摘要

故障保护以电流对人体的效应为基础，通常以约定时间 / 电压区域作为判断依据。提出保护等电位联结和自动切断电源的故障保护应根据最新的IEC 60479系列标准对约定时间以及接触电压阈值作出相应调整，以保障人身安全。

1 故障保护措施

故障保护是设备或装置发生单一故障条件下的保护。由单一故障导致一个或多个随后的故障仍然属于单一故障条件。

等电位联结和自动切断电源是故障保护中两个最常用的保护措施。等电位联结的保护注重降低预期接触电压，使得故障电压低于预期接触电压阈值；而自动切断电源的保护强调在约定的时间内切断电源回路。从单一故障保护的角度，采用自动切断电源属于有效的保护措施，可以独立地完成故障保护功能。表1节选自IEC 61140CDV《Protectionagainst electric shock - Common aspects for installation and equipment》附录A，图A. 1。

然而，配电系统和电气装置并非只存在单一故障，例如，TN系统由于接地故障可能在电气装置中产生转移故障电压，并能沿PE或PEN导体蔓延到整个TN配电系统中。那么，无论何种接地形式，等电位联结都能显示其独特的均衡电位的能力：

a. 平衡建筑物内的地电位；

b. 消除建筑物外引入的危险电位；

c. 降低建筑物内的故障接触电压。

因此，IEC标准从降低低压电气装置预期接触电压的角度，把等电位联结的保护作为故障保护的前提是有道理的。

等电位联结和自动切断电源最好能同时存在，互相配合，以期达到最佳的保护效果。但是，从表1得知，IEC 61140最新的CDV版本也把保护等电位联结列为单独的故障保护措施（注意，不是用于附加保护的局部或辅助等电位联结）。

2 保护等电位联结

2. 1总等电位联结的保护效果

从整个电气装置的角度，每个建筑物内都应设置总等电位联结。通过将总保护导体、电气装置的总接地导体、装置外可导电部分和建筑物金属结构等联结到总接地端子上，以便在发生接地故障时，达到降低预期接触电压的目的。

以TN - C - S系统为例，依据《建筑物电气装置600问》，预期接触电压：

Ut″ = I_d × Z_PE

式中：

I_d—— 故障电流；

Z_PE—— 故障点到MET（总接地端子）之间的PE导体上的阻抗。

由上式可知，设置总等电位联结后，预期接触电压会降低，具体降低的数值需要根据实际PE导体和PEN导体的阻抗比值来确定。例如，当故障回路相导体和PE导体同线径。预期接触电压：

Ut″ = （0.8× U₀）／2

= （0.8× 220）／2

= 88 V

式中：0. 8 —— 考虑总等电位联结（或局部等电位联结）电源侧回路阻抗上的电压降而取的约定系数。没有精确资料的情况下，一般可取0. 8。

然而，设置总等电位联结是否一定会降低预期接触电压？

2. 2变压器在建筑物内的总等电位联结

当变压器设于TN - S系统的建筑物内，总等电位联结板通常设于低压总配电柜附近，见图3。接触电压原理如图4所示。

预期接触电压：

Ut″ = I_d × Z_PE

Ut″没有因总等电位联结而降低，Ut″ = 220／2 = 110 V，不需要考虑0. 8的约定系数。

2. 3 保护等电位联结保护

虽然IEC标准不再提及局部等电位联结，但是，独立于自动切断电源的保护等电位联结故障保护措施势必要设置局部等电位联结，而且，必须经过有效性校验。

类似于辅助等电位联结，交流系统内的局部等电位联结应满足：

R ≤50V／I _a

式中：

R —— 可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线路的电阻，Ω；

I _a —— 保护电器的动作电流，A。

此时，局部等电位联结有效性的判定应符合最新的时间 / 电压区域的要求。 1/2 12下一页尾页