8第八章用电设备安全

本章内容：1.用电设备安全基础知识；外壳防护等级、防触电保护分类、用电环境设备选择。2.常用用电设备安全电动机、手持电动工具、交流弧焊机第八章用电设备安全一、外壳防护等级——《外壳防护等级》（GB4208—2008）1.外壳防护功能：a.对接近危险部件的防护:0~6级（7个级别）防止臂、手、手指以及手持工具等接近带电部件。b.防止固体异物进入：0～6级（7个级别）防止零件、导线、石块、粉尘等进入带电部位。c.防止水进入：0～8（9个级别）第一节用电设备安全基础知识2.对接近危险部件的防护等级防护等级简要说明含义0无防护1防止手背接近危险部件直径50mm球形试具应与危险部件有足够的间隙2防止手指接近危险部件直径12mm,长80mm的铰接试指应与危险部件有足够的间隙3防止工具接近危险部件直径2.5mm的试具不得进入壳内4防止金属线接近危险部件直径1.0mm的试具不得进入壳内5防止金属线接近危险部件直径1.0mm的试具不得进入壳内6防止金属线接近危险部件直径1.0mm的试具不得进入壳内说明：对接近危险部件的防护实际只有1~4四个等级。3.对固体异物进入的防护等级防护等级简要说明含义0无防护1防止直径不小于50mm的固体异物直径50mm的球形物体试具不得完全进入壳内2防止直径不小于12.5mm的固体异物直径12.5mm的球形物体试具不得完全进入壳内3防止直径不小于2.5mm的固体异物直径2.5mm的球形物体试具不得完全进入壳内4防止直径不小于1.0mm的固体异物直径1.0mm的球形物体试具不得完全进入壳内5防尘不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全6尘密无尘埃进入4.防水进入等级防护等级简要说明含义0无防护1防止垂直方向淋水垂直方向滴水应无有害影响2防止当外壳在15°范围内倾斜时垂直方向滴水当外壳的各垂直面在15°范围内倾斜时，垂直滴水应无有害影响3防淋水各垂直面在60°范围内淋水，无有害影响4防溅水向外壳各方向溅水无有害影响5防喷水向外壳各方向喷水无有害影响6防强烈喷水向外壳各方向强烈喷水无有害影响7防短时间浸水影响浸入规定压力的水中经规定时间后外壳进水量不致达有害程度8防持续潜水影响按生产厂和用户双方同意的条款（应比级别7更严酷）持续潜水后进水量不致达有害程度5.外壳等级标识方法（IP代码）a.代码字母IP:国际防护（InternationalProtection)b.第一位特征数字：对接近危险部件和防止固体异物进入的防护综合防护等级。c.第二位特征数字：防进水等级；d.附加字母：用字母表示的对接近危险部件的防护等级；e.代码字母：表示标准要求的其他信息。补充字母附加字母第二位特征数字第一位特征数字代码字母23CSIP外壳防护等级标识说明：（1）第一位特征数字代表对接近危险部件和异物进入两种防护功能。二者防护等级相同相同时,取该相同等级;二者防护等级不同时,取二者较小者。（2）附加字母和补充字母根据需要设置，可以没有。如:IP23,IP23C（3）当第一位或第二位特征数字无需特别指出时，可用“X”代替。如：IPX3,IP2X,IPX2C,IPXXC（4）附加字母A、B、C、D所表示的防护功能与等级与对接近危险部件防护等级中的1、2、3、4级相当。附加字母只有在下述情况下使用：①接近危险部件的实际防护水平高于第一位数字代表的防护等级，如:IP23C②第一位特征数字用“X”代替，而又需要专门表示对接近危险部件的防护等级。如:IPX3C防护等级简要说明含义A防止手背接近危险部件直径50mm球形试具应与危险部件有足够的间隙B防止手指接近危险部件直径12mm,长80mm的铰接试指应与危险部件有足够的间隙C防止工具接近危险部件直径2.5mm的试具不得进入壳内D防止金属线接近危险部件直径1.0mm的试具不得进入壳内附加字母所代表的对接近危险部件的防护等级（5）补充字母一般表示防护功能与等级以外的信息。部分补充字母含义字母含义H高压设备M防水试验在设备的可动部件（如旋转电机转子）运行时进行S防水试验在设备的可动部件（如旋转电机转子）静止时进行W适用于规定的气候条件和有附加防护特点或过程常用外壳防护等级防水防触电0123456780IP001IP10IP122IP20IP21IP223IP30IP31IP32IP33IP344IP40IP41IP42IP43IP445IP50IP51IP52IP53IP54IP556IP60IP61IP62IP63IP64IP65IP66IP67IP686.外壳防护等级试验方法二、用电设备防触电保护分类规定了接至外电源的低压电工电子设备一旦基本绝缘失效按照触电保护方式所做的分类。依据该标准，电气设备分为：0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。《电工电子设备按电击防护分类第2部分：对电击防护的导则》（GB/T12501.2-1997）《电击防护装置和设备的通用部分》（GB/T17045-2006)《电击防护装置和设备的通用部分》（GB/T17045-2008)《电工电子设备防触电保护分类》（GB/T12501-90）1.0类设备此类设备采用基本绝缘作为基本防护措施，而没有故障防护措施。说明：（1）国家标准建议取消该类设备。同时，该类设备一般不再生产，如2008年前可以生产0类灯具，现在已不准生产0类灯具；（2）按照国际电工委员会的触电防护原则，0类设备只能用于不导电场所或电气隔离系统。2.Ⅰ类设备此类设备采用基本绝缘作为基本防护措施，采用保护联结作为故障防护措施。说明：（1）上述对Ⅰ类设备的定义虽符合IEC的触电防护原则，但大大限制了该类设备的使用范围。实际上目前大多数Ⅰ类设备设备采用“接地”或“接零”作为保护措施，为了也能符合IEC的触电防护原则（要有两个独立的单项防护措施），实际上Ⅰ类设备常常采用“自动切断电源”作为故障防护措施。（2）此类设备电源接线通常设有保护线。如采用软线连接，应在收到机械张力拉伸时，保证保护线最后被扯断。（3）与等电位联结端子联结的导线或部件应用保护接地符号、PE字母或黄绿双色进行标示。3.Ⅱ类设备此类设备采用基本绝缘作为基本防护，附加绝缘作为故障防护措施，即采用双重绝缘；或采用防护效果相当于双重绝缘的加强绝缘进行防护。说明：（1）与Ⅰ类设备设备最大的不同在于该类设备的故障防护措施就设在设备上，即该类设备本身就具有两个“独立的单项防护措施”，而Ⅰ类设备的故障防护措施是在设备之外设置的，设备本身只是设置了利用故障防护措施的连接线。（2）如果Ⅱ类设备采用双重或加强绝缘后，仍存采用了保护联结，则此类设备仍归类于Ⅰ类设备。（2）Ⅱ类设备的标志符号：4.Ⅲ类设备此类设备经电压限制在特低电压作为防护措施，而它不具有故障防护措施。说明：（1）此类设备采用特低电压作为基本防护措施的含义是：a.设备采用标称电压不超过50V的交流或不超过120V的无波纹直流供电；b.设备的内部在正常状态下不会形成超过特低电压的电压；c.在设备内部出现单一故障情况下，可能出现或产生的稳态接触电压不应超过特低电压。（2）Ⅲ类设备只能在安全特低电压（SELV)系统或功能特低电压（PELV）系统使用。（3）Ⅲ类设备的标志符号：用电设备防触电保护分类比较类别项目0类I类Ⅱ类Ⅲ类自身所带的防护措施基本绝缘基本绝缘⊕保护线双重绝缘或加强绝缘用于ELV电气分隔的绝缘自身所带单项防护措施个数1个1.3个2个0.5个使用时配套防护措施不导电场所或专用电气隔离系统加漏电保护器(RCD)或采用等电位联接可直接使用SELV系统或PELV系统设备本身安全性排序③②①④采用配套措施后安全性排序④③②①说明：（1）按照IEC“双保险”触电防护基本规则，电气设备本身不足两个单项防护措施的，使用时要设法配够2个单项防护措施；（2）设备本身的分类号不代表设备本身的安全性，但使用时采用相应配套措施构成复合防护措施后，其分类号越高，安全性越高。三、根据用电环境选择用电设备要掌握不同用电环境选择不同触电保护方式、不同外壳防护等级、不同电压级别的用电设备。要培养根据用电环境、用电工作性质选择适当用电设备的意识。(1)《严酷条件下户外电气设施一般防护要求》（GB9089.2—1988）电压范围操作区阈内电气操作区域内封闭电气操作区阈内50V＜U≤1kVIP2X或IP4X的完全防护当U≤600V:IP1X的部分防护当U＞600V：IP2X的完全防护当U＞660V:IP4X的完全防护当U≤600V:IP0X（不需防护）当U＞600V:IP1X的部分防护U＞1000V伸臂范围内：IP5X的完全防护；伸臂范围外：IP2X的部分防护伸臂范围内：IP5X的完全防护伸臂范围外：IP1X的部分防护IP1X的部分防护。①“操作区域”是指操作人员正常履行职责时可以进入的区域；②“电气操作区域”是指只有打开门或移开遮栏才能进入的区域；③“封闭的电气操作区域”是指只有使用工具或钥匙才能进入的区域。（2）《建筑物电气装置，第702节游泳池和其他水池》（GB16895.19—2002）区域0区1区2区设备外壳保护等级IPX8IPX5/4IPX2/4/5浴室、泳池用电设备的选择与安全要求思路：浴室、泳池属高危用电环境，用电设备选择首先是根据危险程度对浴室进行分区，然后根据区域选择合适保护方式、外壳防护等级、电压等级的用电设备。a)澡盆b)有固定隔墙的澡盆c)淋浴盆d)有固定隔墙的淋浴盆e)无盆淋浴f)有固定隔墙的无盆淋浴浴室内区域划分（平面）a)浴盆b)淋浴盆c)有固定隔墙的无盆淋浴间浴室区域划分（立面）浴室各个区域的电气设备要求如下：0区：只允许使用12V以下由安全特低电压（SLEV）供电的III类电气设备，电源设在0区以外；设备外壳防水等级不低于IPX7。此外0区不允许装设插座。1区：也不允许装设插座，只可装设防护等级不低于IPX4的电热水器，其他设备外壳防护等级不低于IPX5。2区：若装设插座，要么由隔离变压器供电，要么由安全特低电压供电，要么装设额定动作电流不大于30mA的漏电保护器。2区采用设备外壳防护等级不低于IPX4，而公共浴室要求为IPX5。3区：采用的设备外壳防护等级不应低于IPX1，公共浴室要求为IPX5。游泳池和涉水池区域划分地上泳池区域划分泳池各个区域的电气设备要求如下：0区：只允许使用12V以下由SLEV供电的III类电气设备，如潜水泵、水下灯具等。手握式设备的供电电压不得超过6V。外壳防水等级为IPX8。1区：非固定设备只能采用由安全特低电压（SELV）供电的III类设备；固定设备有时也可采用II类设备；设备的防水等级不低于IPX4。2区：或使用由SELV供电的III类电气设备；或采用II类电气设备；或由额定动作电流不大于30mA漏电保护器进行保护的I类接地保护设备；或有隔离变压器供电的设备。外壳防护等级室内游泳池不低于IPX2，室外游泳池不低于IPX4。第二节常用用电设备安全一、电动机安全1.电动机温升电动机绝缘等级与允许温升绝缘等级最高工作温度（℃）允许温升（℃）A10565E12080B13090F155115H180140注：电机的允许温升是以40℃为基准环境温度2．电动机欠压危险对于三相异步电动机，起动转矩和最大转矩分别为：21220222UXRRKTst22021max2XUKT其中：K——为常数R2——转子电阻X20——转子感抗U1——电动机电源电压从以上两式子看出，电动机的起动转矩Tst与最大转矩Tmax均与电源电压的平方成正比，因此，电源电压下降后，电动机的扭矩会大幅下降。所以，电动机在电源欠压的情况下，很有可能造成电动机堵转而烧毁。3.三相异步电机缺相三相异步电机一相断开后，变成380V单相运行电动机，扭矩减小，易出现堵转而烧毁。二、手持式电动工具安全（一）各类手持电动工具适用范围与使用要求1.I类工具或设备I类手持式电动工具适用于一般作业场所，不适合在潮湿或金属容器类工作环境中使用。I类手持式电动工具使用时要在线路中设置额定剩余动作电流不大于30mA漏电保护器。2.II类设备或工具II类工具可用于：（1）一般作业