直接电击课件

第三章直接接触电击防护 直接接触电击 间接接触电击 直接接触电击基本防护原则 应当使危险的带电部分不会被有意或无意地触及 最常用防护措施 绝缘 屏护和间距 第一节绝缘 绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离 使电流能按一定的通路流通 长久以来 绝缘一直是作为防止电事故的重要措施 良好的绝缘也是保证电气系统正常运行的基本条件 绝缘材料又称为电介质 其导电能力很小 但并非绝对不导电 工程上应用的绝缘材的电阻率一般都不低于1 109 cm 绝缘材料品种很多 液体绝缘材料 常用 绝缘矿物油 十二烷基苯 聚丁二烯 硅油和三氯联苯等合成油以及蓖麻油 固体绝缘材料 常用 树脂绝缘漆 纸等绝缘纤维制品 漆布和绑扎带等绝缘浸渍纤维制品 电工用薄膜和粘带 电工用塑料和橡胶 玻璃 陶瓷等 播放1播放2 气体绝缘材料 常用 空气 氮 氢 二氧化碳和六氟化硫等 电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级 环境条件和使用条件 应能长时间耐受电气 机械 化学 热力以及生物等有害因素的作用而不失效 电工产品的质量和使用寿命 在很大程度上取决于绝缘材料的电 热 机械和理化性质 绝缘材料在外电场的作用下会发生极化 损耗和击穿等过程 长期使用 还会老化 播放 一 绝缘破坏1 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 气体电介质的击穿 你观察到什么现象 由碰撞电离导致的电击穿 U U2中性分子电离为正离子和电子U U3电子崩流注火花放电疑问 220V 如果电场均匀 火花放电 间隙被击穿 贯穿间隙 构成更为明亮的火花放电 气体击穿后在间隙中形成电流通路 电流剧增 如日常生活中的电弧日光灯 霓虹灯等 形成气体导电 如果间隙很大 或电场不均匀 流注伸展一定距离后不再向前发展 气体电介质击穿特点 采用高真空和高气压的方法可提高气体的击穿强度 气体中含有杂质 导电性蒸汽 导电性杂质 击穿电压降低 气体击穿后 当外部施加电压去除 则气体绝缘性能很快恢复 2 液体电介质的击穿与气体击穿机理相似 是由电子碰撞电离最后导致击穿 但液体的密度大 电子自由行程短 积聚能量小 因此击穿场强比气体高 工程上液体绝缘材料不可避免地含有气体 液体和固体杂质 如液体中含有乳化状水滴和纤维时 由于极性强 在强电场下极化而定向排列 并运动到场强最高处联成小桥 小桥贯穿两电极间引起电导剧增 局部温度骤升 最后导致击穿 为此 在使用之前 必须进行纯化 脱水 脱气处理 使用中应避免这些杂质侵入 液体电介质击穿特点 和它的纯净度有关 为保证绝缘质量 使用前需经过纯化 脱水 脱气处理 击穿后当外加电压去除 液体电介质绝缘性能在一定程度上可以得到恢复 3 固体电介质的击穿固体电介质的击穿有电击穿 热击穿 电化学击穿 放电击穿等形式 电击穿 强电场下 少量电子剧烈运动 离子碰撞而游离 并迅速扩展导致击穿 电击穿特点是电压作用时间短 击穿电压高 击穿场强与电场均匀程度密切相关 但与温度及作用时间几乎无关 热击穿 强电场下 介质损耗产生热量不能及时散发 温度上升 导致介质局部熔化 烧焦或烧裂 造成击穿 热击穿特点是电压作用时间长 击穿电压较低 热击穿电压随环境温度上升而下降 但与电场均匀程度关系不大 电化学击穿 强电场下 由游离 发热和化学反应等因素综合效应造成的击穿 特点是电压作用时间长 击穿电压往往很低 它与绝缘材料本身的耐游离性能 制造工艺 工作条件等因素有关 放电击穿 强电场下 内部气泡首先发生碰撞游离而放电 继而加热其他杂质 使之气化形成气泡 由气泡放电进一步发展 导致击穿 击穿电压与绝缘材料的质量有关 2 绝缘老化绝缘材料由于受热 电 光 氧 机械力 包括超声波 辐射线 微生物等因素的长期作用 产生一系列不可逆的物理化学变化 导致绝缘材料的电气性能和机械性能的劣化 绝缘老化过程十分复杂 就其老化机理而言 主要有热老化和电老化 热老化低压电气设备中 促使绝缘材料老化的主要因素是热 热老化包括低分子挥发性成分逸出 包括材料的解聚和氧化裂解 热裂解 水解 还包括材料分子链继续聚合等过程 每种绝缘材料都有其极限耐热温度 当超过这一极限温度时 其老化将加剧 电气设备的寿命就缩短 绝缘材料的耐热等级分类 2 电老化主要由局部放电引起 在高压电气设备中 促使绝缘材料老化的主要原因是局部放电 局部放电时产生臭氧 氮氧化物 高速粒子都会降低绝缘材料的性能 还会使材料局部发热 促使材料性能恶化 电力系统图 火力发电厂 110KV220KV330KV500KV 一次降压变电站 35KV 二次电压变电站 10KV 10KV 工厂 变压器台 220V 住宅 380V 220V 3 绝缘损坏绝缘损坏是指由于不正确选用绝缘材料 不正确地进行电气设备及线路的安装 不合理地使用电气设备等 导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体 气体 蒸气 潮气 粉尘的污染和侵蚀 或受到外界热源 机械因素的作用 在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象 二 绝缘性能指标1 绝缘电阻绝缘电阻是衡量绝缘性能优劣的最基本的指标 通过绝缘电阻的测定 可以在一定程度上判定某些电气设备的绝缘好坏 判断某些电气设备 如电机 变压器 的受潮情况等 以防因绝缘电阻降低或损坏而造成漏电 短路 电击等电气事故 绝缘电阻是加于绝缘材料的直流电压与流经绝缘的电流 泄漏电流 之比 绝缘电阻的测量绝缘材料的电阻可以用比较法 属于伏安法 测量 也可以用泄漏法来进行测量 但通常用兆欧表 摇表 测量 2 吸收比吸收比是加压测量开始后60S时读取的绝缘电阻值R60与加压测量开始后15S时读取的绝缘电阻值R15之比 也用兆欧表测定 由吸收比的大小可以对绝缘受潮程度和内部有无缺陷存在进行判断 直流电压作用在电介质上 有3部分电流通过 即泄漏电流Il 吸收电流Ia和瞬时充电电流Ic 绝缘材料的电流与时间的关系如图 泄漏电流与时间无关 如果材料干燥 泄漏电流较小 另外两种电流趋于0 R60数值较大 吸收比 R60 R15 就较大 如果材料受潮 泄漏电流较大 相对来讲介质充电电流和吸收电流较小 15s时测出的R15与60s时测出的R60相差很小 吸收比就小 所以可以用吸收比来反映绝缘的受潮程度 3 耐压试验耐压试验是检验电气设备对过电压的承受能力 也就是在试验时对电气设备施加高于运行中可能调到的过电压 耐压试验主要有工频耐压试验 直流耐压试验和冲击耐压试验 其中工频耐压试验应用较多 耐压试验的试验电压为设备额定电压的一倍至数倍 但最低不得低于1000V 耐压试验的加压时间一般为1min 促对于以有机固体作为主要绝缘的设备为5min 对电压互感器为3min 对油浸电力电缆为10min 升压速度和减压速度应符合规定 先以任意速度加压至试验电压的40 左右 再以每秒3 试验电压的速度升高到试验电压 并持续到规定时间 然后在5s内把电压降低到试验电压的25 以下 再切断电源 4 泄漏电流泄漏电流是线路或设备在外加高电压作用下经绝缘部分所泄漏的电流 由于外加电压较高 而且电压稳定 所以比较容易发现绝缘硬伤 脆裂等内部缺陷 泄漏电流试验一般只对某些安全要求较高的设备 才有必要按规定进行 如高压设备 阀型避雷器 油浸电力电缆 电工安全用具 绝缘手套 绝缘靴和绝缘垫等 5 介质损耗在交流电压作用下 绝缘材料中的部分电能将转变成热能 这部分能量就叫做损耗 电介质损耗主要由电导和缓慢松弛极化所引起 它又是导致电介质发生热击穿的根源 第二节屏护和间距从防止电击的角度而言 屏护和间距属于防止直接接触的安全措施 此外 屏护和间距还是防止短路 故障接地等电气事故的安全措施之一 屏护是采用围栏 遮栏 屏障 护罩 护盖 箱匣 障碍等将带电体与外界隔绝 配电线路和电气设备的带电部分如果不便于包以绝缘或者单靠绝缘不足以保证安全的场合 可采用屏护保护 此外 对于高压电气设备 无论是否有绝缘 均应采取屏护或其他防止接近的措施 开关电器的可动部分 般不能包以绝缘 因而需要加以屏护 其中防护式外关电器本身带有屏护装置 如胶盖闸刀开关的胶盖 对于用电设备的电气部分 电气箱 控制柜 或装于设备的壁室内作为屏护装置 屏护的分类 屏护装置有永久性和临时性之分 前者如配电装置的遮栏 开关的罩盖等 后者如检修中使用的临时屏护装置和临时设备的屏护装置等 屏护装置还分为固定和移动屏护装置 屏护 屏护的应用 屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合 以下场合需要屏护 1 开光电器的可动部分 闸刀开关的胶盖 铁壳开关的铁壳等 2 人体可能接近或触及的裸线 行车滑线 母线等 3 高压设备 无论是否有绝缘 4 安装在人体可能接近或触及场所的变配电装置 5 在带电体附近作业时 作业人员与带电体之间 过道 入口等处应装设可移动临时性屏护装置 屏护装置的安全条件 尽管屏护装置是简单装置 但为了保证其有效性 须满足如下的条件 1 屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能 金属屏护装置必须实行可靠接地或接零 2 屏护装置应有足够的尺寸 与带电体之间应保持必要的距离 3 遮栏 栅栏等屏护装置上应有 止步 高压危险 等标志 4 必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置 屏护可分为屏蔽和障碍 或阻挡物 两者有无区别 屏蔽和障碍 或称阻挡物 两者的区别在于 后者只能防止人体无意识触及或接近带电体 而不能防止有意识移开 绕过或翻越该障碍触及或接近带电体 从这点来说 前者属于一种完全的防护 而后者是一种不完全的防护 电气安全距离 间距 间距是指带电体与地面之间 带电体与其他设备和设施之间 带电体与带电体之间必要的安全距离 间距的作用是防止触电 火灾 过电压放电及各种短路事故 以及方便操作 其距离的大小取决于电压高低 设备类型 安装方式和周围环境等 1 线路间距 1 架空线路架空线路导线在弧度最大时与地面或水面的距离不应小于 导线与建筑物的最小距离未经相关部门许可的情况下 架空线路不得跨越建筑物 架空线路与有爆炸 火灾危险的厂房之间应保持必要的防火距离 且不应跨越具有可燃材料层无顶的建筑物 导线与树木的最小距离 2 户内线路户内低压线路有多种敷设方式 间距要求各不相同 户内低压线路与工业管道和工艺设备之间的最小距离见表 3 电缆线路直埋电缆埋设深度不应小于0 7m 并应位于冻土层之下 直埋电缆与工艺设备的最小距离见表 当电缆与热力管道接近时 电缆周围土壤温升不应超过10 超过时 须进行隔热处理 表中的最小距离对采用穿管保护时 应从保护管的外壁算起 2 用电设备间距明装的车间低压配电箱底口的高度可取1 2m 暗装的可取1 4m 明装电能表板底距地面的高度可取1 8m 常用开关电器的安装高度为1 3 1 5m 开关手柄与建筑物之间保留150 的距离 以便于操作 墙用平开关 离地面高度可取1 4m 明装插座离地面高度可取1 3 1 8m 暗装的可取0 2 0 3m 户内灯具高度应大于2 5m 受实际条件约束达不到时 可减为2 2m 低于2 2m时 应采取适当安全措施 当灯具位于桌面上方等人碰不到的地方时 高度可减为1 5m 户外灯具高度应大于3m 安装在墙上时可减为2 5m 起重机具至线路导线间的最小距离 1kV及1kV以下者不应小于1 5m 10kV者不应小于2m 3 检修间距低压操作时 人体及其所携带工具与带电体之间的距离不得小于0 1m 高压作业时 各种作业类别所要求的最小距离见表 第三节电工安全用具 电工安全用具是防止触电 坠落 灼伤等工伤事故 保障工作人员安全的各种电工安全用具 它主要包括绝缘安全用具 电压和电流指示器 登高安全用具 检修工作中的临时接地线 遮栏和标示牌等 各种电工工具在不同程度上 不问条件下都有 定的安全作用 对每一种工具都应当做到正确使用 在从事电工工作时均应采用适当的安全用具 并应妥善保管和定期检查 一 绝缘安全用具安全用具按电压等级可分为1000v以上和1000v以下两类 按用途则可分为基本安全用具和辅助安全用具 绝缘安全用具包括绝缘扦 绝缘钳 绝缘手套 绝缘靴 绝缘垫 绝缘站台 电压指示器等 凡是绝缘强度能够安全承受设备的运行电压的用具 厩是用这种工具可以直接接触带电部分的 称为基本安全用具 用采进一步加强基本安全用具的可靠性和防止接触电压及跨步电压的危险的用具称为辅助安全用具 绝缘手套和绝缘靴绝缘手套和绝缘靴用橡胶制成 二者都作为辅助安全用具 但绝缘手套作为低压工作的基本安全用具 绝缘靴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 绝缘垫是由特殊橡胶制成的安全用具 其厚度应在5mm以上 表面有防滑槽纹 绝缘站台用木板或木条制成 携带式电压指示器 验电器 携带式电压指示器是用来检验设备是否带电的用具 验电器分高压和低压两种 新型高压验电器有的带有声 光双重指示 低压验电器俗称验电笔 使用高压验电器 1000v以上 应注意 只能适当地靠近带电部分 到灯亮为止 不要直接接触带电部分 在室内使用验电器时 应带绝缘手套 在室外 还要穿绝缘鞋 携带式电流指示器通常称钳形电流表 有高压钳表和低压钳表之分 用来在不断开线路的情况下测量线路中的电流 常见电工用具有哪些 钢丝钳尖嘴钳斜口钳剥线钳验电笔电工刀螺丝刀活扳手 1 钢丝钳 结构 俗称老虎钳 是钳夹和剪切工具 由钳头和钳柄两部分组成 电工钢丝钳在钳柄套有绝缘管 耐压500伏 可用于适当的带电作业 作用 弯绞或钳夹导线线头 固紧或起松螺母 刀口用来剪切导线或剖切软导线绝缘层 铡口用来铡切电线线芯和钢丝 铅丝等较硬金属 规格 按总长度分为150 175 200毫米多种规格 钢丝钳使用注意事项 用来剪切带电导线时 不得用刀口同时剪切相线和零线 以防短路 钢丝钳钳头不应该代替榔头使用 以免损坏 使用前 应检查绝缘把柄的绝缘是否完好 以防带电作业时发生触电事故 2 尖嘴钳 构造与作用 头部细而长 有细齿 能在狭小的地方工作 夹捏小零件 也可弯圈 带刃口者可剪切细小的铜 铝线 它的柄部套有绝缘管 耐压一般为500伏 规格 按总长度计规格有130 160 180 200毫米四种 3 斜口钳 构造与作用斜口钳 又称断线钳 有圆弧形的钳头和上翘的刃口 适宜于剪断金属丝 钳柄有铁柄 管柄和绝缘柄 耐压一般为1000伏 规格 按总长度计规格有130 160 180 200毫米四种 4 剥线钳 作用 用来剥削6平方毫米以下塑料或橡胶电线的绝缘层 构造 由钳头和手柄两部分组成 钳头部分由压线口和切口构成 分有直径0 5 3毫米的多个切口 以适宜于不同规格的芯线 手柄是绝缘的 其耐压为500伏 注意使用时 电线必须放在大于其芯线直径的切口上切剥 否则要切伤芯线 5 低压验电笔 构造与作用 又称测电笔 或简称电笔 它是一种检验低压电线 电器和电气装置是否带电的工具 它由氖管 电阻 弹簧和笔身等组成 常用验电有钢笔式和螺丝刀式 又称起子式 两种 螺丝刀式低压验电笔 钢笔式低压验电笔 低压验电笔使用方法 以手指触及笔尾的金属体 使氖管小窗朝向自己 便于观察 要防止笔尖金属体触及皮肤 以避免触电 当使用电笔测试带电体时 电流经带电体 电笔 人体到大地形成通电回路 只要带电体与大地之间的电位差超过60伏时 电笔中的氖管就发光 其测量电压为60 550伏 低压验电笔使用时 必须按下图所示的方法把笔握妥 低压验电笔使用注意事项 使用前应在确定有电源处测试 证明验电笔确实良好 方可使用 使用时 应逐渐靠近被测物体 直至氖管发亮 只有氖管不亮时 才可与被测物体直接接触 6 电工刀 使用时刀口应向外 剖削导线绝缘层时 应使刀面与导线面成较小的锐角 以免割伤导线 规格 按刀片长度分大 小号 大号112毫米 小号88毫米 电工刀常用来削电线线头 切割绝缘带 电工刀的柄部无绝缘保护时 使用时应注意防止触电 7 螺丝刀 构造与作用 又称起子 改锥 是一种旋紧或松开螺丝的工具 分 一 字形和 十 字形两种 规格 一 字形螺丝刀的规格用柄部以外刀体长度的毫米数来表示 常用100 150 200 300 400毫米五种 十 字形螺丝刀分为4种型号 其中 号适用于直径为2 2 5毫米的螺钉 号分别适用于3 5毫米 6 8毫米 10 12毫米的螺钉 螺丝刀使用注意事项 电工不可使用金属杆直通柄顶的螺丝刀 否则使用时容易造成触电事故 使用螺丝刀紧固或拆卸带电的螺钉时 手不得触及螺丝刀金属杆 以免发生触电事故 8 活络扳手 构造与作用 活络扳手又称活络扳头 由头部和柄部组成 头部由定 动扳唇 蜗轮和轴销等构成 旋动蜗轮以调节扳口大小 规格 以扳手长度计算分为150 200 250 300毫米等 按螺母大小选用适当规格 活络扳手使用方法 扳动大螺母时 需要较大力矩 手应握在近柄尾处 扳动扳动较小螺母时 需要力矩不大 但螺母过小易打滑 故手应握在近头部的地方 可随时调节涡轮 收紧活动扳唇防止打滑 活动扳手不可反用 以免损坏活动扳唇 导线的连接 导线连接的要求铜导线的连接单股芯线直接连接单股芯线T字分支连接 两种 线头与平压式接线桩的连接线头与瓦形接线桩的连接 导线连接要求 连接处的绝缘强度必须良好 其性能应与原导线的绝缘强度一样 接触紧密 接头电阻尽可能小 稳定性好 与同长度 同截面导线的电阻比值不应大于1 接头的机械强度不应小于导线机械强度的80 接头处应耐腐蚀 1 绝缘线头的去除 1 塑料硬线绝缘层的剖削 芯线截面为4平方毫米或以下的塑料硬线 一般用钢丝钳进行剖削 方法如下 用左手握住电线 根据线头所需长短用钢丝钳口切割绝缘层 但不可切入芯线 用右手握住钢丝钳头部用力向外去除塑料绝缘层 如发现芯线损伤较大应重新剖削 芯线截面大于4平方毫米的塑料硬线 可用电工刀来剖削绝缘层 方法如下 根据需要的长度用电工刀以45 角倾斜切入塑料绝缘层 然后刀面与芯线保持25 角左右 用力向线端推削 不可切入芯线 削去上面一层塑料绝缘 将下面塑料绝缘层向后扳翻 然后用电工刀切去 2 塑料软线绝缘层的剖削 塑料软线绝缘层的去除不能用电工刀剖削 而应用剥线钳或钢丝钳剖削 3 塑料护套线绝缘层的剖削 必须用电工刀来剖削 方法如下 按所需长度用电工刀刀尖对准芯线缝隙间划开护套层 向后扳翻护套层 用刀切去 其他剖削方法如同塑料硬线绝缘层的去除 2 导线线头的连接 1 单股铜芯导线直接连接 小截面积导线 a b c d a 先将两导线端去其绝缘层后作X相交 b 互相绞合2 3匝后扳直 c 两线端分别紧密向芯线上并绕6圈 多余线端剪去 d 钳平切口 2 单股铜芯导线T字分支连接 小截面积导线 支线端和干线十字相交 使支线芯线根部留出3mm后在干线缠绕一圈 再环绕成结状 收紧线端向干线并绕6 8圈剪平切口 如果连接导线截面较大 两芯线十字相交后 直接在干线上紧密缠8圈即可 3 线头与接线桩的连接 常见接线桩有3种形式 即平压式 瓦形和针孔式 相应地 单股导线 多股导线与不同接线桩的连接方法也有所不同 1 线头与平压式接线桩的连接 单股芯线连接圈弯法 a b c d 多股芯线连接方法 a b a 对多股芯线先绞紧 顺着螺钉旋转方向绕螺钉一圈 b 在线头根部绕一圈 然后旋紧螺钉 剪去余下的芯线 2 线头与瓦形接线桩的连接方法 a 将单股芯线端按略大于瓦形垫圈直径弯成 U 形 螺钉穿过 U 形孔压在垫圈下旋紧 b 如果两个线头接在同一接线桩上 两个线头都按略大于瓦形垫圈直径弯成 U 形按相反方向叠在一起 螺钉穿过 U 形孔压在垫圈下旋紧 3 多股芯线与针孔式线桩的连接 a 针孔大小适宜 直接插入针孔 b 针孔过大 线头排绕一层 再插入针孔 c 针孔过小 线头剪断两股再绞紧 4 导线绝缘层的恢复 通常用黄蜡带 涤纶薄膜带和黑胶带等作为恢复绝缘层的材料 应从导线左端开始包缠 同时绝缘带与导线应保持一定的倾斜角 每圈的包扎要压住带宽的1 2 包缠绝缘带要用力拉紧 包卷要粘结密实 以免潮气侵入 约两根宽 带宽 45 第四节加强绝缘和安全电压 加强绝缘 就是采用双重绝缘或另加总体绝缘 即保护绝缘体以防止通常绝缘损坏后的触电 典型的双重绝缘和加强绝缘的结构示意图如图 各种绝缘的意义介绍如下 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 是基本绝缘经改进后 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 具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于 类设备 按外壳特征分为以下三类 类设备 第一类 全部绝缘外壳的 类设备 此类设备其外壳上除了铭牌 螺钉 胡钉等小金属 其他金属件都在连接无间断的封闭绝缘外壳内 外壳成为加强绝缘的补充或全部 第二类 全部金属外壳的 类设备 此类设备有一个金属材料制成的无间断的封闭外壳 其外壳与带电体之间应尽量采用双重绝缘 无法采用双重绝缘的部件可采用加强绝缘 第三类 兼有绝缘外壳和金属外壳两种特征的 类设备 二 双重绝缘和加强绝缘的安全条件由于具有双重绝缘或加强绝缘 类设备无须再采取