《电气安全工程》(钮英建 版)复习资料.doc

电气安全工程复习资料-钮英建 版一、工业企业供配电（是指工业企业所需电能的供应和分配）1.电力系统：由发电厂、送电线路（35KV及以上，分为架空线路和电缆线路）、变电所、配电网（10KV及以下，也有架空线路和电缆线路）和电力负荷组成。2.额定电压：是保证设备正常运行并能够获得最佳经济效益的电压。3.交流额定电压：4.对地高低压：电力系统的电压和频率是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。我国普通交流电力设备的额定频率为50Hz，一般称之为“工业频率”，简称“工频”。5.工频低压：220V，380V6.工业企业供电系统是指从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整个电路系统。7.工业企业电力负荷分级及【供电要求】（1）一级负荷中断供电将造成人身伤亡事故，或造成重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来极大损失。【一级负荷应用两个电源供电，而且要求当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏】（2）二级负荷如果突然断电，将造成大量废品，产量锐减，生产流程紊乱且不易恢复，企业内运输停顿等，因而在经济上造成较大损失。【二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电】（3）三级负荷所有不属于一级和二级负荷的一般电力负荷。【三级负荷对供电电源无特殊要求，可用单回线路供电】7.电气事故分为触电事故，静电危害事故，雷电灾害事故，电气火灾爆炸事故，电磁场危害，电气系统故障危害事故等。电击：电流通过人体，作用于人的心脏、中枢神经系统、肺部等影响其正常工作，严重时会形成危及生命的伤害。（电击对人体的效应是由通过的电流决定）8.人体阻抗包括皮肤阻抗和体内阻抗9.电流作用机理：（1）电流致伤机理：细胞激动作用、破坏生物电作用、发热作用、离解作用。（2）电击致命原因：心室颤动、窒息、电休克10.感知电流是指电流流过人体时可引起感觉的最小电流。成年男性平均感知电流约为1.1mA；成年女性约为0.7mA。感知阈值是指感知电流的最小值。对于正常人体，感知阈值平均为0.5mA，并与时间因素无关。摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。相对于正常人体而言，摆脱电流的最小值称为摆脱阈值。对于正常人体，摆脱阈值平均为10mA,与时间无关。室颤电流：引起心室颤动的最小电流。室颤阈值：最小室颤电流50mA。二、绝缘部分：1.绝缘（1）绝缘材料的电气性能主要表现在电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。（2）绝缘击穿：当施加于电介质上的电场强度高于临界值时，会使通过电介质的电流突然猛增，这时绝缘材料被破坏，完全失去了绝缘性能。这种现象称为电介质的击穿。发生击穿时的电压称为击穿电压。击穿时的电场强度简称击穿场强。（3）温度、湿度、杂质含量、电场强度的增加都可能降低电介质的电阻率。2.介质损耗：在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆的转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。介质损耗一种是由漏导电流引起的，另一种是由于极化所引起的，介质损耗使介质发热，是电介质发生热击穿的根源。4吸收比：吸收比是加压测量开始后60s时读取的绝缘电阻值与加压测量开始后15s时的读取的绝缘电阻值之比。由吸收比的大小可以对绝缘受潮程度和内部有无缺相存在进行判断。三、间接接触电击防护1.间接接触电击防护的技术措施：双重绝缘或加强绝缘、非导电环境、等电位联结、电气隔离、保护接地、保护接零、安全特地电压和剩余电流动作保护装置。2.接地的基本概念、接地的分类（1）接地的概念：将电气设备的某些部位、电力系统的某点与大地紧密连接起来。（2）接地的作用：提供故障电流及雷电电流的泄流通道，稳定电位，提供零电位参考点，以确保电力系统、电气设备的安全运行，同时确保运行人员及其他人员的人身安全。（3）接地的分类：按照接地性质，接地可分为正常接地和故障接地（是指带电体与大地之间的意外连接）。其中正常接地又有工作接地（正常情况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地）和安全接地（正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地）之分。3.接地电阻：接地电阻是表征接地装置电气性能的参数。接地电阻的数值等于接地装置相对无穷远处零电位点的电压与通过接地装置流入地中电流的比值。接地电阻反应接地装置流散电流和稳定点位能力的高低及保护性能的好坏，接地电阻越小，保护性能越好。4.流散电流：电流入地后自接地体向四周流散，这个自接地体向四周流散的电流叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部土壤电阻叫做流散电阻。接地电阻=接地体的流散电阻+接地线的电阻（忽略不计）在绝大多数情况下可以认为：流散电阻=接地电阻5.跨步电压：是指人站在流过电流的地面上，加于人的两脚之间的电压。跨步电动势：是指地面上水平距离为0.8m的两点之间的电位差。如果忽略脚下土壤的流散电阻，跨步电压与跨步电动势相等。如果不忽略脚下土壤的流散电阻，跨步电压也将低于跨步电动势。6.IT系统的基本原理及相关推导计算（P62）aIT系统是指电源中性点不接地，设备外露可导电部分接地的配电系统。b保护接地是IT系统间接接触电击防护最基本的安全措施。*低压配电网中，忽略电容影响，求通过的人体电压Ur和人体电流Ir。 Ur=Ir*RrU相电压 Rr人体电阻 R绝缘电阻*电网中，忽略电阻影响。 Ur=Ir*Rr如果进行接地保护，接地电阻为Rb，则把式中的Rr换成Rb。7.TT系统的基本原理及相关推导计算aTT系统是指电源中性点接地，同时设备外露可导电部分也接地的配电系统。b采用TT系统的同时，必须采用快速切除接地故障功能的自动保护装置或其他防止电击的措施来作为补偿技术手段。8.TN系统的基本原理aTN系统属于保护接零系统。bT-系统为电源中性点直接接地的系统。cN-表示系统中电器装置的外露可导电部分通过保护线与系统的中性点联结。由于中性点又称零点，保护接零由此而得名。d保护接零是防止间接接触电击的基本措施。9.保护接零的基本要求（1）保护配合元件灵敏度应达到要求。（2）低压电网中性点必须有良好的工作接地且其电阻值R04。（3）保护导体不能断线。（4）保护导体必须重复接地。（TN-C系统重复接地的作用：1.降低保护导体断线或接触不良时触电的危险性2.降低漏电设备对地电压3.缩短事故持续时间4.改善架空线路的防雷特性）（5）在由同一台发电机、同一台变压器或同一段母线供电的低压电网中，不宜同时采用接地、接零两种保护方式。（6）所有电气设备的保护接零线，应以“并联”方式连接到零线干线上。（7）手持式电动工具要有不带工作电流的专用接零芯线，不可利用既带工作电流又兼用保护接零的同一芯线。10.等电位联结：（1）概念：保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用做保护导体的金属管道等用于其他目的的正常不带电导体之间的联结。（2）等电位联结分类：总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结，其中局部等电位联结是辅助等电位联结的一种扩展。总等电位联结需要连接的导体包括（1）进线配电箱的PE（或PEN）母排。（2）公共设施的金属管道。（3）建筑物的全部金属结构。（4）如果有人工接地体，应包括接地体及其引线。四、兼防直接接触电击和间接接触电击的防护措施1.SELV和PELV的回路配置：（电气隔离和物理隔离）2.PELV的防护水平要比SELV要高3. 4.剩余电流：（1）概念：流过剩余电流动作保护装置主要回路电流瞬时值的矢量和（用有效值表示）。（2）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。剩余电流动作保护简称RCD。5.剩余电流动作保护装置的基本原理（P118）主要功能：提供间接接触电击保护。（1）剩余电流动作保护装置的组成：其构成主要有三个基本环节：检测元件，中间环节（包括放大元件和比较元件）和执行机构。其次，还具有辅助电源和试验装置。必须加剩余电流保护装置的设备及场所：（1）末端保护1）属于类的移动式电气设备和手持式电动工具。2）生产用的电气设备3）施工工地的电气机械设备4）安装在户外的电气装置5）临时用电的电气设备6）机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路7）游泳池、喷水池、浴池的电气设备8）医院中可能直接接触人体的电气医用设备9）其他需要安装剩余电流动作保护装置的场所（2）线路保护6.双重绝缘和加强绝缘工作绝缘-又称基本绝缘或功能绝缘，是保证电气设备正常和防止触电的基本绝缘。位于带电体与不可触即及金属件之间。保护绝缘-又称附加绝缘，是在工作绝缘因绝缘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。7.II类设备（具有双重绝缘和加强绝缘的设备）（1）全部绝缘外壳的类设备。（2）全部金属外壳的类设备。（3）兼有绝缘外壳和金属外壳两种特征的类设备。五、设备外壳的防护等级（P175-177）1.字母IP及第一位、第二位特征数字必须有，附加字母和补充字母根据需要可有可无。IP代码中：第一位特征数字对接近危险部件和对固体异物进入两种防护功能均不低于的防护等级，代表两种防护功能等级较低者。第二位特征数字代表了外壳对进水的防护等级。2.电工电子设备防触电保护分类（0、I、II、III类）0类设备：该类设备仅靠基本绝缘作为防触电保护。I类设备：保护接地或者保护接零II类设备：双重绝缘或加强绝缘，不采用保护接地或接零III类设备：依靠安全特低电压（SELV）供电3.电动机的危险与安全使用要求，基本内容与原理（P180）分类：开启式、防护式、封闭式、防爆式。（按防护形式分类）（1）危险：A.绝缘等级与允许温升（直观表示电动机发热结果：温升。电动机的允许温升是以40为基准环境温度，绝缘耐热等级相应温度与基准环境温度的差即为允许温升。）a.电动机的发热和温升是决定其容量的主要因素。b.电动机中耐热最差的是绝缘材料。一旦绝缘材料损坏，将造成短路，使电动机烧毁。B.欠压与缺项是电动机运行中很有可能出现的情况，如果没有适当的保护措施，往往会对电动机造成很大的损害。（所以电动机类产品应装有欠压保护装置，为了防止缺相烧毁电动机，应采取缺相保护）（2）安全使用要求运行参数：电动机的电压、电流、频率、温升等运行参数应符合要求。电压波动不超过10%，电压不平衡不得超过5%，电流不平衡不得超过10%。运行中电动机的温升，尤其电动机绕组的温升不能超过其相应绝缘等级允许的温升或最高温度。电动机绝缘：电动机绝缘要求随电动机电压和温度而变。电动机保护电动机保护应齐全，保护装置参数规格适当。（电动机最好设有欠压保护装置，重要电动机应设缺相保护装置）电动机维护和维修电动机应定期进行检修和保养。4.灯具：类灯具（基本绝缘+接地）-相应照明线路上装设额定动作电流不大于30mA的漏电保护器。类灯具（双重绝缘或加强绝缘）类灯具（安全特低电压）-在潮湿和容器触及带电体的场所。在多尘的环境中，应选用限制尘埃进入的防尘灯具（防护等级IP5X）或不允许粉尘进入的尘密型灯具（防护等级IP6X），室外使用灯具应选择适于恶劣条件下使用的灯具，如路灯、草坪灯、投光灯等，其防护等级至少达到IP44以上。5.交流电焊机：对于交流弧焊机而言，空载电压是最主要的危险。弧焊变压器的外壳接地（或接零），防止一次绕组与外壳之间产生漏电。二次侧回路接地（或接零），以防一次高压侧电压直接窜人二次侧造成的危险。（一定是在工件连线端接地（或接零）6.脱扣器：断路器中能感受某种故障信号，并能给出断电触发动作的器件。7.低压保护器：断路器保护特性：断路器断开时间与断开电流之间的关系t=f(I)8.隔离开关的正确操作方法：（1）接通负载时先合隔离开关，再合断路器或交流接触器等控制负载的开关电器。（2）分断电路时，顺序正好相反，先打开断路器等电器，最后再断开隔离开关。六、电气防火、防爆1.电气引燃源：电气装置运行中产生的危险温度和电火花(及电弧)2.爆炸危险物质分类及性能参数类：矿井甲烷类：爆炸性气体、蒸汽、薄雾类：爆炸性粉尘、纤维主要性能参数：闪点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比、最大试验安全间隙、蒸气密度等。3.爆炸性气体的分级、分组（P260-263）（1）分级类爆炸性气体仅有矿井甲烷一种气体，不分级。类爆炸性气体混合物，按其最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR）分级，共分为A、B、C三级，即A、B、C【MICR越小，燃爆能力越好。MESG越小，传爆能力越好】（2）分组类爆炸性气体混合物按引燃温度进行分组，分为T1-T6共6组。（图见P261）4.爆炸危险区域的分区（1）爆炸性气体危险场所的危险等级：爆炸性气体危险场所的危险等级反映场所内爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间。0区：在正常情况下，爆炸性气体混合物连续或长时期存在的场所。1区：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。2区：在正常情况下，爆炸性气体混合物不可能出现，或即使出现也只是短时间存在的场所。（2）爆炸性粉尘爆炸性粉尘环境根据爆炸性粉尘混合物出现的频率程度和持续时间，按下列规定进行分区。新标准规定划分为20区，21区，22区。20区：空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域21区：正常运行时，空气中的可燃性粉尘云可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域22区：在正常运行时，空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域，即使出现，持续时间也是短暂的5.防爆电气设备的类型与保护的原理（P272-276）按照使用类型不同，防爆电器设备