低压成套开关设备的安全防护措施

带电部件的间接接触防护的意义是：防止在终端电器或终端用电设备的机壳上出现过高的接触电压而伤及人身，同时也提出若干种有效的方法避免出现过高的接触电压。

一般地，终端电器或终端用电设备的机壳在正常情况下是不带电的，但如果带电导体的绝缘受损则将使机壳带上电，人触及带电的机壳将受电击。

IEC 60364-4-41和GB/T 16895.9—2000目前都将过高的接触电压规定为

1）大于50V的交流电压（有效值）；

2）大于120V的直流电压。

IEC 60364-4-41和GB/T 16895.9—2000中将上述电压定义为对地电压。对于三相三线制的不接地供电系统，则上述电压定义为当某相接地后而出现在其他导线上的电压。

对于成套低压开关设备，为了防止间接接触，首先要对电力系统配套相应的保护措施与保护绝缘，且保护措施与保护绝缘必须与系统接地方式相适应；同时，还要求所有的电气设备应具备在发生漏电时能自动切断电源，防止事故的存在和扩大。

在各种漏电保护装置中，剩余电流动作保护器RCD是最好的一种，它不仅适用于TT和TN接地系统，也适应某些IT系统。

低压成套开关设备必须具有设置良好的保护电路，所有的柜体结构、柜门及机构、抽屉、抽出式部件等非载流回路金属结构部件都必须接地，并且接地的通路必须是连续的。

在IEC 61439-1和GB7251.1—2013中把保护导体的连续通道称为接地保护导体的连续性。

低压配电网中的人身安全防护和设备防护包括两方面的内容，其一是隔离防护，其二是接触防护。

隔离防护涉及的国际电工标准是IEC 61140，对应的国家标准是GB/T 17045—2008；接触防护涉及的国际电工标准是IEC 60364，对应的国家标准是GB16895；漏电电击防护的国际电工标准是IEC 61008-1，国家标准是GB/Z 26829—2008《剩余电流动作断路器的一般要求》和GB16916《家用或类似用途不带过电流保护的剩余电流动作断路器的一般要求》。

（1）直接接触防护与隔离防护型式

在IEC 61140：2001中描述的直接接触防护与电压等级的高低无关，也就是说该标准是在任何情况下都必须遵守的强制性标准。

当直接接触发生在干燥的气候条件下且被接触的电压在交流25V以下或直流60V以下时，或者当低压电器或低压成套开关设备安装在封闭的电气工作场所时，允许放弃直接接触防护。

根据IEC 61140：2009的规定，最低防护型式必须达到IP2X。

对于直接接触的防护包括完全防护和局部防护两类。完全防护采用绝缘材料、挡板、外壳或外罩等物体对带电部件进行隔离，此时的最低防护型式为IP2X；对于局部防护，由于局部防护只是防止偶然的接触而不可能防护故意的直接接触，虽然局部防护也用防护罩、阻挡物、栅栏和挡板等物体进行阻隔，但局部防护的防护等级低于IP2X。

需要进行电击防护和人身安全防护的电气操作包括：

1）微型断路器MCB和塑壳断路器MCCB的操作；

2）断路器ACB的操作，包括面板手柄操作和按钮操作；

3）电动机控制操作，包括按钮操作和控制开关操作；

4）仪表键盘和编程键盘操作；

5）热继电器、断路器、剩余电流保护装置、电压继电器等装置的脱扣复位操作；

6）更换熔断器熔芯、更换信号灯的灯泡等操作；

7）松开或插上连接片、插接元件等操作；

8）调节选择开关和程序控制器的操作；

9）整定仪器仪表、时间继电器、温度控制器、压力控制器的调节和控制量等操作。

以上这些操作一般均由专职人员来执行，若该操作由非专职人员来实施则必须具有完全的直接接触防护。

我们来看看有关防护型式IP等级的意义，见表1-38。

表1-38 防护型式IP等级的意义

（续）

对于MNS3.0开关柜来说，默认的IP防护等级为IP40或IP41。

IP防护等级中的第1标识数字表示防止直接接触到开关设备中危险部件和防止固体异物进入开关设备的防护程度，这是IP中体现人身安全防护的部分。

IP防护等级中的第2标识数字表示防止水进入开关设备的防护程度，这是IP中体现设备安全防护的部分。

从低压开关柜的使用来看，低压配电所的工作人员都希望低压开关柜能有较高的IP防护等级，但较高IP防护等级却直接影响了低压开关柜的散热效率，造成低压开关柜全面降容，甚至会因为发热严重而造成系统停止运作或发生故障，所以低压成套开关设备的设计者和使用者在确定低压开关柜的方案和结构时务必注意到这一点。

（2）间接接触防护与低压成套开关设备中的保护导体连续性

带电部件的间接接触防护的意义是：防止在终端电器或终端用电设备的机壳上出现过高的接触电压而伤及人身，同时也提出若干种有效的方法避免出现过高的接触电压。

一般地，终端电器或终端用电设备的机壳在正常情况下是不带电的，但如果带电导体的绝缘受损则将使机壳带上电，人触及带电的机壳将受电击。IEC 60364-4-41或GB/T16895.9—2000目前都将过高的接触电压规定为：大于50V的交流电压（有效值），大于120V的直流电压。

IEC 60364-4-41或GB/T 16895.9—2000中将上述电压定义为对地电压。对于三相三线制的不接地供电系统，则上述电压定义为当某相接地后而出现在其他导线上的电压。在IEC 60364-4-41或GB/T 16895.9—2000中介绍了以下保护措施：(www.xing528.com)

1）采用双重绝缘或加强绝缘进行保护；

2）设置不接地的等电位连接实现局部电位平衡进行保护；

3）将电气设备安装在非导电场所内进行保护；

4）采取电气隔离措施进行保护。

标准摘录：GB 14048.1—2012 《低压开关设备和控制设备 总则》等同于IEC60947.1：2011，MOD

7.1.10 保护性接地要求

7.1.10.1 结构要求

对外露的导体部件（如底板、框架和金属外壳的固定部件），除非它们不构成危险，都应在电气上相互连接并连接到保护接地端子上，以便连接到接地极或外部保护导体。

电气上连续的正规结构部件能符合此要求，并且此要求对单独使用的电器和组装在成套装置中的电器都适用。

7.1.10.2 保护接地端子

保护接地端子应设置在容易接近便于接线之处，并且当罩壳或任何其它可拆卸的部件移去时其位置仍应保证电器与接地极或保护导体之间的连接。

在电器具有导体构架、外壳等的情况下，如有必要应提供相应的措施，以保证电器的外露导体部件和连接电缆的金属护套之间有电气上的连续性。

7.1.10.3 保护接地端子的标志和识别

根据GB/T 4026—1992中5.3的规定，保护接地端子应采用颜色标志（绿—黄的标志）或适用的PE、PEN符号来识别，或在PEN情况下应用图形符号标志在电器上。

在GB 7251.1—2013（等同于IEC 61439-1：2011）中把保护导体的连续通道称为接地保护导体的连续性。

对于成套低压开关设备，为了防止间接接触，首先要对电力系统配套相应的保护措施与保护绝缘，且保护措施与保护绝缘必须与系统接地方式相适应；同时，还要求所有的电气设备应具备在发生漏电时能自动切断电源，防止事故的存在和扩大。

低压成套开关设备必须具有设置良好的保护电路，所有的柜体结构、柜门及机构、抽屉、抽出式部件等非载流回路金属结构部件都必须接地，并且接地的通路必须是连续的。

（3）低压成套开关设备中保护导体的截面要求

在国家标准GB 16895.3—2004《建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装——接地配置、保护导体和保护联结导体》（等同于IEC 60364-5-54：2002）第543条“保护导体”中提出如下计算保护导体截面积的方法：

式中 S_p——保护导体截面积

I——在阻抗可以忽略的情况下，流过保护电器的接地故障电流值（方均根值）

（A）；

t——保护电器的分断时间（s）；

k——系数，它取决于保护导体、绝缘和其他部分的材质以及起始和最终温度。

式1-74中的k取值见GB 7251.1—2013附录B的表B.1。

标准摘录：GB 7251.1—2013《低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则》，等同于IEC 61439-1：2011。

附录B.1 不包括在电缆内的绝缘保护导体的k值，或与电缆护套接触的裸保护导体的k值

【例1-15】 由例1-14知低压配电网的接地系统是TN-C。低压成套开关设备某32A馈电回路出口处发生了接地故障，接地故障电流为2674A。若断路器瞬时短路保护动作时间是30ms，试求电气设备接地电缆的截面。

解：设接地电缆采用EPR，最终温度为160℃，查表知k=176。将数据代入式（1-74），得

所以，电气设备的接地电缆截面采用4mm²即可。

在GB 7251.1—2013中对相线、N线和PE线的截面有相关的规定和要求。GB 7251.1—2013的表5中有如下说明：标准摘录：GB 7251.1—2013《低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则》

表5 保护导体的截面积（PE、PEN）

在低压成套开关设备中，保护导体也即PE线的截面按表1-39选配。

表1-39 低压成套开关设备中与外壳相连的PE线截面积