什么是间接接触？

间接接触

间接接触是指与设备或地的导电部分接触，这些部分在正常情况下不带电并接地，但由于内部绝缘故障可能会带电（根据IEC 60050标准）。

换句话说，设备绝缘的破损会产生故障电流（If）（关于短路电流计算文章），这将使故障设备的接地电位升高，具体电位取决于故障回路。如果人或动物接触到这个接地部分，可能会导致触电甚至电击。

故障接地的电压定义如下

  • 预期接触电压：当这些导电部分未被人员或动物接触时，同时可触及的导电部分之间出现的电压（IEC 60050）。
  • 实际接触电压：当人员或动物同时接触导电部分时，导电部分之间的电压（IEC 60050）。

在实际应用中，接触电压是在故障设备外壳与地之间计算的，因为两个同时故障的外壳之间的间接接触情况较为罕见。实际接触电压总是低于预期接触电压，因为人员或动物在间接接触时的阻抗会改变故障回路。在下文中，“接触电压”（Uc）一词将指预期接触电压。

常规接触电压限值（或安全电压限值）定义如下

  • 常规接触限值电压（UL）：在特定外部影响条件下，假定可以无限期维持的接触电压值（IEC 60050）。

大多数低压法规定义了以下安全电压限值：

  • 交流电：50 V
  • 平滑直流电：120 V 这是5秒内允许的最大接触电压

防止间接接触的保护措施

  • 通过自动断电保护
  • 通过双重或加强绝缘保护
  • 通过电气分隔为单个设备供电
  • 特低电压保护

自动断电保护措施

该保护措施基于两个条件的结合：

  1. 存在一个允许故障电流流动的回路（称为“故障回路”）。该故障回路的组成取决于接地系统（TN、TT或IT）。此条件意味着需要使用保护导体将所有电气设备的接地连接起来，以形成故障回路。
  2. 故障电流在取决于某些参数的时间范围内被适当的保护装置中断，例如人员可能接触到的接触电压、故障概率以及与故障部分的接触概率。断开时间的确定基于对电流对人体的影响和外部影响条件的了解。此条件意味着需要存在一个自动断开装置，其特性根据TT、TN或IT接地系统定义。

TT接地系统

无法预先确定故障电流。这意味着保护装置必须是一个满足以下条件的差动装置：

𝑅𝐴 × 𝐼Δ𝑛 ≤ 50 𝑉

其中：

RA：接地连接的电阻

IΔn：保护装置的剩余差动电流额定值

TN接地系统

可以计算故障电流，因为故障回路仅包括有源导体和保护导体。需要满足的条件是，断开装置的操作电流必须小于计算的最小故障电流。
保护装置可以是过流保护装置（熔断器或断路器）或剩余电流保护装置（TN-C除外）。

IT接地系统

系统与地隔离或通过高阻抗接地。在发生有源导体绝缘故障时，故障电流较低，如果满足以下条件，则无需自动断开：

𝑅𝐴 × 𝐼𝑓 ≤ 50 𝑉（交流电）
𝑅𝐴 × 𝐼𝑓 ≤ 120 𝑉（直流电）
其中：

  • RA：接地连接的电阻
  • If：第一次明确故障时，相导体与接地之间的故障电流。If的值考虑了泄漏电流和电气系统的整体接地阻抗。
  • RA × If：预期接触电压

如果发生第二次故障，则适用TN系统的条件：确保断开装置操作的电流必须小于计算的最小双故障电流。

确定最大断开时间

间接接触的危险与可能通过人体的电流有关，因此与预期接触电压以及暴露于该电流的持续时间有关。因此，必须检查开关装置的操作时间是否会产生有害影响。国际研究关于电流对人体的影响已定义了最大断开时间，这些时间是网络电压、接地系统和回路类型的函数。在下表中，IEC 60364-4-41规定了终端回路的最大断开时间（以秒为单位），适用于最大额定电流为：

  • 63 A，带一个或多个插座
  • 32 A，仅供电给固定连接的设备

IEC 60364-4-41标准规定，这些断开时间适用于所有终端回路。对于其他回路，TN系统允许的断开时间不超过5秒，TT系统不超过1秒。在IT系统中，发生第二次故障时，适用TN系统的条件。

使用双重或加强绝缘的保护措施

双重或加强绝缘是一种保护措施，其中：

  • 主要保护由主绝缘提供；绝缘故障保护由附加绝缘提供；或
  • 主要保护和绝缘故障保护由有源部分与可触及部分之间的加强绝缘提供。

在大多数情况下，使用的电气设备为II类设备，即必须符合以下类型、经过型式试验并按照适用规则标记：

  • 具有双重或加强绝缘的设备（II类设备）；
  • 在产品标准中声明为等同于II类的设备，工厂制造并完全绝缘。

此类设备标有符号。除非标准中引用的特殊情况，供电给II类设备的回路必须全程配备保护导体，并在导管末端和每个附件上连接。

通过电气分隔为单个设备供电的保护措施

电气分隔是一种将危险带电部分与所有其他电气回路和电气部件绝缘以及与地绝缘，并防止一切接触的保护措施。分隔回路必须通过单一分隔电源供电，且分隔回路的电压不得超过500 V。分隔回路的有源部分不得与任何其他回路有共同点，也不得与地连接。分隔回路的接地不得与保护导体、其他回路的接地或地连接。

特低电压保护

特低电压保护是一种保护措施，由两种不同类型的特低电压回路组成：

  • SELV：分隔特低电压
  • PELV：保护特低电压

其保护通过以下方式实现：

  • 将SELV或PELV电压限制在电压范围I的上限：50 V交流电和120 V直流电；
  • SELV或PELV回路与所有其他回路之间的保护性分隔，以及SELV和PELV回路之间的主绝缘；
  • 仅对SELV回路，SELV回路与地之间的主绝缘。

有关此保护措施的实施，请参阅标准中的相应段落（IEC 60364-4-41 §414）。

使用elec calc™ 进行自动检查

接触电压管理

elec calc™ 检查保护装置的操作时间是否保持在某个值以下，具体取决于接触电压。该接触电压是在发生相地故障时，设备接地与地之间可能建立的电压。因此，它是从相地短路电流（If）计算得出的。

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