建筑电气设计对低压间接接触防护探讨

 摘要：随着城市化的进程，大量的建筑物拔地而起，建筑物内部配有大量固定式或移动式电气设备，在长时间的使用中，电气设备也存在绝缘老化导致的外露可导电部分漏电而发生电击人身的事故。本文详细介绍了在低压配电系统中，当直接接触防护不能完全起到防护措施时，合理采用间接接触防护措施可以降低接触电压，尽可能的避免电击事故，可靠保证人身安全。

关键词：建筑电气；绝缘老化；电击事故；电击防护；接触电压

1直接接触防护简述

在建筑电气设计中，低压配电系统往往采用TN-C-S或TN-S系统，而直接接触防护的措施也是对电击事故抑制的第一步，直接接触防护的具体措施为：①将带电部分绝缘；②采用遮栏或外护物；③采用阻挡物；④置于伸臂范围之外；4个方面，而在民用建筑电气的实际使用中，电气设备绝缘老化的现象时有发生，作为直接防护措施往往就不会起到电击防护的作用。这时，使用额定剩余动作电流不超过30mA的剩余电流动作保护器，可作为其他直接接触防护措施失效或使用者疏忽时的附加防护，但不能单独作为直接接触防护措施，也不能单独作为间接接触防护措施，而其只能作为一种附加防护措施来保证人身安全。而当剩余电流动作保护器出现故障时，且电气设备绝缘老化，外露可导电部分会有接触电压，当该接触电压大于50V就会发生危害人身安全的电击事故。

2间接接触防护的讨论

常用的间接接触防护措施有：1采用II类设备；2采取电气分隔措施；3采用特低电压供电；4将电气设备安装在非导电场所内；5设置不接地的等电位联结。II类设备除一层基本绝缘外还加有第二层绝缘以形成双重绝缘，或采用具有相当于双重绝缘水平的加强绝缘。例如带塑料外壳的家用电器都属于II类设备。由于在产品设计中加强了绝缘能力，消除了发生接地故障的可能性，在电气装置设计中就没必要再补充防间接接触电击措施。II类设备的绝缘外壳的机械强度和耐高温水平不高，其外形尺寸和用电功率都不能设计得过大，使它的应用范围受到一定的限制。采用电气分隔的基本防护是所有用电设备的带电部分应覆以基本绝缘或安装遮拦或外护物，也可采用双重绝缘或加强绝缘；其故障防护是采用隔离变压器供电，实现被保护回路与其他回路或地之间的分隔，除特殊场所，这种措施在经济性和实际使用方面也不利于普通推广。特低电压供电是采用变压器将供电电压设置到安全电压以下来保证安全，但是需要增加相应设备的投资，也不利于在普遍的民用建筑电气场所使用。在非导电场所内不应有保护接地导体，并应确保装置外可导电部分不自场所外将电位引人非导电场所内。这种方式在特定方式下使用，范围也受到限制。等电位联结分为总等电位联结，辅助等电位联结，局部等电位联结，在等电位联结中，将保护接地导体、总接地导体或总接地端子（或母线）、建筑物内的金属管道和可利用的建筑物金属结构等可导电部分连接在一起，称为总等电位联结。辅助等电位联结则是在伸臂范围内有可能出现危险电位差的可同时接触的电气设备之间或电气设备与外界可导电部分（如金属管道、金属结构件）之间直接用导体作联结。局部等电位联结是在建筑物内的局部范围内将各导电部分连通并实施的再一次保护等电位联结。等电位联结的作用是降低建筑物间接接触电压和不同金属物体间的电位差，避免自建筑物外经电气线路和金属管道引入的故障电压的危害，减少保护电器动作不可靠带来的危险，有利于避免外界电磁场引起的干扰，改善装置的电磁兼容性。在防电击措施中，等电位联结的目的就是保证将故障设备的接触电压降到允许值以内，而安全电压为：干燥场所50V，潮湿场所25V。

3间接接触防护采用等电位联结措施

在低压配电系统中，对于建筑物，由于可以做等电位联结，往往采用TN-C-S或TN-S系统，而对于户外分散配电的设备如道路照明，由于无法做等电位联结，如采用TN-C-S或TN-S系统，当一处发生单相接地短路时，故障电流会沿着接地线传导，导致一处故障引起其他电气设备触电的危险，故常常使用TT系统作为户外配电的接地方式。而对于建筑物内，TN接地系统的低压电气装置与高压电器装置往往使用共同接地装置，这是由于接地装置采用（含建筑物钢筋的）保护总等电位联结系统，这样简化了接地装置的设置，也很容易将接地电阻值限制再安全值内，但是当建筑物内TN接地系统未做等电位联结，或者低压电气装置采用TT或IT系统时，低压系统电源中性点严禁与该变压器保护接地共用接地装置，低压电源系统的接地应按工程条件研究确定，这样接地装置的设置会变的复杂。综合可见，建筑物做等电位联结是一种比较可靠的防电击人体的措施，例如在卫生间做局部等电位联结，把卫生间墙体里的钢筋网和所有外露可导电部分可靠联结，形成局部等电位联结，他们之间的电位几乎相等，没有电位差，当人手碰触到漏电物体，但是其他部位碰触到的电位与漏电物体电位是相等的，此时的人体没有电位差，也就没有故障电流流过，人身就不会发生电击事故。作为建筑物内设置的等电位联图，如图1所示。正常情况下，图中位置1，2，3，4点之间没有电位差，但是在故障情况下，位置1，2，3，4点之间有故障电流流过PE线，各点电位就不在相等了，如果位置1，2点之间距离太远，Rpe分压太大会使位置4点接触电压>AC50v，这时如果在设备附近位置2点设置等电位联结，把设备附近的暖气片，水管，钢筋等容易引入电位，又与电气无关的外部可导电部分连在一起，用一根PE线联结够成等电位联结，由于位置2，4点间线路足够短，使该段分压<AC50v，那么人体的不同部位同时接触到这附近两点时，接触电压<AC50v，即便发生电击人体，也不会构成危险。也就是等电位联结可以降低接触电压而保证人身电击事故的安全。

4结语

综上所述，建筑物内的低压配电系统，当直接接触防护措施不能可靠保证人体受到电击事故危害时，通过合理方式间接接触防护措施的等电位联结，即总等电位联结，辅助等电位联结，局部等电位联结，从而减少接触电压至安全值以下，避免电击人体危险，提高配电可靠性。

参考文献

[1]中机中电设计研究院有限公司.低压配电设计规范：GB50054-2011[S].北京：中国计划出版社，2011.

[2]中国航空工业规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册（4版）[M].北京：中国电力出版社，2016.

[3]中国电力科学研究院.交流电气装置接地设计规范：GB/T50065-2011