安全生产技术精讲班第8讲讲义
TN系统
3.TN系统(保护接零)
TN系统相当于传统的保护接零系统。典型的TN系统如图1—7所示。图中，PE是保护零线，Rs叫做重复接地。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，亦即与保护零线之间紧密连接。保护接零的安全原理是当某相带电部分碰连设备外壳时，形成该相对零线的单相短路；短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击危险。虽然保护接零也能降低漏电设备上的故障电压，但一般不能降低到安全范围以内。其第一位的安全作用是迅速切断电源。
TN系统分为TN—S，TN—C—S，TN—C三种类型。如图1—10所示，TN—S系统是PE线与N线完全分开的系统；TN—C—S系统是干线部分的前一段PE线与N线共用为PFN线，后一段PE线与N线分开的系统；TN—C系统是干线部分PE线与N线完全共用的系统。应当注意，支线部分的PE线是不能与N线共用的。
TN—S系统的安全性能最好。有爆炸危险环境、火灾危险性大的环境及其他安全要求高的场所应采用TN—S系统；
厂内低压配电的场所及民用楼房应采用TN—C—S系统；
触电危险性小、用电设备简单的场合可采用TN—C系统。
保护接零用于用户装有配电变压器的，且其低压中性点直接接地的220／380 V三相四线配电网。
应用保护接零应注意下列安全要求。
(1)在同一接零系统中，一般不允许部分或个别设备只接地、不接零的做法；否则，当接地的设备漏电时，该接地设备及其他接零设备都可能带有危险的对地电压。如确有困难，个别设备无法接零而只能接地时，则该设备必须安装漏电保护装置。
(2)重复接地合格。重复接地指零线上除工作接地以外的其他点的再次接地。重复接地的安全作用是减轻PE线和PEN线断开或接触不良的危险性，进一步降低漏电设备对地电压，改善架空线路的防雷性能和缩短祸电故障持续时间。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1 km处，高低压线路同杆架设时共同敷设的两端应作重复接地。每一重复接地的接地电阻不得超过10 Ω；在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。
(3)发生对PE线的单相短路时能迅速切断电源。对于相线对地电压220 v的TN系统，手持式电气设备和移动式电气设备末端线路或插座回路的短路保护元件应保证故障持续时间不超过0.4 s；配电线路或固定式电气设备的末端线路应保证故障持续时间不超过5 s。
(4)工作接地合格。工作接地的主要作用是减轻各种过电压的危险。工作接地的接地电阻一般不应超过4Ω，在高土壤电阻率地区允许放宽至不超过10Ω。
(5)PE和PEN线上不得安装单极开关和熔断器；PE线和PEN线应有防机械损伤和化学腐蚀的措施；PE线支线不得串联连接，即不得用设备的外露导电部分作为保护导体
(6)保护导体截面面积合格。当PE线与相线材料相同时，PE线可以按表1—5选取除应采用电缆芯线或金属护套作保护线者外，
有机械防护的PE线不得小于2.5 mm2,没有机械防护的不得小于4 mm2。
铜质PEN线截面积不得小于10 mm2，铝质的不得小于16 mm2，如系电缆芯线，则不得小于4 mm2
(7)等电位联结。等电位联结指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结。等电位联结的组成如图1～11所示。有条件的场所应做等电位联结，以提高TN系统的可靠性。
【例题】有爆炸危险环境、火灾危险性大的环境及其他安全要求高的场所应采用（）。
A．TN—C系统
B．TN—C —S系统
C．TN—S系统
D．TT系统
【答案】C

 
其他电击预防技术
3．其他电击预防技术
1)双重绝缘和加强绝缘
  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水平的单一绝缘。
  具有双重绝缘的电气设备属于Ⅱ类设备。Ⅱ类设备的电源连接线应按加强绝缘设计。Ⅱ类设备在其明显部位应有“回”形标志。
  Ⅱ类设备的工作绝缘的绝缘电阻不得低于2 MΩ，保护绝缘的绝缘电阻不得低于5MΩ，加强绝缘的绝缘电阻不得低于7 MΩ。
2.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。具有安全电压的设备属于Ⅲ类设备。
  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50 v。我国规定工频有效值的额定值有42 V、36 V、24 V、12 V和6 V。
（1）特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42 V安全电压；
（2）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；
（3）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；
（4）水上作业等特殊场所应采用6 V安全电压。
  通常采用安全隔离变压器作为安全电压的电源。安全隔离变压器的一次与二次之间有良好的绝缘；其间还可用接地的屏蔽进行隔离。安全电压二次边应与一次边保持双重绝缘的水平。
  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。安全电压的插销座不得与其他电压的插销座有插错的可能。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。
    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，则称之为功能特低电压。应用功能特低电压须配合补充安全措施。

 
电气隔离
3.电气隔离
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。电气隔离的安全实质是阻断二次边工作的人员单相触电时电流的通路。
电气隔离的电源变压器必须是隔离变压器，二次边必须保持独立，应保证电源电压u≤500V、线路长度L≤200m。
4.漏电保护(剩余电流保护)
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和监测一相接地故障。
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。
电磁式电流型漏电保护的原理如图1—12所示。图中，OTA是零序电流互感器、FV是极化电磁铁线圈、SB是试验按钮、R为限流电阻。
电流型漏电保护装置的额定动作电流从6mA至20A有15个等级，其中，
（1）30及30mA以下的属高灵敏度，主要用于防止触电事故，
（2）30mA以上、1000及1000mA以下的属中灵敏度，用于防止触电事故和漏电火灾；
（3）1000mA以上的属低灵敏度，用于防止漏电火灾和监视一相接地故障。
为了避免误动作保护装置的额定不动作电流不得低于额定动作电流的1／2。
漏电保护装置的动作时间指动作时最大分断时间。快速型和定时限型漏电保护装置的动作时间应符合表1—7的要求。
表l—7   漏电保护装置的动作时间
额定动作电流I△N /mA 额定电流/A 动作时间
  I△N 2I△N 0.25A 5I△N
≤30 任意值 0.2 0.1 0.04 
＞30 任意值 0.2 0.1   0.04
 ≥40 0.2     0.15
应安装漏电保护装置的场所：
（1）有金属外壳的Ⅰ类移动式电气设备和手持式电动工具，
（2）安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备，
（3）建筑施工工地的施工电气设备，
（4）临时性电气设备，
（5）宾馆类的客房内的插座、
（6）触电危险性较大的民用建筑物内的插座
（7）游泳池或浴池类场所的水中照明设备。
（8）安装在水中的供电线路和电气设备，
（9）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
漏电保护装置的选用应当考虑多方面的因素。
（1）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。
（2）单相线路选用二级保护器，仅带三相负载的三相线路可选用三级保护器，
（3）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级保护器。
运行中的漏电保护装置应当定期检查和试验。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。接线端子不应有明显腐蚀。保护器工作时不应有杂音。漏电保护开关的操作手柄应灵活、可靠，使用过程中也应定期用试验按钮试验其可靠性。