

二、安全电压

安全电压是在一定条件下、一定时间内不危及生命安全的电压。根据欧姆定律，可以把加在人身上的电压限制在某一范围之内，使得在这种电压下，通过人体的电流不超过允许的范围。这一电压就叫做安全电压，也叫做安全特低电压。具有安全电压的设备属于Ⅲ类设备。

1.安全电压限值和额定值

（1）限值。安全电压限值是在任何情况下，任意两导体之间都不得超过的电压值。我国标准规定工频安全电压有效值的限值为50V。这一限值是根据人体电流30mA 和人体电阻1700Ω的条件确定的。

对于电动儿童玩具及类似电器，当接触时间超过1s时，建议干燥环境中工频安全电压有效值的限值取33V、直流安全电压的限值取70V;潮湿环境中工频安全电压有效值的限值取16V、直流安全电压的限值取35V。

（2）额定值。我国规定工频有效值的额定值有42V、36V、24V、12V和6V。凡特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42V安全电压;凡有电击危险环境使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压;金属容器内、隧道内、水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄、行动不便的环境应采用12 V安全电压;水下作业等特殊场所应采用6V安全电压。当电气设备采用24V 以上安全电压时，必须采取直接接触电击的防护措施。

2.安全电源及回路配置

（1）安全电源。通常采用安全隔离变压器作为安全电压的电源。

其接线如图3-3所示。安全隔离变压器的一次线圈与二次线圈之间有良好的绝缘;其间还可用接地的屏蔽隔离开来。除隔离变压器外，具有同等隔离能力的发电机、蓄电池、电子装置等均可做成安全电压电源。但不论采用什么电源，安全电压边均应与高压边保持双重绝缘的水平。

 

一般用途的单相安全隔离变压器的额定容量不应超过10kV·A，三相的不应超过16kV·A。电铃用变压器的额定容量不应超过100V·A。玩具用变压器的额定容量不应超过200V·A。

安全隔离变压器的外壳一般不能打开。其外壳结构应能防止偶然触及带电部分的可能性。变压器的各附件应予紧固，运行中不得因振动、发热而松动。盖板至少应有两种方式加以固定，而且，其中至少有一种方式必须使用工具实现。安全隔离变压器应具有耐热、防潮、防水及抗振的结构。

（2）回路配置。安全电压回路的带电部分必须与较高电压的回路保持电气隔离，并不得与大地、保护接零（地）线或其他电气回路连接。但变压器外壳及其一、二次线圈之间的屏蔽隔离层应按规定接地或接零。如果变压器不具备双重绝缘的结构，为了减轻变压器一次线圈与二次线圈短接的危险，二次线圈应接地或接零。

安全电压的配线最好与其他电压等级的配线分开敷设。否则，其绝缘水平应与共同敷设的其他较高电压等级配线的绝缘水平一致。

（3）插销座。安全电压的设备的插销座不得带有接零或接地插头或插孔。为了保证不与其他电压的插销座有插错的可能，安全电压应采用不同结构的插销座，或者在其插座上有明显的标志。

（4）短路保护。安全隔离变压器的一次边和二次边均应装设短路保护元件。

（5）功能特低电压。如果电压值与安全电压值相符，而由于功能上的原因，电源或回路配置不完全符合安全电压的要求，则称为功能特低电压。其补充安全要求是∶装设必要的屏护或加强设备的绝缘，以防止直接接触电击;当该回路同一次边保护零线或保护地线连接时，一次边应装设防止电击的自动断电装置，以防止间接接触电击。其他要求与安全电压相同。

3.电气膈高

电气隔离指工作回路与其他回路实现电气上的隔离。电气隔离是通过采用1∶1，即一次边、二次边电压相等的隔离变压器来实现的。电气隔离的安全原理是在隔离变压器的二次边构成了一个不接地的电网，因而阻断了在二次边工作的人员单相电击时电击电流的通路。

 

三、漏电保护

漏电保护装置主要用于防止间接接触电击和直接接触电击。漏电保护装置也用于防止漏电火灾，以及用于监测一相接地故障。

漏电保护装置种类很多。按照动作原理，分为电压型和电流型两类;按照有无电子元器件，分为电子式和电磁式两类;按照极数，分为二极、三极和四极漏电保护器等。

电压型漏电保护装置以设备上的故障电压为动作信号，电流型漏电保护装置以漏电电流或触电电流为动作信号。动作信号经处理后带动执行元件动作，促使线路迅速分断。

1.漏电保护装置选用

选用漏电保护装置应当考虑多方面的因素。其中，首先是正确选择漏电保护装置的动作电流。在浴室、游泳池、隧道等电击危险

性很大的场合，应选用高灵敏度的漏电保护装置。如果在作业场所遭受电击后，有其他人帮助及时脱离电源，则漏电保护装置的动作电流可以大于摆脱电流;如系快速型保护装置，动作电流可按室颤电流选取;如果是前级保护，即分保护前面的总保护，动作电流可超过心室颤动电流。如果作业场所无他人配合工作，动作电流不应超过摆脱电流。在触电后可能导致严重二次事故的场合。应

选用6mA动作电流。为了保护儿童或病人，应采用10mA 以下的动作电流。

选择动作电流还应考虑误动作的可能性。保护器应能避开线路不平衡的泄漏电流而不动作;还应能在安装位置可能出现的电磁干扰下不误动作。选择动作电流还应考虑保护器制造的实际条件。例如，纯电磁式产品很难达到30 mA 以下的动作电流。在多级保护的情况下，选择动作电流还应考虑多级保护的需要。

对于电动机，保护器应能躲过电动机起动时的泄漏电流而不动作。保护器应有较好的平衡特性，以避免在数倍于额定电流的堵转电流冲击下误动作。对于不允许停转的电动机，应采用漏电报警方式，而不采用漏电切断方式。对于照明线路，宜根据泄漏电流的大小和分布，采用分级保护的方式。支线上选用高灵敏度保护器，干线上选用中灵敏度保护器。在建筑工地、金属构架上等电击危险性大的场合。Ⅰ类移动式设备应配用高灵敏度漏电保护装置。电热设备应按热态泄漏状况选择保护器的动作电流。对于电焊机，应考虑保护器的正常工作不受电焊的短时冲击电流、电流急剧的变化、电源电压的波动的影响。对干高频焊机。保护器还应有良好的抗电磁干扰性能。对于有非线性元件而产生高次谐波以及对有整流元件的设备，应采用零序电阻互感器二次边接有滤波电容的保护器，而且互感器铁心应选用剩磁低的软磁材料制成。

用于防止漏电火灾的漏电报警装置的动作电流可在100～500mA 范围内选择。

漏电保护装置的额定电压、额定电流、分断能力等均应与线路条件相适应。

漏电保护装置的极数应按线路特征选择。单相线路选用二极保护器，仅带三相负载的三相线路可选用三极保护器，动力与照明合用的三相四线线路和三相照明线路必须选用四极保护器。

2.漏电保护装置安装和运行

（1）安装。有金属外壳的Ⅰ类移动式电气设备和手持式电动工具、安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备、建筑施工工地的施工电气设备、临时性电气设备、宾馆类的客房内的插座、触电危险性较大的民用建筑物内的插座、游泳池或浴池类场所的水中照明设备、安装在水中的供电线路和电气设备，以及医院中直接接触人体的医用电气设备（胸腔手术室的除外）等均应安装漏电保护装置。

对于公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防用电梯及确保公共场所安全的电气设备、用于消防设备的电源（如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等）、用于防盗报警的电源，以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源，漏电时立即切断电源将会造成其他事故或重大经济损失。在这些场合，应装设不切断电源的漏电报警装置。

从防止触电的角度考虑，使用安全电压供电的电气设备、一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘结构的电气设备、一般环境条件下使用隔离变压器供电的电气设备、在采用不接地的局部等电位联结措施的场所中使用的电气设备，以及其他没有漏电危险和触电危险的电气设备可以不安装漏电保护装置。

安装漏电保护装置前，应仔细检查其外壳、铭牌、接线端子、试验按钮、合格证等是否完好。

漏申保护装置的安装应合牛产厂产品说明书的要求 ∶漏电保护装置的额定电压、额定电流、额定分断能力、极数、环境条件以及额定漏电动作电流和分断时间在满足被保护供电线路和电气设备运行要求的同时，还必须满足安全要求。

装有漏电保护装置的电气线路和设备的泄漏电流必须控制在允许范围内。所选用漏电保护装置的额定不动作电流不应小于正常泄漏电流最大值的2倍。当泄漏电流大于允许值时，必须更换绝缘良好的电气线路或设备。当电气设备装有高灵敏度的漏电保护装置时，则电气设备单独接地装置的接地电阻可适当放宽，但应限制预期的接触电压在允许范围内。安装漏电保护装置的电动机及其他电气设备在正常运行时的绝缘电阻值不应低于0.5MΩ。

漏电保护装置应安装在无腐蚀性气体、无爆炸危险（防爆型除外）的场所，并应注意防潮、防尘、防强震、防阳光直射、防磁场干扰的要求;安装位置应便于检查、便于操作。保护器应垂直安装，并安装牢固。安装带有短路保护的漏电开关必须保证在电弧喷出方向留有足够的飞弧距离。

用于防止触电事故的漏电保护装置只能作为附加保护。加装漏电保护装置的同时不得取消或放弃原有的基本安全措施。

（2）误动作和拒动作。误动作是指漏电保护装置在线路或设备未发生预期的触电或漏电时的动作。拒动作是指发生预期动作的触电或漏电时，保护装置拒绝动作。误动作和拒动作都会影响漏电保护装置正常运行。

（3）接线。漏电保护装置的接线必须正确。接线错误可能导致漏电保护装置误动作，也可能导致漏电保护装置拒动作。

接线前应分清漏电保护装置的输入端和输出端、分清相线和零线，不得反接或错接。输入端与输出端接错时，电子式漏电保护装置的电子线路可能由于没有电源而不能正常工作。

漏电保护装置负载侧的线路必须保持独立，即负载侧的线路（包括相线和工作零线）不得与接地装置连接，不得与保护零线连接，也不得与其他电气回路连接。在保护接零线路中，应将工作零线与保护零线分开∶N线必须经过保护器，PE线或PEN线不得经过保护器。

（4）使用。对于运行中的漏电保护装置，应当定期检查和试验。①外部检查。保护器外壳各部及其上部件、连接端子应保持清洁，完好无损;胶木外壳不应变形、变色，不应有裂纹和烧伤痕迹;制造厂名称（或商标）、型号、额定电压、额定电流、额定动作电流等应标志清楚，并应与运行线路的条件和要求相符合。保护器外壳防护等级应与使用场所的环境条件相适应。

接线端子不应松动;连接部位不得变色。接线端子不应被明显腐蚀。

保护器工作时应没有杂音。

漏电保护开关的操作手柄应灵活、可靠。

②自检装置。用力压下试验按钮后，按钮应能完全复位。漏电保护装置安装完毕后，应操作试验按钮检验其动作可靠性，确认可以正常动作后才允许投入使用。使用过程中也应定期用试验按钮试验其可靠性。为了防止烧坏试验电阻，不宜过于频繁地试验。

③温度。保护器外壳胶木件最高温度不得超过65 ℃，外壳金属件最高温度不得超过55℃;接线端子温度一般不得超过65 ℃。

④绝缘电阻。绝缘电阻应在运行位置断电测定。测定应采用500 V兆欧表。应测定保护器断开时同极进出线之间，保护器闭合时每极与连在一起的其他各极之间，保护器闭合时连在一起的各极与保护框架之间、与覆盖金属箔的绝缘外壳之间的绝缘电阻。各部绝缘电阻均不得低于1.5MQ。

⑤管理。已安装的保护器应有专人负责动作记录、检查、外部维护和更换，并应建立设备档案。使用人应了解保护器的功能，掌握保护器的自检方法;应熟知正确的停、送电程序。

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