安全電壓是指使通過人體的電流不超過允許范圍的電壓(又稱安全特低電壓),其保護原理是:通過對系統(tǒng)中可能作用于人體的電壓進行限制,從而使觸電時流過人體的電流受到抑制,將觸電危險性控制在沒有危險的范圍內(nèi)。
一、特低電壓的區(qū)段、限值和安全電壓額定值
1. 特低電壓區(qū)段
所謂特低電壓區(qū)段,是指如下范圍:
交流(工頻):無論是相對地或相對相之間均不大于50V(有效值);
直流(無紋波):無論是極對地或極對極之間均不大于120V。
2. 特低電壓限值
限值是指任何運行條件下,任何兩導(dǎo)體間不可能出現(xiàn)的最高電壓值。我國的安全電壓限值規(guī)定為:工頻有效值的限值為50V、直流電壓的限值為120V。
我國標準還推薦:當接觸面積大于1㎝2、接觸時間超過1s時,干燥環(huán)境中工頻電壓有效值的限值33V、直流電壓限值為70V;潮溫環(huán)境中工頻電壓有效值的限值為16V、直流電壓限值為35V 。
3. 安全電壓額定值
我國將安全電壓額定值(工頻有效值)的等級規(guī)定為:42V、36V、 24V、12V和6V。 具體選用時,應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境、人員和使用方式等因素確定:
(1)特別危險環(huán)境中使用的手持電動工具應(yīng)采用42V安全電壓。
(2)有電擊危險環(huán)境中使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用36V或24V安全電壓。
(3)金屬容器內(nèi)、特別潮濕處等特別危險環(huán)境中使用的手持照明燈應(yīng)采用12V安全電壓。
(4)水下作業(yè)等場所應(yīng)采用6V安全電壓。
當電氣設(shè)備采用24V以上安全電壓時,必須采取防護直接接觸電擊的措施。
二、特低電壓防護的類型及安全條件
1. 類型
特低電壓電擊防護的類型分為特低電壓 (Extra Low Voltage, 縮寫ELV)和功能特低電壓(Functional Extra Low Voltage, 縮寫FELV)。其中,ELV防護又包括了安全特低電壓(Safety Extra Low Voltage, 縮寫SELV)和保護特低電壓(Protective Extra Low Voltage, 縮寫PELV) 兩種類型的防護。不能認為僅采用了安全特低電壓電源就能防止電擊事故的發(fā)生。因為只有同時符合規(guī)定的條件和防護措施,系統(tǒng)才是安全的。
可將特低電壓保護類型分為以下三類 :
(1)SELV。只作為不接地系統(tǒng)的安全特低電壓用的防護。
(2)PELV。只作為保護接地系統(tǒng)的安全特低電壓用防護。
(3)FELV。由于功能上的原因采用了特低電壓,但不能滿足或沒有必要滿足SELV和PELV的所有條件。
上述三類中以SELV 應(yīng)用最廣,國家標準GB3805-83《安全電壓》中的安全電壓相當于SELV 。
2. 安全條件
要達到兼有直接接觸電擊防護和間接接觸電擊防護的保護要求,必須滿足以下條件:
(1) 線路或設(shè)備的標準電壓不超過標準所規(guī)定的安全特低電壓值。
(2)SELV和PELV 必須滿足安全電源、回路配置和各自的特殊要求。
(3)FELV必須滿足其輔助要求。
三、SELV和PELV的安全電源及回路配置
SELV和PELV對安全電源的要求完全相同,在回路配置上有共同要求,也有特殊要求。
1. SELV 和 PELV 的安全電源
安全特低電壓必須由安全電源供電??梢宰鳛榘踩娫吹闹饕校?br />
(1) 安全隔離變壓器或與其等效的具有多個隔離繞組的電動發(fā)電機組,其繞組的絕緣至少相當于雙重絕緣或加強絕緣。安全隔離變壓器的電路圖如圖4-2所示。
安全隔離變壓器的一次與二次繞組之間必須有良好的絕緣。安全隔離變壓器各部分的絕緣電阻不得低于下列數(shù)值:
a.帶電部分與殼體之間的工作絕緣2MΩ;
b.帶電部分與殼體之間的加強絕緣7MΩ ;
c.輸入回路與輸出回路之間5MΩ;
d.輸入回路與輸入回路之間2MΩ;
e.輸出回路與輸出回路之間2MΩ ;
f.Ⅱ類變壓器的帶電部分與金屬物件之間2MΩ;
g.Ⅱ類變壓器的帶電部分與殼體之間5MΩ ;
h.絕緣殼體內(nèi)、外金屬物之間2MΩ。
安全隔離變壓器的額定容量:單相變壓器不得超過10kVA;三相變壓器不得超過16kVA;電鈴用變壓器不得超過100VA;玩具用變壓器不得超過200VAo安全隔離變壓器的輸入和輸出導(dǎo)線應(yīng)有各自的通道。導(dǎo)線進、出變壓器處應(yīng)有護套。固定式變壓器的輸入電路中不得采用接插件。
(2) 電化電源或與高于安全特低電壓回路無關(guān)的電源,如蓄電池及獨立供電的柴油發(fā)電機等。
(3) 電子裝置電源,但要求其在故障時仍能夠確保輸出端子的電壓(用內(nèi)阻不小于3kΩ的電壓表測量)不超過特低電壓值。
2.SELV和PELV的回路配置
SELV和PELV的回路配置都應(yīng)滿足以下要求 :
(1)SELV和PELV回路的帶電部分相互之間、回路與其他回路之間應(yīng)實行電氣隔離,其隔離水平不應(yīng)低于安全隔離變壓器輸入與輸出回路之間的電氣隔離。
(2)SELV和PELV回路的導(dǎo)線應(yīng)與其他任何回路的導(dǎo)線分開敷設(shè),以保持適當?shù)奈锢砩系母綦x。
四、SELV及PELV的特殊要求
1、SELV 的特殊要求
(1)SELV 回路的帶電部分嚴禁與大地或其他回路的帶電部分或保護導(dǎo)體相連接。
(2)外露可導(dǎo)電部分不應(yīng)有意地連接到大地或其他回路的保護導(dǎo)體和外露可導(dǎo)電部分,也不能連接到外部可導(dǎo)電部分。
(3)若標稱電壓超過25V交流有效值或60V無紋波直流值,應(yīng)裝設(shè)必要的遮欄或外護物,或者提高絕緣等級;若標稱電壓不超過上述數(shù)值時,除某些特殊應(yīng)用的環(huán)境條件外,一般無須直接接觸電擊防護。
2、PELV 的特殊要求
實際上,可以將PELV看做是由SELV進行接地演變而來。由于PELV允許回路接地,因此,PELV的防護水平要求比SELV要高。
(1) 利用必要的遮欄或外護物,或者提高絕緣等級來實現(xiàn)直接接觸電擊防護。
(2) 如果設(shè)備在等電位聯(lián)結(jié)有效區(qū)域內(nèi),以下情況可不進行上述直接接觸電擊防護。
①當標稱電壓不超過25V交流有效值或60V無紋波直流值,而且設(shè)備僅在干燥情況下使用,且?guī)щ姴糠植淮罂赡芡梭w大面積接觸時;
②在其他任何情況下,標稱電壓不超過6V交流有效值或15V無紋波直流值。
五、 EELV的輔助要求
1、裝設(shè)必要的遮欄或外護物,或者提高絕緣等級來實現(xiàn)直接接觸電擊防護。
2、當FELV回路設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與一次側(cè)回路的保護導(dǎo)體相連接時,應(yīng)在一次側(cè)回路裝設(shè)自動斷電的防護裝置,以實現(xiàn)間接接觸電擊的防護。
六、插頭及插座
1、 必須從結(jié)構(gòu)上保證 SELV,PELV及FELV回路的插頭和插座不致誤插入其他電壓系統(tǒng)或被其他系統(tǒng)的插頭插入。
2、SELV和PELV回路的插座還不得帶有接零或接地插孔 ,而FELV回路則根據(jù)需要決定是否帶接零或接地插孔。