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第一章 机械电气安全技术第一节 机械电气安全基础知识机器的组成P137 一部完整的机器通常由原动机、传动机构、执行机构以及控制系统等组成 。控制系统:是用来操纵机械的启动、制动、换向、调速等运动,控制机械的压力、温度、速度、方向等工作状态的机构系统。它包括各种操纵器和显示器。人通过操纵器来控制机械,显示器可以把机械的运行情况适时反馈给人,以便及时、准确地控制和调整机械的状态,以保证作业任务的顺利进行并防止事故发生。控制系统有时也要控制辅助系统,如冷却系统中的循环水,就可通过控制阀门来控制循环水的流动。 伤害程度与电流大小的关系P140 通过人体的电流越大,人体的生理反应越明显,伤害越严重。 (1)感知电流和感知阈值 感知电流是指通过人体并引起人体有感觉的最小电流。不同的人,感知电流值是不同的。就平均值而言,成年男性感知电流约为1.1 mA(有效值,下同);成年女性约为0.7 mA。相对于群体而言,感知电流的最小值称为感知阈值。感知阈值可按0.5 mA考虑,并与时间因素无关。感知电流一般不会对人体造成伤害,但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。 (2)摆脱电流和摆脱阈值 摆脱电流是指人触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。超过摆脱电流时,人体受刺激肌肉收缩或中枢神经失去对手的正常指挥作用,导致无法自主摆脱带电体。不同的人,摆脱电流值是有差异的。就平均值而言,成年男性摆脱电流约为16 mA,成年女性约为10.5 mA,儿童的摆脱电流较成年人要小。相对于正常群体而言,摆脱电流的最小值称为摆脱阈值。成年男性的摆脱阈值约为9 mA,成年女子的摆脱阈值为6 mA。由此可见,摆脱阈值约为10 mA。 (3)室颤电流和室颤阈值 室颤电流是指通过人体引起心室颤抖的最小电流。不同的人,室颤电流的大小是不同的。相对于正常群体而言,最小的室颤电流被定义为室颤阈值。由于心室颤动一般将导致死亡,故室颤电流是致命的。室颤电流与电流持续时间关系密切。当电流持续时间超过心脏周期时,室颤电流约为50 mA;当电流持续时间小于心脏周期时,室颤电流为数百毫安。当电流持续时间小于0.1 s,只有电击发生在心脏易损期,500 mA以上乃至数安的电流才能够引起心室颤动。 触电急救P142 低压触电时脱离电源的方法 (1)如果电源开关或电源插头在触电地点附近,应立即断开开关或拔出插头,切断电源。 (2)如果电源开关或电源插头距离触电现场较远时,应迅速用绝缘电工钳或断线钳剪断电源线,断开电源。 (3)当电线搭落在触电者身上时,可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棒等绝缘物作为工具,拉开触电者或挑开电线,使触电者脱离电源。 (4)如果触电者的衣服很干燥,且未曾紧缠在身上,可用手抓住触电者的衣服,拉离电源。但因触电者的身体是带电的,其鞋子的绝缘也可能遭到破坏,救护人员不得接触触电者的皮肤,也不能触摸他的鞋子。第二节 机械电气危险、有害因素分析机械设备的主要危险部位P1451旋转部件和成切线运动部件间的咬合处。如动力传输皮带和皮带轮、链条和链轮、齿条和齿轮等。2旋转的轴。包括连接器、心轴、卡盘、丝杆和杆等3旋转的凸块和孔处。含有凸块或空洞的旋转部件是很危险的,如风扇叶、凸轮、飞轮等。4对向旋转部件的咬合处。如齿轮、混合辊等。5旋转部件和固定部件的咬合处。如辐条手轮或飞轮和机床床身、旋转搅拌机和无防护开口外壳搅拌装置等。6接近类型。如锻锤的锤体、动力压力机的滑枕。7通过类型。如金属刨床的工作台及其床身、剪切机的刀刃等。8单向滑动部件。如带锯边缘的齿、砂带磨光机的研磨颗粒、凸式运动带等。9旋转部件与滑动之间。如某些平板印刷机面上的机构、纺织机床等。 机械设备存在的主要危险、有害因素P146 1物体打击;2车辆伤害;3机械伤害;4起重伤害;5触电;6灼烫;7火灾;8高处坠落;9中毒和窒息;10火药爆炸;11锅炉爆炸;12容器爆炸;13其他爆炸;14其他伤害。焊接设备的危险、有害因素P148 (1)气焊与气割的危险、有害因素 爆炸和火灾,加工过程中产生的高温、金属熔渣飞溅、烟气也会危及操作人员的健康。 (2)电弧焊的危险、有害因素 电击、弧光伤害、灼烫、电焊烟尘、火灾和爆炸。 触电事故的种类P148 电击 电流通过人体而造成的内部器官在生理上的反应和病变,如刺痛、灼热感、痉挛、昏迷、心室颤动或停跳、呼吸困难或停止等现象。 单相触电。当人体直接触及带电设备其中一相时,电流通过人体流入大地 。 两相触电。人体同时接触带电设备或线路中的两相带电体,或在高压系统中,人体同时接近不同的两相带电导体,而发生电弧放电,电流从一相导体通过人体流入另一相导体,构成一个闭合回路 跨步电压触电。 当电气设备发生接地故障,接地电流通过接地体向大地流散,在地面上形成电压降时,当人在接地短路点周围行走,其两脚之间的电位差,就是跨步电压。由此引起人体触电事故称为跨步电压触电。高压故障接地处或有大电流流过的接地装置附近,都可能出现较高的跨步电压。 电伤 指由于电流的热效应、化学效应、机械效应对人体外表造成的局部伤害,常常与电击同时发生,在人体表面留有明显的伤痕。电伤属于局部性伤害,能够形成电伤的电流通常比较大,其危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。电伤包括电弧烧伤、电流灼伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等。 (1)电弧烧伤:发生在误操作或过分接近高压带电体,当其产生电弧放电时,可烧伤人体,甚至击穿人体的某一部位,而使电弧电流直接通过内部组织或器官,造成深部组织烧死,一些部位或四肢烧焦。一般不会引起心脏纤维性颤动,而更为常见的是人体由于呼吸麻痹或人体表面的大范围烧伤而死亡。电弧烧伤既可以发生在高压系统,也可以发生在低压系统。 (2)电流灼伤:是人体与带电体直接接触,电流通过人体时产生的热效应的结果。在人体与带电体的接触处,接触面积一般较小,电流密度可达很大数值,又因皮肤电阻较体内组织电阻大许多倍,故在接触处产生很大的热量,致使皮肤灼伤。电流越大、通电时间越长、电流途径上的电阻越大,则电流灼伤越严重。电流灼伤一般发生在低压电气设备上,因电压较低,形成电流灼伤的电流不太大。但数百毫安的电流即可造成灼伤,数安的电流则会形成严重的灼伤。但高频电流造成的接触灼伤可使内部组织严重损伤,而皮肤却仅有轻度损伤。 (3)电烙印:是由于电流流过人体时,在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕,如同烙印。斑痕处皮肤呈现硬变,表层坏死,失去知觉。 (4)皮肤金属化:是由于高温电弧使周围金属熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层内部造成的。受伤部位呈现粗糙、张紧。 (5)机械性损伤:是指电流通过人体时,使肌肉发生非自主的剧烈抽搐性收缩,致使肌腱、皮肤、血管及神经组织断裂,甚至使关节脱位或骨折。 (6)电光性眼炎:表现为角膜和结膜发炎。起因是弧光放电时辐射的紫外、红外、可见光线的照射都会损伤眼睛。在短暂照射的情况下,引起电光性眼炎的主要是紫外线。 雷电的定义和种类P149 雷电是不同电荷云层互相接近或带电云层接近大地时,感应出相反电荷,当电荷积聚到一定程度,产生云和云间以及云和大地间的放电,同时发出光和声的现象。从危害角度考虑,雷电可分为: 直击雷 是带电积云接近地面至一定程度时,与地面目标之间的强烈放电。直击雷的每次放电包括先导放电、主放电、余光三个阶段。大约50%的直击雷有重复放电特征。每次雷击有三四个冲击至数十个冲击。一次直击雷的全部放电时间一般不超过500 ms。 感应雷 感应雷也称作雷电感应,分为静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷是由于带电积云在架空线路导线或其他高大导体上感应出大量电荷,在带电积云与其他客体放电后,感应电荷失去束缚,以大电流、高电压冲击波的形式,沿线路导线或导体传播。电磁感应雷是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场,从而在邻近的导体上产生的很高的感应电动势。 雷电侵入波 是指雷电在架空线路、金属管道上会产生冲击电压,使雷电波沿线路或管道迅速传播。若侵入建筑物内,可造成配电装置和电气线路绝缘层击穿,产生短路或使建筑物内易燃、易爆物品燃烧和爆炸。据有关资料显示,雷电侵入波造成高电位的侵入而发生雷害事故,在整个雷害事故中占71%。 静电的产生P150 静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。在生产工艺过程中以及操作人员的操作过程中,某些材料的相对运动、接触与分离、介质极化、带电微粒的附着、感应等原因导致了相对静止的正电荷和负电荷的积累,即产生了静电。由此产生的静电其能量不大,不会直接使人致命。但是,其电压可能高达数十千伏乃至数百千伏,发生放电,产生放电火花。 静电产生的危险、有害因素P150 (1)爆炸和火灾。在有爆炸和火灾危险的场所,静电放电火花会成为可燃性物质的点火源,造成爆炸和火灾事故。 (2)电击。人体因受到静电电击的刺激,可能引发二次事故,如坠落、摔倒等。此外,对静电电击的恐惧心理还对工作效率产生不利影响。 (3)影响生产。在某些生产过程中,静电的物理现象会使正常生产受到影响,导致产品质量不良、电子设备损坏,造成生产故障,乃至停工。 电气火灾爆炸事故的点火源 电气火灾爆炸是由电气引燃源引起的火灾和爆炸。电气装置在运行中产生的危险温度、电火花和电弧是电气引燃源主要形式。 1危险温度 电气设备正常运行时发热和温度都限制在一定的范围内,但在异常情况下可能产生危险温度。 (1)产生危险温度的原因 1)短路。发生短路时,电流增大为正常时的数倍乃至数十倍,而产生的热量又与电流的平方成正比,使得温度急剧上升,产生危险温度。雷电放电电流极大,有类似短路电流但比短路电流更为强烈的热效应,也可产生危险温度。 2)接触不良。接点处连接不牢、焊接不良或接头处夹有杂物,可拆卸的接头连接不紧密或由于振动而松动,可开闭的触头没有足够的接触压力或表面粗糙不平等,均可能增大接触电阻,产生危险温度。特别是不同种类金属连接处,由于它们的理化性能不同,连接将逐渐恶化,产生危险温度。 3)严重过载。过载量太大或过载时间太长,可产生危险温度。 4)铁芯过热。电气设备铁芯短路、线圈电压过高、通电后不能吸合,可产生危险温度。 5)散热失效。电气设备通风不良、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近,使散热失效,可产生危险温度。 6)接地及漏电。接地电流和集中在某一点的泄漏电流过大,引起局部发热,产生危险温度。 7)机械故障。发动机、接触器被卡死,电流增加数倍,可产生危险温度。 8)电压波动太大。电压过高,除使铁芯发热增加外,对于恒电阻负载,还会使电流增大,增加发热;电压过低,除使电磁铁吸合不牢或吸合不上外,对于恒功率负载,还会使电流增大,增加发热。两种情况都可产生危险温度。 9)用电设备选型不当。使设备负荷状况与导体有效载流量不匹配。 (2)电热器具和照明灯具的危险温度 电炉、电烘箱、电熨斗、电烙铁、电褥子等电热器具和照明器具的工作温度较高。电炉电阻丝的工作温度达800 ,电熨斗和电烙铁的工作温度达500600 ,100 W白炽灯泡表面温度达170220 ,1 000 W卤钨灯表面温度达500800 ,上述发热部件紧贴可燃物或离可燃物太近,即可能引燃成灾。 2电火花和电弧 电火花是电极间的击穿放电,大量电火花汇集起来即构成电弧,电弧温度高达8 000 。电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧,还能使金属熔化、飞溅,构成二次引燃源。电火花分为工作火花和事故火花。 (1)工作火花指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。如刀开关、断路器、接触器、控制器接通和断开线路时会产生电火花;直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处、绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处也会产生电火花等。 (2)事故火花是线路或设备发生故障时出现的电火花,包括短路、漏电、松动、接地、断线、分离时形成的电火花及变压器、多油断路器等高压电气设备绝缘表面发生的闪络等。还包括由外部原因产生的雷电火花、静电火花、电磁感应火花等。第三节 机械电气安全技术措施 机械设计的本质安全技术P153 本质安全技术是指利用该技术进行机械预定功能的设计和制造,不需要采用其他安全防护措施,就可以在预定条件下执行机械的预定功能时满足机械自身的安全要求。 避免锐边、尖角和凸出部分。 安全距离原则。机械的安全距离包括两类:一是机械组成部分的有形障碍物与危险区的最小距离,用来限制人体或人体的某部位的运动范围;二是避免受挤压或剪切危险的安全距离。 限制有关因素的物理量。 限制某些可能引起危险的物理量值来减少危险。如控制噪声、振动等,使其低于安全标准中规定的允许指标。 使用本质安全工艺过程和动力源。对在有爆炸隐患场所使用的机械设备,如采用气动或液压控制系统和操纵机构或采用相应等级防爆电气装置,限制最大压力不超过允许值,并在机械设备的液压装置中使用阻燃和无毒液体 设计控制系统的安全原则P154 机械在使用过程中,典型的危险工况有:意外启动、速度变化失控、运动不能停止、运动机械零件或工件脱落飞出、安全装置的功能受阻等。控制系统的设计应考虑各种作业的操作模式或采用故障显示装置,使操作者可以安全地采取措施,并遵循下列原则和方法: 重新启动原则:动力中断后重新接通时,如果机械设备自发启动会产生危险,应采取措施,使动力重新接通时机械不会自行启动,只有再次操作启动装置机械才能运转。 关键件的冗余原则:控制系统的关键零部件,可以通过备份的方法减少机械故障率,即当一个零部件失效时,用备用件接替以实现预定功能。当与自动监控相结合时,自动监控应采用不同的设计工艺,以避免共同失效。 定向失效模式:指部件或系统主要失效模式是预先已知的,而且,只要失效总是这些部件或系统,这样可以事先针对其失效模式采用相应的预防措施。 机械防护装置的定义、种类、方式和基本要求 防护装置是指通过设置物体障碍方式将人与危险隔离的专门安全防护的装置。 常见的防护装置有防护罩、防护挡板、防护栏杆和防护网等。防护装置按使用方式分为固定式和活动式两种。 1)防护装置的基本要求: 固定防护装置应该用永久固定方式或借助紧固件固定方式,将其固定在所需的地方,若不用工具就不能使其移动或打开。 进出料的开口部分尽可能小,应满足安全距离要求,使人不能从开口处接触危险。 活动式防护装置或防护装置的活动打开时,尽可能与防护的机械借助铰链或导链保持连接,防止挪开的防护装置或活动体丢失或难于复原。 活动防护装置出现丧失安全功能的故障时,被其控制的危险机械功能应不能执行或停止执行;联锁装置失效不得导致意外启动。 防护装置应是进入危险区的唯一通道。 防护装置应能有效防止飞出物的危险。 机械设备安全防护罩的安全技术要求P156 只要操作人员可能触及的传动部件,在防护罩闭合前,传动部件就不可能运转。 采用固定防护罩时,操作人员触及不到运转中的活动部件。 防护罩与活动部件有足够的间隙,避免防护罩和活动部件之间的任何接触。 防护罩应牢固地固定在设备或基础上,拆卸、调节时必须使用工具 开启式防护罩打开时或一部分失灵时,应使活动部件不能运转或运转中的部件停止运动。 使用的防护罩不允许给生产场所带来新的危险。 不影响操作,在正常操作或维护保养时不需拆卸防护罩。 防护罩必须坚固可靠,以避免与活动部件接触造成损坏和工件飞脱造成的伤害。 防护罩一般不准脚踏和站立,必须做平台或阶梯时,平台或阶梯应能承受1 500 N的垂直力,并采取防滑措施。 皮带传动机械的危险部位和防护要求 皮带传动机构中的危险部位 在皮带传动机构中,皮带开始进入皮带轮的部位最危险,易造成卷入事故;其次皮带用铆钉铆接的接头处,易断裂伤人。 防护要求 皮带的接头必须牢固可靠,安装皮带应松紧适宜。 皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网,与皮带的距离不应小于50 mm,设计应合理,不应影响机器的运行。 皮带传动机构的防护可采用将皮带全部遮盖起来的方法,或采用防护栏杆防护。 机械制造场所的安全技术措施P158 (1)采光 (2)通道 1)厂区干道的路面要求。车辆双向行驶的干道宽度不小于5米,有单向行驶标志的主干道宽度不小于3米。进入厂区门口,危险地段需设置限速限高牌、指示牌和警示牌。 2)车间安全通道要求。通行汽车的宽度3 m,通行电瓶车的宽度1.8 m,通行手推车、三轮车的宽度1.5 m,一般人行通道的宽度1 m。 3)通道的一般要求。通道标记应醒目,画出边沿标记,转弯处不能形成直角。通道路面应平整,无台阶、坑、沟和凸出路面的管线。道路土建施工应有警示牌或护栏,夜间应有红灯警示。 (3)设备布局。 高于2 m的运输线应有牢固的防护罩(网),网格大小应能防止所输送物件坠落至地面,对低于2 m高的运输线的起落段两侧应加设防护栏,栏高不低于1.05 m。 (4)物料堆放 (5)地面状态 砂轮机的安全防护措施P165 (1)正确安装要求 1)安装位置。砂轮机禁止安装在正对着附近设备及操作人员或经常有人过往的地方。较大的车间应设置专用的砂轮机房。如果因厂房地形的限制不能设置专用的砂轮机房,则应在砂轮机正面装设不低于1.8 m高度的防护挡板,并且挡板要求牢固有效。 2)砂轮的平衡。直径大于或等于200 mm的砂轮装上法兰盘后应先进行平衡调试,砂轮在经过整形修整后或在工作中发现不平衡时,应重复进行调试直到平衡。不平衡造成的危害主要表现在,一方面在砂轮运转时,引起振动;另一方面,不平衡加速了主轴轴承的磨损,严重时会造成砂轮的破裂。 3)砂轮与卡盘的匹配:主要是指卡盘与砂轮的安装配套问题。按标准要求,砂轮法兰盘直径不得小于被安装砂轮直径的1/3,且规定砂轮磨损到直径比法兰盘直径大10 mm时应更换新砂轮。此外,在砂轮与法兰盘之间还应加装直径大于卡盘直径2 mm、厚度为1 mm2 mm的软垫。 4)砂轮机的防护罩:是砂轮机最主要的防护装置,其作用是当砂轮在工作中因故破裂时,能够有效地罩住砂轮碎片,保证人员的安全。砂轮防护罩的开口角度在主轴水平面以上不允许超过65,防护罩的安装应牢固可靠,不得随意拆卸或丢弃不用。防护罩在主轴水平面以上开口30时必须设挡屑屏板,以遮挡磨削飞屑,避免伤及操作人员。它安装于防护罩开口正端,宽度应砂轮防护罩宽度,并且应牢固地固定在防护罩上。此外,砂轮圆周表面与挡板的间隙应6 mm。 5)砂轮机的工件托架:是砂轮机常用的附件之一。砂轮直径在150 mm以上的砂轮机必须设置可调托架。砂轮与托架之间的距离应小于被磨工件最小外形尺寸的1/2,但最大不应超过3 mm。 6)砂轮机的接地保护:砂轮机的外壳必须有良好的接地保护装置。 (2)砂轮机使用安全防护措施 1)禁止侧面磨削。其径向强度较大,轴向强度小 2)不准正面操作。以免砂轮破碎飞出伤人。 3)不准共同操作。 电弧焊的基本安全防护措施P168 1)焊机按电力设备接地设计技术规程的要求可靠接地。接地装置必须经常保持连接良好,定期检测接地系统的电气性能,防止触电事故。 2)焊机必须装有独立的专用电源开关,其容量应与负荷匹配。当焊接超负荷时,应能自动切断电源。禁止多台焊机共用一个电源开关。 3)焊机的一次电源线,长度一般不宜超过2 m3 m,当有临时任务需要较长的电源线时,应沿墙或立柱用瓷瓶隔离布设,其高度必须距地面2.5 m以上,不允许将电源线拖在地面上。 4)焊机外露的带电部分应设有完好的防护(隔离)装置,电焊机裸露接线柱必须设有防护罩。禁止连接建筑物金属构架和设备等作为焊接电源回路。 5)连接焊机与焊钳必须使用软电缆线,长度一般不宜超过20 m30 m。 6)焊接电缆线应使用整根导线,中间不应有连接接头。当工作需要接长导线时,应使用接头连接器牢固连接,连接处应保持绝缘良好。 7)禁止在焊机上放置任何物件和工具,启动焊机前,焊钳与焊件不能短路。禁止将过热的焊钳浸在水中冷却后使用。 8)焊机必须经常保持清洁。清扫尘埃必须断电进行。焊接现场有腐蚀性、导电性气体或飞扬粉尘,必须对焊机进行隔离防护。 9)焊接电缆要横过马路或通道时,必须采取保护套等保护措施,严禁搭在气瓶、乙炔发生器或其他易燃物品的容器和材料上。 10)对绝缘电阻的检测:应每半年一次。 焊割作业防火防爆措施P168 1)离焊接作业点5 m以内及下方不得有易燃物品,10 m以内不得有乙炔发生器或氧气瓶。 2)一般不得在储存汽油、煤油等易燃物品的容器上进行焊割作业,若需对上述容器实施焊割作业时,按相关规范进行。 3)焊接管子时,管子两端应当打开,并不得有易燃物品。 4)不得带压焊割压力容器。 5)焊接盛过可燃气体或可燃液体的容器前,均应先打开盖反复清洗容器内部残留的危险物质,然后进行防爆检查至合格。 预防触电事故的安全技术措施P169 预防直接接触电击安全技术 (1)绝缘。绝缘就是使用绝缘材料把带电体封闭或隔离起来 。任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1 000 ,并应符合专业标准的规定。 (2)屏护。屏护就是采用护盖、遮拦、护罩、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来,以防止人体触及或接近带电体所引起的触电事故。 (3)间距。间距是指带电体与地面之间、带电体与其他物体和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。间距的作用是防止人体触及或接近带电体造成触电事故 .间距大致可分为四种:各种线路的间距、变配电设备的间距、各种用电设备的间距、检维修时的间距。在低压操作中,人体或其所携带工具等与带电体的距离不应小于0.1 m 。 预防间接接触电击安全技术 间接接触电击即电气系统故障或异常状态下的电击。是指人体与正常状态下不带电,而在故障或异常状态下变为带电的物体接触造成的触电事故 (1)IT系统 IT系统是指电源中性点不接地或经足够大阻抗(1 000 及其以上)接地,电气设备的外露可导电部分(如设备的金属外壳)经各自的保护线PE分别直接接地的三相三线制低压配电系统。I表示配电网不接地或经高阻抗接地,T表示电气设备外壳接地(2)TT系统 (2)TT系统是指电源中性点直接接地,而设备的外露可导电部分经各自的PE线分别直接接地的三相四线制低压供电系统 。 (3)TN系统 TN系统是三相四(五)线制配电网低压中性点直接接地,电气设备金属外壳通过保护线连接到此点的配电系统。 兼防直接接触电击和间接接触电击的安全技术 双重绝缘和加强绝缘 1)基本概念 工作绝缘又称基本绝缘或功能绝缘,是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘。位于带电体与不可触及金属件之间。 保护绝缘又称附加绝缘,是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下,可防止触电的独立绝缘。位于不可触及金属件与可触及金属件之间。 双重绝缘是指兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。 加强绝缘是基本绝缘经改进,在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘。在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。 2)类设备具有双重绝缘和加强绝缘的电气设备,无须再采取接地、接零等安全措施。一般场所使用的手持电工工具应优先选用类设备。在潮湿场所或金属构架上工作时,除选用特低电压的工具之外,也应尽量选用类工具。 安全电压 安全电压是在一定条件下、一定时间内不危及生命安全的电压。 我国标准规定工频安全电压有效值的限值为50 V。我国规定工频有效值的特低电压额定值有42 V、36 V、24 V、12 V和6 V。特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42 V特低电压;有电击危险环境使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36 V或24 V特低电压;金属容器内、隧道内、水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄、潮湿、行动不便的特别危险环境中使用手持照明灯应采用12 V特低电压;水下作业等特殊场所应采用6 V安全电压。当电气设备采用24 V以上特低电压时,必须采取防护直接接触电击的措施。 剩余电流动作保护 剩余电流动作保护旧称漏电保护,是利用剩余电流动作保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。 剩余电流动作保护装置是一种低压安全保护电器,主要用于防止人身电击,防止因接地故障引起的火灾。剩余电流动作保护装置主要功能是提供间接接触电击保护,而额定漏电动作电流不大于30 mA的剩余电流动作保护装置,在其他保护措施失效时,也可作为直接接触电击的补充保护,但不能作为基本的保护措施。 我国标准规定的额定漏电动作电流值为:6 mA、10 mA、30 mA、50 mA、100 mA、300 mA、500 mA、1 A、3 A、5 A、10 A、20 A、30 A共13个等级。其中,30 mA及30 mA以下的属高灵敏度,主要用于防止各种人身触电事故;30 mA以上至1 000 mA属中灵敏度,用于防止触电事故和漏电火灾;1 000 mA以上的属低灵敏度,用于防止漏电火灾和监视一相接地故障。 直击雷防护措施P176 主要采用避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等来进行。 1)避雷针。避雷针实际上是引雷针,将雷电引向自身,从而保护其他设备免遭雷击。在雷电先导电路向地面延伸过程中,由于受到避雷针畸变电场的影响,会逐渐转向并击中避雷针,从而避免了雷电导向被保护设备、击毁被保护设备和建筑物的可能性。用来保护工业与民用高层建筑以及发电厂、变电所的屋外配电装置、油品燃料贮罐等。避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。 2)避雷线。也叫架空地线,是沿线路架设在杆塔顶端并具有良好接地的金属导线。避雷线是输电线路的主要防雷保护措施。 3)避雷带、避雷网。避雷带、避雷网是在建筑物上沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷击部位敷设的金属网格,主要用于保护高大的建筑物。 感应雷防护措施P177 为了防止雷电感应的危险,应将建筑物内不带电的金属装备、金属结构连成整体并予以接地。为了防止电磁感应雷的危险,应将平行管道、相距不到100 mm的管道用金属线跨接起来。同时注意电气安全距离要求。 人身防雷措施P177 (1)雷暴时,应尽量减少在户外或野外逗留;在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣;如有条件,可进入有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只。 (2)雷暴时,应尽量离开小山、小丘、隆起的小道,尽量离开海滨、河边、池塘旁,尽量避开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、孤独的树木附近,还应尽量离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施。 (3)雷暴时,在户内应离开照明线、动力线、电话线、广播线、收音机和电视机电源线、收音机和电视机天线,以及与它们相连的各种金属设备。 (4)雷雨天气,应注意关闭门窗。 防爆电气设备类型P178 1)隔爆型(标志d):这类设备有坚固的防爆外壳,在电气设备内部发生爆炸时,其外壳能承受0.780.98 MPa的内部压力而不损坏。即使内部爆炸也不会引起外部空间爆炸性混合物爆炸。 2)防爆安全型(标志e):这类设备在正常运行时不产生火花、电弧或危险温度,又称为增安型。 3)防爆充油型(标志o):这类设备是把可能产生火花、电弧或危险温度的带电导体浸在绝缘油中,使其不引起油面上爆炸性混合物爆炸的电气设备。一般要求油面高出发热和产生火花之处10 mm以上,油温要求不超出80 ,必要时设置排气孔。 4)本质安全型(标志i):这类设备是指在正常运行或标准试验条件下,所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。本质安全型又分ia、ib两类:ia类用于0级区域内,ib类用于1级及以下区域。 5)防爆通风正压型(标志p):这类设备可向外壳内通入新鲜空气或充入惰性气体,并能使其保持正压,阻止外部爆炸性混合物进入外壳内部,以防爆炸。防爆通风充气型外壳设有进出气口,利用机械通风造成壳内外压力差。这种设备外壳为全封闭式结构。使用电气设备时应保证先启动通风设备,然后再启动电气设备,而停止时程序相反。 6)充砂型电气设备(标志q):这类设备外壳内充填细颗粒材料,以便在规定使用条件下,外壳内产生的电弧、火焰传播、壳壁或颗粒材料表面的过热温度均不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。 7)无火花型(标志n):在正常运行条件下,不产生电弧或火花,也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,并且一般不会发生有点燃作用的故障。 8)防爆特殊形(标志s):这类设备是指结构上不属于上述各种类型的防爆电气设备。它采取其他防爆措施,如浇注环氧树脂及充填石英砂等措施。 配电柜(箱)的安全要求P182 配电柜(箱)分动力配电柜(箱)和照明配电柜(箱),是配电系统的末级设备。配电柜(箱)内各电气元件及线路应接触良好、连接可靠,不得有严重发热、烧损现象。配电柜(箱)的门应完好,门锁应有专人保管。主要要求: (1)配电柜(箱)应用不可燃材料制作。 (2)触电危险性小的生产场所和办公室,可安装开启式的配电板。 (3)触电危险性大或作业环境较差的加工车间,铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所,应安装与环境相适应且符合相应标准的箱柜。 (4)有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所,必须安装相应等级的防爆型电气设施。 (5)配电柜(箱)各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐、安装牢固、操作方便,柜(箱)内应无积尘、积水和杂物。 (6)落地安装的柜(箱)底面应高出地面50100 mm,操作手柄中心高度一般为1.21.5 m,柜(箱)前方0.81.2 m的范围内无障碍物,确保柜门安全打开。 (7)保护线连接可靠。 (8)柜(箱)以外不得有裸带电体外露,装设在柜(箱)外表面或配电板上的电气元件,必须有可靠的绝缘屏护。 手持电动工具和移动式电气设备安全使用条件及措施P185 1)手持电动工具按电气安全保护措施分为类、类、类。类(采用双重绝缘或加强绝缘来防止触电)、类(采用特低电压来防止触电)设备没有保护接地或保护接零的要求;类设备靠基本绝缘外,必须采取保护接地或保护接零措施。设备的保护线应接保护干线。 2)使用类设备应配用绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫等安全用具,现已基本淘汰。 3)在一般场所,为保证使用安全,手持电动工具应采用类,必须装设额定漏电动作电流不大于15 mA、动作时间不大于0.1 s的剩余电流动作保护器和安全隔离变压器等,且隔离变器、剩余电流动作保护器以及设备控制箱和电源连接器等必须放在外面。 4)在潮湿或金属构架上等导电性能良好的作业场所,必须使用类或类设备。在锅炉内、金属容器内、管道内等狭窄的特别危险场所,应使用类设备。 5)移动式电气设备的保护地(零)线不应单独敷设,而应当与电源线采取同样的防护措施,即采用带有保护芯线的橡皮套软线作为电源线。 6)移动式电气设备的电源插座和插销应有专用的接地(零)插孔和插头。其结构应能保证插入时接地(零)插头在导电插头之前接通,拔出时接地(零)插头在导电插头之后拔出。 7)专用电源线不得有破损或龟裂,中间不得有接头。电源线与设备之间的防止拉脱的紧固装置应保持完好。设备的软电缆及其插头不得任意接长、拆除或调换。 8)设备的电源开关不得失灵、不得破损并应安装牢固,接线不得松动,转动部分应灵活。 (3)使用安全措施 1)辨认铭牌,检查工具或设备的性能是否与使用条件相适应。 2)检查其防护罩、防护盖、手柄防护装置等有无损伤、变形或松动。 3)检查开关是否失灵、破损、牢固,接线有无松动。 4)电源线应采用橡皮绝缘软电缆;单相用三芯电缆、三相用四芯电缆;电缆不得有破损或龟裂,中间不得有接头。 5)类设备应有良好的接地(零)措施,且保护导体应与工作零线分开;保护地(零)线应采用规定的多股软铜线,且保护地(零)线最好与相线、工作零线在同护套内。 第二章 防火防爆安全技术 第一节 燃烧与火灾基本知识 燃烧的定义、条件和分类P187 1.燃烧的定义 燃烧是可燃物与氧化剂发生的放热反应,通常伴有火焰、发光或发烟的现象。例如,氢气与氧气反应生成水并放出热量: 2H2+O2燃烧2H2O+Q 氢气和氯气反应生成氯化氢气体,放出热量并出现火焰: H2+Cl2燃烧2HCl+Q 放热、发光、生成新物质是燃烧的三个主要特征。根据这三个特征,可以区别燃烧与非燃烧现象。 (1)燃烧是一种氧化反应。灯泡中的钨丝通电后虽然发光、放热,但这并不是一种燃烧,因为它没有发生氧化反应,没有产生新物质,而只是由电能转变为光能的一种物理变化。 (2)激烈的放热是燃烧的特征。铁生锈虽然是一种氧化反应,生成了新物质氧化铁,但该反应过程不激烈,虽然放热,但放出的热量不足以使反应产物发光,所以也不是燃烧。 (3)燃烧是一种氧化反应,氧气是最常见的氧化剂,但氧化剂并非只限于氧气。在化学反应中氧化并不限于同氧气的反应,例如氢气、炽热的铁、金属钠、铜与氯气反应,都是同时伴有发热、发光的激烈的氧化反应,因而都是燃烧。物质与空气中的氧气之间进行的氧化反应是最普通的燃烧,是火灾和爆炸事故最主要表现形式。 2.燃烧的条件 (1)燃烧三要素 燃烧必须同时具备可燃物、氧化剂和点火源三个条件,称为燃烧三要素。 1)可燃物。凡是能与空气、氧气和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质,称为可燃物质。可燃物按其状态不同分为气态、液态和固态三类;按其组成不同分为无机可燃物质和有机可燃物质两类。 2)助燃物。凡是具有较强氧化性,能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质称为助燃物,如空气、氧气、氯气等。 3)点火源。具有一定温度和热量,能引起可燃物燃烧的能源称为点火源。常见的点火源有明火、电火花和高温物体等。 (2)燃烧的必要条件 1)具备一定数量的可燃物 在一定条件下,若不具备足够数量的可燃物,就不会发生燃烧。例如温度为20 时,用明火瞬间接触汽油和煤油时,汽油会立发生燃烧,煤油则不会。这是因为汽油的蒸汽量已经达到了燃烧所需的浓度(数量),而煤油的蒸气量没有达到燃烧所需的浓度。由于煤油的蒸发量不够,虽具有足够的空气(氧气)和点火源,也不会发生燃烧。 要使可燃物质不间断地燃烧,必须供给足够数量的氧化剂,否则燃烧不能持续进行。如在天然气输送管道投入使用前,采用氮气置换管道内的天然气,当管道末端放空管口气体中氧气的含量小于2%(体积分数)时,即可认为置换合格。也就是说,在氧气浓度低于2%时,天然气与氧气就不会形成爆炸性混合气体。 要使可燃物发生燃烧,点火源必须具有足以将可燃物加热到能发生燃烧的温度(燃点或自燃点)。对不同的可燃物来说,这个温度不同,所需的最低点火能量不同。一根火柴可点燃一张纸而不能点燃一块木头;电焊火花可以将达到一定浓度的可燃气体与空气的混合气体引燃爆炸,但却不能将木块、煤块引燃。 总之,要使可燃物发生燃烧,不仅要同时具有3个基本条件,而且每一条件都须具有一定的“量”,并彼此相互作用,否则就不能发生燃烧。 一切防火、防爆与灭火措施的基本原理都是根据物质的特性和生产条件,防止燃烧三要素同时存在、互相结合、互相作用。 (2)燃烧的种类 燃烧按形成的条件和发生的特点,分为闪燃、着火、自燃和爆燃。 1)闪燃。闪燃是在可燃液体表面上的蒸气遇点火源产生的燃烧现象。在规定的试验条件下,液体发生闪燃的最低温度称为闪点。在闪点温度下,挥发于可燃液体表面的蒸气量不大,仅能维持一闪而过的燃烧。此时,液体的挥发速度不快,来不及供应新的蒸气使燃烧继续下去,所以往往闪燃一下就会熄灭。闪点是可燃液体的主要安全技术指标之一。当可燃液体的温度高于其闪点时,随时都有被点燃的危险。闪点是评定液体火灾危险性的主要根据。液体的闪点越低,火灾危险性越大。在实际工作中,应根据不同液体的闪点,采取相对应的防火安全措施。可燃液体的闪点可通过其安全技术说明书或安全技术特性表进行查找。 2)着火。可燃物受外界火源直接作用而发生的直接燃烧现象称为着火。着火是最常见的燃烧现象。 可燃物开始着火所需要的最低温度称为燃点。可燃物燃点越低,越容易着火。 3)自燃。可燃物质没有外界火源的直接作用,因受热或自身发热并由于散热受到阻碍,使热量蓄积,温度逐渐上升,当达到一定的温度时发生的自行燃烧的现象称为自燃。 可燃物不需火源的直接作用能发生自行燃烧的最低温度称为自燃点。 4)爆燃。可燃物(气体、雾滴或粉尘)与空气混合后遇点火源发生的燃烧以不断扩大的同心球形式扩散到混合物存在的全部空间的燃烧现象称为爆燃。 爆燃可发生在容器、塔釜、罐槽、地沟和厂房等密闭或半密闭空间内,这类事故是化工企业危害最大的一类事故。 火灾的定义和分类P189 消防基本术语(GB 8907-1986)将火灾定义为在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在生产过程中,凡是超出有效范围的燃烧都称为火灾。例如,在进行电焊作业时,火花将作业场所内的可燃物质引燃,形成了超出电焊作业有效范围的燃烧,就称为火灾。 火灾的分类 火灾分类(GB/T 4968-2008)将火灾分为以下六类: A类火灾:固体物质火灾。这种物质通常具有有机物性质,一般在燃烧时能产生灼热的余烬。 B类火灾:液体或可熔化的固体物质火灾。 C类火灾:气体火灾。 D类火灾:金属火灾。 E类火灾:带电火灾。物体带电燃烧的火灾。 F类火灾:烹饪器具内的烹饪物(如动植物油脂)火灾。 上述火灾分类的主要目的是指导防火和灭火,特别是选用灭火剂和灭火器材。 第二节 爆炸基本知识 爆炸的定义P190 爆炸是物质在瞬间突然发生物理或化学变化,释放出大量气体和能量(光能、热能和机械能)并伴有巨大声音的现象。爆炸的主要特征是物质的状态或成分瞬间发生变化,能量突然释放,温度和压力骤然升高,产生强烈的冲击波并发出巨大的响声。 爆炸的分类P191 物理爆炸 化学爆炸 爆炸性混合物爆炸 可燃气体(蒸气)或可燃粉尘与空气(或氧气)混合形成爆炸混合物,遇火源或高温发生的爆炸。在燃烧的分类上称为爆燃。 (1)爆炸性混合物分类 1)可燃气体爆炸混合物,如甲烷、乙炔、一氧化碳、烯烃等可燃气体与空气或氧气混合形成的混合物。 2)易燃或可燃蒸气爆炸混合物,如汽油、苯、乙醚、甲醇等易燃液体的蒸气与空气或氧气形成的混合物。 3)粉尘爆炸混合物,如铝粉尘、硫磺粉尘、煤粉尘等与空气或氧气形成的混合物。 核爆炸 爆炸极限的概念及其实用意义P193 可燃气体、可燃液体蒸气和可燃粉尘与空气形成的混合物,并不是在任何浓度下遇到点火源都会发生爆炸,而必须在一定的浓度范围内遇点火源才能发生爆炸。这个遇点火源发生爆炸的浓度范围,称为爆炸极限。可燃气体、可燃液体蒸气和可燃粉尘能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度分别称为爆炸下限和爆炸上限。爆炸极限一般用可燃气体、可燃液体蒸气在空气中的体积百分数()来表示,粉尘的爆炸极限通常用粉尘在空气中的质量体积浓度来表示。 爆炸极限在安全工作中的实用意义可以概括为以下三个方面。 1.用来评定可燃气体、可燃液体蒸汽和可燃粉尘燃爆危险性的大小,作为可燃气体分级和确定其火灾危险性类别的标准。一般把爆炸下限10的可燃气体的火灾危险性确定为甲类。 2.作为设计依据。例如确定建筑物的耐火等级、设计厂房通风系统、防爆电气选型等都需要知道该场所的可燃气体(蒸汽)的爆炸极限。 3.作为采取安全技术措施的依据。在生产、储存和使用可燃气体、可燃液体蒸汽和可燃粉尘的场所,应根据其燃爆危险性及其他理化性质,采取相应的防爆措施,如通风、惰性气体置换、检测报警等技术措施,以保证生产场所可燃气体、可燃液体蒸汽和可燃粉尘的浓度被控制在爆炸极限范围之外。第三节 防火防爆技术措施 生产过程和物质储存的火灾危险性分类P196 为防止火灾和爆炸事故的发生,首先应了解该生产过程和储存物质的火灾危险性属于哪一类型,存在哪些可能发生火灾或爆炸的因素,发生火灾爆炸后火势蔓延扩大的条件等,这是采取有效的防火防爆措施的重要依据。 建筑设计防火规范(GB500162006)根据生产和储存中物料的理化性质及其火灾爆炸危险程度,反应中所用物质的数量,采用的反应温度、压力以及使用密闭的还是敞开的设备进行生产操作等,将生产和储存的火灾危险性分为五类。 从生产过程与储存物质的火灾危险性分类标准可以看出,爆炸极限是评定气体火灾爆炸危险性的主要指标,闪点是评定可燃液体火灾爆炸危险性的主要标志,燃点是评定固体物质火灾危险性主要标志。爆炸和火灾危险场所等级P197 为防止电气设备和线路(电火花和电弧、危险温度等)引起火灾爆炸事故,在电力装置设计规范中,根据发生爆炸和火灾的可能性和后果,按危险程度及物质状态的不同,将爆炸和火灾危险场所分为三类八级,见表2-23。 在可燃、易爆物质的生产、使用、储存和运输过程中,能够形成爆炸性混合物或爆炸性混合物能够侵入的场所,称为爆炸危险场所。在生产、使用、储存和运输可燃物质过程中,能够引起火灾危险的场所,称为火灾危险场所。 表2-2-3 爆炸和火灾危险场所等级划分 防火防爆基本原理 P198 根据物质燃烧的三要素,引发火灾的条件是可燃物、氧化剂和点火能源同时存在、相互作用。引发爆炸的条件是爆炸品或者是可燃物与空气的混合物与引爆能源同时存在、相互作用。采取措施避免或者消除上

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