电气安全工程 总结.doc

第一章 绪 论高低压划分标准： 电业安全工作规程规定，电气设备分为高压和低压两种： 高压：设备对地电压在250V以上者； 低压：设备对地电压在250V及以下者。 设计、制造和安装规程通常是以1000V为界限来划分电压高低的，一般规定： 低压指额定电压在1000V及以下者； 高压指额定电压在1000V以上者；2.1 电气安全事故的特点1 严重性（危害大）；1 抽象性（危害直观识别难）；1 广泛性（应用广泛和非用电场所）；1 综合性（管理技术并重）2.2 电气安全事故种类按电能量作用的对象来分： 人身安全事故 设备安全事故 系统安全事故按照电能量的不同作用形式划分 触电事故 静电危害事故 雷电灾害事故 射频电磁场危害电气事故种类电气系统事故危害定义：系统内部元器件故障引发的事故，并可能危及人身安全2 种类：异常停电、异常带电、电气设备损坏、电气线路损坏、短路、断线、接地、电气火灾等。2 特点：涉及面广，危害性大2 危害：人身伤亡、社会稳定、经济损失2.3 触电事故的分布规律3 年龄规律：年轻人较多，老年人很少3 季节性规律：雨季较多，6、7、8、9月份较多3 电压规律：低压电比高压电多2 行业规律：冶金、建筑、建材、矿山等行业较多3 电流对人体的作用人本身就是一种电气设备，这是因为： 人的整个神经系统是以电信号和电化学反应为基础的。 上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。 人只要求正常功能所必要的电能，由于这个能量非常小，因此，系统功能很容易被破坏。伤害形式：电击电流直接流过人体时反映在人体内部造成器官的伤害，而在人体外表不一定留下电流痕迹。 直接接触电击：触及正常状态下带电的带电体。 间接接触电击：触及正常状态下不带电、而在故障下意外带电的带电体。电伤电流流过人体时使人的皮肤受到灼伤、烤伤和皮肤金属化的伤害，严重的可致人死亡。影响触电伤害程度的因素如下：4 电流大小4 电流持续时间4 电流途径3 电流种类1 个体特征3.3 人体电阻定义：人体皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部等构成了含有电阻和电容的阻抗。在一般情况下，人体电阻可按10002000欧姆计算，人体电阻因人而异。 皮肤阻抗ZP 体内阻抗Zi 人体总阻抗ZT第二章 直接接触电击防护什么是直接接触电击防直接接触电击防护：防止危险的带电部分不被有意或无意的触及两个原则： a防止电流经由身体的任何部位通过b限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。基本措施：绝缘、屏护、间距绝缘定义：利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离 作用：防止设备、元件短路；防止触电。绝缘是衡量电气设备寿命的指标用电安全的基本原则 2.1直接接触防护a防止电流经由身体的任何部位通过；b限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。 2.2间接接触防护a防止故障电流经由身体的任何部位通过；b限制可能流经人体的故障电流，使之小于电击电流； c在故障情况下触及外露可导电部分时，可能引起流经人体的电流等于或大于电击电流时，能在规定的时间内自动断开电源。第三章 间接接触电击防护第一节 接地相关概念技术术语：5 接地与接地技术： 在电力系统中，由于正常运行的需要和为了保障人身、设备的安全，将电力系统及其电气设备的某些部分与埋入大地的金属导体相连接，即为接地。 接地技术就是研究接地原理、方法及其实施，如何避免减轻人身伤亡事故，保证人身和设备安全而发展起来的一门科学技术。5 接地体、接地线与接地装置：接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体。分为自然接地体和人工接地体。接地线：电气设备与接地体连接的导线接地装置：接地线和接地体总称接地装置。3接地电流和接地短路电流凡从接地点流入地下的电流即属于接地电流。系统一相接地可能导致系统发生短路，这时的接地电流叫做接地短路电流，如0.4kV系统中的单相接地短路电流。在高压系统中，接地短路电流可能很大，接地电流500A及以下的称小接地短路电流系统；接地短路电流大于500A的称大接地短系统。4 流散电阻和接地电阻接地电流入地下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电阻叫做流散电阻。接地电阻是接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。接地线的电阻一般很小，可忽略不计，因此，在绝大多数情况下可以认为流散电阻就是接地电阻。2 电气上的“地”电流通过接地体向大地作半球形流散。因为半球面积与半径的平方成正比，半球的面积随着远离接地体而迅速增大，因此，与半球面积对应的土壤电阻随着远离接地体而迅速减小，至离接地体20m处，半球面积已达2500，土壤电阻己可小到忽略不计。这就是说，可以认为在离开接地体20m以外，电流不再产生电压降了。或者说，至远离接地体20m处，电压几乎降低为零。电气工程上通常说的 “地”就是这里的地，而不是接地体周围20m以内的地。6、对地电压和对地电压曲线对地电压，即带电体与大地之间的电位差，也是指离接地体20m以外的大地而言的。简单地说，对地电压就是带电体与电位为零的大地之间的电位差。显然，对地电压等于接地电流和接地电阻的乘积。如果用曲线来表示接地体及其周围各点的对地电压，这种曲线就叫做对地电压曲线。随着离开接地体，曲线逐渐变平，即曲线的陡度逐渐减小。1 接触电动势和接触电压接触电动势是指接地电流自接地体流散，在大地表面形成不同电位时，设备外壳与水平距离0.8m处之间的电位差。接触电压是指加于人体某两点之间的电压，如图3-1所示。当设备漏电，电流IE自接地体流入地下时，漏电设备对地电压为UE，对地电压曲线呈双曲线形状。a触及漏电设备外壳，其接触电压即其手与脚之间的电位差。如果忽略人的双脚下面土壤的流散电阻，接触电压与接触电动势相等。图3-1中,a的接触电压为Uc。如果不忽略脚下土壤的流散电阻，接触电压将低于接触电动势。1 跨步电动势和跨步电压跨步电动势是指地面上水平距离为0.8m(人的跨距)的两点之间的电位差。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，工作接地：工作接地是指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。安全接地：是正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地，如防止触电的保护接地、防雷接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如接地短路等。保护接地：是一种技术上的安全措施，它是把故障情况下可能呈现危险电压的金属部分同大地紧密连接起来； 防雷接地：又叫过电压保护接地，是指为限制过电压危险影响而设的接地（如避雷针，避雷器）；屏蔽接地：为了避免外界电场和仪器设备之间的相互电磁干扰，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，这就叫做静电屏蔽。空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽，空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽。高压电网运行方式：中性点直接接地运行方式 中性点经阻抗接地运行方式 中性点不接地运行方式低压电网运行方式：中性点直接接地运行方式 中性点不接地运行方式第三节 保护接地与保护接零1保护接地作用及原理分析在不接地配电网中，当一相碰壳时，接地电流IE通过人体和配电网对地绝缘阻抗构成回路。 在接地配电网中，当一相碰壳时，接地电流IE通过人体和配电网中兴电阻抗构成回路。上述做法，即将在故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保护接地。2保护接零作用及原理分析保护接零：将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，亦即与配电网保护零线(保护导体)的紧密连接。这种做法就是保护接零。由于相零回路阻抗很小，当设备金属外壳漏电时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流ISS能促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障部分设备断开电源，消除电击危险。5重复接地6 重复接地的定义:在中性点直接接地的低压配电网中，为确保接零保护的安全可靠，防止零线断线所造成的危害，除工作接地以外零线上的其他点再进行必要的接地。 即重复接地。6 重复接地的作用:7 减轻零线断开或接触不良时电击的危险性。7 降低漏电设备的对地电压。同一般接地措施一样，重复接地也有降低故障对地电压(等化对地电位)的作用。5 缩短漏电故障持续时间。因为重复接地和工作接地构成零线的并联分支，所以当发生短路时能增大单相短路电流，而且线路越长，效果越显著，这就加速了线路保护装置的动作，缩短了漏电故障持续时间。5 改善架空线路的防雷性能。架空线路零线上的重复接地对雷电流有分流作用，有利于限制雷电过电压。低压配电系统接地方式：五种型式：8 IT系统8 TT系统6 TN系统 （TN-S系统TN-C系统 TN-C-S系统）6 其中第一个字母表示电源侧（配电变压器或发电机）接地方式：T表示直接接地；I表示不接地或通过大阻抗接地。3 其中第二个字母表示电气设备外露导电部分接地方式：T表示独立于电源接地点的直接接地；N表示直接与电源系统接地点或该点引出的导体相连接。1 后续字母表示中性线与保护线的关系：C表示中性线与保护线合并为一根导体；S是表示中性线与保护线分开为两根相互独立的导体。IT系统安全原理：IT适用范围：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室、地下矿井、电力炼钢等。TT系统定义：TT系统是指电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分用线接到接地极（此接地极与中性点接地没有电气联系） 。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地TT系统适用范围：9 分散住宅或农村用户宜采用TT系统。9 建筑施工现场宜采用TT系统（无配变）。7 等电位联结有效范围外的户外用电场所.7 城市公共用电.TN系统定义：TN系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，亦即与配电网保护零线(保护导体)的紧密连接。TN系统根据电气设备外露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：即系统、系统、系统。TN系统的安全原理：是当故障使电气设备金属外壳带电时，形成相线和零线短路，回路电阻小，电流大，能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。TN供电系统的适用范围： TN-S：方式供电系统安全可靠，适用于防电击要求高，爆炸和有火灾危险场所，如工业与民用建筑等低压供电系统。TN-C-S：系统宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。TN-C：系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。第四章 双重绝缘、加强绝缘、安全电压、电气隔离和漏电保护电击防护特点:双重绝缘、加强绝缘、安全电压、电气隔离和漏电保护均属兼有直接接触电击防护和间接接触电击防护的安全措施。双重绝缘和加强绝缘是在基本绝缘的直接接触电击防护的基础上，通过结构上附加绝缘或加强绝缘，使之具备了间接接触电击防护功能的安全措施。安全电压、电气隔离和漏电保护的保护原理，本质上都是将作用于人体的电流能量限制到没有危险的程度，不同之处是：前者的着眼点在于对带电部分的电压值进行限制，后者的着眼点在于对作用于人体的电流强度和作用时间进行限制。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，是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。加强绝缘，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等附能力的单一绝缘，在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。安全电压是指使通过人体的电流不超过允许范围的电压（又称安全特低电压），人体的电流是不可能事先计算出来的.因此为确定安全条件,不按“安全电流”而是按“安全电压”来估算 安全电压是属于兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措施。保护原理：通过对系统中可能作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。第三节 电气隔离所谓电气隔离，就是将电源与用电回路做电气上的隔离，即将用电的分支电路与整个电气系统隔离，使之成为一个在电气上被隔离的独立的不接地的安全系统，以防止发生间接接触触电。 电气隔离的安全原理：电气隔离实质上是将接地的电网转换为一范围很小的不接地电网。漏电保护是利用漏电保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。漏电保护装置又称为剩余电流保护装置 漏电保护装置工作原理：电气设备漏电时，将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电压信号， 经信号处理，促使执行机构动作，藉助开关设备迅速切断电源。目前，国内外漏电保护装置的研制生产及有关技术标准均以电流型漏电保护装置为对象。第五节 保护导体等电位联结指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作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结(包括IT系统和TT系统中各用电设备金属外壳之间的联结)。作用：通过等电位联结可以实现等电位环境。等电位环境内可能的接触电压和跨步电压应限制在安全范围内。4大地的导电特性10 土壤电阻率大地的导电方式：电子导电和离子导电，因此，干燥的土壤或纯净的水是不导电或导电能力很差的。 土壤电阻率的大小主要取决于土壤中导电粒子的浓度和土壤的含水量。也就是说，土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，电阻率就越小。10 影响土壤电阻率的因素11 土壤种类11 土壤含水量8 土壤温度土壤8 化学成分4 土壤物理性质2 季节影响5 降低接地电阻的施工法12 高土嚷电阻率地区13 外引接地法。14 将接地体引至附近的水井、泉眼、水沟、河边、水库边、大树下等土壤电阻率较低的地方，或者敷设水下接地网，以降低接地电阻。15 外引接地装置应避开人行道，以防跨步电压电击；穿过公路的外引线，埋设深度不应小于0.8m。16 接地体延长法。延长水平接地体，增加其与土壤的接触面积，可以降低接地电阻。17 深埋法。如果周围土壤电阻率不均匀，可在土壤电阻率较低的地方深埋接地体以减小接地电阻。化学处理法。这种方