直接接触电击防护与间接接触电击防护
直接接触电击防护与间接接触电击防护
一、绝缘
绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。良好的绝缘是保证电气设备和线路正常运行的必要条件，也是防止触及带电体的安全保障。电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级、环境条件和使用条件。
1.绝缘材料和性能
（1）绝缘材料种类。电工绝缘材料是指体积电阻率107Ω ·m 以上的材料。电工绝缘材料分为∶
①固体绝缘材料。包括瓷、玻璃、云母、石棉等无机绝缘材料，橡胶、塑料、纤维制品等有机绝缘材料和玻璃漆布等复合绝缘材料
②液体绝缘材料。包括矿物油、十二烷基苯、硅油等液体
③气体绝缘材料。包括六氟化硫、氮等气体人保管。
二、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。
裸带电导体和裸带电导体之间、带电体与地之间、带电体与其他设施之间是靠空气绝缘的，带电体的工作电压越高要求他们之间的空气距离越大。在一定工作电压下当他们之间的距离小到一定程度，高压电场就会将他们之间的空气击穿产生电弧放电的现象。带电体之间的放电将会引起弧光短路;带电体与地之间的放电将会产生弧光接地;同样当人体过分的接近带电体，电弧通过人体放电将会发生电击伤亡事故。为了防止人身伤亡和设备事故的发生，应当规定出带电体与带电体之间、带电体与地之间、带电体与其他设备之间、带电体与工作人员之间应保持的最小空气间隙，称为安全距离或称为安全间距。
2.安全距高的规定
安全间距的大小主要取决于电压的高低、设备运行状况和安装方式。并在安全规程中做出明确规定。电气工作人员从事电气设计、安装、调试、巡视、维修和从事带电作业的人员，都必须严格遵循。有关设备安全方面的有∶架空线路的安全距离、电缆线路的安全距离、室内外配线的安全距离、进户装置的安全距离、变配电设备的安全距离、低压用电装置的安全距离;着眼于人身安全，主要防止人体过分接近带电体方面的有 ∶维修、巡视时的安全距离和带电作业时的安全距离等。
间接接触电击在电击死亡事故中约占1/2，而这种电击在尚未导致死亡的事故中占的比例还要大一些。保护接地、保护接零、加强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位联结、安全电压和漏电保
护都是防止间接接触电击的技术措施。其中，保护接地和保护接零是防止间接接触电击的基本技术措施。除防止电击外，这两种技术措施还与低压系统的防火性能有关。
三、IT 系统
IT系统即保护接地系统。所谓接地，就是将设备的某一部位经接地装置与大地紧密连接起来。接地可分为正常接地和故障接地。正常接地又有工作接地和安全接地之分。工作接地指正常情况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地。安全接地是正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地，如防止触电的保护接地、防雷接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如对地短路等。
只有在不接地配电网中，由于其对地绝缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围之内。
1.保护接地应用范围
保护接地适用于各种不接地配电网，包括交流不接地配电网和直流不接地配电网，也包括低压不接地配电网和高压不接地配电网。在这类配电网中，凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部位，除另有规定外，均应接地。应接地的部位包括∶
（1）电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳。
（2）电气设备的传动装置。
（3）屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架的钢筋以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门。
（4）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座。
（5）交、直流电力电缆的金属接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的金属保护管和穿线的钢管。
（6）电缆桥架、支架和井架。
（7）装有避雷线的电力线路杆塔。
（8）装在配电线路杆上的电力设备。
（9）在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地短路电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。
（10）电除尘器的构架。
（11）封闭母线的外壳及其他裸露的金属部位。
（12）六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体。
（13）电热设备的金属外壳。
（14）控制电缆的金属护层。
（1）在木质、沥青等不良导电地面，无裸露接地导体的干燥的房间内，交流额定电压380V及以下，直流额定电压440V及以下的电气设备的金属外壳;但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。
（2）在干燥场所，交流额定电压127V及以下，直流额定电压110V及以下的电气设备的外壳。
（3）安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时不会在支持物上引起危险电压的绝缘子的金属底座等。
（4）安装在已接地金属框架上的设备，如穿墙套管等（但应保证设备底座与金属框架接触良好）。
（5）额定电压220V及以下的蓄电池室内的金属支架。
（6）由发电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道。
（7）与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。
此外，木结构或木杆塔上方的电气设备的金属外壳一般不应接地。
2.保护接地电阻值
（1）低压设备接地电阻。在380V不接地低压系统中，单相接地电流很小，为限制设备漏电时外壳对地电压不超过安全范围，一般要求保护接地电阻RE≤ 4Ω。
当配电变压器或发电机的容量不超过100kV·A时，由于配电网分布范围很小，单相故障接地电流更小，可以放宽对接地电阻的要求，取RE≤10Ω;
（2）高压设备接地电阻。在小接地短路电流系统中，如果高压设备与低压设备共用接地装置，要求设备对地电压不超过120V，其接地电阻为
如果高压设备单独装设接地装置，设备对地电压可放宽至250V，其接地电阻为
对于小接地短路电流系统，高压设备的保护接地电阻除应满足以上二式的要求外，还不应超过10Ω。以上两个式子中的IE为配电网的单相接地电流。
大接地短路电流系统要求安装故障接地速断保护装置。其接地电阻为
当接地电流IE>4 000A时，要求RE≤0.5Ω。发生单相接地时，接触电压和跨步电压应不超过50V。
在IT系统中，除要求接地电阻符合要求外，还应采取等电位联结、对地绝缘监视、过电压防护等安全措施。为了抑制可能的过电压，可在不接地配电网的电源中性点或人为中性点与大地之间，接入一阻抗值为5~6倍相电压电压值的阻抗。
四、TT 系统
TT系统是低压配电网直接接地、用电设备金属外壳也接地的系统。第一个大写字母"T"表示配电网直接接地、第二个大写字母"T"表示用电设备金属外壳接地。
TT系统能大幅度降低漏电设备外壳对地电压，但一般不能将其降低至安全范围以内。因此，采用TT系统时，应装设能在规定的故障持续时间内切断电源的自动化安全装置。TT系统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。
在接地配电网中，如漏电设备上没有任何安全措施，其上对地电压为相电压。而在TT系统中，当设备漏电时，其上对地电压和零线对地电压分别为∶
式中，RN为工作接地的接地电阻。由于RE与RN同在一个数量级，漏电设备上故障电压明显降低，但几乎不可能被限制在安全范围内。另一方面，故障电流不是短路电流，对于一般的过电流保护，不能迅速切断电源，故障将长时间存在。
一般情况下不能采用TT系统。只有在采用其他防止间接接触电击的措施确有困难且土壤电阻率较低的情况下，才可考虑采用TT系统。而目采用TT系统还必须同时采用快速切除接地故障的自动
保护装置或采取其他防止电击的措施，并保证零线没有电击的危险。
采用TT 系统时，被保护设备的所有外露导电部分均应与接向接地体的保护导体连接起来。采用TT系统时应当保证，在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值，即
UE=IERE≤UL
在第一种状态，即在环境干燥或略微潮湿、皮肤干燥、地面电阻率高的状态下，UL不得超过50V;在第二种状态，即在环境潮湿、皮肤潮湿、地面电阻率低的状态下，UL不得超过25V。故障最大持续时间原则上不得超过5s。对于其他电压限值，允许故障持续时间不应超过表3-1所列数值。
为实现上述要求，可在 TT系统中装设剩余电流保护装置（漏电保护装置）或过电流保护装置，并优先采用前者。
TT系统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。
五、TN系统
TN 系统即保护接零系统。保护接零和保护接地都是防止间接接触电击的安全措施，做法上又有一些相似之处。但是，保护接零与保护接地在安全原理、应用范围、技术要求等方面有原则性的区别。
1.TN 系统类别
TN 系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。这种做法就是保护接零。或者说，TN系统就是配电网低压中性点直接接地、电气设备接零的保护接零系统。
在三相四线配电网中，应当区别工作零线和保护零线。前者即中性线，用N表示;后者即保护导体，用PE表示。如果一根线既是工作零线又是保护零线，则用PEN表示。
TN系统分为TN-S、TN-C -S、TN -C三种方式。如图3-1所示，TN -S系统是保护零线与工作零线完全分开的系统;TN - C 一S系统是干线部分的前一段保护零线与工作零线共用，后一段保护零线与工作零线分开的系统;TN -C系统是干线部分保护零线与工作零线完全共用的系统。
2.保护接零应用范围
保护接零用于中性点直接接地的220/380V三相四线配电网。在这种配电网中，接地保护方式（TT 系统）难以保证充分的安全条件，不能轻易采用。在接零系统中，凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接零。要求接零和不要求接零的设备和部位与保护接地的要求大致相同。
TN-S系统可用于有爆炸危险，或火灾危险性较大，或安全要求较高的场所;宜用于有独立附设变电站的车间。TN-C-S 系统宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。TN-C 系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。
如果将接地设备的外露金属部分再同保护零线连接起来，构成TN系统，其接地成为后面将要介绍的重复接地，对安全是有益无害的。
在同一建筑物内，如有中性点接地和中性点不接地两种配电方式，则应分别采取保护接零措施和保护接地措施。在这种情况下，允许二者共用一套接地装置。
3.重复接地
重复接地指零线上除工作接地以外其他点的再次接地。对重复接地有如下要求∶
电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处、配电线路的最远端及每1km处、高低压线路同杆架设时共同敷设的两端应作重复接地。
线路上的重复接地宜采用集中埋设的接地体。车间内宜采用环形重复接地或网络重复接地。零线与接地装置至少有两点连接，除进线处的一点外，其对角线最远点也应连接，而且车间周围边长超过400m者，每200m应有一点连接。
一个配电系统可敷设多处重复接地，并尽量均匀分布，以等化各点电位。
每一重复接地的接地电阻不得超过10Q;在变压器低压工作接地的接地电阻允许不超过10Ω的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过30Ω，但不得少于3处。
4.工作接地
工作接地指配电网在变压器或发电机近处的接地。
工作接地的主要作用是减轻各种过电压的危险。10kV系统高压侧意外与低压侧发生短接时，如低压侧没有工作接地，低压系统的对地电压将上升为5800V左右;如低压侧有工作接地，低压系统的对地电压受到很大程度的限制。
5.速断保护元件
接零系统中的短路保护元件不仅仅是保护设备和线路，而且是防止间接接触电击的主要单元。在不至错误切断线路，不影响正常工作的前提下，保护元件的动作电流越小越好。
我国标准规定，如在接零系统中采用熔断器作为短路保护元件，当要求故障持续时间不超过5s 时，单相短路电流ISS与熔体额定电流入IFU的比值不应小于表3-2所列数值;当要求故障持续时间不超过0.4 s时，单相短路电流Iss与熔体额定电流IFU的比值不应小于表3-3所列数值。
如中性线不能被相线上的保护元件保护，可在中性线上装设保护元件。但其动作应当只能断开相线或同时断开相线和中性线，而不能只断开中性线，不断开相线。