安全电压防护的类型及安全条件

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安全电压是指使通过人体的电流不超过允许范围的电压（又称安全特低电压），其保护原理是：通过对系统中可能作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。
一、特低电压的区段、限值和安全电压额定值
1. 特低电压区段
所谓特低电压区段，是指如下范围：
交流(工频)：无论是相对地或相对相之间均不大于50V(有效值)；
直流(无纹波)：无论是极对地或极对极之间均不大于120V。
2. 特低电压限值
限值是指任何运行条件下，任何两导体间不可能出现的最高电压值。我国的安全电压限值规定为：工频有效值的限值为50V、直流电压的限值为120V。
我国标准还推荐：当接触面积大于1㎝2、接触时间超过1s时，干燥环境中工频电压有效值的限值33V、直流电压限值为70V；潮温环境中工频电压有效值的限值为16V、直流电压限值为35V 。
3. 安全电压额定值
我国将安全电压额定值(工频有效值)的等级规定为：42V、36V、 24V、12V和6V。 具体选用时，应根据使用环境、人员和使用方式等因素确定：
（1）特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压。
（2）有电击危险环境中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、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压。
（4）水下作业等场所应采用6V安全电压。
当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采取防护直接接触电击的措施。
二、特低电压防护的类型及安全条件
1. 类型
特低电压电击防护的类型分为特低电压 (Extra Low Voltage, 缩写ELV)和功能特低电压(Functional Extra Low Voltage, 缩写FELV)。其中，ELV防护又包括了安全特低电压(Safety Extra Low Voltage, 缩写SELV)和保护特低电压(Protective Extra Low Voltage, 缩写PELV) 两种类型的防护。不能认为仅采用了安全特低电压电源就能防止电击事故的发生。因为只有同时符合规定的条件和防护措施，系统才是安全的。
可将特低电压保护类型分为以下三类 :
(1)SELV。只作为不接地系统的安全特低电压用的防护。
(2)PELV。只作为保护接地系统的安全特低电压用防护。
(3)FELV。由于功能上的原因采用了特低电压，但不能满足或没有必要满足SELV和PELV的所有条件。
上述三类中以SELV 应用最广，国家标准GB3805-83《安全电压》中的安全电压相当于SELV 。
2. 安全条件
要达到兼有直接接触电击防护和间接接触电击防护的保护要求，必须满足以下条件：
(1) 线路或设备的标准电压不超过标准所规定的安全特低电压值。
(2)SELV和PELV 必须满足安全电源、回路配置和各自的特殊要求。
(3)FELV必须满足其辅助要求。
三、SELV和PELV的安全电源及回路配置
SELV和PELV对安全电源的要求完全相同，在回路配置上有共同要求，也有特殊要求。
1. SELV 和 PELV 的安全电源
安全特低电压必须由安全电源供电。可以作为安全电源的主要有：
(1) 安全隔离变压器或与其等效的具有多个隔离绕组的电动发电机组，其绕组的绝缘至少相当于双重绝缘或加强绝缘。安全隔离变压器的电路图如图4-2所示。


安全隔离变压器的一次与二次绕组之间必须有良好的绝缘。安全隔离变压器各部分的绝缘电阻不得低于下列数值：
a.带电部分与壳体之间的工作绝缘2MΩ；
b.带电部分与壳体之间的加强绝缘7MΩ ；
c.输入回路与输出回路之间5MΩ；
d.输入回路与输入回路之间2MΩ；
e.输出回路与输出回路之间2MΩ ；
f.Ⅱ类变压器的带电部分与金属物件之间2MΩ；
g.Ⅱ类变压器的带电部分与壳体之间5MΩ ；
h.绝缘壳体内、外金属物之间2MΩ。
安全隔离变压器的额定容量：单相变压器不得超过10kVA；三相变压器不得超过16kVA；电铃用变压器不得超过100VA；玩具用变压器不得超过200VAo安全隔离变压器的输入和输出导线应有各自的通道。导线进、出变压器处应有护套。固定式变压器的输入电路中不得采用接插件。
(2) 电化电源或与高于安全特低电压回路无关的电源，如蓄电池及独立供电的柴油发电机等。
(3) 电子装置电源，但要求其在故障时仍能够确保输出端子的电压(用内阻不小于3kΩ的电压表测量)不超过特低电压值。
2.SELV和PELV的回路配置
SELV和PELV的回路配置都应满足以下要求 :
(1)SELV和PELV回路的带电部分相互之间、回路与其他回路之间应实行电气隔离，其隔离水平不应低于安全隔离变压器输入与输出回路之间的电气隔离。
(2)SELV和PELV回路的导线应与其他任何回路的导线分开敷设，以保持适当的物理上的隔离。
四、SELV及PELV的特殊要求
1、SELV 的特殊要求
(1)SELV 回路的带电部分严禁与大地或其他回路的带电部分或保护导体相连接。
(2)外露可导电部分不应有意地连接到大地或其他回路的保护导体和外露可导电部分，也不能连接到外部可导电部分。
（3)若标称电压超过25V交流有效值或60V无纹波直流值，应装设必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级；若标称电压不超过上述数值时，除某些特殊应用的环境条件外，一般无须直接接触电击防护。
2、PELV 的特殊要求
实际上，可以将PELV看做是由SELV进行接地演变而来。由于PELV允许回路接地，因此，PELV的防护水平要求比SELV要高。
(1) 利用必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级来实现直接接触电击防护。
(2) 如果设备在等电位联结有效区域内，以下情况可不进行上述直接接触电击防护。
①当标称电压不超过25V交流有效值或60V无纹波直流值，而且设备仅在干燥情况下使用，且带电部分不大可能同人体大面积接触时；
②在其他任何情况下，标称电压不超过6V交流有效值或15V无纹波直流值。
五、 EELV的辅助要求
1、装设必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级来实现直接接触电击防护。
2、当FELV回路设备的外露可导电部分与一次侧回路的保护导体相连接时，应在一次侧回路装设自动断电的防护装置，以实现间接接触电击的防护。
六、插头及插座
1、 必须从结构上保证 SELV，PELV及FELV回路的插头和插座不致误插入其他电压系统或被其他系统的插头插入。
2、SELV和PELV回路的插座还不得带有接零或接地插孔 ，而FELV回路则根据需要决定是否带接零或接地插孔。