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特殊工种作业人员安全培训,电 工 作 业,安全技术,第一章 电气安全基础知识,在生产和生活中，电气设备的运用日益广泛，但是如果安装不妥，维修不及时或使用不当将会造成设备和人身事故。究竟有哪些电气事故？电气事故有些什么规律？人为什么会触电？这些问题都是电气安全的基本问题。所以我们对触电事故的起因、现象及预防措施的研究，就显得十分的必要。,第一节 电气事故分类,理解有哪些电气事故，认真地进行统计分析，对于防止电气事故做好电气安全工作，使十分重要的。 根据事故的原因及后果，可以分为人身事故和设备事故两大类。 在人身事故中，可能存在电流伤害（包括电击和电伤）、电磁伤害、静电伤害以及雷电伤害等几种。 设备事故中，可能存在短路事故、断线事故、漏电事故、接地事故、操作事故以及爆炸起火事故。有时因电气事故导致二次事故（如引起人身伤亡、设备的重大损坏等）。,一、电流伤害,当人体接触或接近带电的裸导体时，即可能发生电流伤害事故。 在低压配电系统中，往往是人体触及了带电裸导体后，电流对人体的各种作用造成电流伤害。 在高压配电系统中，往往是人体与带电体接近到一定程度时就开始放电。这是由于人体（视为零电位）接近高压导体时，在人体与高压导体间形成的电场强度过高，使空气电离，形成离子导电的弧光放电。,高压导体对人体的弧光放电，轻者出现电弧灼伤；重者可能造成人体局部肌肉及神经坏死、骨骼受伤，治疗中往往需要截肢；再严重的可以造成人体局部或大部碳化直至死亡。,一、电流伤害,二、电磁伤害,人体在电磁场的作用下，可以吸收辐射能量。当电磁场的强度高到一定的数值时，可对人体组织造成不同程度的伤害。这种伤害的程度与电磁场的强度、频率、作用于人体的部位及时间等因素有关。 在中、短波（波长为101000m，即频率为300KHz30MHz）长时间的作用下，可出现头晕、头痛、乏力、记忆力减退、失眠等症状。,在超短波（波长为110m，即频率为30300MHz）和微波（波长为0.0011m，即频率为300MHz300GHz ）长时间作用下，除可能出现上述症状外，还可能出现植物神经功能紊乱，引起心动过速或过缓，血压升高或降低，心区有压迫感或疼痛并伴有心悸，长期受微波电磁场的作用，还可能引起白内障和生殖不育。,二、电磁伤害,三、雷电伤害,雷电电击是雷云对最接近与它的物体或地面放电的结果。对于高出于地面的建筑物常要装设防雷装置接闪器。接闪器是高于建筑物的金属物，另一端直接接地。而对于室外变配电设施及架空线，常常不能直接接地，这时可通过避雷器接地，或另外设独立的避雷线，或在架空线路上方另设避雷针，使避雷针或避雷线直接接地。,雷电对电力系统的破坏作用往往是很大的。除雷电直接击中人以外，还可能由于电力系统的防雷作用不完善，将雷电引入室内，造成人身事故及设备事故。 雷电灾害是一种自然灾害。其一次雷电放电电流可达到3050s。在放电主通路上的局部温度可达20000，在此温度作用下，气体骤然膨胀，并伴有巨响。可见，它具有相当大的破坏力。,三、雷电伤害,四、静电对人体的伤害,电工人员最常遇到的静电是断开大电容电气设备（电容器，电缆等）后残存的静电。静电荷泄放很慢。为了防止静电对人的电击，在这类设备上作业的前后都应用导体或经电阻进行放电。 金属物体受到静电感应及绝缘体间的摩擦起电是产生静电的主要原因。例如输油管道中的油与金属管道壁的摩擦；皮带与皮带轮间的摩擦会产生静电；运行过的电缆或电容器绝缘物中会积聚静电。静电的特点是电压高，有时可高达数万伏，但能量不大。,发生静电电击时，除电电流往往瞬间即逝，一般不致于有生命危险。但受静电瞬间电击会使触电者从高处坠落或摔倒，造成二次事故。静电的主要危害是其放电火花或电弧引燃或引爆周围的物质，引起火灾和爆炸事故。含有易燃易爆介质的有机化工、印刷、染织、造纸行业，应对静电的危害严加防护。,四、静电对人体的伤害,第二节 电流对人体的危害,一、电流对人体的伤害的形式,电流对人体的伤害的形式，可以分为电击与电伤两类。伤害的形式不同，后果也往往各异。,一、电 击 电击是电流通过人体，直接对人体的器官和神经系统造成的伤害。它是低压触电造成伤害的主要形式。轻者有麻木的感觉，重一些的可造成呼吸困难，严重一些的可造成神经麻痹、呼吸停止，最严重时可能引起心室发生纤维性颤动进而导致死亡。 电击触电的形式有：直接电击触电和意外接触触电。 直接接触触电电击：是人体直接接触及带电导体（或人体经由其他导体触及了带电导体）而造成的电击。 意外接触电击：是人体（或经由其他导体）触及了在正常进行时不带电、而在意外情况下带电的金属部分(通常是电气设备的金属外壳或金属架构)所造成的电击。,防止造成直接接触电击方法是使导电部分不外露即“防护式”的结构。 防止造成意外接触电击的方法是，使电气设备的金属外壳或金属架构作接地或接零保护。,二、电 伤 电伤是电能在转化为其它形式的能的作用于人体所造成的伤害。它是高压触电造成伤害的主要形式。 电伤的形式，大多是人体与高压带电体距离近到一定程度，使这个间隙中的空气电离产生弧光放电对人体造成的伤害。这一电弧的温度可达3000，不仅直接作用于人体可造成皮肤的灼伤甚至穿孔，而且在电弧的作用下，导体金属也可蒸发并附着在皮肤上甚至渗透到皮肤内，造成皮肤金属化。与此同时，人体与地面接触的部分（无论是否穿鞋），在与地面接触电阻最小（往往是脚根部位）的局部出现穿孔。,电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成的伤害,灼伤 电烙印 皮肤金属化 机械性损伤 电光眼,主要特征,17,电伤的后果，可分为灼伤、电烙伤、皮肤金属化三种。这三种有可能在一次触电后同时出现。 灼伤：是因电弧的高温作用于人体形成的。它可在局部或较大面积的皮肤上形成。 除接近高压带电部位可引起电弧灼伤之外。在低压系统中，使用无灭弧装置的开关操作大电流时，可能形成弧光短路，对操作人可形成较大面积的灼伤，同时弧光对眼睛的强烈作用，造成电光性眼炎。 严重的灼伤可致人死亡，严重的电弧伤眼可引起失明。 电灼伤，在伤口部位不易愈合，治疗所引起的作用也不明显，有的需要几年才结痂。,电烙印：往往是在人体触及带电体前先引起电弧，后又与带电部位接触。这时出现的情况是，电弧击穿了皮肤的角质层，然后电流由直接通过没有角质层保护的皮肤。这时既有电流的热效应，又有电流的化学效应对人体的综合其作用，使皮肤表面形成黄色至深灰色的肿块，局部神经也可能坏死，所以，一般不会有痛感，该部位也可能不会发炎化脓。严重时可造成触电部位肌肉和神经坏死，有时需要截肢。 皮肤金属化：是因电弧的高温，使导体的金属材料蒸发后渗入皮肤内造成的。可使皮肤局部变为黄色至褐色，伤害部位粗糙，坚硬，不易痊愈。,电光眼,皮肤金属化,电烙印,灼伤,二、触及带电体的几种形式,由于人所处的环境的不同和与带电体接触的部位的不同，触电的形式可以分为以下三种。,单相触电,两相触电,跨步电压电击,（一）单相触电 单相触电大多发生在中性点直接接地的低压配电系统中。当人站在地面触及了相线。这时流过人体的电流是：相线人体与相线的接触部位人体大地电源中性点的接地装置中性点，就形成了回路，使人触电。个别情况下也有因触及了带有一定电位的零线（如电源侧零线断线后，三相四线的负荷侧的零线，其电位可为零）造成触电的情况。 在电源中性点不接地系统中（如10KV及35KV系统）如果人站在地面上或站在与地面有良好接触的金属部件上触及相线，这时流过人体的电流是：相线人体触及相线的部位人体大地另两条相线与大地之间的电容另两相电源。另一通路是人体大地变压器外壳外壳与绕组间电容电源。,虽然相线对地电容及变压器外壳与绕组间电容均不十分大，但是由于电压等级高，流过人体的电流仍能致死致伤。在触及相线之前就可能已经先有弧光放电，使人产生电伤。 从安全角度而言，设法提高人与大地之间的电阻，以限制流过人体的电流是有效的，例如站在绝缘台上、垫子上工作。但是最可靠的办法是不使人触及带电体，例如使用基本安全用具进行操作（低压作业使用有绝缘柄的工具戴绝缘手套等）。,（二）两相触电 是人体的不同部位，分别触及了带有不同电位的两条导线。最常见的是在低压中性点接地的配电系统中，分别触及了两条相线。这时，人如果是站在地面（或与大地有良好接触的金属部件上），不仅在所接触部位之间形成通过人体的电流，而且该两条相线分别由可能通过人体大地电源中性点的接地装置电源中性点的电流。可见这种形式的触电是十分危险的。不论中性线是否接地，也不论人与大地是否绝缘，都有电流流过人体。 从安全角度而言，为防止出现两相触点的情况，在带电作业过程中，应穿绝缘靴站在绝缘台上工作；使用带绝缘柄的工具操作，还应戴手套、穿长袖工作服，以不使人体裸露的部位直接触及人体。,（三）跨步电压电击 在出现“地电流”的地面上，沿地电流方向上，不同两点间，必然存在电位差。这个电位差的大小与两点间的距离也与和承受对地电流的接地极的距离有关，为便于相互比较，常以0.8m距离上的电位差大小，作为比较值。这个值叫跨步电压。 以下几种情况均可能出现跨步电压 在低压三相四线中性点接地的配电系统中，如果负载侧的设备接地保护，当设备出现接地故障时，在设备保护接地的接地装置附近的地面和变压器中性点工作接地的装置附近地面上，都存在跨步电压。 架空线路的带电导线落地时，在落地点附近的地面上。,3. 架空线路的带电导线，落于无拉紧绝缘子的拉线上， 在拉线附近的地面上。 架空线路的带电导线，落于金属杆塔，在杆塔附近的地面上。 正承受雷电电流的防雷接地装置附近的地面上。 以电能作用于地面、水面，在距地面、水面电极一定距离内的地面或水域内。 跨步电压在距离承受对地电流的接地装置约20m以外，近似为零。 从安全防护角度而言，查找接地故障点时，应穿绝缘靴，以防跨步电压电击。,三、其它形式的触电,除了在第二部分讲过的几种触电形势之外，还可能因感应电压而电击、因残余电荷而电击，因静电而电击和雷电电击等几种触电形式。这里就感应电击和残余电荷电击加以讨论，其余在以后章节中论述。,一、感应电压触电 当对地绝缘的导体与带电体过分接近时，在前者上会有感应电压存在，这是由于两者间存在一定电容的关系。这一感应电压的大小，取决于带电体的电压和频率，靠近于它的导体与它之间的距离，以及它们之间形成的电容量的大小。 当人体触及了感应带电的物体时，虽然一般不会致人于死地。但往往由于事出意外，在精神上无准备，容易出现二次伤害。,在以下几种情况，可能引起较高的感应电压，作业时应特别注意。 靠近高压带电设备，未做过接地的金属门、窗、金属遮拦。 多层架空线路中，未停电线路在已停电但未做接地的线路中感应出电压。 单相设备的金属外壳、有单相电源变压器的仪器仪表的金属外壳。 在高压等级线路下方的孤立导体。 在强电场中的孤立导体。,从安全角度而言，对于存在感应电压的部件，有效的防止措施，就是将其接地。其接地电阻往往不需要很低。 感应电压不仅可使人触电，还可能对弱电线路或某些高输入阻抗的仪器仪表产生干扰。例如，与电力线路同杆架设的通信电路，常因感应电压的作用，出现讨厌的交流声。解决这种干扰的方法是采用电缆或绞合线敷设弱电线路；若弱电线路是用裸导体分开敷设的，只要换位做得好，也可以大大减轻这种影响。,二、剩余电荷触电 电容器以及具有一定电容的设备，都有“存储”电荷的能力，当他们存储的电荷达到一定数量，具有足够高的电压时，对操作者的人身安全是一个潜在的威胁。如果注意到这点，可能在操作、维修、测量时发生人身事故或仪表的损坏。因此我们要特别注意。 下述设备其电容性不可忽视。 电容器。 它的极间电容即相当于它的标称容量，极与外壳间也有一定的电容。,电力电缆。它的线间，任一条芯线与铅（铝）包之间，任一线芯对铠之间都存在较大的电容。电缆越长，其电容量也越大。一般10kv的铅（铝）包电缆，每公里的电容量约为0.91.1F。低压电缆每公里的电容量约为0.2F。 容量较大的电动机、发电机、变压器等，它们的各组绕线间及绕线对金属外壳间，均有不可忽视的电容量。 对于上述几种设备，在以下几种情况时，其相间或相对地（金属外壳）间，所存在的残余电荷是不容忽视的。 在它们刚退出运行时； 对它们刚做过绝缘测试后； 对它们刚做过耐压试验后；,这些设备，它们的工作电压越高，在它们刚退出运行或刚做完上述的试验后，其残存的电荷量就越大。在检修及测试时就要特别小心。 从安全角度而言，在对他们进行检修或测试前，先要放电。放电时，一般方法是用放电棒先做各极对地（金属外壳）放电，再做极间放电。在做各极对地的放电时要轮流反复地进行。对于刚退出运行的电容器组，要在原有的自动放电装置上，经过不少于三分钟的自动放电，然后再补充上述的人工放电，以使残余的电荷放掉。,四、触电事故原因,电气设备种类繁多；使用场合各有不同；操作人员电气知识高低不等；使用的环境条件千差万别；设备使用电压的等级有高有低；配电线路的敷设方法不同。有了上述因素，可以说触电事故的发生难以避免，据对已经发生的触电事故分析，其触电原因大致有以下几方面。,一、违反安全操作规程或安全技术规程 在低压系统中发生的触电情况常常是： 错接线； 停电后，不经验电即进行操作； 不按规程要求敷设临时接地线； 不按规程要求穿戴防护用品； 在高压系统中发生的触电情况常常是： 在电气设备停电检修试验时，没有采取完善的组织措施。 在电气设备停电检修或试验时，未采取可靠的安全技术措施。 无操作票进行倒闸操作造成事故。,二、缺乏电气知识 因缺乏电气知识而发生的触电事故，相当一部分是非电工。在低压系统中发生的触电原因常常是： 接临时线不按要求作，甚至不知道做临时线在规程中有明确的要求； 不切断电源即移动电气设备； 在未熟悉电气设备的情况下，冒险通电进行； 在未熟悉设备内部原理及结构的情况下，进行带电修理或检测； 对不能确知是否安全可靠的电动工具即通电使用； 同时剪断两条（或更多）带电导线。,在高压系统中发生的触电原因常常是： 因缺乏安全标志或不懂安全标志，造成过分接近到电体，而引发电弧触电； 检测过程中，自行扩大检测范围，造成误入带电间隔或过于接近高压带电体而触电； 因地下施工，使直埋电缆上的覆盖物露出后仍无警觉，继续向下施工造成事故； 带电灭火时，使用了不应该使用的灭火器材或水； 吊装货物时，触及高压线路。,38,可编辑,第三节 通用触电防护措施,安全电压,是指把可能加在人体上的电压限制在某一范围之内，使得在这种电压下，通过人体的电流不超过允许的范围。这一电压称为安全电压。 但是安全电压并不是绝对没有危险的电压。,安全电压额定值：42V、36V、24V、12V、6V 空载上限值： 50V、43V、29V、15V、8V,39,1、供电系统单独自成回路，不得与其他电气回路（包括零线和地线）有任何联系 2、使用变压器做电源时，其输入电路和输出电路要严格实行电气上的隔离，二次回路不允许接地。为防止高压串入低压，变压器的铁心（或隔离层）应牢固接地或接零。不允许用自耦变压器作安全电压电源。,安全电压对供电电源的要求,40,安全电压的选用,42V用于特别危险环境中使用的手持电动工具 36V和24V用于有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯 12V用于金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯 6V用于水下作业场所,41,1）定义：漏电保护器（漏电保护开关）是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。 漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时，漏电保护装置已切断电源；或者在人体已触及带电体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对人体的危害。,漏电保护开关,漏电保护器,42,防雷自动重合闸漏电保护开关,家用漏电保护开关,剩余电流动作断路器,热水器漏电插头漏电保护开关,43,2）种类： 漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。 a.按动作方式可分为电压动作型和电流动作型； b.按动作机构分，有开关式和继电器式； c.按极数和线数分，有单极二线、二极、二极三线等等。 d.按动作灵敏度可分为： 高灵敏度：漏电动作电流在30mA以下； 中灵敏度：301000mA； 低灵敏度：1000mA以上。,44,漏电保护器是一种电流动作型漏电保护，它适用于电源变压器中性点接地系统（TT和TN系统），也适用于对地电容较大的某些中性点不接地的IT系统（对相相触电不适用）。 漏电保护器工作原理：三相线、和中性线穿过零序电流互感器。,在正常情况下（无触电或漏电故障发生），三相线和中性线的电流向量和等于零，即： IaIbIcIn 因此，各相线电流在零序电流互感器铁芯中所产生磁通向量之和也为零，即： abcn 当有人触电或出现漏电故障时，即出现漏电电流，这时通过零序电流互感器的一次电流向量和不再为零，即： IaIbIcIn,45,注意：漏电保护器的接线 （1）无论是单相负荷还是三相与单相的混合负荷，相线与零线均应穿过零序互感器。 （2）安装漏电保护器时，一定要注意线路中性线N的正确接法，即工作中性线一定要穿过零序互感器，而保护零线PE决不能穿过零序互感器。若将保护零线接漏电保护器，漏电保护器处于漏电保护状态而切断电源。即保护零线一旦穿过零序互感器 就再也不能用作保护线。,46,用电安全技术简介,第一节 间接接触电击防护,保护接地和保护接零是防止间接接触电击最基本的措施,接 地,临时接地,固定接地,检修接地,事故接地,工作接地,安全接地,保护接地,防雷接地,防静电接地,屏蔽接地,临时线接地,带电体与地意外接地,三相四线制中性点接地,48,保 护 接 地,变压器中性点（或一相）不直接接地的电网内，一切电气设备正常情况下不带电的金属外壳以及和它连接的金属部分与大地作可靠电气联接。,49,接地和接零,为降低因绝缘破坏而遭到电击的危险，对于以上不同的低压配电系统型式，电气设备常采用保护接地、保护接零、重复接地等不同的安全措施。,1、接地和接零保护,1）接地保护 按功能分，接地可分为工作接地和保护接地。工作接地是指电气设备（如变压器中性点）为保证其正常工作而进行的接地；保护接地是指为保证人身安全，防止人体接触设备外露部分而触电的一种接地形式。在中性点不接地系统中，设备外露部分（金属外壳或金属构架），必须与大地进行可靠电气连接，即保护接地(PE)。,接地装置由接地体和接地线组成，埋入地下直接与大地接触的金属导体，称为接地体，连接接地体和电气设备接地螺栓的金属导体称为接地线。接地体的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。 保护接地常用在IT低压配电系统和TT低压配电系统的型式中。,1、 接地和接零保护,保护接地原理,2) 保护接零,保护接零是指在电源中性点接地的系统中，将设备需要接地的外露部分与电源中性线直接连接，相当于设备外露部分与大地进行了电气连接。使保护设备能迅速动作断开故障设备，减少了人体触电危险。,保护接零适用于TN低压配电系统型式。 保护接零的工作原理：当设备正常工作时，外露部分不带电，人体触及外壳相当于触及零线，无危险，如图所示。,2) 保护接零,采用保护接零时注意： (1)同一台变压器供电系统的电气设备不宜将保护接地和保护接零混用，而且中性点工作接地必须可靠。 (2)保护零线上不准装设熔断器。 区别：将金属外壳用保护接地线（PEE）与接地极直接连接的叫接地保护；当将金属外壳用保护接地线（PE）与保护中性线（PEN）相连接的则称之为接零保护。,2) 保护接零,3) 重复接地,在电源中性线做了工作接地的系统中，为确保保护接零的可靠，还需相隔一定距离将中性线或接地线重新接地，称为重复接地。,从图（a）可以看出，一旦中性线断线，设备外露部分带电，人体触及同样会有触电的可能。而在重复接地的系统中，如图 （b）所示，即使出现中性线断线，但外露部分因重复接地而使其对地电压大大下降，对人体的危害也大大下降。不过应尽量避免中性线或接地线出现断线的现象。,保护接地应用范围： 适用于中性点不接地电网 、电机、变压器、照明灯具、携带移动式用电器具的金属外壳和底座； 、配电屏、箱、柜，控制屏的金属构架； 、穿电线的金属管，电缆的金属外皮，电缆终端盒、接线盒的金属部分； 、互感器的铁心及二次线圈的一端； 、装有避雷器的电线杆、塔、超高层建筑物以及高频设备的屏护金属架上。,59,第二节 用电安全技术简介,低压配电系统是电力系统的末端，分布广泛，几乎遍及建筑的每一角落，平常使用最多的是380220V的低压配电系统。从安全用电等方面考虑，低压配电系统有三种接地形式，IT系统、TT系统、TN系统。TN系统又分为TNS系统、TNC系统、TNCS系统三种形式。,60,IT系统就是电源中性点不接地、用电设备外壳直接接地的系统，如图所示。IT系统中，连接设备外壳可导电部分和接地体的导线，就是PE线。,“I”表示配电网不接地或经高阻抗接地 “T”表示电气设备金属外壳接地,原 理：,给人体并联一个小电阻，以保证发生故障时，减少通过人体的电流和承受的电压。,1）IT系统,61,保 护 接 零,保护接零就是在kV以下变压器中性点直接接地的系统中一切电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网零干线可靠连接。,保护接零应用范围： 中性点直接接地的供电系统中，凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应采用保护接零作为安全措施。 保护零线的线路上，不准装设开关或熔断器。在三相四线制供电系统中，零干线兼做工作零线时，其截面不能按工作电流选择。,62,2）TT系统,TT系统就是电源中性点直接接地、用电设备外壳也直接接地的系统，如图所示。通常将电源中性点的接地叫做工作接地，而设备外壳接地叫做保护接地。,TT系统 俗称“三相四线制”配电网,两个“T”分别表示配电网中性点和电气设备金属外壳接地,63,TT系统中，这两个接地必须是相互独立的。设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置，也可以若干设备共用一个接地装置，图中单相设备和单相插座就是共用接地装置的。,2）TT系统,64,三相五线制,在三相四线制系统中，零干线除了保护作用外，有时还要流过零序电流。尤其是在三相用电不平衡情况和低压电网零线过长阻抗过大时，即使没有大的漏电流发生，零线也会形成一定电位。另外，用绝缘导线做零线，其机械强度的保证受到一定限制。 因此，在三相四线制供电系统中，把零干线的两个作用分开，即一根线做工作零线（N），另外一根线做保护零线