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第五章电气安全技术和静电危害与消除 1 教学内容和基本要求1 了解触电事故的种类 触电事故的原因和规律 危险场所的判断依据 工业静电产生的原因 2 理解电流对人体伤害程度影响因素 电气火灾爆炸的原因 防爆电气的技术要求和选型原则 静电的危害 3 掌握触电急救措施 电气火灾扑救措施 防止静电的措施 2 第一节电气安全基础知识 一 触电事故种类 触电 电流直接 间接作用于人体造成的伤害 触电 电击 电伤 1 电击 电流通过人体内部 破坏体内器官 可致人死亡 3 电击事故 人接触仅数十毫安工频电流 时间稍长 即会致命 人体表面无明显伤痕 4 2 电伤 强电流瞬时通过人体局部或电弧烧伤人体皮肤 一般不会致人死亡 但人体表面有明显伤害 电伤是由电流的热效应 化学效应或机械效应对人体构成的伤害 5 在接触了15kV的导线后 这名没有经验的电工失去了他的手 6 3 触电类型 1 按原因 直接触电 直接接触带电线路或带电体 间接触电 接触因故障意外带电的设备或线路 2 按方式 低压触电 单相触电 两相触电 单相1 73倍 高压放电 当人体靠近高压带电体时 因高压放电而导致触电 跨步电压 以接地故障点为中心 向周围形成电位分布 两点电位不同形成跨步电压 高压线落地会产生一个以落地点为中心的半径为8 10m的危险区 7 高压放电 8 0 8m 由落地高压线向外形成同心圆等电位线 沿径向脚踩不同地点 由电位差形成迈步电压 迈步电压大小与 步 大小有关 与距离电源线距离有关 越靠近电源线 迈步电压越高 电源线 跨步电压是指地面上水平距离为0 8m的两点之间的电位差 9 二 电流对人体伤害影响因素 1 电流大小据通过人体电流大小不同 人体呈现不同反应状态 将触电电流分为感知 摆脱 室颤三级 感知电流 人体有感觉的最小电流 摆脱电流 触电后 人体能自行摆脱带电体的最大电流 室颤电流 通过人体引起室颤的最小电流 10 11 12 2 触电时间通电时间越长 越容易引起心室颤动 电击危险也越大 3 电流种类 工频电流伤害大于直流电流和高频电流 4 伤害途径 电流通过心脏 脊髓 中枢神经伤害最重 5 人体状况不同人对电流敏感度不同 遭受同样电流电击危险程度不同 女性较男性敏感 儿童较成人敏感 体重小的较体重大的敏感 患有心脏等疾病的时 遭受电击的危险性较大 13 三 触电事故原因及规律 1 原因 1 缺乏电气安全知识 2 违反操作规程 3 电气设备不合格 4 维修不善 5 偶然因素 2 触电规律 1 季节性明显 统计资料表明 一年中二 三季度事故较多 2 低压触电多于高压触电 3 单相触电多 70 4 在线路部位触电事故比较普遍 5 误操作触电事故多 14 四 触电的急救 首先要使触电者迅速脱离电源 1 低压触电脱离电源 1 电源在附近 立即切断电源 2 电源较远 立即用绝缘钳剪断电源 3 电线搭落在触电者身上 用绝缘物挑开电源线 4 触电者衣服干燥 可用手拉拽触电者 但决不可接触触电者皮肤 15 迅速脱离电源 防止救援人员触电 16 2 高压触电脱离电源 1 立即通知有关部门停电 2 戴绝缘手套 绝缘靴 用相应电压等级的绝缘工具拉开电源 3 抛掷裸金属线 使线路短路接地 迫使保护装置动作 断开电源 3 救护注意 1 不可用手 潮湿 金属施救 2 防止触电者脱离电源后摔倒 二次伤害 3 避免事故扩大 夜间照明恢复 4 触电后多有 假死 应立即进行现场抢救 先复苏 后搬运 17 将触电者摆平 仰头 使呼吸通畅 实施人工呼吸捏紧鼻孔 心脏复苏术 抢救主要为 口对口人工呼吸心脏按摩复苏 18 心肺复苏操作要领 患者仰卧在硬板上或地上 抢救者站在或跪在病人侧面 两手相迭 将手掌根部放在病人的胸骨下方 剑突之上 借自己身体的重量 以手掌根部用力向下作适度压陷 然后放松 让胸廓自行弹起 以每分钟80 100次左右的速度按压 向下按压和松开的时间相等 胸外心脏按摩和人工呼吸同时进行 其比例为15 2 反复进行 一旦心跳开始 立即停止按摩 19 双人施救心肺复苏法 20 五 触电防护 1 安全电压 通电安全值 IT 50mmA s若人体电阻为1000 通过人体1 4s 安全电流为36mmA 则人体能承受的电压为36V 我国规定安全电压为42V 36V 24V 12V 6V五个等级 安全电压的使用 凡电气设备用电电压 24V 必须采取人直接接触带电体的保护措施 一般照明 手提照明灯用36V 地点狭窄 周围有大面积接地导体 金属容器内 管道内 手提照明灯12V 水下照明2 5V 国际 21 2 绝缘防护 绝缘防护 常用E B F 120 155 3 屏蔽防护 遮拦 栅栏 护罩 护盖 箱匣 绝缘材料等级 YAEBFHC允许工作温度 90105120130155180180 以上 4 安全距离 5 合理选用电气装置 潮湿 燃爆 6 安装漏电保护装置 7 保护接地与保护接零 22 导线与地面 水面的最小距离 m A 23 导线与建筑物的最小距离 m 导线与树木的最小距离 m 24 六 保护接地与接零 1 保护接地 1 接地分类检修接地 检修断电后将设备接地 故障接地 带电体与大地以外接地 工作接地 正常工作时零线接地 安全接地 防触电 雷击 静电接地 2 保护接地保护接地 将正常不带电电气设备外壳 金属构件 电缆终端盒 接线盒外壳与接地极用金属导线连接 将泄露电流导入大地 25 26 接地电阻 接地电阻 接地体流散电阻 接地装置电阻 我国规定 1KV以下中性点直接接地的供电系统 接地电阻Rd 4 27 接地装置的维护 定期检查 每半年检查一次 雨季前防雷检查 接地螺栓是否齐全 牢固 接地线有无损伤 断线 腐蚀 移动接地线有无断股 对接地线地面下50cm以上部位 应挖开地面进行检查 观察其腐蚀程度 对含有腐蚀严重的酸 碱 盐或金属矿岩等化学成分土壤地带的接地装置部分 一般每5年应挖开局部地面进行检查 28 2 保护接零 保护接零 将设备外壳与工作零线相接 一相带电部分与外壳相碰 形成外壳与零线的单相短路 短路电流使得线路上的过流保护迅速动作 熔断器 切断故障电源 消除触电危险 设备漏电 立即切断 29 接零接地不能混用 混用将使2漏电长期存在 且零线对地电压升高 危害极大 对于同一设备 可以接零 接地 安全性更好 30 3 低压电力系统 采用接零或接地 与供电系统有关 IT系统 不接地 接地系统 矿山 TT系统 接地 接地系统 地面户外 TN系统 接地 接零系统 地面 第一字母指配电网 第二字母表示电气外壳 I 不接地 T 接地 N 接零 31 1 中性点不接地供电系统 IT 高压容易窜入触电相对安全爆炸矿山采用 设备一律接地 用于露天采场 地下矿山 32 2 中性点接地供电系统 TT TN 稳定电网电位消除高压串入触电更加危险落地产生电弧 广泛用于地面供电 33 TT系统 故障回路阻抗较大 故障电流较小 不能用过电流防护 产生杂散电流 适用于户外场所 如农场 施工场地 路灯 庭园灯 户外临时用电场所 设备漏电仍有触电危险 34 TN系统 35 TN C系统 三相四线制 三相电不均衡 零线带电 各接零外壳带电 零线断路时 漏电设备外壳带电 220V 其下侧所有接中性线的电器外壳带电 适用于三相负荷基本平衡的用电场所 工作零线兼接零保护线 36 TN S系统 三相五线制 弥补了TN C中线断路 引发危险 安全性提高 用于火灾爆炸危险大 触电危险大场所 37 TN C S系统 是TN C TN S综合运用 用于部分供电要求高及建筑临时供电场所 38 变压器中性点接地叫工作接地 各保护接零设备的保护线与电网零干线相连时 应采用并联方式 TN系统中 保护零线与工作零线完全分开的系统是TN S在中性点接地的电网中 在IT TT TN中最佳防护措施是TN爆炸危险性较大或安全要求较高的场所应采用TN S系统供电 IEC关于接地分为三大类 其中 接地的电网 电气设备金属外壳采用保护接零的是TN系统 39 七 漏电保护 漏电继电器原理 线路设置ZJ直流敏感继电器 接点串联于馈电开关DW的TQ线圈 E为附加支流电源 人不触及电源时 直流继电器无电流通过 当人触及a相电源或带电体时 ZJ直流敏感继电器形成直流通路 使直流继电器ZJ动作 闭合其接点ZJ 导通脱扣线圈 使馈电开关DW动作 切断电源 本例只对触及a相电源起到保护作用 需要通过三相电抗线圈将直流回路接到三相电源上 以避免三相短路 漏电保护原理 40 漏电保护器 漏电保护器插座 41 电流型漏电保护装置的动作电流分为 0 006A 0 01A 0 015A 0 03A 0 05A 0 075A 0 1A 0 2A 0 3A 0 5A lA 3A 5A 10A 20A等15个等级 当漏电保护器做分级保护时 应满足上下级动作的选择性要求 在潮湿 水汽较大场所应选用密闭型漏电保护器 42 第二节电力系统安全技术 一 电气危险区域划分与分级 电气危险区域 因电气原因可引燃引爆相关物料 造成事故的场所 划分危险区域 判断场所危险程度主要考虑危险物料 释放源 通风状况等因素 危险区域等级对设备防爆性能提出要求 1 危险物料主要考虑危险物料的种类 闪点 爆炸极限 密度 引燃温度 工作温度 压力及数量配备 低闪点 低爆限可使危险区域扩大 43 2 释放源 危险物料释放源状况 分布 释放速度 危险物浓度 扩散及形成爆炸混合物的范围 释放源分为三级 连续级 0级 连续释放及长期释放 一级 正常运行中周期性 偶然释放 二级 正常时不释放或偶然短暂释放 3 通风状况 阻碍通风 室内 室外危险源附近有障碍自然通风 开窗门强制通风 有风机 44 4 综合判断 综合上述因素 判断危险性及危险区域 自然通风 连续释放 0区 危险 自然通风 一级释放 1区自然通风 二级释放 2区良好通风可以降低等级 通风不良升级 凹坑 死角 障碍物局部等级升高 45 火灾和爆炸危险区域类别与分级 气体爆炸 0区 1区 2区粉尘爆炸 10区 11区火灾危险 21区 22区 23区 三大类 连续释放 偶尔释放 短暂释放 46 爆炸性气体环境根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间 被分为O区 l区 2区 预计在正常情况下不会释放 即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源为二级释放源 连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境区域属于10区 正常运行时预计周期性出现或偶然出现爆炸性气体 蒸气或薄雾的区域是1区 48 49 二 火灾爆炸危险场所的电气设备选用 1 通用技术 1 一般要求 电气在危险场所不引燃爆炸物 产品必须经检验合格 取得防爆合格证 防爆电气应设置标明防爆合格证号和防爆名牌 在明显部位有永久性防爆标志EX 防爆电气允许最高表面温度不得超过作业场所爆炸危险物质的引燃温度 50 2 选型原则 选择与危险环境等级 爆炸物性质相适应的防爆电气 防爆电气级别 温度组别不低于爆炸物的级别和温度 爆炸危险环境内应选用功率适当的防爆电气 同时考虑运行安全 维修便利 技术先进 经济合理 51 2 爆炸气体防爆电气选用 1 隔爆型 产生火花 内爆隔绝 安全性高 2 增安型 防爆安全型 不产生火花 电弧 3 本质安全型 产生火花不能引燃 4 正压型 向设备内压风5倍容积 防止爆炸气体进入 5 充油型 产生电火花 油浸没 6 充砂型 无活动部件设备 用砂充满 7 无火花型 器件安装紧实 不产生火花 8 防爆特殊型 采用其他防爆措施 52 防爆类型选型 53 本质安全型电气设备是正常状态下和故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电器设备 在正常时不产生火花 电弧或高温的设备上采取措施以提高安全程度的电气设备是增安型 标志n表示无火花型防爆电气设备 正压型防爆电气设备在运行前通风 充气的总量最少不得小于设备气体容积的5倍 54 3 爆炸粉尘防爆电气选用 1 电气配置原则 安装过负荷保护 排尘通风机具有紧急气动按钮或故障连锁 少装插座及照明灯具 2 选型 可燃非导电粉尘 选防尘结构电气 DP 爆炸性粉尘 选尘密结构电气 DT 55 3 电气火灾扑灭与预防 1 电气火灾的特点 着火后电气设备可能仍带电 因电气绝缘损坏或带电导线断落接地 在一定范围内会存在跨步电压和接触电压 会引起触电事故 有些电气设备内部充有大量油 如变压器 电压互感器等 着火后可能发生喷油 爆炸等 2 电气设备灭火器材选用 防触电 禁水 用二氧化碳 七氟丙烷 干粉带电灭火 只在10KV以下电气使用 电机着火 喷雾水均匀冷却 二氧化碳 不宜用干粉 沙土 变压器喷射着火 切断电源 外逸油用泡沫 56 3 电气火灾扑救 断电灭火 注意事项 断电时应严格按照规定程序进行操作 严防带负荷拉隔离开关 操作时带绝缘手套 穿绝缘靴 并使用相应电压等级的绝缘工具 紧急切断电源时 切断地点选择合适 如切断电选择在电源侧支持物附近 防止导线断落后触及人身 扑灭电气火灾时应首先切断电源 57 带电灭火发生电气火灾时应首先考虑断电灭火 如断电后会严重影灭火 带电灭火一般限制在10KV及以下电气设备上进行 注意事项 严禁使用泡沫剂对有电的设备进行灭火 一定要用不导电的灭火剂 如 二氧化碳 四氯化碳 二氟 氯 溴 甲烷 1211 化学干粉灭火剂等 扑救人员及使用的灭火器材必须与带电设备保持足够的安全距离 扑救人员必须带绝缘手套 穿绝缘靴 58 一 工业静电的产生 不同物体接触 分离 电荷移动产生电荷不平衡的带电现象 静电 第三节静电的危害及消除 1 产生静电的内因 1 物质的逸出功不同 两物体紧密接触时 逸出功小的一方失去电子带正电 另一方带负电 2 物质电阻率不同 高电阻率物体导电性能差 形成静电集聚 3 物质电容率不同 可影响静电消散状态 59 接触前 无带电 接触 无带电 分离 有帯电 带负电 带正电 正常状态 电荷取得平衡 电荷移动 两个物体接触 形成两层平衡电荷 电荷分离 电荷平衡状态瓦解帯电发生 不同物体接触 分离 电荷移动产生电荷不平衡的带电现象 静电 双电层理论 60 两种不同的物体摩擦会产生电荷分离而使物体带电 61 静电极性序列表 玻璃 头发 尼龙 人造纤维 绸缎 醋酸人造丝 人造毛丝 纸纤维和滤纸 黑橡胶 维尼纶 莎纶 聚酯纤维 电石 聚乙烯 赛璐珞 玻璃纸 聚四氟乙烯 锌 铅 锡 铁 铜 银 金 石墨 62 重要结论 任意两种物质相互摩擦 碰撞均可产生静电 含质子多的物质获得电子 形成负电荷集聚 产生的静电可随时间推移自行逸散和中和 在导体中产生的静电可迅速转移 或导走 在绝缘体上产生的静电不易转移 绝缘体将成为带电体 静电带电体遇接地体将放电 63 2 产生静电的外因 1 摩擦带电 紧密接触 电子转移 迅速脱离 带电2 附着带电 带电粉尘 离子 附着到与地隔绝物体 物体带电3 感应起电 带电物体 接近不相连导体 感应带电 64 4 电解起电 金属 电解液 金属表面液体薄膜 金属离子向溶液扩散 形成电流一般强酸材料带负电 强碱材料带正电 5 压电起电 某些材料受压 产生电荷6 极化起电 绝缘体受静电场作用 内部与外表面都能带电 绝缘体内盛带电物体 外壁带电 7 喷出带电 粉气液小口外喷 剧烈摩擦 分子相撞 静电8 飞沫带电 空间飞沫 扩展飞散分离 形成许多小滴新液面 产生静电 65 3 静电种类 固体静电 橡胶 塑料薄膜100kv 粉体静电 液体静电 气体 蒸气 静电 6kv CO2 喷射人体静电 3kv 8kv 最高可达100kv 特点 高电位 低电量 小电流 作用时间短 66 二 静电的积聚和放电 1 静电积聚与流散 人体静电检测仪 67 2 静电放电 放电 使带电物体不带电的物理过程 带电体电荷转移 正负电荷中和 不带电 静电放电类型 电晕放电 危险性小 刷形放电 有一定的危险性 火花放电 危险性大 雷电放电 能量大 危害大 68 电晕放电 发生在带电体尖端或曲率半径很小处附近的局部放电 可能伴有轻微的嘶嘶声和微弱的淡紫色光 能量小 一般没有引燃危险 高压电线会产生电晕功率损失 无线电干扰 电视干扰以及噪声干扰 69 刷形放电 是发生在绝缘带电体上有声光的多分支放电 可为平板电极 但多以球形电极为多 同一绝缘体上可发生多次刷形放电 放电不集中释放能量较小 但比电晕放电危险 可引燃 70 火花放电 两极间气体被击穿形成无分支通路 电极有明显的放电集中点 有光和爆裂声 能量集中 危险性最大 71 雷电放电 72 三 静电的危害 静电 73 2 电击 一般情况静电能量小 电击不会直接造成人员死亡 但突然受击易使人坠落 摔倒 引发二次事故 3 爆炸和火灾 静电能量不大 但电压很高 易放电产生静电火花 引燃爆 1 妨碍生产 一些生产过程 不消除静电可影响产品质量和正常生产过程 74 四 防治静电的措施工艺控制 从工艺角度采取措施基本措施泄露导走 静电接地人防静电 去除人为静电 75 1 工艺控制法 工艺控制法 从工艺流程 设备结构 材料选择 操作管理等方面采取措施 限制静电的产生和积累 使之达不到危险的程度 1 限制输送速度 降低物料移动摩擦速度 降低液体物料在管道中的流速 控制流速是减少静电电荷产生的有效办法 76 2 加速静电消散工艺过程中 静电产生和逸散同时存在 区分静电产生区 逸散区 并采取不同的措施 输送管路选用两种不同材料 使物料与不同材料摩擦形成相反的电荷 自动逸散 适当安排物料投入顺序 降低静电危险性 77 3 消除产生静电的附加源 附加源 液流的喷溅容器底部积水受搅拌液体 粉体内混入气泡 空气粉尘在料斗料仓内冲击液体 粉体混合物搅拌 78 4 采用静电消除器 高压主机释放正负离子 可瞬间完成物件离子平衡 适合整卷材料或片状板材或薄膜的静电消除 79 离子风枪静电消除器 80 2 泄露导走法 泄露导走法 用静电接地方法 使