第三节 电气屏护及加强绝缘
一、屏护
(一)屏护的应用
屏护是用屏护装置控制不安全因素,即采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等将带电体同外界隔绝开来。屏护包括屏蔽和障碍。前者能防止人体无意识或有意识触及或过分接近带电体;后者只能防止人体无意识触及或过分接近带电体,而不能防止有意识移开或越过该障碍触及或过分接近带电体。
屏护装置有永久性的,如配电装置的遮栏、开关的罩盖等;也有临时性的,如检修工作中使用的临时屏护装置和临时设备的屏护装置。有固定屏护装置,如母线的护网;也有移动屏护装置,如跟随起重机移动的滑触线的屏护装置。
开关电器的可动部分一般不能包以绝缘,而需要屏护。其中,防护式开关电器本身带有屏护装置,如胶盖闸刀开关的胶盖,铁壳开关的铁壳等;开启式石板闸刀开关要另加屏护装置。开启裸露的保护装置或其他电气设备也需要加设屏护装置。某些裸露的线路,如人体可能触及或接近的天车滑线或母线也需要加设屏护装置。对于高压设备,由于全部绝缘往往有困难,如果人接近至一定程度时,即会发生严重的触电事故。因此,不论高压设备是否有绝缘,均应采取屏护或其他防止接近的措施。
开关电器的屏护装置除作为防止触电的措施外,还是防止电弧伤人,防止电弧短路的重要措施。
变配电设备应有完善的屏护装置。安装在室外地上的变压器,以及安装在车间或公共场所的变配电装置,均需装设遮栏和栅栏作为屏护。
在邻近带电体的作业中,经常采用可移动的遮栏作为防止触电的重要措施。这种检修遮栏用干燥的木材或其他绝缘材料制成。使用时将其置于过道、入口或置于工作人员与带电体之间,可保证检修工作的安全。
对于一般固定安装的屏护装置,因其不直接与带电体接触,对所用材料的电气性能没有严格要求。屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能。
可根据具体情况,采用板状屏护装置或网眼屏护装置。网眼屏护装置的网眼不应大于20mm×20mm~40mm×40mm。
(二)屏护安全条件
屏护装置是最简单的,也是很常见的安全装置。为了保证其有效性,屏护装置须符合以下安全条件:
(1)屏护装置应有足够的尺寸。遮栏高度不应低于1.7m,下部边缘离地不应超过0.1m。对于低压设备,网眼遮栏与裸导体距离不宜小于0.15m;10kV设备不宜小于0.35m;20~30kV设备不宜小于0.6m。户内栅栏高度不应低于1.2m。户外不应低于1.5m。
(2)保证足够的安装距离。对于低压设备,栅栏与裸导体距离不宜小于0.8m,栏条间距离不应超过0.2m。户外变电装置围墙高度一般不应低于2.5m。
(3)接地。凡用金属材料制成的屏护装置,为了防止屏护装置意外带电造成触电事故,必须将屏护装置接地(或接零)。
(4)标志。遮栏、栅栏等屏护装置上,应根据被屏对象挂上“高压,生命危险”,“止步!高压危险”,“禁止攀登!高压危险”等标示牌。
(5)信号或联锁装置。应配合采用信号装置和联锁装置。前者一般是用灯光或信号、表计指示有电;后者是采用专门装置,当人体越过屏护装置可能接近带电体时,被屏护的装置自动断电。屏护装置上锁的钥匙应有专人保管。
二、加强绝缘
(一)加强绝缘结构
加强绝缘包括双重绝缘、加强绝缘以及另加总体绝缘等三种绝缘结构形式。图2-2是双重绝缘结构和加强绝缘结构的示意图。双重绝缘指工作绝缘(基本绝缘)和保护绝缘。前者是保证设备正常工作和防止触电的基本绝缘;后者是当工作绝缘损坏后用于防止触电的绝缘。单一的加强绝缘应具有上述双重绝缘同等的绝缘水平。另加总体绝缘是指若干设备在其本身工作绝缘的基础上另外装设的一套防止触电的附加绝缘物。具有加强绝缘的电气设备属于Ⅱ级设备。
图2-2 双重绝缘和加强绝缘
1—工作绝缘;2—保护绝缘;3—不可触及的金属;4—可触及的金属;5—加强绝缘
(二)双重绝缘的基本条件
(1)绝缘电阻和电气强度。绝缘电阻用500V直流电压测试。工作绝缘(带电部件与不可触及的金属之间)的绝缘电阻不得低于2MΩ,保护绝缘(不可触及的金属与可触及的金属之间)的绝缘电阻不得低于5MΩ,加强绝缘不得低于7MΩ。
交流耐压试验。其试验电压工作绝缘为1250V,保护绝缘为2500V,加强绝缘为3750V。
作直流泄漏电流试验时,对于额定电压不超过250V的Ⅱ级设备,试验电压为其额定电压上限值或峰值的1.06倍。施加电压后5s内读数。泄漏电流不得超过0.25mA。
(2)外壳防护和机械强度。Ⅱ级设备应能保证在正常工作时以及在打开门盖和拆除可拆卸部件时,人体不得触及仅用工作绝缘与带电体隔离的金属部件。其外壳上不得有容易触及上述金属部件的小孔。
如果用绝缘外护物实现加强绝缘,则外护物必须用钥匙或工具才能开启;其上不得有金属件穿过,并有足够的绝缘水平和机械强度。
凡属加强绝缘的设备,不得再接地或接零。
(3)电源连接线。Ⅱ级设备的电源连接应按加强绝缘考虑。电源插头不得有起导电作用以外的金属件。电源连接与外壳之间至少应有两层单独的绝缘层并能有效地防止损伤。
电源线的固定件应使用绝缘材料;如用金属材料,则应加以保护绝缘等级的绝缘。
(三)不导电环境
不导电环境是指地板和墙都用不导电材料制成,即大大提高了绝缘水平。这种场所必须符合以下安全要求:
(1)电压500V及以下者,地板和墙每一点的电阻不应小于50kΩ;电压500V以上者不应小于100kΩ。
(2)保持间距或设备屏障,防止人体在工作绝缘损坏后同时触及不同电位的导体。
(3)具有永久性特征,为此,场所不会因受潮而失去不导电性能,不会因引起其他设备而降低安全水平。
(4)为了保持不导电特征,场所内不得有保护零线或保护地线。
(5)有防止场所内可能出现的高电位引出场所范围的措施。