特低电压的应用简析
王厚余（中国航空规划建设发展有限公司，北京市100120）
Brief Analysis on Application of Extra-low-voltage
WANG Houyu (China Aviation Planning and Costruction Developement Co. Ld. Beijing 100120 China)
the application of extra-low-voltage are briefly Abstract: Possible hazards of electric shock indiscussed. The classification of extra-low-voltages byIEC is introduced. Key points which shall be paidattention in the application of different extra-low- voltages are described respectively : the application ofPELV shall be supported by equipotential bonding toguarantee electrical safety; SELV is the most safeprotection measures; and the loop condluctor of FEL.V ELV which does not need other electric shockshall be grounded aceording to partieular situations inthe application of FELV.
1PELV
缘发生故障时靠防护开关电器自动切断电源来保证安 PELV意为保护性特低电压 protective ELV，在绝全.要求降压变压器一、二次绕组间的绝缘必须是双重绝缘或加强绝缘，或是持续1min能承受3750V电压不被击穿的绝缘.二次PELV回路与一次220V（或380V）回路及与其他回路间的绝缘也需具有上述相同的绝缘水平，以防高于ELV的电压窜入PEIV 回路内导致事故.
Key words: exira-low-voltage; PELV; SELV;machine tool; portable light; electrical arc welding FELV; transferring fault voltage; local lighting of
摘要：简述特低电压在应用中可能发生的电击危险：介绍IEC对特低电压的分类，并分别陈述不同特低电压在应用中应予注意的要点：PELV的应用应 辅以等电位联结措施以确保电气安全；SELV是最为安全的ELV，它不需辅以其他防电击措施；FELV在应用中应视具体情况注意将其回路导体接地，
由于种种原因PELV的带电导体和设备的金属外壳必须通过连接降压变压器一次侧的PE线而接地，如图1所示.下面试以机床上的36VPELV局部照明灯为例来说明.机床内有380V的电动机，它属需经PE线接地和靠自动切断电源的防电击I类设备. 机床局部照明PELV回路由机床内的220V（380V）高绝缘强度隔离降压变压器供电.因该局部照明灯需经常挪动，PELV回路绝缘很易磨损而与金属机床短路，PELV回路接地后如发生绝缘故障，可籍大幅值故障电流经PE线返回电源，使图示降压变压器一次
关键词：特低电压；PELV；SELV；FELV；转移故障电压：机床局部照明：手提行灯：电弧焊接
中图分类号：TU852 文献标识码：Adoi : 10. 3969 / j. issn. 1003 8493. 2015. 11. 001
电气同行都知道交流50V及以下的电压在我国被称作安全电压.因接触此种电压不致电击伤人，所以儿童玩具、手提行灯等都采用36V、24V之类的
代颁布的水利电力部主编的国标接地规范内就不加区分地规定了安全电压当规定的误导在一些工厂企业内发生了不 （即ELV）一概应接地的要求.因这一不少使用36V手提行灯的电击伤亡事故.原因就在手提行灯错误地应用了接地的PELV.当时工厂企业内因此流行有“安全电压电死人”的讽刺笑话.这一违反IEC标准导致的惨痛教训我们电气工作 者应铭记不忘，切勿误以为接了地就万事大吉安然无事了.
图1PILV必须与等电位联结结合应用Fig 1 PELV must be suppoted by equipotential bonding
2SELV
侧或二次侧的过电流防护电器（熔断器或断路器）自动切断电源，避免烧坏降压变压器或发生其他电气事故.
和PELV相同，SELV也要求降压隔离变压器一、二次绕组间和SELV回路与其他回路间的绝缘为高强度的绝缘.所不同的只是SELV不允许回路导体和用 电设备金属外壳接地，如图2所示.它不存在前述PELV转移故障电压引发电击事故的危险，完全不需另采取诸如等电位联结之类的其他安全措施，所以它是最安全的ELV.诸如手提行灯之类电击危险大的ELV设备必须采用SELV.
从图1也可知PELV接降压变压器一次侧的PE线后如场所不具备等电位联结作用将很易带来电击事故隐患.例如，在常用的TN系统内PE线是连通的.如图示TN系统内某处发生接大地故障，因故障回路阻抗大，防护电器不能及时切断电源，则全系统的PE线在一定时间内将带故障电压U，连接PE线的PELV设备的外壳如图示也同样带U.此U称作转移故障电压，详见文献[2].如果U值大于接触电压限值U，例如，大于50V，则PELV虽然只有36V，仍然将因传导故障电压U而引发电击事故
窜入建筑物后建筑物内可导电部分，也包括 如图1所示，建筑物内如实施了等电联结，当UPELV的回路导体和设备外壳，都处在相同电位水平上，不出现电位差，自然无从发生电击事故，PELV的应用才能保证安全.
Fig. 2 SELV can guarantee persenal safety without other 图2SELV无需补充其他措施即可保证人身安全electric shock protection measures
从上述可知，PELV的应用是有条件的，它必须辅以等电位联结.不具备等电位联结作用的户外、矿 井下等场所内PELV是不能保证安全的.关于PELV的不当应用我国曾有过沉痛的教训.有些同行常以为电气设备外壳接了地，设备外壳就是0V地电位，接触设备外壳时就安全了.其实不然，要知接地极的接地电阻因通过故障电流产生电压降而可能使PE线带危险电压.不当的接地（接PE线）反因转移故障电 压经PE的传导而招致电击危险.我国上世纪80年
IEC要求在标准的术语中尽量少用“安全”（safety）一词.例如勿将SELV称作安全ELV.难道 PELV就不安全，就不能应用？这显然有失偏颜.在笔者1985年参加的一次IEC/TC64年会上，IEC防电击标准编制组建议SELV的术语名称为self-sufficient ELV，意为“自满足ELV”.这是很正确的.因它清楚地表述了SELV不需补充其他防电击措施的优点.但会上有些国家的代表仍要求采用safetyELV （安全ELV）作术语.久久争论不下，只得进行举手
表决.表决结果竞然是22：22.票数相等无法定案.会议主席既遗憾也无奈，只得宣布会议对这三种ELV只规定其简写PELV、SELV和FELV，至于其术语名称的含义，会议不作规定，由各国自行规定.这 就是这三种ELV至今只有简写没有术语名称的由来.现时有些IEC文件中有将SELV称作安全特低电压的.这是现时新一代IEC专家不了解当年老一代专家意图的缘故.
外，人体又直接接触与PE线连接的FELV回路导体和焊接体，很易受前述转移故障电压的伤害（图3中未表示）.笔者衷心希望电弧焊工作人员特别注意电 气安全.
3FELV
FELV意为因用电功能而采用的ELV（functionalELV）.它不仅是为了防电击，同时也是为了满足用电设备功能性的要求而采用的ELV.试以电弧焊机的FELV为例来作说明.大家知道击穿两带电导体间10mm的空气间隙需30kV的高电压，而在击穿间隙 建立电弧后维持该电弧的电压只需20V，因此电弧焊机在人为瞬间短路拉出电弧后用ELV来维持电弧就可用电弧的热量进行焊接了.电弧焊需经220/380V低压系统内的降压变压器来提供ELV.需知电弧性负荷是一持续的脉冲性冲击负荷，降压变压器其实是冲负荷在低压配电系统产生的电压快速变化的电压波 在降低配电回路内串入的一个阻抗，它可降低电弧脉动（voltage fluctuation）的幅值，从而有效减少电压波动引起的快速闪变（flicker）对人们视觉的不适感.这些都是电弧焊在采用ELV后直接或间接在用电功能上的体现.因此诸如电弧焊机之类用电设备采用的ELV，被IEC称之为FELV.
Fig 3Enengid nctr fFELVfr electricl ae welding 图3电弧焊用的FELV的带电导体应接地（接PE线）shall be grounded (connected with PE conduetor)
4结语
人们因ELV的电压低，往往掉以轻心而琉于对事故的防范.我国常因未按IEC规定正确应用ELV 而引发事故.总结上文所述可概括三种ELV应用的要点如下：
a.PELV的应用应辅以等电位联结措施以确保电气安全.
b.SELV是最为安全的ELV，它不需辅以其他防电击措施.如无特殊情况，IEC要求应尽量采用SELV 而非 PELV.
c.FELV在应用中应视具体情况注意将其回路导体接地.
进行电弧焊接时，电焊工人与带FELV的焊体和焊条是直接接触的.但IEC提及焊接变压器不一定是和SELV、PELV相同的加强绝缘的隔离变压器，它也可以是只具有基本绝缘的一般双绕组变压器.一、二次绕组间可能因绝缘击穿而短路，FELV回路内可能出现大于ELV的电压，从而引发电击事故，为此FELV 的回路导体必须与变压器一次侧的PE线连接而接地，如图3所示.这样两绕组间故障短路的图示大幅值短路电流1可通过该PE线返回电源而使回路上的过电流防护电器及时切断电源从而避免了人身电击事故.
参考文献
[1] Intermational Electrotechnical Commission. IEC60364 4 41 : 2005 Low-voltage electrical installtions Part 4 41 : Protection for safety - Protection againstelectrie shock [S]. Geneva : Intemational ElectrotechnicalCommission 2005.
建筑电气，2014 33（10)：3-5. [2]王厚余，转移故障电压的电击危险及其防范[J].
[3]水利电力部，GBJ65-83工业与民用电力装置的接地设计规范[S].北京：水利电力出版社，1984.
这里所例举的应用FELV的电弧焊是件不甚安全的工作.它易因电弧火星引发火灾.除上文所述的电 击危险外，因其工作场所常在无等电位联结作用的户
2015-07-18来稿2015 09 10 凹
