电工安全基础知识

电工安全基础知识 主讲人 高阳二零一四年三月 学习重点 1 了解基本物理量 定律和知识2 掌握电气防火与防爆的安全要求3 掌握防雷防静电与触电的安全要求4 掌握电工安全用具与安全标识的使用方法和规定5 节约用电 第一节基本物理量 定律和知识 一 基本物理量 定律1 电流电流是带电微粒有规律的运动 通常以正电荷移动的方向作为电流的正方向 大小和方向不随时间变化的电流称为直流电流 大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流 电流的符号是I i 单位是安培 A 2 电阻和电阻率电阻是表征物质阻碍电流通过能力的一个物理量 电阻的符号是R r 单位是欧姆 电阻率是单位长度 单位截面积材料的电阻 是表明材料导电性能的参数 电阻率的符号是 单位是 m mm km等 例如 20 时导电用铜的电阻率约为17 48 17 9 mm km 20 时导电用铝的电阻率约为28 3 29 mm km 3 电压 电压是两点之间的电位差 亦即在两点之间产生电流的能力 电压的符号是U u 单位是V 我国现行标准规定 额定电压1000V及以上属高压装置 1000V以下属低压装置 4 电动势电动势是电源两端的电位差 其数值等于单位正电荷在外力作用下 由电源负极移至电源正极所做的功 电动势的符号是E e 单位是V 5 电场强度电场强度是表征电场强弱和方向的一个物理量 一般可理解为单位距离上的电压 电场强度的符号是E 单位是V m 当空气中电场强度超过25 30KV cm时 既可能发生击穿放电 6 电功率和电能电功率是表明电器设备做功能力的物理量 是单位时间内所做的功 平均功率的符号是P 单位是W 电能是电功率的积累 电能的常用符号是W 单位是J 1KW h 3 6 106J 7 频率和角频率频率是交流电每秒钟交变的周期数 频率的符号是f 单位是Hz 通用交流电的频率均为50Hz 角频率是交流电每秒钟交变的弧度数 角频率的符号 单位是rad s 角频率与频率的关系是 27 f 8 电感和感抗电感分为自感和互感 自感是载流线圈或导体自身电流所产生磁链与该电流的比值 两个线圈的互感是一个线圈中的电流在另一个线圈中产生的磁链与前一个线圈中电流的比值 自感的符号是L 互感的符号是M 两者的单位均是H 交流电流流过自感和互感时均在其上产生电压降 自感和互感对交流电流的阻挡作用称为感抗 感抗是电抗的一种 电抗的符号是X 单位是 自感和互感感抗的表达式分别为XL L和XM M 9 电容和容抗两个相互绝缘的导体之间即存在电容 其大小等于导体上电量与导体间电压的比值 电容的符号是C 单位是F 交流电流流过电容时在其上产生电压降 电容对交流电流的阻挡作用称为容抗 容抗是电抗的一种 容抗的表达式为XC 1 C 10 阻抗阻抗是电阻与电抗的组合 11 磁感应强度磁感应强度也称磁通密度 是表明磁场强弱及其方向的物理量 其大小为单位长度的单位直线电流在均匀磁场中所受的作用力 其方向为载流导体在磁场中受力的方向 磁感应强度的符号是B 单位是T 1T 1 104GS 12 磁通磁通是表征磁介质或真空中磁场分布情况的物理量 磁通在磁路中相当于电路中的电流 可看作是某一面积上磁力线的总和 磁通的符号是 单位是Wb 1Wb 1 108MX 如某一面积S与磁感应强度B垂直 则 BS 13 磁阻磁阻是磁路中磁通遇到的特殊阻力 磁阻的符号是Rm 单位是H 1 14 磁场强度磁场强度也能表明磁场强弱及其方向 但磁场强度与介质性质无关 磁场强度的符号是H 单位是A m 二 基本知识发电厂一般建在燃料 水力等丰富的地方 与用户距离一般很远 为降低输电线路的电能损耗 发电厂的电能经过升压变压器再经输电线路传输 高压输电 经高压输电线路送到距用户较近的降压变电所 经降压分配给用户 连接发电厂和用户之间的环节称电力网 发电厂 电力网和用户组成的统一整体称为电力系统 1 发电厂水力发电厂 利用水流的位能生产电能 水流位能 机械能 电能 火力发电厂 利用燃料 通常是煤 的化学能生产电能 煤被粉碎成煤粉 煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧 将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽 蒸汽推动汽轮机转动 汽轮机带动发电机旋转发电 煤的化学能 热能 机械能 电能 核能发电厂 利用原子核的裂变能生产电能 核裂变能 热能 机械能 电能 核能是巨大的能源 且核电站的建设具有重要的经济和科研价值 很多国家都很重视核电建设 核电在整个发电量中的比重正逐年增长 风力发电厂 利用风力的动能生产电能 地热发电厂 利用地球内部蕴藏的大量地热生产电能 建在有足够地热资源的地方 太阳能发电厂 利用太阳光的热能生产电能 太阳能发电厂建在常年日照时间长的地方 2 电力网电力网 联接发电厂和电能用户的中间环节 由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成 电力线路是输送电能的通道 是将发电厂 变电所和电力用户联系起来的纽带 变电所是接受电能 变换电压和分配电能的场所 一般可分为升压变电所和降压变电所两大类 电网示意图 3 电力用户不同的用户 对供电可靠性的要求不一样 1 一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治 经济上造成重大损失的用电负荷 一般应采用两个独立电源供电 其中一个为备用电源 2 二级负荷二级负荷为中断供电将造成主要设备损坏 大量产品被废 连续生产过程被打乱 需较长时间才能恢复从而在政治 经济上造成较大损失的负荷 3 三级负荷不属于一级和二级负荷的一般负荷 对特别重要的一级负荷 除采用两个独力电源外 还应增设应急电源 对于二级负荷 一般由两个回路供电 两个回路的电源线应尽量引自不同的变压器或两段母线 对于三级负荷无特殊要求 采用单电源供电即可 4 电力系统运行的特点 1 电能的生产 输送 分配和消费是同时进行的 2 系统中发电机 变压器 电力线路和用电设备等的投入和撤除都是在一瞬间完成的 所以 系统的暂态过程非常短暂 第二节防火防爆安全要求 一 防火安全要求1 电气火灾直接原因 1 电气设备过热 引起电气设备过热主要是电流产生的热量造成的 包括以下几种情况 电气设备过热 短路 过载 接触不良 铁芯发热 散热不良 2 电火花或电弧 电火花是电极间的击穿放电 电火花能引起可燃物燃烧 构成危险的火源 电火花主要包括工作火花和事故火花两类 工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产生的火花 如直流电机电刷与整流子滑动接触处 交流电机电刷与滑环滑动接触处电刷后方的微小火花 开关或接触器开合时的火花等 事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花 如发生短路或接地时出现的火花 绝缘损坏时出现的闪光 保险丝熔断时的火花等 电弧是大量电火花汇集而成的 它同样可以引起可燃物燃烧 而且还能使金属熔化飞溅 构成火源 2 电气防火安全要求电气防火安全要求主要为克服电气设备过热和电路引起的火花或电弧而采取的措施 1 电器设备 1 电器设备的额定功率大于负载的功率 2 电线的载面积允许电流电流要大于负载电流 3 电气设备的绝缘要符合安全要求 4 电气设备的安装要符合一定的安全距离 5 不可拆卸的接头及活动接头要接触良好 6 要加强电气设备的日常维护保养工作 2 照明灯具及附件 灯具完整 无损伤 附件齐全 普通灯具有安全认证标志 3 开关 插座 不同极性带电部件间有合理电气间隙和爬电距离 开关 插座 接线盒及其面板塑料绝缘材料具有阻燃性能 4 电线 电缆 采用国标标准生产的材料 具有安全认证标志 二 防爆安全要求1 危险环境不同危险环境应选用不同类型的防爆电气设备 并采用不同的防爆措施 因此 首先必须正确划分所在环境危险区域的大小和级别 1 气体 蒸汽爆炸危险环境 气体 蒸汽爆炸危险环境 0区 正常运行时连续出现或长时间出现爆炸气体 蒸汽或薄雾的区域 1区 正常运行时预计周期性出现或偶然出现爆炸性气体 蒸汽或薄雾的区域 2区 正常运行时不出现 即使出现也只是短时间偶然出现爆炸气体 蒸汽或薄雾的区域 2 粉尘 纤维爆炸危险环境 2 防爆安全要求电气的爆炸是与火灾有联系的 发生火灾的同时发生爆炸 因此 防爆安全除按防火安全要求外 还要注意以下几点 1 防爆电气设备的选用 应当根据安装地点的危险等级 危险物质的组别和级别 电气设备的种类和使用条件选用爆炸危险环境的电气设备 2 防爆电气线路的安装 爆炸危险环境和火灾危险环境 电气线路的安装位置 敷设方式 导线材质 粉尘 纤维爆炸危险环境 10区 正常运行时连续出现或长时间出现爆炸性粉尘 纤维的区域 11区 正常运行时不出现 仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘 纤维的区域 连接方法等均应与区域危险等级相适应 3 防爆安全技术 消除或减少爆炸性混合物 隔离 消除引燃源 接地措施 第三节防雷防静电及触电的安全要求 一 防雷安全要求雷电的种类较多 按危害方式分为直击雷 感应雷和雷电侵入波 按形状分为线形 片形和球形三种 1 雷电的危害雷电的危害分为电作用的破坏 热作用的破坏 机械作用的破坏 1 电作用的破坏 雷电数十万至数百万伏的冲击电压可能毁坏电气设备的绝缘 造成大面积停电 2 热作用的破坏 巨大的雷电流通过导体 在极短的时间内转换成大量的热能 使金属熔化飞溅而引起火灾或爆炸 3 机械作用的破坏 巨大的雷电流通过被击物时 瞬间产生大量的热 使被击物内部的水分或其它液体急剧汽化 剧烈膨胀大量气体 指示被击物破坏或爆炸 2 防雷措施 1 建筑物防雷措施 建筑物防雷措施 各类建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施 建筑物可利用基础内钢筋网作为接地体 可利用外缘柱内外侧两根主筋作为防雷引下线 应将45m以上外墙的栏杆 门窗等较大的金属物与防雷装置连接以防侧击雷 建筑物上面可装设避雷针 避雷带 避雷网 消雷器 2 架空线路防雷措施 3 变 配电所的防雷措施 装设避雷针 消雷器来保护整个变 配电所建筑物 使之免遭直击雷 二 防静电安全要求与流电相比 静电是相对静止的电荷 静电现象是一种常见的带电现象 如雷电 电容器残留电荷 摩擦带电等 静电既有有利的一面也有有害的一面 架空线路防雷措施 提高线路本身的绝缘水平 用三角形顶线作保护线 装设自动重合闸装置 1 静电的危害静电的危害方式有爆炸和火灾 电击 妨碍生产 1 爆炸和火灾 静电电量虽然不大 但因其电压很高而容易发生放电 产生静电火花 在具有可燃液体的作业场所 可能因静电火花引起火灾 在具有爆炸性粉尘或爆炸性气体 蒸汽的作业场所 可能因静电火花引起爆炸 2 电击 当人体接近带电体的时候 带静电荷的人体在接近接地体的时候就有可能发生电击 由于静电能量很小 静电电击不至于直接使人致命 但可能因电击坠落摔倒引起二次事故 3 妨碍生产 在某些生产过程中 如不清除静电 将会妨碍生产或降低产品质量 例如 纺织行业 静电使纤维缠结 吸附尘土 降低纺织品质量 在印刷行业 静电使纸张不齐 不能分开 影响印刷速度和质量 静电还可能引起电子元件误动作 2 防静电安全要求消除静电危害的措施大致有接地法 泄漏法 中和法和工艺控制法 1 接地法 接地是消除静电危害最简单的方法 接地主要用来消除导电体上的静电 不宜用来消除绝缘体上的静电 静电接地装置应当连接牢靠 并有足够的机械强度 可以同其他目的接地用 一套接地装置 2 泄漏法 采取增湿措施和采用抗静电添加剂 促使静电电荷从绝缘体上自行消散 这种方法称为泄漏法 3 静电中和法 静电中和法是消除静电危害的重要措施 静电中和法是静电电荷密集的地方设法产生带电离子 将该处静电电荷中和掉 静电中和法可用来消除绝缘体上的静电 静电中和法依其产生相反电荷或带电离子的方式不同 主要有以下几种类型 静电中和法 感应中和器 接电源中和器 射线中和器 离子风中和法 4 工艺控制法 前面说到的增湿法就是一种从工艺上消除静电危险的措施 不过 增湿不是控制静电的产生 而是加速静电电荷的泄露 避免静电电荷积累到危险程度 在工艺上 还可以采用适当措施 限制静电的产生 控制静电电荷的累积 三 触电当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象称为触电 触电分电击和电伤 电击是指电流触及人体而使内部器官受到损害 它是最危险的触电事故 多发生在对地电压为220V的低压线路或带电设备上 电伤 在电流热效应 化学效应 机械效应的作用下使熔化或蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤 使皮肤局部发红 起泡 烧焦或组织破坏 严重时也可危及生命 电伤多发生在1000V及1000V以上的高压带电体 其危险虽不像电击那样严重 但也不容忽视 触电伤害程度主要取决于电流的大小和电击时间长短等因素 人体触电后最大的摆脱电流 称为安全电流 我国规定安全电流为30mAs 如果接触电压在36V以下 通过人体的电流不会超过30mA 故安全电压通常规定为36V 但在潮湿地面和能导电的厂房 安全电压可低至12V 1 单相触电 分为中性线接地和中性线不接地两种情况 1 中性点接地电网的单相触电 在中性点接地的电网中 人体所触及的电压是相电压 电流经相线 人体 大地和中性点接地装置而形成通路 触电的后果往往很严重 中性点接地的单相触电 b 中性点不接地的单相触电2 中性点不接地电网的单相触电由于相线与大地间存在电容 有对地的电容电流从另外两相流入大地 并全部经人体流入到人手触及的相线 一般导线越长 对地的电容电流越大 其危险性越大 2 两相触电即相间触电 指人体与大地绝缘的情况下 同时接触到两根不同的相线 或人体同时触及到电气设备的两个不同相的带电部位 两相触电比单相触电更危险 3 跨步电压触电绝缘损坏或线路一相断线落地 离导线落地点20m外 地面电位近似为零 人走近导线落地点 在两脚之间出现电位差 即跨步电压 离电流入地点越近 跨步电压越大 在20m外 跨步电压很小 可看作为零 当发现跨步电压威胁时应赶快把双脚并在一起 或赶快用一条腿跳着离开危险区 4 接触电压触电导线落地后 还会产生接触电压触电 或由于接地装置布置不合理 接地设备发生碰壳时造成电位分布不均匀而形成一个电位分布区域 在人体与带电设备外壳相接触时 便会发生接触电压触电 触电者一般不会立即死亡 往往是 假死 现场人员迅速使触电者脱离电源 立即运用正确的救护方法加以抢救 第四节电工安全用具和安全标识 一 电工安全用具1 绝缘安全用具绝缘安全用具包括绝缘杆 绝缘夹钳 绝缘鞋 绝缘手套 绝缘垫和绝缘站台等用具 绝缘安全用具分为基本安全用具和辅助安全用具 前者的绝缘强度能长时间承受电气设备的工作电压 能直接用来操作电气设备 后者的绝缘强度不足以承受电气设备的工作电压 只能加强基本安全用具的作用 绝缘杆和绝缘夹钳都是基本安全用具 绝缘夹钳只用于35KV及以下的电气操作 绝缘杆和绝缘夹钳都由工作部分 绝缘部分和握手部分组成 绝缘部分和握手部分用浸过绝缘油漆的木材 硬塑料 胶木或玻璃钢制成 其间有护环分开 绝缘杆可用来操作高压隔离开关 操作跌落式熔断器 安装和拆卸临时接地线以及进行测量和试验等工作 绝缘夹钳主要用来拆除和安装熔断器及其类似工作 绝缘手套和绝缘鞋用橡胶制成 二者都作为辅助安全用具 绝缘手套可作为 低压工作的基本安全用具 绝缘鞋可作为防护跨步电压的基本安全用具 绝缘垫和绝缘站台只作为辅助安全用具 绝缘垫用厚度5mm以上 表面有防滑条纹的橡胶制成 其最小尺寸不宜小于0 8m 0 8m 绝缘站台用木板或木条制成 相邻板条之间的距离不得大于2 5cm 以免鞋跟陷入 站台上不得有金属零件 台面板用支持绝缘子与地面绝缘 支持绝缘子高度不得小于10cm 绝缘站台最小尺寸不宜小于0 8m 0 8m 但为了便于移动和检查 最大尺寸也不宜大于1 5m 1 5m 2 验电器验电器分为高压验电器和低压验电器 用来检验导体是否有电 老式验电器都靠氖灯发光显示 新式低压验电器有的用液晶显示 新式高压验电器有的带声 光 形多重显示 3 临时接地线临时接地线装设在被检修区段两端的电源线路上 用来防止突然来电和防止邻近高压线路的感应电的危险 临时接地线也用作放尽线路或设备上残留电荷的安全器材 临时接地线主要由带透明护套的软铜线 绝缘棒和接线夹组成 临时接地线的线夹必须坚固有力 软铜线应采用截面积25mm 以上的多股软铜线 各部分连接必须牢固 4 遮栏遮栏主要用来防止工作人员无意碰到或过分接近带电体 也用作检修安全距离不够时的安全隔离装置 遮栏用干燥的木材或其他绝缘材料制成 在过道或入口等处可装用栅栏 遮栏和栅栏必须安装牢固 并不得影响工作 遮栏高度及其与带电体的距离应符合防护的安全要求 5 标示牌标示牌用绝缘材料制成 其作用是警告工作人员不得过分接近带电部分 指明工作人员准备的工作地点 提醒工作人员应当注意的问题 以及禁止向某段线路送电等 6 登高安全用具登高安全用具包括梯子 高凳 脚扣 登高板 安全带等专用用具 梯子和高凳应坚固可靠 能承受工作人员及其所携带工作 材料的总重量 脚扣是登杆用具 其主要部分为钢材制成 登高板也是登高安全用具 主要由坚硬的木板和结实 柔软的绳子组成 安全带是防止坠落的安全用具 安全带用皮革 帆布或化纤材料制成 安全带的宽度不应小于60mm 绕电杆带的单根拉力不应小于2206N 二 安全标识 1 安全色安全色是表达安全信息含义的颜色 表示禁止 警告 指令 提示等 国家规定的安全色有红 蓝 黄 绿四种颜色 红色表示禁止 停止 蓝色表示指令 必须遵守的规定 黄色表示警告 注意 绿色表示指示 安全状态 通行 为使安全色更加醒目的反衬色叫对比色 国家规定的对比色是黑 白两种颜色 安全色与其对应的对比色是 红 白 黄 黑 蓝 白 绿 白 黑色用于安全标志的文字 图形符号和警告标志的几何图形 白色作为安全标志红 蓝 绿色的背景色 也可用于安全标志的文字和图形符号 在电气上涂成红色的电器外壳是表示其外壳有电 灰色的电器外壳是表示其外壳接地或接零 线路上黑色代表工作零线 明敷接地扁钢或圆钢涂黑色 用黄绿双色绝缘导线代表保护零线 直流