电气设备防护措施和保护接地标识

1.基本要求

人身和设备安全是工业机械电气设备最重要的原则。IEC 60204（GB5226等同采用，下同）规定，在机电设备的设计和研制阶段，应首先识别源于机械及电气设备的危险和风险，并通过必要的保护，将设备的安全性能保持在令人满意的水平。机电产品设计阶段，必须考虑但不限于以下可能发生的危险和风险，并采取必要的安全措施。

①电气设备失效或故障，导致的电击或火灾发生；

②控制电路或元器件失效或故障，导致的机械误动作；

③滑动或滚动接触电路磨损，引起的安全功能失效；

④设备外部或内部电磁干扰，导致的机械误动作；

⑤设备存储的机械、电能释放，导致的电击或误动作；

⑥危害人身安全的噪声，引起伤害的外表温度等。

2.接地要求

保护接地是一种保护人身安全、预防触电的安全保护措施，机电设备设计时应根据前述的不同接地系统，按照要求进行接地。IEC 60204对工业机械电气设备的保护接地的基本要求如下。

①电气设备和机械的所有裸露导电体原则上都需要连接到保护接地电路上，但是，不能大面积触摸到或不能用手握住的零件、面积小于50mm×50mm的小零件、以及位于不太可能接触带电体的位置或绝缘不易失效零件（如继电器、接触器的电磁铁）除外。

②保护接地线不能通过铰链、导轨、紧固件进行连接；也不能将金属软管、电缆屏蔽层作为保护接地线。

③当电源相线的截面积小于16 mm²时，保护接地线的截面积应与相线相同；当电源相线的截面积为16～35mm²时，保护接地线的截面积至少为16 mm²；当电源相线的截面积大于35mm²时，保护接地线的截面积至少为电源相线的1/2。

设备中所使用的控制装置，如驱动器、变频器等也可通过导电基座与接地良好的电气柜间的金属紧固件进行保护接地，对此，DIN EN 60431对保护接地线PE的线径作了表2.2-1所示的明确规定，可供设计参考。

表2.2-1 电气设备保护接地线的截面积要求

电气设备的保护接地线、控制装置的保护接地端需要有清晰、准确的标识，表2.2-2是DIN EN 60445、IEC 60204等国际标准规定的保护接地及中性线、等电位联结等标识，设计时应按照规定进行连接。

表2.2-2 电气设备的保护接地标识

3.电击防护措施

IEC 60204标准规定，电气设备应具备直接触电和间接触电的防护能力，并规定了以下防护措施。(www.xing528.com)

①使用IEC规定的PELV（保安特低电压），可防止直接触电和间接触电。PELV电路应同时满足如下条件：

（a）最大电压不超过25Va.c或60Vd.c；

（b）在故障情况下的最大电流不超过1Aa.c或0.2Ad.c；

（c）不能保护的直接触电区域小于80mm²；

（d）仅限于室内干燥条件使用；

（e）线路电源和带电体与其他较高电压电路分离或隔离；

（f）电路的一端或一点与其他较高电压的保护接地电路连接；

（g）电路的裸露导体与较高电压电路隔离或连接到较高电压的保护接地电路上；

（h）使用符合要求的插头和插座等。

②通过符合要求的机壳防护（见下述）或绝缘物覆盖等措施防止直接触电。采用绝缘物防护时，绝缘物应完全覆盖导电体，且只能用破坏性方法才能去掉绝缘层；在正常条件下，绝缘物应经得起机械、化学、电气和热的应力作用。

③通过自动切断电源、采用Ⅱ类电气或等效绝缘、采用电气隔离等措施，防止电气设备的间接触电。

4.机壳防护

机电设备中所使用的带电器件机壳应有符合规定的直接触电防护措施，对于不同安装场合，IEC 60204标准规定的带电器件机壳防护要求如下。

①电气设备中所使用的控制装置的外壳防护等级不应低于IP54；电动机的外壳防护等级至少应达到IP23；仅安装电动机起动电阻、动态制动电阻或类似设备的通风电柜的防护等级不应低于IP22，安装有其他设备的通风电柜的保护等级不应低于IP33。

②安装在喷水清洗场合的控制装置的防护等级不应低于IP66；暴露在粉尘中的控制装置防护等级至少应为IP65。

③上表面容易接近的器件，其直接触电的最低防护等级应为IP4X或IPXXD（IP代号的含义见表2.2-3）。电气柜门打开后仍带电的器件，其直接触电的防护等级至少应为IP2X或IPXXB，且需要安装明确的警示标志（闪电标记）。

④安装在必须使用钥匙或工具、由技术人员开启的电气柜内的器件，其直接触电的防护等级至少应为IP1X或IPXXA；安装在不使用钥匙或工具开启的电气柜内的器件，其直接触电的防护等级至少应为IP2X或IPXXB。对于需要带电调整的器件，可能触及的带电部件的防护等级至少应为IP2X或IPXXB。

IEC 529、EN 60529等标准规定的机壳防护代号IP的含义如表2.2-3所示。例如，我国的Y系列三相感应电动机的防护等级一般为IP44，它可防止ϕ1mm以上异物进入和水溅；而精密交流伺服电动机的防护等级一般为IP67，电动机具有尘密和短时间潜水的防护能力等。

表2.2-3 机壳防护代号IP的含义