第十章 触电及漏电保护
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防止触电的技术措施为了达到安全用电的目的,必须采用可靠的技术措施,防止触电事故发生。
绝缘、安全间距、漏电保护、安全电压、遮栏及阻挡物等都是防止直接触电的防护措施。
保护接地、保护接零是间接触电防护措施中最基本的措施。
所谓间接触电防护措施是指防止人体各个部位触及正常情况下不带电,而在故障情况下才变为带电的电器金属部分的技术措施。
专业电工人员在全部停电或部分停电的电气设备上工作时,在技术措施上,必须完成停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏后,才能开始工作。
一、绝缘1.绝缘的作用绝缘是用绝缘材料把带电体隔离起来,实现带电体之间、带电体与其他物体之间的电气隔离,使设备能长期安全、正常地工作,同时可以防止人体触及带电部分,避免发生触电事故,所以绝缘在电气安全中有着十分重要的作用。
良好的绝缘是设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触电事故的重要措施。
绝缘具有很强隔电能力,被广泛地应用在许多电器、电气设备、装置及电气工程上,如胶木、塑料、橡胶、云母及矿物油等都是常用的绝缘材料。
2.绝缘破坏绝缘材料经过一段时间的使用会发生绝缘破坏。
绝缘材料除因在强电场作用下被击穿而破坏外,自然老化、电化学击穿、机械损伤、潮湿、腐蚀、热老化等也会降低其绝缘性能或导致绝缘破坏。
绝缘体承受的电压超过一定数值时,电流穿过绝缘体而发生放电现象称为电击穿。
气体绝缘在击穿电压消失后,绝缘性能还能恢复;液体绝缘多次击穿后,将严重降低绝缘性能;而固体绝缘击穿后,就不能再恢复绝缘性能。
在长时间存在电压的情况下,由于绝缘材料的自然老化、电化学作用、热效应作用,使其绝缘性能逐渐降低,有时电压并不是很高也会造成电击穿。
所以绝缘需定期检测,保证电气绝缘的安全可靠。
3.绝缘安全用具在一些情况下,手持电动工具的操作者必须戴绝缘手套、穿绝缘鞋(靴),或站在绝缘垫(台)上工作,采用这些绝缘安全用具使人与地面,或使人与工具的金属外壳,其中包括与相连的金属导体,隔离开来。
1.当启动用电负载时,会使得输入配电柜中带漏电保护的开关跳闸,为什么?
带漏电保护的断路器本来是保护人身安全的,它的原理是将输入市电的一个变压器火线L和0线N同时通过一个变压器,如图1所示,由图中可看到两根线的绕法是使磁通抵消的方向。
当火线电流I L和地线电流I N相等时,变压器中的磁通互相抵消,即
∆φ = 0 (1-1)
E
图1 终端用电设备输入滤波器原理图
这时无漏电情况发生,漏电信号电压
e = 0 (1-2)
当人体触电时,触电电流通过人体入地,就使得
I L≠ I N ∆φ≠ 0 e ≠ 0。
当带有漏电保护的断路器后面有用电负载时,虽然无人体触电,但由于其输入滤波器中抑制共模干扰电容C LE、C NE的作用,开机时电容的充电电流较大,超过了漏电的临界值,而且是直通到地的,使得变压器中的电流和磁通失去平衡,出现了类似触电的效果,具有相当幅度的漏电信号e出现,经放大后去驱动断路器的跳闸执行机构,将输入市电断开,使用电负载无法启动。
如果市电中还夹带着共模干扰时,这种现象就更明显。
所以用电负载前面不能配置漏电防护电流太小的保护装置如漏电保护开关或断路器。
漏电保护原理1、漏电保护器的工作原理(1)漏电保护器在反应触电方面具有高灵敏性和快速性,而且只反应系统的剩余电流。
我们知道,正常运行时,系统的剩余电流几乎为零或其值甚小,故漏电保护器动作值可以整定的很小(一般为mA级,最低可整定到6mA)。
在系统发生接地故障(如人员触电、设备绝缘损坏碰壳接地等),则出现较大剩余电流,漏电保护器能可靠地动作切断电源。
(2)图1为最常用的电流型漏电保护器的基本电气原理图,图中LH为剩余电流继电器,其环状铁芯由高导磁率的坡莫合金或非晶态合金制成,其上绕有二次侧线圈,电源线L1、L2、L3及零线N从LH中穿过,构成其一次侧线圈。
LH的作用是反映漏电电流信号的,故构成整个装置的检测部分;用于测量放大漏电电流信号的,构成装置的比较,控制部分;JC为交流接触器,构成装置的执行部分,其作用是执行动作命令的。
漏电保护装置一般都是由这三部分组成的。
在正常情况下,漏电保护装置所控制的电路中没有人身触电及漏电等接地故障时,各项电流的相量和等于零,即:Ia+Ib+Ic=0同时各相电流在LH铁芯中产生的磁通向量和也等于零,即:Φa+Φb+Φc=0这样在LH的二次回路中就没有感应电势输出,漏电装置不动作。
当电路中发生触电或漏电故障,回路中有漏电电流流过,这时穿过LH的三相电流相量和不等于零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=IΔ其中IΔ为漏电电流,因而LH中的磁通相量和也不等于零,即Φa+Φb+Φc=ΦΔ这样在LH的二次线圈中就有一个感应电压,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护装置的预定动作电流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件掉闸。
2、触电保护器故障分析查找根据安装漏电保护器的实际经验,漏电保护器除了因为人身触电而动作外,更大量的是由于接地漏电而动作,对于接地漏电所构成的动作,必须及时查明故障点,排除故障后才能使漏电保护装置再投入。
漏电保护器动作后,可按图2顺序查找:3、应注意的几个问题(1)在农村或工厂配电室的第一级漏电保护装置的动作电流可选的较大。
触电的预防与急救一、触电的预防措施触电是一种常见的意外伤害,为了保护自己和他人的安全,我们需要采取一些预防措施。
以下是触电的预防措施:1. 定期检查电器设备:定期检查家庭和办公室中的电器设备,确保其正常工作且没有电线暴露。
如发现电线破损或设备有问题,应立即修理或更换。
2. 使用合格的电器设备:购买电器设备时,应选择具有合格认证标志的产品,并遵循正确的使用和安装方法。
3. 避免过载:不要在一个插座上连接过多的电器设备,以免造成电路过载,引发火灾和触电的风险。
4. 使用绝缘工具:在使用电器设备时,应使用绝缘手套、绝缘鞋等绝缘工具,以减少触电的风险。
5. 避免接触潮湿环境:尽量避免在潮湿的环境中使用电器设备,因为湿气会增加触电的危险性。
6. 孩子的安全教育:对于有孩子的家庭,应教育孩子有关电器安全的知识,告诉他们不要随意触摸电器设备,以及如何正确使用插座和电源开关。
7. 安装漏电保护器:在家庭和办公室中安装漏电保护器,可以及时切断电流,减少触电事故的发生。
二、触电的急救措施尽管我们采取了预防措施,触电事故仍然可能发生。
在发生触电事故时,我们需要迅速采取正确的急救措施,以最大程度地减少伤害。
以下是触电的急救措施:1. 切断电源:如果触电者仍然与电源接触,首先应迅速切断电源,可以通过关闭电源开关或拔掉插头来实现。
2. 检查呼吸和心跳:触电事故可能导致触电者心脏骤停,因此应立即检查触电者的呼吸和心跳。
如果触电者没有呼吸或心跳,应立即进行心肺复苏术。
3. 呼叫急救:在进行急救措施的同时,应立即拨打当地的急救电话号码,告知相关情况,并等待急救人员的到来。
4. 不直接触摸触电者:在触电者仍然与电源接触时,不应直接触摸触电者,以免自己也触电。
可以使用绝缘工具或干燥的非导电物体,如木棍、塑料板等,将触电者与电源分离。
5. 检查伤情:在触电者与电源分离后,应检查触电者的伤情。
如果触电者出现烧伤、骨折或其他严重伤害,应尽快送往医院进行进一步治疗。
漏电保护器工作原理在了解漏电保护器的主要原理前,有必要先了解一下什么是触电。
触电指的是电流通过人体而引起的伤害。
当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候,人身上就有电流通过;当电流的大小足够大的时候,就能够被人感觉到以至于形成危害。
当触电已经发生的时候,就要求在最短的时间内切除电流,比如说,如果通过人的电流是50毫安的时候,就要求在1秒内切断电流,如果是500毫安的电流通过人体,那么时间限制是0.1 秒。
漏电保护器原理及作用:电气设备漏电时,将呈现异常的电流或电压信号,漏电保护器通过检测、处理此异常电流或电压信号,促使执行机构动作。
我们把根据故障电流动作的漏电保护器叫电流型漏电保护器,根据故障电压动作的漏电保护器叫电压型漏电保护器。
由于电压型漏电保护器结构复杂,受外界干扰动作特性稳定性差,制造成本高,现已基本淘汰。
目前国内外漏电保护器的研究和应用均以电流型漏电保护器为主导地位。
电流动作型漏电保护器的工作原理:漏电保护器原理如图1所示。
相线L1、L2、L3和零线N均通过零序电流互感器TAN,作为TAN的一次线圈。
根据基尔霍夫第一定律: ∑I=O。
正常情况下,如果用电设备是三相平衡负荷,则一次电流的矢量和为零,即Iu十Iv十Iw=O;如果用电设备是单相负荷,则一次电流的矢量和亦为零,即Iu十In =0、Iv十In=O、Iw十In=O,在零序电流互感器流矢量电流TAN的铁芯中的磁通矢量和也为零。
TAN二次线圈无电流输出,脱扣器YA不动作,RCD正常合闸运行。
当设备发生漏电或人身触电时,则故障电流Id经过大地回到电源变压器TM 的中性点构成回路。
由于对地出现漏电电流Id,则流经TAN的矢量和不等于零,即通过TAN的Iw+In≠0,TAN的二次侧有剩余电流流过,电磁脱扣器YA中有电流流过,当电流达到整定值时,脱扣器YA动作,漏电开关RCD掉闸,切断故障电路,从而起到保护作用。
触电的预防与急救触电是指人体接触电流时,电流通过身体导致的电击伤害。
触电事故常见于家庭、工作场所以及户外环境,严重情况下可能导致生命危险。
因此,了解触电的预防措施和急救方法对于保护自身和他人的安全至关重要。
一、触电的预防1. 安全用电:确保电线、插座和电器设备的正常运行,避免使用损坏或老化的电线和插座。
同时,不要随意插拔电器插头,以防触电。
2. 避免湿地接触电器:湿地容易导电,遇到湿润环境时,尽量避免接触电器设备。
3. 防止电线过热:长时间使用电器设备容易导致电线过热,因此要定期检查电线是否过热,及时更换老化的电线。
4. 避免电线过载:电线过载可能引发火灾和触电事故,因此要根据电器设备的功率选择适当的插座和电线。
5. 安装漏电保护器:漏电保护器可以及时切断电流,避免触电事故的发生。
在家庭和工作场所安装漏电保护器是非常重要的。
6. 儿童触电防护:儿童对电器设备的认知能力较低,容易发生触电事故。
因此,要确保儿童无法接触到插座和电线,可以安装安全插座盖等防护装置。
二、触电的急救1. 切断电源:在发生触电事故时,首先要立即切断电源,可以通过拉下电闸或拔掉插头来切断电流。
2. 检查呼吸和心跳:触电事故可能导致人员心脏骤停,因此要立即检查被害人的呼吸和心跳。
如果被害人没有呼吸或心跳,应立即进行心肺复苏术。
3. 寻求医疗帮助:无论触电事故的程度如何,都应立即寻求医疗帮助。
拨打紧急电话,如120,在等待医护人员到达前,可以进行急救措施。
4. 不直接接触被触电者:触电者身体带有电流,直接接触可能导致二次触电。
因此,在急救前,应先切断电源,并使用绝缘工具或干燥的非导电物品将触电者与电源分离。
5. 不使用湿手进行急救:湿手导电性强,因此在急救时要确保双手干燥,以免自己也触电。
6. 进行心肺复苏术:如果被害人没有呼吸或心跳,应立即进行心肺复苏术。
按照正确的操作步骤进行胸外按压和人工呼吸,直到医护人员到达。
7. 不使用金属物品进行急救:金属物品容易导电,因此在急救时要避免使用金属物品进行触电者的救治。
题库考试要点的分析归纳以下是本教材所归纳和总结的低压电工作业考试题库中与本章内容相关的考点, 是学员必须掌握的知识要点, 请学员熟记。
1.主令开关的相关考点(1)低压电器可归为低压配电电器和低压控制电器。
(课本没有,看PPT)(2)按钮根据使用场合,可选的种类有开启式、防水式、防腐式、保护式等。
参考P129(3)行程开关属于主令电器,行程开关的作用是即将机械信号转换为电信号来控制其他电器。
行程开关的组成包括有反力系统。
参考P129(4)万能转换开关的基本结构内有触点系统。
万能转换开关的定位结构一般采用滚轮卡棘轮辐射型结构。
P131(5)自动切换电器是依靠本身参数的变化或外来讯号而自动进行工作的。
非自动切换电器是依靠外力(如手控)直接操作来进行工作的。
课本没有,看PPT主令开关2.接触器的相关考点(1)接触器属于控制电器,在电力控制系统中,使用最广泛的是电磁式交流接触器。
(P132)(2)交流接触器的额定电流,是在额定的工作条件下所决定的电流值。
(P132)(3)交流接触器的额定工作电压,是指在规定条件下,能保证电器正常工作的最高电压,常见的额定最高工作电压可达到1000v。
(P132)(4)利用交流接触器作欠压保护的原理是当电压不足时,线圈产生的磁力不足,触头分断。
(课本没有)(5)交流接触器的机械寿命是指在不带负载的操作次数,一般达600, 交流接触器的电寿命约为机械寿命的1/20倍。
(课本没有)(一般是几万到几十万,很多是上百万次)3.继电器的相关考点(1)继电器是一种根据外界输入信号(电信号或非电信号)来控制电路“接通”或“断开”的一种自动电器。
通用继电器是可以更换不同性质的线圈,从而将其制成各种继电器。
(P133)(2)中间继电器的动作值与释放值不可调节。
课本没有,看PPT(3)电动式时间继电器的延时时间不受电源电压波动及环境温度变化的影响。
课本没有,看PPT(4)热继电器是利用双金属片受热弯曲而推动触点动作的一种保护电器,它主要用于线路的过载保护。
漏电保护器安装地方区别:漏电保护器安装在分支线路出口处,而漏电保护插座安装在每个用电电器端,属于末端安装。
安装维修更方便。
漏电时区别漏电保护器当线路漏电时,由于是分支线路出口处安装,终端故障会导致整个支路断电家里没有电,而漏电保护插座,当支路上电器或线中漏电时,只是单支线线路不通电,电器无法工作。
接线保护区别漏电保护器只有火线保护,而漏电保护插座带有火线、零线保护。
低压配电系统中设漏电保护器是防止人身触电事故的有效措施之一,也是防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。
但安装漏电保护器后并不等于绝对安全,运行中仍应以预防为主,并应同时采取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施。
(二)结构漏电保护器(图2)(三)原理:漏电保护器(图3)一、工作原理:1、由图可以看到,当电路工作正常时,由电流定理知道从网络一端流进和流出的电流为0,所以在漏电保护器右侧的电流总和应为0,即I1+I2+I3+IN=0;因此漏电保护器不会工作。
注意,电流的实际方向依实际电路而定,在本例中,IN的方向与I1,I2,I3相反。
2、当设备外壳漏电并有人接触时,这时就会有一部分电流IK经过人体流入地下,从而使漏电保护器右侧的电流总和为不0,也就是说I1+I2+I3+IN≠0,当漏电电流达到漏电保护器的动作电流时,漏电保护器就会动作,从而关闭电源,从而达到漏电保护的目的。
二、注意以下两点1、经过漏电保护器的中性线不得作为保护线,由上图可知,当产生漏电电流时,漏电电流IK1经设备外壳又流回了漏电保护器,这时漏电保护器右侧的电流总和仍为0,因此漏电保护器不会动作,因此达不到漏电保护的目的。
2、经过漏电保护器的工作零线不得重复接地,由上图可知,若重复接地,则由于大地会分走一部分电流,这样会使漏电保护器右侧的电流总和不为0,从而使漏电保护器关闭,因而会无法使用其他电器设备。
3、说明:本示例图只是为了讲解漏电保护器的工作原理,实际漏电保护器怎么连接,应根据系统使用的接零保护系统来决定。