课件：第二章现代电气安全.ppt

第二章 现代电气安全,现代电气安全,现代电气安全,自从19世纪人类逐渐掌握了电的特性，以电动机和发电机的发明拉开了电气时代的序幕以来，电在人类社会生产和生活中发挥越来越重要的作用，以至于今天我们工作生活中如果离开了电不仅会造成大部分工作无法进行，而且会导致整个社会秩序和人类生活瘫痪的灾难，并且越是发达地区灾难越严重。电已经不仅是一种最方便、最有效的能源，实际已经成为现代人类生活中离不开的一个基本要素。,2.1 概述,1. 安全用电现代人基本素质要求 电同世界万物一样具有两重性，当我们掌握了它的特性，按科学规律使用时，它会驯良地为人类服务；当人们没有掌握它的特性，不按科学规律使用时，电就会变成电老虎，给人们造成伤害。1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证弗兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。而在电技术发展的过程中，为了驯服电老虎多少人付出了沉重的代价，换来了今天我们对电性能的知识和经验教训；更有多少人没有接受前人的经验教训而被电老虎咬伤甚至咬死，因电（包括直接伤害和电气火灾引发的事故）致伤致死在伤亡事故中一直占据很高的比例。,2.1 概述,21世纪是科技高速发展的时代，但是世界并没有因为科技的发展而更加安全。考虑位居人类三大基本需求第二位的安全，必须而且应该把用电安全放在重要位置。 生活在电世界的现代人，了解并熟悉安全用电基本常识，掌握安全用电基本技能，应该是一种基本素质要求。,2.1 概述,2. 安全用电不简单三个层面 安全用电不仅仅是防止触电，由于现代电子技术和电子产品应用的广泛性，安全用电包括以下三个层面的内容。 1）基本用电安全 基本用电安全包括： 人身安全电击、电伤等直接人身伤害； 设备安全错误使用造成设备损坏； 电气火灾由电导致的火灾事故。 基本用电安全涉及每个人和每项事务，主要通过常抓不懈的用电安全教育，不断完善的用电安全技术措施和严格遵守的安全制度来保证。,2.1 概述,2）隐性用电安全 隐性用电安全包括：电磁干扰电磁辐射干扰其他电子产品工作而引发的安全事故；电磁污染电磁辐射对人类健康损害及对生态环境的影响。 隐性用电安全有隐蔽性特点，涉及人类自身健康，主要通过政府有关政策和法令防患于未然，同时通过普及有关知识、提高人们安全理念来加强自我保护。 3）深层次用电安全 深层次用电安全包括：环境电子产品废弃物对环境的危害；资源大量过度生产造成资源浪费；能源电子产品全生命周期耗能造成能源危机和温室效应。 深层次用电安全涉及国际社会发展战略和人类未来，不是一地一国的努力可以奏效，须全民参与、全球协同、人类自觉行动与法令约束结合，是长期努力的战略目标。,2.1 概述,3.关注深层次用电安全人类社会文明进步的体现 制造是人类社会发展的一个永恒的主题。制造是人类 思想、概念、科学技术成果物化的基本手段，也是人类创造物质财富的体现。作为硅片时代社会经济主体的电子制造，无论在国家经济与国防实力方面都具有支柱作用。 近半个多世纪以来，由于科学技术的巨大进步推动了 制造技术的发展，促进了全球经济快速增长，使人类社会进入了生产力高速发展的时期。随着工业化大规模的制造技术的发展，极大丰富了人们的物质生活，让更多的人享受到了现代科技成果。但这种无限制追求高能力，造成环境的污染、能源危机和资源浪费。其中，电子产品在现代社会几十年中发展速度之快、规模之大、普及率之高超过过去的千百年，造成的深层次用电安全问题也超过人类历史的其他时期。,2.1 概述,由此，以环境友好、资源和能源节约为目标的现代电气电子技术和生态制造、绿色制造以及生态产品、绿色产品等科学发展观和可持续发展战略日益深入人心，成为新时代电子制造技术领域无可置疑的基本原则，是解决深层次用电安全问题的唯一出路，也是人类未来在地球生存和发展的唯一选择。所幸的是现在环境保护的重要性已经为越来越多的人认识，绿色环保已经成为人类文明进步的标志，我们提出科学发展观已经把绿色环保作为基本国策，与国际大家庭共同致力于这一空前重要而又空前艰难的事业。图2.1.1为中国环境保护协会绿色之星标志。,图2.1.1 中国环境保护协会绿色之星标志,2.2 电气事故与防护,电气事故种类繁多，一般常见事故可归纳为人身安全、设备安全和电气火灾三大类。 2.2.1人身安全 人是世间万物最宝贵的，安全 保护首先保护人身安全。 人体是可以导电的。电流经过 人体会对人身造成伤害，这就是所谓的触电。触电事故无预兆，一旦发生，顷刻之间就会产生严重后果，而且难以自救。,2.2 电气事故与防护,1.触电危害 触电对人体危害主要有电伤和电击两种。 1）电伤 电伤是由于发生触电而导致的人体外表创伤，通常有以下3种。 灼伤 由于电的热效应而灼伤人体皮肤、皮下组织、肌肉，甚至神经。 灼伤引起皮肤发红、起泡、烧焦、坏死。 电烙伤 电烙伤是由电流的机械和化学效应造成人体触电部位的外部伤痕，通常是皮肤表面的肿块。 皮肤金属化 这种伤害是由于带电体金属通过触电点蒸发进入人体造成的，局部皮肤呈现相应金属的特殊颜色。,2.2 电气事故与防护,触电对人体造成的电伤一般是非致命的，真正危害人体生命的是电击。 2）电击 电流通过人体，严重干扰人体正常生物电流，造成肌肉痉挛（抽筋），神经紊乱，导致呼吸停止、心脏室性纤颤，严重危害生命。 影响触电危险程度的因素有以下4种。 电流的大小 人体内是存在生物电流的，一定限度的电流不会对人造成损伤。一些电疗仪器就是利用电流刺激达到治疗目的的。电流对人体的作用如表2.2.1所示。,表1-1 电流对人体作用,2.2 电气事故与防护,电流种类 电流种类不同对人体损伤也不同。直流电一般引起电伤，而交流电则电伤与电击同时发生，特别是40100Hz交流电对人体最危险。不幸的是人们日常使用的工频市电（我国为50Hz）正是在这个危险的频段。当交流电频率达到20KHz时对人体危害很小，用于理疗的一些仪器采用的就是这个频段 电流作用时间 电流对人体的伤害同作用时间密切相关。可以用电流与时间乘积（也称电击强度）来表示电流对人体的危害。触电保护器的一个重要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mAs。实际产品可以达到小于3mAs，故可有效防止触电事故。,表2.2.2 人体电阻值随电压的变化,人体电阻 人体是一个不确定的电阻。皮肤干燥时电阻可呈现100k以上，而一旦潮湿，电阻可降到1k以下。 人体还是一个非线性电阻，随着电压升高，电阻值减小。表2.2.2给出人体电阻值随电压的变化。,2.2 电气事故与防护,2.触电原因 人体触电，主要原因有两种：直接或间接接触带电体以及跨步电压。前者又可分为单极接触和双极接触。 1）单极接触 一般工作和生活场所供电为380/220V中性点接地系统，当处于地电位的人体接触带电体时，人体承受相电压如图2.2.1所示。,2.2 电气事故与防护,这种接触往往是人们粗心大意，忽视安全造成的。图2.2.2是几个发生触电事故的实例,图2.2.2 触电示例 （a）安装错误（b）带电操作（c）导线绝缘损伤,2.2 电气事故与防护,图2.2.3所示是有人在实验室用调压器取得低电压做实验而发生触电。如果碰巧电源插座的零线插到调压器2端，则不会触电，当然这是侥幸的。,图2.2.3 错误使用自耦调压器 (a) 错误使用自耦调压器；(b) 原理,2.2 电气事故与防护,2）双极接触 人体同时接触电网的两根相线发生触电。如图2.2.4所示。这种接触电压高，大都是在带电工作时发生的，而且一般保护措施都不起作用，因而危险极大。 3）静电接触 在检修电器或科研工作中有时发生电器设备已经断开电源，但在接触设备某些部分时发生触电，这在一部分有高压大容量电容器的情况下有一定危险。特别是质量好的电容器能长期储存电荷，容易被忽略。 4）跨步电压 在故障设备附近，例如电线断落在地上，在接地点周围存在电场，当人走进这一区域时，将因跨步电压而使人触电，如图2.2.5所示。,2019/4/19,21,可编辑,2.2 电气事故与防护,图1.4 双极接触触电示意图,图1.5 跨步电压使人触电,高压跨步触电,2.2 电气事故与防护,3.防止触电 防止触电是安全用电的核心，没有一种措施或一种保护器是万无一失的。最保险的钥匙掌握在你手中，即安全意识和警惕性。 1）安全制度 在工厂企业、科研院所、实验室等用电单位，几乎无一例外地定有各种各样的安全用电制度。这些制度绝大多数都是在科学分析基础上制定的，也有很多条文是在实际中总结出的经验，可以说很多制度条文是惨痛的教训换来的。作为本书对作者的第一项忠告：在你走进车间、实验室等一切用电场所时，千万不要忽略安全用电制度，不管这些制度粗看起来如何“不合理”，如何“妨碍”工作。,2.2 电气事故与防护,2）安全措施 预防触电的措施很多，有关安全技术将在后面作为共同问题进行讨论，这里提出的几条措施都是最基本的安全保障。 对正常情况下带电的部分，一定要加绝缘防护，并且置于人不容易碰到的地方。例如输电线、配电盘、电源板等。 所有金属外壳的用电器及配电装置都应该装设保护接地或保护接零。对目前大多数工作生活用电系统而言是保护接零。 在所有用电场所装设漏电保护器。 随时检查所用电器插头、电线，发现破损老化及时更换。 手持电动工具尽量使用安全电压工作。我国规定常用安全电压为36V或24V，特别危险场所用12V。,2.2 电气事故与防护,3）安全操作 任何情况下检修电路和电器都要确保断开电源，仅仅断开设备上的开关是不够的，还要拔下插头。 不要湿手开关、插拔电器。 遇到不明情况的电线，先认为它是带电的。 尽量养成单手操作电工作业。 不在疲倦、带病等不利状态下从事电工作业。 遇到较大体积的电容器先行放电，再进行检修。,2.2 电气事故与防护,2.2.2 设备安全 设备安全是个庞大的题目，各行各业、各种不同设备都有其安全使用问题。我们这里讨论的，仅限于一般范围工作、学习、生活场所的用电仪器、设备及家用电器的安全使用。即使是这些设备，这里涉及的也是最基本的安全常识。 1.设备接电前检查 （1）将用电设备接入电源，这个问题似乎很简单，其实不然。有的数十万元昂贵设备，接上电源一瞬间变成废物；有的设备本身故障引起整个供电网异常，造成难以挽回损失。,2.2 电气事故与防护,1）电器接电不简单 用电器不一定都是接AC220V/50Hz电源。我国市电标准为AC220V/50Hz，但是世界上不同国家不一样，有AC110V,AC120V,AC115V,AC127V,AC225V,AC230V,AC240V等电压，电源频率有50Hz和60Hz两种。有些小型电气设备要求低压直流如5V,9V,18V等。 环境电源不一定都是220V,特别对工厂企业、科研院所，有些地方需要AC380V，有些地方需要AC36V，有些地方可能需要DC12V。 新的设备不等于是没问题的设备。且不说假冒伪劣，即使一台合格产品，在运输搬运中也有可能出问题。,2.2 电气事故与防护,2）设备接电前应“三查” (1) 查设备铭牌。按国家标准，设备都应在醒目处有该设备要求电源电压、频率、电源容量的铭牌或标志。小型设备的说明也可能在说明书中。 (2) 查环境电源。电压、容量是否与设备吻合。 (3) 查设备本身。电源线是否完好，外壳是否可能带电。一般用万用表进行如图2.2.6所示的简单检测用电设备。,图2.2.6 用万用表检查用电设备,2.2 电气事故与防护,2.电器设备基本安全防护 所有使用交流电源的电器设备（包括家用电器、工业电气设备、仪器仪表等）均存在绝缘损坏而漏电的问题。按电工标准将电器设备分为四类，各类电器设备特征及安全防护见表2.2.3。,表2.2.3 电器设备分类及基本安全防护,2.2 电气事故与防护,3. 设备使用异常的处理 用电设备在使用中可能发生以下几种异常情况： (1) 设备外壳或手持部位有麻电感觉。 (2) 开机或使用中熔断丝烧断。 (3) 出现异常声音，如噪声加大，有内部放电声，电机转动声音异常等。 (4)异味最常见为塑料味，绝缘漆挥发的气味，甚至烧焦的气味。 (5) 机内打火，出现烟雾。 (6) 仪表指示超范围。有些指示仪表数值突变，超出正常范围。,2.2 电气事故与防护,异常情况的处理办法： (1) 凡遇上述异常情况之一，应尽快断开电源，拔下电源插头，对设备进行检修; (2) 对烧断熔断器的情况，决不允许换上大容量熔断器继续工作，一定要查清原因后再换上同规格熔断器; (3) 及时记录异常现象及部位，避免检修时再通电; (4) 对有麻电感觉但未造成触电的现象不可忽视。这种情况往往是绝缘受损但未完全损坏，如图2.2.7所示相当于电路中串联一个大电阻，暂时未造成严重后果，但随着时间推移，绝缘将会逐渐地被完全破坏，电阻R0急剧减小，危险也会增大，因此必须及时检修。,2.2 电气事故与防护,图2.2.7 设备绝缘受损漏电示意图,2.2 电气事故与防护,2.2.3电 气 火 灾 火灾是造成人们生命和财产损失的重大灾害，随着现代电气化日益发展，在火灾总数中，电气火灾所占比例不断上升，而且随着城市化进程，电气火灾损失的严重性也在