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虽然防护电路的功能不是我们设计电气控制柜的主要目的，但是防护电路对于保证电气控制柜的安全可靠运行，以及设备操作人员的人身安全起着关键作用。因此，防护电路对于电气控制设备不是可有可无的，而是构成现代自动控制系统必不可少的重要组成部分。
概述
1.对不同防触电类别设备的防触电特征及安全措施
防触电类别见表3.2.1，表3.2.1给出了设备按防触电保护分类的主要特征，对不同防触电类别设备的防触电特征及安全措施，并指出了一旦基本绝缘失效所需的安全措施。
表3.2.1设备主要特征及安全措施表2.应采取保护措施防止意外触及电压超过50V的带电部件
电气设备应具备在下列情况下保护人免受电击的能力。
(1)直接接触。
(2)间接接触。建议使用3.2.1.3节规定的防护措施。对于这些防护措施不适用的场合，普遍可接受的防护措施可参照IEC-4-41。
当按照有关规定将控制设备安装在一个系统中时，考虑到控制设备的特殊要求，那些对于控制设备尤为重要的防护措施详细描述如下。
直接接触的防护
直接接触的防护主要是利用电气控制设备的外壳进行隔离。但是残余电压的防护必须在进行电路设计时考虑。
如果控制设备中包含断电后存在危险电荷的设备(如电容器等)，则要求装警告牌。
切断电路时，电荷能量大于0.1J的电容器应具有放电回路。
电源切断后，任何残余电压高于60V的外露可导电部分，都应在5s之内放电到60V或60V以下，但是这种放电速率不应妨碍电气设备的正常功能(元件存储电荷小于等于60μC时可免除此要求)。如果这种防护办法会干扰电气设备的正常功能，则应在容易看见的位置或在装有电容的外壳邻近处，做耐久性警告标志提醒注意危险，并说明在打开以前的必要延时。
用于灭弧和继电器延时动作等的小电容器，不应认为是有危险的设备。如果在切断电源后的5s之内，由静电产生的电压降至直流V以下时，无意识的接触不认为是有危险的。
对于插头/插座或类似的器件，拔出它们会裸露出导体件(如插针)，放电时间不应超过1s，否则这些导体件应加以防护，直接接触的防护等级至少为IP2X或IPXXB。对于放电时间不小于1s，最低防护等级又未达到IP2X或IPXXB的器件，应采用附加的断开器件或适当的警告标志。
间接接触的防护
1.概述
间接接触的防护用来预防带电部分与外露可导电部分之间由于绝缘失效所产生的危险情况。
由触摸电压引起有害的生理效应的风险取决于触摸电压及暴露的持续时间。对电气设备的每个电路或部件，至少应采用下列间接接触的防护措施之一。
(1)防止出现危险触摸电压。
(2)触及触摸电压可在造成危险之前自动切断电源。
(3)设备和保护措施的分类见国家标准《电击防护装置和设备的通用部分》。
用户应说明适合于控制设备安装的防护措施，尤其要注意IEC-4-41中规定的对整个装置防止间接接触的要求，如采用保护导体。
2.利用保护电路进行防护
控制设备中的保护电路可由单独的保护导体或导电结构部件组成，或由两者共同组成。它提供下述保护：
1)防止由控制设备内部故障引起的后果;
2)防止由控制设备供电的外部电路故障引起的后果。
在下述条款中给出了保护电路的要求。
1)应在结构上采取措施以保证控制设备裸露导电部件之间，以及这些部件和保护电路之间的电连续性。对于PTTA，除非采用形式试验的方案或可以免除进行短路强度的验证，否则，保护电路应使用单独的保护导体，而且把它安置在母线电磁力的影响可以被忽略的位置。
2)控制设备的裸露导电部件在下述情况下不会构成危险，则不需与保护电路连接：
(1)不可能大面积接触或用手抓住;
(2)由于裸露导电部件很小(大约50mm×50mm)，或者被固定在其位置上时，不可能与带电部件接触。
这适用于螺钉、铆钉和铭牌，也适用于接触器或继电器的衔铁、变压器的铁芯(除非它们带有连接保护电路的端子)、脱扣器的某些部件等，不论其尺寸大小。
3)手动操作装置(手柄、转轮等)应：
(1)安全可靠地与已连接到保护电路上的部件进行电气连接;
(2)带有辅助绝缘物，以使手动操作装置与控制设备的其他导电部件互相绝缘，此绝缘物至少应与手动操作装置所属器件的最大绝缘电压等级一样。
操作时通常用手握的手动操作的部件最好采用符合控制设备的最大绝缘电压的绝缘材料来制作或包覆。
4)用漆层或搪瓷覆盖的金属部件一般认为没有足够的绝缘能力以满足这些要求。
5)应通过直接的或由保护导体完成的相互有效连接来确保保护电路的连续性。
(1)当把控制设备的一个部件从外壳中取出时，如进行例行维修，控制设备其余部分的保护电路不应当被切断。
如果采用的措施能够保证保护电路有持久良好的导电能力，而且载流容量足以承受控制设备中流过的接地故障电流，组装控制设备的各种金属部件则被认为能够有效地保证保护电路的连续性。建议软金属管不用作保护导体。
(2)如果可移式或抽出式部件配备有金属支撑表面，而且它们对支撑表面上施加的压力足够大，则认为这些支撑面能充分保证保护电路的连续性，此时有必要采取一定的措施以保证有持久良好的导电性。从连接位置到分离(隔离位置)位置，抽出式部件的保护电路应一直保持其有效性。
(3)在盖板、门、遮板和类似部件上，如果没有安装电气设备，通常的金属螺钉连接和金属铰链连接则被认为足以能够保证电的连续性。
如果在盖板、门、遮板等部件上装有电压值低于超低压限值的电器，应采取措施，以保证保护电路的连续性。建议给这些部件装配上一个保护导体(PE、PEN)，此保护导体的截面积取决于所属电器电源引线截面积的最大值，并且符合规定的要求。为此目的而设计的等效电连接方式(如滑动触点、防腐蚀铰链)也认为是满足要求的。
(4)控制设备内保护电路所有部件的设计，应使它们能够承受在控制设备的安装场地可能遇到的最大热应力和动应力。
(5)如果将外壳当作保护电路的一部分使用，其截面积与规定的最小截面积在导电能力方面应是等效的。
(6)当利用连接器或插头插座切断保护电路的连续性时，只有在带电导体已被切断后，保护电路才能断开，并且在带电导体重新接通以前，应先恢复保护电路的连续性。
(7)原则上，控制设备内的保护电路不应包含分断器件(开关、隔离器等)，但上一条中提及的情况例外。在保护导体的整个回路中，唯一允许的措施是设置连接片，这种连接片只有经过批准的人才可借助于工具来拆卸(某些试验可能需要此种连接片)。
6)用于连接外部保护导体的端子和电缆套的端子应是裸露的，如无其他规定，应适用于连接铜导体。应该为每条电路的出线保护导体设置一个尺寸合适的单独端子。对铝或铝合金的外壳或导体，应特别注意电腐蚀的危险。在控制设备具有导电结构、外壳等部件的情况下，应采取措施以保证控制设备的裸导电部件(保护电路)和连接电缆的金属外皮(钢管、铅皮等)之间的电连续性，用于保证裸露导体与外部保护导体的电连续性而采取的连接措施不得用作其他用途。
7)外部导体所连接的控制设备内保护导体(PE、PEN)的截面积应按下述方法中的一种来确定。
(1)保护导体(PE、PEN)的截面积不应小于表3.2.2中给出的值。如果表3.2.2用于PEN导体，在中性电流不超过相电流的30%的前提下是允许的。
如果应用此表得出非标准尺寸，那么应采用最接近的较大的标准截面积的保护导体(PE、PEN)。
只有在保护导体(PE、PEN)的材料与相导体的材料相同时，表3.2.2中的值才有效。如果材料不同，保护导体(PE、PEN)截面积的确定要使之达到与表3.2.2相同的导电效果。
对于PEN导体，下述补充要求应适用：
①最小截面积应为铜10mm2，或铝16mm2;
表3.2.2保护导体的截面积(PE、PEN)
②在控制设备内PEN导体不需绝缘;
③结构部件不应用作PEN导体，但铜制或铝制安装轨道可用作PEN导体;
④在某些应用场合，如大的荧光照明装置，PEN导体的电流可能达到较高值，可以根据制造商与用户之间的专门协议，配备载流量等于或高于相导体的PEN导体。
(2)保护导体的截面积还可用规定的公式计算求得，或用其他方法获得，如通过试验获得。确定保护导体的截面积，必须同时满足下述条件：
①进行保护电路有效性试验时，故障电路阻抗值应满足保护器件动作时所要求的条件;
②电力保护器件动作条件，即不能因保护导体(PE、PEN)中故障电流所引起的温升损坏该导体或其电连续性。
8)如果控制设备中带有由导电材料构成的结构部件、框架、外壳等，保护导体则不需要与这些部件绝缘。
9)接至某些保护电器的导体，包括连接这些器件至单独接地电极的导体，都必须细致地进行绝缘。这适用于诸如电压型故障检测器，同时也适用于变压器中性点的接地线。
在实施关于这类器件的技术要求时，要注意采用专门的措施。
10)某一器件，如果其可接近导电部件不能用固装方式与保护电路连接，则应用导线连接到控制设备的保护电路上，导线的截面积根据表3.2.3选择。
表3.2.3铜连接导线的截面积S为相导体的截面积。根据IEC-4-4中的.2.1，它等同于第Ⅱ类设备。
3.用自动切断电源作防护
在故障情况下，保护器件自动操作切断一路或多路相线。切断应在极短时间内出现，以限制触摸电压，使其在持续时间内没有危险。表3.2.4给出了TN系统的最长切断时间。
表3.2.4TN系统的最长切断时间U。是对地标称交流电压均方根值。
注1：在GB规定的允许偏差范围内的电压值，切断时间适用于施加的标称电压。
注2：对于两级之间的电压值，使用表中紧接在其后的较高值。
用自动切断电源作防护这种措施需协调以下几个方面的要求：
(1)电源接地系统形式;
(2)不同地基保护联结系统的接地阻抗值;
(3)检测绝缘故障保护器件的特性。
出现绝缘故障后，受其影响的任何电路的电源自动切断，这是为了防止由触摸电压引起的危险情况。这种措施包括以下两个方面。
(1)外露可导电部分的保护联结。
(2)下列任一种方法：
①在TN或TT系统中，绝缘失效时用保护器件自动切断电源;
②在TT系统中，检测到带电部分对外露可导电部分或对地的绝缘故障时，引发残余电流保护器件自动切断电源;
③采用绝缘监测或残余电流保护器件引发IT系统自动断开。此外，如果设置的保护器件在首次接地故障情况下切断电源，应提供绝缘监测器件以指示来自带电部分对外露可导电部分或对地发生的首次故障。这种绝缘监测器件应发出听觉的和/或视觉的信号，随着故障持续而连续。
在大型机器中，接地故障定位系统的预防措施能便于设备的维护。
在配有满足上述要求的自动切断，而不能确保在表3.2.4规定的时间内切断的场合，应提供满足要求所必需的辅助联结。
采用安全超低压(PELV)作防护
1.基本要求
应采用安全特低电压保护人身免于间接接触和有限区间直接接触的电击防护。PELV电路应满足下列全部条件。
(1)额定电压不应超过：
①当设备在干燥环境正常使用，但带电部分与人体无大面积接触时，不超25Va.c均方根值或60Vd.c无纹波;
②其他情况，6Va.c均方根值或15Vd.c无纹波。
说明：无纹波一般定义为正弦波的纹波电压的纹波含量不超过10%均方根值。
(2)电路的一端或该电路电源的一点应连接到保护接地电路上。
(3)PELV电路的带电体应与其他带电回路电气隔离，电气隔离不应低于安全隔离变压器初级和次级电路之间的技术要求。
(4)PELV电路的导线应与其他电路的导线相隔离。
(5)PELV电路用插头/插座应遵守下列规定：
①插头应不能插入其他电压系统的插座;
②插座应不接受其他电压系统的插头。
2.PELV电源
PELV电源应为下列的一种：
(1)符合要求的安全隔离变压器;
(2)安全等级等效于安全隔离变压器的电流源(如带等效绝缘绕组的发电机);
(3)电化学电源(如电池)或其他独立的较高电压电路电源(如柴油发电机);
(4)符合适用标准的电子电源，该标准规定要采取的措施，以保证即使出现内部故障，输出端子的电压也不超过规定值。
