第三节 低压电器的安全要求
一、低压电器的分类
(1)按外壳防护等级可分为26级,见表3-16。
表3-16 低压电器的外壳防护等级
注 外壳防护等级由特征字母IP和后面的两个特征数字表示,具体含义请参阅本章第九节电气设备外壳防护等级。
(2)按污染等级可分为下列4级:
1)等级1。无污染或仅有干燥的非导电性的污染。
2)等级2。一般情况仅有非导电性污染,但是必须考虑到偶然由于凝露造成短暂的导电性。
3)等级3。有导电性污染或由于预期的凝露使干燥的非导电性污染变为导电性的。
4)等级4。造成持久性的导电污染,例如由于导电尘埃或雨雪所造成的污染。
(3)按安装类别(过电压类别)可分为以下4级:
1)安装类别Ⅰ(信号水平级)。安装在系统线路末端的特殊设备或部件,例如低压电子逻辑系统、遥控、小功率信号电路的电器。
2)安装类别Ⅱ(负载水平级)。安装在安装类别Ⅰ前面和安装类别Ⅲ后面的电气设备或部件,例如控制和通断电动机的电器,螺线管电磁阀耗能电器(电灯、电热器),通过变压器的主令和控制电路电器。
3)安装类别Ⅲ(配电及控制水平级)。安装在安装类别Ⅱ前面和安装类别Ⅳ后面的电器设备或部件,例如直接联接至配电干线装入配电箱中的电器。
4)安装类别Ⅳ(电源水平级)。安装在安装类别Ⅲ前面的电器,例如安装在电源进线处的电器。
(4)按防触电等级可分为以下3级:
1)0级电器设备。在这种电器设备中,防触电保护主要是靠主绝缘来保证的,也就是在设备固定引线情况下,在易近导体部件和保护导体之间不设置导电连接部件,在主绝缘损坏的情况下便依赖于周围环境。
2)Ⅰ级电器设备。在这种电器设备中,防触电保护不仅依靠主绝缘来实现,而且在设备固定引线情况下还包括把易近导体部件和保护接地导体连接起来的安全措施在内,在主绝缘损坏的情况下,易近导体部件不会带电。
3)Ⅱ级电器设备。在这种电器设备中,防触电保护不仅依赖主绝缘,而且还增加了诸如双重绝缘或加强绝缘的安全措施,而对于保护接地没有硬性规定,安全取决于安装条件。
二、电气间隙
在没有过电压限制的绝缘配合系统中,在非均匀电场条件下,不同安装类别和不同对地电压的电气设备在海拔2000m处的冲击耐受电压值和不同安装类别和不同污染等级下的最小电气间隙值如表3-17所列。表内各值也适用于0~2000m的海拔范围。
表3-17 最小电气间隙值
续表
①对于不接地系统或一相接地系统(接地极),相对地电压可认为是相对相电压。
若采用大于或等于表3-17规定的电气间隙值,可不必进行冲击耐受电压的试验;若小于规定值,则必须进行相应于最高安装类别的冲击耐受电压试验。
表3-17的间隙值不适用于触头开距和受电弧作用的部分。
三、爬电距离
在已知的绝缘材料组别、污染等级以及电器额定绝缘电压或工作电压等条件下,对应于安装类别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的爬电距离最小值如表3-18所列;对于安装类别Ⅳ的爬电距离的最小值,应将表3-18中额定绝缘电压值提高60%。
表3-18 爬电距离最小值
续表
①材料组别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa、Ⅲb。
②材料组别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa。
③此区域内爬电距离尚未规定,材料组别Ⅲb一般不推荐用于630V以上污染等级3,也不推荐用于污染等级4。
④在工作电压为32V及以下的绝缘上不会产生漏电起痕现象,但是必须考虑电解腐蚀的可能性,为此也规定了最小爬
电距离。
表3-18中规定的爬电距离不适用于触头开距和受电弧作用的部位。
表中的绝缘材料组别是按它们的相比漏电起痕指数(CTI)划分的,其中:
绝缘材料组别Ⅰ:CTI≥600;
绝缘材料组别Ⅱ:600>CTI≥400;
绝缘材料组别Ⅲa:400>CTI≥175;
绝缘材料组别Ⅲb:175>CTI≥100。
四、接地端子
对于具有容易触及的金属部件或外裸导体的电器来说,除非它们并不构成危险,否则都应接至保护接地端子或外部保护导体上去。这一要求既适用于单独使用的电器,也适用于成套组装的电器。
外裸导体可能触及的部分,如果①面积不大;②不会被握住;③尺寸很小(约500mm×500mm);④外露导体本身不可能触及带电部件,只要符合其中的一条,都可认为不构成危险。
保护接地端子应安置在容易接近的地方,而且当罩壳或其他可移去的部件移去时仍应保证保护接地端子与接地极或保护导体有良好的电气连接。
当可移去的部件仍处在原来位置上时,外壳上可移去的金属部件决不应与承载接地端子的部件绝缘。
一般情况下,接地螺钉不应小于表3-19的规定。
表3-19 接地螺钉最小尺寸
在电器具有金属框架(底架)、金属外壳的情况下,应保护电器外裸金属部件和连接电缆的金属护套之间有良好导电连续性措施。
保护接地端子除了用作保护接地之外,不得兼作其他用途,且应有适当的防蚀措施。
保护接地端子的形状、位置或它的标记都应能使其清楚而永久性地加以识别。保护接地端子标记应采用图形符号或字母PE。接至保护接地端子上去的接地线应采用黄绿双色线。
五、温升
(1)接线端温升极限应不超过表3-20中规定的值。
表3-20 接线端温升极限
注 1.表中序号4接线端子温升极限70K主要是受外接聚氯乙烯(PVC)导线或电缆所决定的,实际使用中的外部连接导线或电缆不应显著地小于试验连接导线或电缆,否则会导致较高的温升,对电缆是不利的。
2.表中序号5接线端子温升极限应根据运行经验或寿命试验来决定,但不超过65K。
(2)易近部件温升极限应不超过表3-21和表3-22规定的值。
表3-21 易近部件温升极限
注 对于较小的易近部件其温升极限允许比规定值再提高10K。
表3-22 绝缘线圈温升极限
注 1.表中第一栏绝缘材料等级见《电机、电器和变压器用绝缘材料耐热分级》。
2.表中第二栏线圈在空气中的温升极限是按年平均温度为20℃使用条件下推荐,对于年平均温度超过20℃的使用条件下的绝缘线圈的温升极限应相应降低或由用户与制造厂协商解决。
六、介电性能
电器在规定的正常工作电压下,应保持其良好的绝缘性能,如能通过适当的介电性能试验,则认为该电器已满足介电性能要求。电器在出厂和维修时都必须进行介电性能试验。
低压电器的介电性能试验包括冲击耐压试验、工频耐压试验和绝缘电阻测试。
(一)冲击耐压
对地电气间隙以及各级和各电路之间的电气间隙应承受相应于指定安装类别或几种安装类别中最高的冲击耐压。与电气间隙有关的电器固定绝缘也应承受此冲击耐压,固体绝缘承受的工频耐压试验电压峰值应不超过此冲击耐压值。
不同安装类别的冲击耐压优先值如表3-23所示。
表3-23 冲击耐压优先值(V)
表3-23中的冲击耐压值是对应于海拔2000m的值,在其他海拔处试验时应乘以海拔修正系数(见表3-24)。
表3-24 冲击耐压的海拔修正系数
(二)工频耐压
对于主电路以及规定要接至主电路的控制电路和辅助电路,其工频耐压试验电压值如表3-25所示。
表3-25 工频耐压试验电压值(V)
对于不接至主电路的控制电路和辅助电路,其工频耐压试验电压值如表3-26所示。
表3-26 不接至主电路的控制电路、辅助电路的工频耐压试验电压值(V)
对于施压部位,当被试低压电器中装有诸如电动机、仪表及半导体器件时,如有必要,在进行工频耐压试验前应将这些部件予以拆除。施压部件和施压时间如表3-27所示。
表3-27 施压部位和施压时间