低压配电系统接触电压研究计算和电击防护

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1、低压配电系统接触电压研究计算和电击防护　　【摘要】本文阐述了低压配电系统预期接触电压与有效接触电压的异同，通过实例说明了接触电压的分析计算方法，对电击防护措施进行了阐述说明。【关键词】低压配电；接触电压；分析计算；电击防护1引言低压配电系统由于发生故障而引发的危险主要是火灾事故、线路损坏和对人体的电击伤害。据统计，我国每年因触电造成的伤亡人数达数千人之多，电气工程设计中应严格遵守规范规程，防止发生触电事故，减少电击伤害损失。2相关定义对于电击防护，国家标准GB/T17045-2008《电击防护：装置和设备的通

2、用部分》，给出了明确的定义。电击是指电流流经人或动物躯体而引起的生理效应。接触电压分为（有效）接触电压和预期接触电压。（有效）接触电压是指人或动物同时触及两个可导电部分之间的电压。预期接触电压是指人或动物尚未触及可导电部分时，这些可能同时触及的可导电部分之间的电压。3接触电压的分析计算6在配电系统设计中，对于接触电压的分析计算往往由于概念不清，导致计算错误，下面通过一个例子，说明预期接触电压与有效接触电压的区别及接触电压的分析计算方法。例：有一建筑物采用TN-C-S配电系统，建筑物内有一小间，小间室内有一移动

3、供电设备。各段配电线路采用PVC铜导线，导线型号、长度、截面如图1标注，铜导线阻抗为：50mm2，0.4Ω/KM；6mm2，3Ω/KM；2.5mm2，8Ω/KM，忽略导线电抗。1.移动设备发生相线碰壳接地故障时，故障电流是多少？2.若小间内未做局部等电位联结，预期接触电电压是多少？3.若小间内已做等电位联结，预期接触电压是多少？4.若人体电阻为1000Ω，忽略接地电阻和接触电阻，试计算人体触及设备外壳时的有效接触电压是多少？解：（1）首先计算各段配电线路的相线阻抗和PE线阻抗，忽略导体电抗后，以电阻计。RL1

4、=RPE1=0.4×0.15=0.06Ω；RL2=RPE2=3×0.07=0.21Ω；RL3=RPE3=8×0.02=0.16Ω；画出等效电路图，如图2。故障电流经相线-保护线，至变压器中性点流回变压器，相保回路总阻抗R∑、故障电流Id计算如下。R∑=RL1+RL2+RL3+RPE1+RPE2+RPE3=0.06+0.21+0.16+0.06+0.21+0.166=0.86ΩId=U0/R∑=220/0.86=255.81A（2）小间内未做局部等电位联结时，A点发生接地故障，预期接触电压为A点对C点的电位差。

5、UC=Id×（RPE2+RPE3）=255.81×（0.21+0.16）=94.65V由于所求的是预期接触电压，不是有效接触电压，因此不计人体电阻。（3）当小间内做了局部等电位联结后，局部等电位联结与B点PE线相连，预期接触电压为人体所处的等电位联结面与故障点之间的电位差，即为故障电流Id在A、B两点之间PE线上产生的电压降。UC=Id×RPE3=255.81×0.16=40.93V（4）计算有效接触电压时，故障电流在人体接触设备外壳时，有一部分流经人体，经等电位联结流回保护线回路，据此画出等效电路图，如图3

6、。6计算回路总阻抗，由于人体阻抗与保护线阻抗相差很大，一般计算时可以忽略人体电阻，本例通过精确计算说明有效接触电压的分析计算方法。R∑=RL1+RL2+RL3+RPE1+RPE2+RPE3//RM=0.06+0.21+0.16+0.06+0.21+0.16×1000/（0.16+1000）=0.859974ΩId=U0/R∑=220/0.859974=255.821567A人体分流I2=255.821567×0.16/（0.16+1000）=0.040924A有效接触电压Uc=I2×RM=0.040924×1

7、000=40.92V通过本例的分析计算说明：ⅰ预期接触电压与有效接触电压在一般情况下相差不大，一般计算时，可忽略人体阻抗。ⅱ配电系统电源在入户处做重复接地，可降低接地故障时外露可导电部分的接触电压，但较做局部等电位联结情况下要高。ⅲ局部等电位联结可有效地降低故障时外露可导电部分的接触电压。ⅳ应尽量降低保护线与等电位联结系统的阻抗值，以避免故障时出现的危险接触电压。4电击防护措施6按照规范GB/T17045-2008《电击防护：装置和设备的通用部分》要求，电击防护措施主要有以下几种。（1）采用自动切断电源保护。

8、在基本绝缘损坏时，故障电流动作保护器应能断开设备、系统或装置供电的一根或多根线导体，在规定的时间内切断故障电流。（2）采用双重绝缘或加强绝缘防护。对防护危险带电导体和可触及的可导电部分，同时提供基本绝缘和附加绝缘防护，以防止基本绝缘损坏时可导电体产生危险电击电压。（3）采用等电位联结。可触及的外露和外界的可导电部分之间用保护线联结，形成等电位联结系统，以保证故障时接触电压不超过安全电压标准（50V）