采用变比为 1∶1 的隔离变压器供电的防电击措施,国际电工标准称之为保护分隔( protectiveseparation),单相隔离变压器的绝缘需经 3750V 高压打压 1min 无损方认为合格。在地面上采用隔离变压器供电是一项非常可靠的防电击措施,如图1 所示,它所供设备可与地接触,但不接 PE 导体,即不接地。这样它就不会因沿 PE 导体传导来的别处的故障电压 Uf 而引发电击事故。当设备自身发生图1所示碰外壳绝缘故障时,接触电压 Ut 限于图中非故障相 L2 对地容抗 XC 和对地接触电阻 R 而大大小于接触电压限值 UL,所以这两种电击危险都不可能发生,在地面上它是非常安全的防电击措施。
但在水下情况就与地上大大不同,电线电缆的芯线和水都是导体 ,两者间只隔着一层导体的绝缘,其间形成的电容 C 比在地面上要大许多,容抗XC=1/(2πfC)要小许多,故障电流 Id 无疑将大许多。如图2所示,当水下设备相线 L1 发生碰外壳绝缘故障时,故障电流 Id 的路径将为:相线 L1→设备外壳 →设备外壳与水间的接触电阻 R →水电阻RH2O→人体阻抗Zt→水电阻RH2O→XC→ 相线L2→变压器阻抗ZT→相线L1。 由于水下XC 的减小和Id 的增大,水下电压梯度和电击危险也随之增大。因此经隔离变压器以 220V 电压给喷水池水下设备供电时不能象地面上那样可靠地保证水下的人身安全。
如果在水下发生两个绝缘故障,如图3所示相线L2 也发生绝缘故障,理论上这时故障电流 Id 的路径与图2 相同,只是将图2中的 XC换为 L2与池水间的接触电阻 R′。 显然,R′甚小于 XC,电击危险将更大。
综上所述,可知用隔离变压器作保护分隔给喷水池水下 220V 设备供电,由于设备电压大大超过12V,不论发生一个绝缘故障还是两个绝缘故障,水下过大电压梯度都可引发电击事故。
遗憾的是我国广泛执行的 JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》(以下简称《民规》) 第 12.9.4 条第 3 款第2)项,在无任何前提条件下规定喷水池的0、1区内供电回路可由隔离变压器供电,很容易使人误以为喷水池的 220V 电气设备只要用隔离变压器供电就可和地面上一样保证安全。电气设计如按此执行后果将是严重的。经笔者查阅,《民规》这一规定是有根据的,它是依据 1997 年版 IEC 60364-7-702:1997 第 702.471.3.2 条编写的 。 错误出在它忽略了 IEC 该条规定的前提是该标准第702.2.21.1 条,即喷水池不让人进入,让人进入的喷水池须按游泳池规定执行,即池内设备电压不得大于 12V。从《民规》这一不妥规定可知正确采用 IEC标准必须深入了解该标准内各条文间的相互关系,也须深入了解 IEC 各个建筑电气标准之间的相互关系,否则是很易出错的。我国有些电气设计规范引经据典,言之凿凿,表明其某条是依据 IEC 标准某条,但如果对 IEC 标准理解不深,在规范编制中将 IEC 标准引用错误或断章取义或采用过时的 IEC 标准,在技术上出现偏差,作为规范条文其所起的误导作用和不良影响是令人担心的。
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