安全电压分类及说明

　　安全电压又称安全特低电压，是属于兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措施。其保护原理是：通过对系统中可能作用于人体的电进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的的范围内。

　　一、特低电压的区段、限值和安全电压额定值

　　1. 特低电压区段

　　所谓特低电压区段，是指如下范围：   

　　交流(工频)：无论是相对地或相对相之间均不大于50V(有效值)；

　　直流(无纹波)：无论是极对地或极对极之间均不大于120V。

　　2．特低电压限值

　　限值是指任何运行条件下，任何两导体间不可能出现的最高电压值。特低电压限值可作为从电压值的角度评价电击防护安全水平的基础性数据。我国国家标准GB 3805—83《安全电压》规定，工频有效值的限值为50 V、直流电压的限值为120V。

　　我国标准还推荐：当接触面积大于1cm²、接触时间超过1s时，干燥环境中工频电压有效值的限值为33V、直流电压限值为70V；潮湿环境中工频电压有效值的限值为16V、直流电压限值为35V。

　　3．安全电压额定值

　　我国国家标准GB 3805—83《安全电压》规定了安全电压的系列，将安全电压额定值(工频有效值)    具体选用时，应根据使用环境、人员和使用方式等因素确定。特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压；有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压，金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压；水下作业等场所应采用6V安全电压。当电器设备采用24V以上安全电压时，必须采取防护直接接触电击的撮施。   

　　二、特低电压防护的类型及安全条件

　　1．类型

　　特低电压电击防护的类型分为特地电压(Extra Low Voltage，缩写ELV和功能特低电压(Functional Extra Low Voltage，缩写FELV)。其中，ELV防护又包括了安全特低电压(SafetyExtraLowVoltage，缩写SELV)和保护特低电压(protective Extra Low Voltage，缩写PELV)两种类型的防护。但是，根据国际电工委员会相关的导则中有关慎用“安全”一词的原则，上述缩写仅作为特低电压保护类型的表示，而不再有原缩写字的含义，即：不能认为仅采用了“安全”特低电压电源就能防止电击事故的发生。因为只有同时符合规定的条件和防护措施，系统才是安全的。   

　　可将特低电压保护类型分为以下三类：

　　(1)SELV。只作为不接地系统的安全特低电压用的防护。

　　(2)PELV。只作为保护接地系统的安全特低电压用防护。

　　(3)FELV。由于功能上的原因(非电击防护目的)，采用于特低电压，但不能满足或没有必要满足SELV和PELV的所有条件。FELV防护是在这种前提下，补充规定了某些直接接触电击和间接接触电击防护措施的一种防护。

　　上述三类中丛以SELV应用最广，国家标准GB 3805—83《安全电压》中的安全电压相当于SELV。

　　2. 安全条件

　　要达到兼有直接接触电击防护和间接接触电击防护的保护要求，必须满足以下条件：

　　(1)线路或设备的标准电压不超过标准所规定的安全特低电压值。

　　(2)SELV和PELV必须满足安全电源、回路配置和各自的特殊要求。

　　(3)FELV必须满足其辅助要求。

　　三、SELV和PELV的安全电源及回路配置

　　SELV和PELV对安全电源的要求完全相同，在回路配置上有共同要求，也有特殊要求。   

　　1．SELV和PELV的安全电源

　　安全特低电压必须由安全电源供电。可以作为安全电源的主要有：

　　(1)安全隔离变压器或与其等效的具有多个隔离绕组的电动发电机组，其绕组的绝缘至少相当于双重绝缘或加强绝缘。安全隔离变压器的电路图如图4—2所示。

 

　　安全隔离变压器的一次与二次绕组之间必须有良好的绝缘；其间还可用接地的屏蔽隔离开来。安全隔离变压器各部分的绝缘电阻不得低于下列数值：

　　带电部分与壳体之间的工作绝缘    2MΩ

　　带电部分与壳体之间的加强绝缘    7MΩ

　　输入回路与输出回路之间    5 MΩ

　　输入回路与输入回路之间    2MΩ

　　输出回路与输出回路之间    2 MΩ

　　Ⅱ类变压器的带电部分与金属物件之间    2MΩ

　　Ⅱ类变压器的带电部分与壳体之间    5MΩ

　　绝缘壳体上内、外金属物件之间    2MΩ

　　安全隔离变压器的额定容量：单相变压器不得超过10 kVA；三相变压器不得超过16kVA；电铃用变压器不得超过100VA；玩具用变压器不得超过200VA。

　　安全隔离变压器的输入和输出导线应有各自的通道。导线进、出变压器处应有护套。固定式变压器的输入电路中不得采用接插件。

　　此外，安全隔离变压器各部分的最高温升不得超过允许限值。例如：金属握持部分的温升不得超过20℃；非金属握持部分的温升不得超过40℃；金属非握持部分的外壳，其温升不得超过25℃；非金属非握持部分的外壳，其温升不得超过50℃；接线端子的温升不得超过35℃；橡皮绝缘的温升不得超过35℃；聚氯乙烯绝缘的温升不得超过40℃。

　　(2)电化电源或与高于安全特低电压回路无关的电源，如蓄电池及独立供电的柴油发电机等。

　　(3)即使在故障时仍能够确保输出端子上的电压(用内阻不小于3kΩ的电压表测量)不超过特低电压值的电子装置电源等。   

　　2．SELV和PELV 的回路配置

　　SELV和PELV的回路配置都应满足以下要求：

　　(1)SELV和PELV回路的带电部分相互之间、回路与其他回路之间应实行电气隔离，其隔离水平不应低于安全隔离变压器输入与输出回路之间的电气隔离。尤其是有些电气设备，如继电器、接触器、辅助开关的带电部分，与电压较高线路的任何部分的电气隔离不应小于安全隔离变压器的输入和输出绕组的电气隔离要求，但此要求不排除PELV回路与地的连接。

　　(2)SELV和PELV回路的导线应与其他任何回路的导线分开敷设，以保持适当的物理上的隔离。当此要求不能满足时，必须采取诸如将回路的导线置于非金属外护物中，或将电压不同的回路的导线以接地的金属屏蔽层，或接地的金属护套分隔开等措施。回路电压不同的导线置于同一根多芯电缆或导线组中时，其中SELV和PELV回路的导线的绝缘必须单独地或成组地按能够耐受所有回路中的最高电压考虑。

　　四、SELV及PELV的特殊要求

　　1．SELV的特殊要求

　　(1)SELV回路的带电部分严禁与大地或其他回路的带电部分或保护导体相连接。

　　(2)外露可导电部分不应有意地连接到大地或其他回路的保护导体和外露可导电部分，也不能连接到外部可导电部分。若设备功能要求与外部可导电部分进行连接，则应采取措施，使这部分所能出现的电压不超过安全特低电压。

　　如果SELV回路的外露可导电部分容易偶然或被有意识地与其他回路的外露可导电部分相接触，则电击保护就不能再仅仅依赖于SELV的保护措施，还应依靠其他回路的外露可导电部分的保护方法，如发生接地故障时自动切断电源。

　　(3)若标称电压超过25V交流有效值或60 V无纹波直流值，应装设必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级；若标称电压不超过上述数值时，除某些特殊应用的环境条件外，一般无须直接接触电击防护。

　　2．PELV的特殊要求

　　实际上，可以将PELV类型看做是由SELV类型进行接地演变而来。PELV允许回路接地。由于PELV回路的接地，有可能从大地引入故障电压，使回路的电位升高，因此，PELV的防护水平要求比SELV要高。

　　(1)利用必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级来实现直接接触电击防护。

　　(2)如果设备在等电位联结有效区域内，以下情况可不进行上述直接接触电击防护。

　　①当标称电压不超过25V交流有效值或60V无纹波直流值，而且设备仅在干燥情况下使用，且带电部分不大可能同人体大面积接触时；

　　②在其他任何情况下，标称电压不超过6V交流有效值或15V无纹波直流值。

　　五、FELV的辅助要求

　　第一，装设必要的遮栏或外护物，或者提高绝缘等级来实现直接接触电击防护。

　　第二，当FELV回路设备的外露可导电部分与一次侧回路的保护导体相连接时，应在一次侧回路装设自动断电的防护装置，以实现间接接触电击的防护。

　　六、插头及插座

　　为了避免经电源插头和插座将外部电压引入，必须从结构上保证SELV，PELV及FELV回路的插头和插座不致误插入其他电压系统或被其他系统的插头插入。SELV和PELV回路的插座还不得带有接零或接地插孔，而FELV回路则根据需要决定是否带接零或接地插孔。