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电气安全技术 1 2 电气安全的严峻性 技术先进的国家每发20亿度电才触电死亡1人 而我国每发1亿度电触电死亡就超过1人 安全用电水平高的国家 每100万工农业用电人口中触电死亡0 5 1人 我国的统计数字为每100万人口触电死亡10人左右 据有关部门统计 在全国工矿企事业单位因公死亡人数中 触电死亡占6 8 左右 居第5 6位 根据近年来我国的统计数字 高 低压电力系统中的触电死亡人数 低压占80 以上 而企业中又以低压系统和低压设备所占比重最大 因此用电安全更有其重要性 3 据 中国火灾统计年鉴 和北京市公安局 消防局历年统计数据显示 在我国近年来累计发生的火灾事故中 由于电线短路 超负荷 接触不良等电气故障引发的火灾一直据各类火灾之首 占每年火灾总数的28 左右 平均每20分钟就有一起电器火灾事故发生 据浙江省公安厅消防局统计2001年上半年全省共发生各类火灾事故1448起 而电器引起的火灾共发生462起 占全省火灾总数的31 9 将近1 3 我国因触电造成死亡的人数每年均超过3000人 而在因触电或因电引起的火灾中受伤的人更是不计其数 资料 4 第一节电气安全基础知识 一 触电事故的类型 电伤 外伤 电弧烧伤 最危险 温度可高达8000 电流灼伤皮肤金属化电烙印机械损伤电光眼 电击 内伤 电流直接作用于人体所造成伤害 分直接接触电击与间接接触电击单线电击两线电击跨步电压电击 由电流及其转换成的其他形式的能量造成的事故 触电事故分为电击和电伤 5 电击的类型 单线电击电流 I U Rr Ro 两线电击电流 I U Rr U可达线电压 6 双相触电 低压触电的两种形式 单相触电 7 跨步电压电击 对地电压 接触电压和跨步电压 8 高压电弧触电 高压危险 请勿靠近 高压触电的两种形式 高压跨步触电 9 三 触电事故的原因有规律 原因缺乏电气安全知识 违反操作规程 电气设备不合格 维修不善 偶然因素 10 事故统计分布比率违章45 关联漏电35 移动式设备和暂设设备30 触及高处带电体20 直接接触电击和间接接触电击约各占1 2 11 分布规律 1 季节性明显 6 9月份最集中 2 低压设备触电事故多 3 便携式和移动式设备触电事故多 4 电气连接部位触电事故多 5 农村触电事故多 6 冶金 矿业 建筑 机械行业触电事故多 7 青 中年人 以及非电工事故多 8 误操作事故多 12 三电流对人体的作用 小电流通过人体时 产生麻感 针剌感 压迫感 打击感 痉挛 疼痛 呼吸困难 血压异常 昏迷 心律不齐 窒息 心室颤动等症状 电流作用将使胸肌发生痉挛 造成呼吸困难 时间较长时将发生憋气 窒息 稍后将导致心室颤动或心脏停止跳动 电休克是电流的强烈剌激导致神经系统的强烈反射作用 使血液循环 呼吸及其他新陈代谢都发生障碍 以致出现血压急剧下降 脉搏减弱 呼吸衰竭 神志昏迷的现象 电休克状态可长达数天 甚至导致死亡 13 电流对人体作用的影响因素 电流的大小电流的种类电流的持续时间电流的途径个体特征 14 电流的大小通常 1mA的工频电流通过人体时 就会使人有不舒服的感觉 10mA电流人体尚可摆脱 称为摆脱电流 而在50mA的电流通过人体时 就会有生命危险 当流过人体的电流达到100mA时 就足以使人死亡 15 16 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 电流对人体的作用有分散性特征 即使对于同一个人 多次实验的结果也不一样 17 人体电阻 在干燥 电流途径从左手到右手 接触面积50 100cm2的条件下 人体电阻 见下表 干燥 1000 3000 潮湿 500 800 18 晾衣服 线破损火线露出 水 19 四触电急救 一 低压触电时脱离电源的方法立即拉开开关或拔出插头 切断电源 用干木板等绝缘物插人触电者身下 隔断电源 拉开触电者或挑开电线 使触电者脱离电源 可用手抓住触电者的衣服 拉离电源 20 触电者就地脱离电源的方法 上一页 下一页 返回 21 二 高压触电时脱离电源的方法立即通知有关部门停电 带上绝缘手套 穿上绝缘靴 用相应电压等级的绝缘工具拉开开关 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 抛掷金属线前 应注意先将金属线一端可靠接地 然后抛掷另一端 被抛掷的一端切不可触及触电者和其他人 22 对触电者的检查 a 检查瞳孔 b 检查呼吸 c 检查心跳 上一页 下一页 返回 23 口对口人工呼吸法 a 触电者平卧姿势 b 急救者吹气方法 c 触电者呼气姿态 上一页 下一页 返回 24 胸外心脏挤压法 a 急救者跪跨位置 b 急救者压胸的手掌位置 c 挤压方法示意 d 突然放松示意 上一页 下一页 返回 25 对心跳和呼吸均停止者的急救 a 单人操作法 b 双人操作法 上一页 下一页 返回 26 救护中的注意事项 1 救护人员不可直接用手或其他金属或潮湿的物件作为救护工具 而必须使用干燥绝缘的工具 救护人最好只用一只手操作 以防自己触电 2 防止触电者脱离电源后可能摔伤 特别是当触电者在高处的情况下 应考虑防摔措施 即使触电者在平地 也要注意触电者倒下的方向 以防摔倒 3 要避免扩大事故 如触电事故发生在夜间 应迅速解决临时照明问题 以利于抢救 27 注意事项 1 不得随便乱动或私自修理车间内的电气设备 2 经常接触和使用的配电箱 配电板 闸刀开关 按扭开头 插座 插销以及导线等 必须保持完好 不得有破损或将带电部分裸露 3 经常检查电气设备的保护接地 接零装置 保证连接牢固 4 在移动电风扇 照明灯 电焊机等电气设备时 必须先切断电源 并保护好导线 以免磨损或拉断 5 在使用手电钻 电砂轮等手持电动工具时 必须安装漏电保护器 工具外壳要进行防护性接地或接零 并要防止移动工具时 导线被拉断 操作时应戴好绝缘手套并站在绝缘板上 6 在雷雨天 不要走进高压电杆 铁塔 避雷针的接地导线周围20米内 当遇到高压线断落时 周围10米之内 禁止人员进入 若已经在10米范围之内 应单足或并足跳出危险区 7 对设备进行维修时 一定要切断电源 并在明显处放置 禁止合闸 有人工作 的警示牌 28 五直接接触触电防护 安全电压绝缘屏护间距电气隔离 接地与接零漏电保护电气联锁安全工具 29 1 安全电压 使通过人体的电流不超过允许范围的电压值 也称安全特低电压 国际电工委员会 IEC 规定的接触电压限值 相当于安全电压 为50V 并规定25V以下不需考虑防止电击的安全措施 我国规定工频电压有效限值为50V 直流电压的限值为120V 潮湿环境中工频电压有效值限值为25V 直流电压限值为60V 我国规定工频有效值42V 36V 24V 12V和6V为安全电压的额定值 30 安全电压 凡特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42V安全电压 凡有电击危险环境使用的手执照明和局部照明应采用36V或24V安全电压 凡金属容器内 隧道内 水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄 行动不便的特别危险环境或特别潮湿环境应使用的手提照明灯采用12V安全电压 水下作业等特殊场所应采用6V安全电压 国家规定 31 2 绝缘 绝缘是用不导电物把带电体封闭起来 绝缘材料的电阻率一般在109欧姆 厘米以上 常用的绝缘材料有陶瓷 橡胶 塑料 云母 玻璃 木材 布 纸 矿物油 以及某些高分子合成材料等 32 绝缘破坏 在正常工作工作情况下 绝缘物也会逐渐 老化 而失去绝缘性能 高分子材料 还存在由于 老化 导致的绝缘性能逐步下降的问题 一般绝缘材料可正常使用20年 绝缘材料在恶劣环境条件会降低绝缘电阻值 腐蚀性气体 潮气 机械损伤也会破坏绝缘 33 绝缘破坏 电击穿 绝缘物在强电场的作用下 遭到急剧的破坏 丧失绝缘性能的现象 使绝缘材料产生击穿的最小电压叫做击穿电压 此时的电场强度称材料的耐压强度 气体绝缘击穿后能自动恢复绝缘性能 多次液体击穿可能导致液体失去绝缘性能 固体绝缘击穿后不能恢复绝缘性能 34 加强绝缘 加强绝缘包括双重绝缘 加强绝缘和另加总体绝缘三种形式 a双重绝缘 b加强绝缘 1 工作绝缘2 保护绝缘3 加强绝缘 35 3 屏护 屏护 采用遮栏 护罩 箱匣 金属管等装置把带电体与外界隔开 类型 有永久性与临时性装置固定式与移动式装置使用要求 应与警示标志及联锁装置配合使用 36 一般要求材料有足够的机械强度和良好的耐火性能变配电设备应有完善的屏护装置 37 4 使用安全工具 绝缘安全工具 绝缘杆和绝缘夹钳 绝缘手套和绝缘靴 绝缘垫和绝缘站台 电压电流指示器 携带式电压指示器携带式电流指示器临时接地线 遮栏和指示牌 采用临时接地线 防止突然来电遮栏用于防止工作人员无意中碰到带电体标示牌是提醒工作人员应采取安全措施 38 5 间距 线路间距架空线路应避免跨越建筑物 必须跨越时 应取得有关部门的同意 39 临时线路间距临时线路应用电杆或沿墙用合格瓷瓶固定架设 导线距地面的高度室内应不低于 米 室外不低于 米 与道路交叉跨越时不低于 米 40 单位 m 41 设备间距变压器与四壁的间距应大于0 6 1 0米 一般开关设备安装高度为1 3 1 5米 拉线开关高度可取3米 明装插座离地面高度可取0 3 1 5米 检修间距在高压无遮栏操作中 人体或工具与带电体的间距10KV以下应 0 7米 20 35KV应 1 0米 在线路上工作时 人体或工具与带电导线的间距10KV以下应 1 0米 35KV应 2 5米 42 6 接地与接零 1 保护接地 不接地系统故障分析例如 若线路对地电阻无穷大 但对地电容为0 5uF时 由于Ud 3URr 9Rr2 1 2C2 假设相电压 230V 频率 50Hz 人体电阻Rr 2000 如果设备漏电 其故障对地电压为Ud 133 4V 流过人体的电流Id 66 7mA 远远超过人的心室颤动电流 足以使人致命 43 IT系统防护有保护接地电阻Rb时 由于Rb与人体电阻Rr并联 且Rb Rr 可视为 Ud 3URb 3Rr Z 因为Rr Z 故设备对地电压大大降低 只要控制Rb足够小 就可将漏电设备对地电压限制在安全范围之内 44 2保护接零 TT系统的危险在接地系统中 如果没有保护接地 当设备漏电时 人体接触漏电设备外壳将承受U 220V的相电压 如果有保护接地 当设备漏电时 人体接触漏电设备外壳时 受承受的电压为 Ur Rb U Ro Rb 由于Ro与Rb大小相当 所以Ur将在100V以上 这仍是相当危险的 45 保护接零是将设备外壳导电部份与系统零线相联接 在熔断器Fu的配合下 当设备漏电时 该相与零线短路 巨大的短路电流可使熔断器迅速动作 从而切断故障部分电源 46 3重复接地 可降低漏电设备的接触电压 有重复接地 无重复接地 47 重复接地 可在零线断线时降低漏电设备的接触电压 有重复接地 无重复接地 48 重复接地可降低漏电设备的对地电压 减少零线断线时的危险 缩短了短路故障的持续时间 改善了架空线路的防雷性能 49 4接地装置 自然接地体埋设在地下的金属管道 无可燃或易燃物 钻管 与大地连接可靠的建筑物金属结构 水工构筑物的金属桩 直接埋设在地下的电缆金属外皮 50 接地线和接零线接地线和接零线都可利用以下自然导体 建筑物金属结构 梁 柱 桁架等 生产用金属结构 轨道 设备金属外壳等 配线的钢管 电缆的铝包皮 上 下水管 暖气管道等各种金属管道 51 接地和接零装置的安全要求 导电的连续性和连接可靠 足够的机械强度和防腐性能 足够的导电能力和热稳定性 地下安装距离 与建筑物 1 5m 与独立避雷针 3m 适当的埋设深度 一般 0 6m 并应在冻土层以下 接地支线不得串联 不得将220V两线制的零线用作设备外壳的接地线 接地和接零线既要便于检查 又要防止机械损伤 52 接地和接零线测量专用接地电阻测量仪 摇表 为减小测量误差 电流极和电压极与被测接地体应有足够的距离 Sy和Sl宜大于80米 对于垂直埋设的单管接地体 可取Sy 20米 Sl 40米 两电极之间可取20米 如果电流极由多管组成 宜取40米 接地测量电路 53 7 漏电保护 漏电保护原理利用漏电时线路上的电压或电流异常 自动切断故障部分的电源 54 漏电保护装置常用类型电压型 电流型 零序电流型 泄漏电流型 中性点型 55 第二节电气系统安全技术 一 危险场所分级 爆炸性物质分类 类 矿井甲烷 类 爆炸性气体 蒸汽 类 爆炸性粉尘 纤维 56 二危险场所分级 57 三 电气火灾和爆炸分析 危险温度产生的原因短路 过载 接触不良 散热不良电火花和电弧工作火花 事故火花 58 电气防火防爆技术 选用适当的防爆电气设备 选用适当材质和安装方式的电气线路 变电和配电设备有足够的间距和适当的毗邻隔离条件 采用正确的接零和接地方式 保持电气设备的安全运行 59 一 防爆电气设备选型 60 二 旋转电机防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 61 三 低压开关和控制器防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 62 四 照明灯具防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 63 五 低压变压器防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 64 四 电气灭火 注意触电危险和断电用绝缘工具操作开关设备 先操作油断路器后操作隔离开关 先操作磁力起动器后操作闸刀开关 选择适当断电点 以免影响灭火 剪断电线时 非同相电线应在不同部位剪断 65 带电灭火安全要求选用适当的灭火机 如二氧化碳 1211 干粉等 用水抢灭火时 应采用喷雾水抢 如用直喷水抢 应将喷接地 和穿戴绝缘手套和绝缘鞋 带电导线断落地面时 应划出警戒区 以防跨步电压电击 人与带电体仰角应 450 并保持足够的安全距离 66 充油设备灭火 可用二氧化碳 1211 干粉等灭火机带电灭火 火势较大 应断电后用水灭火 如漏油燃烧 火势很大 应断电 并将油引入贮油坑 坑内和地面的油火可用泡沫灭火 防止燃烧的油流入电缆沟而顺沟蔓延 电缆沟的油火只能用泡沫覆盖扑灭 旋转电机着火 可降低转速 用喷雾水灭火 也可用二氧化碳 1211或蒸汽灭火 但不宜用干粉 砂子等灭火 以免损伤设备绝缘 67 第三节静电的危害及消除 一 工业静电的产生 静电 是由于物体的相对运动 分离和积累起来的正电荷和负电荷 由不同物质相互摩擦而产生的电子转移所造成 特点 静电电压可能高达数万乃至数十万伏 可能在现场发生放电 产生静电火花 危害 静电可以导致电击 火灾 爆炸或影响产品质量 所以在石油 化工 粉末加工 橡胶 塑料等行业 必须充分注意静电的危害 68 二防静电措施 1 限制和防止静电的产生 采用导电材料 减少摩擦阻力 限制静电产生的烃类油料等在管道中的最大流速 69 2 接地和屏蔽 所有易燃物的贮池 贮罐以及输送设备 封闭的运输装置 排注设备 混合器 过滤器 干燥器 升华器 吸咐器必须接地 厂区的所有可能产生静电的管道必须连成一个连续的整体 并予以接地 油槽车应连金属链条 并大地相接触 卸油时应接地 注油漏斗 工作台 磅称 金属检尺等辅助设备与工具均应接地 可能产生静电的固体和粉体加工设备均应接地 70 三 控制环境危险程度取代易燃介质降低爆炸性混合物的浓度减少氧化剂含量四 增湿五 采用抗静电添加剂六 采用静电中和器 71 人体的防静电措施1 在人体必须接地的场所 应装设金属接地棒 消电装置 工作人员随时用手接触接地棒 以清除人体所带有的静电 在坐着工作的场合 工作人员可佩带接地的腕带 防静电的场所人口处 外侧 应有裸露的金属接地物 如采用接地的金属门 扶手 支架等 2 在有静电危害的场所应注意着装 工作人员应穿戴防静电工作服 鞋和手套 不得穿用化纤衣物 穿防静电工作服不仅可以降低人体电位 同时可以避免服装上带高电位所引起的其他危害 穿防静电鞋的目的是将人体接地 除防止人体的静电带电外 并能防止人体不慎触及低压电路而发生的触电事故 72 第四节防雷技术 一雷电的分类与危害 雷电 是大自然分离和积累的电荷放电现象 当带有不同电荷的雷云接近 电场强度超过25 30KV cm时 将发生放电 放电温度可达26000 雷电类型 直击雷雷电感应雷球 直径右达20cm 10m 雷电侵入 在电线和管道的传播速度可达300m s 在低压系统中约占雷害事故的70 73 雷电的特点 电流幅值大 10 102KA 冲击过电压高 102 103KV 冲击性强雷电的危害 电击毁坏设备或大规模停电爆炸和火灾 建议 建筑物和构筑物 特别是具有爆炸和火灾危险的建筑物和构筑物 发电厂 电力线路和变电站 油库 以及个人都必须考虑防雷措施 74 防雷建筑物和构筑物分类 工业建筑物和构筑物分类第一类 使用和储存大量爆炸危险物 电火花会引起强烈爆炸 造成巨大破坏和人身伤害 如火药制造 乙炔站 电石库 油气提炼车间等 第二类 使用和储存大量爆炸危险物 但电火花不会引起强烈爆炸 或不致造成巨大破坏和人身伤害 如油漆制造车间 氧气站 易燃品库等 第三类 除一 二类以外 其他需要防雷的 75 防雷建筑物和构筑物分类 民用建筑物和构筑物分类第一类 具有生大政治意义的建筑物 如国家重要机关办公楼 国际机杨 大会堂 大型火车站 大型体育馆 大型展览馆等 第二类 重要的公共建筑物 以及与第三类工业建筑物和构筑物相当的民用建筑物和构筑物 如大型百货公司 大型影剧院等 76 防雷装置 闪接器 避雷针 避雷线 避雷网 避雷带 金属屋面可作为闪接器 避雷器 有阀型 管形和保护间隙三种类型 下引线 常用园钢或扁钢制成 要求路线尽可能短 建筑物和构筑物的金属结构可用作下引线 但须连接可靠 接地装置 与一般接地装置相同 要求 用园钢直径 10mm 用扁钢厚度 4mm 截面积 100mm2 用角钢厚度 4mm 用钢管壁厚 3 5mm 77 防雷措施 直击雷防护 装设避雷针 避雷线 避雷网 避雷带 一般要求接地电阻不超过10欧姆 照明电源必须采用铅皮电缆或穿入铁管 并将铅皮电缆或铁管直接埋入地中10米以上 水平距离 埋深0 5 0 8米 才能引入室内 露天装设的有爆炸危险的金属封闭罐或工艺装置 必须接地 接地点不小于两处 其间距不大于30米 接闪器 下引线 接地装置与邻近的导体之间应有足够的安全距离 以防止反击 78 感应雷防护 针对第一 二类建筑物 为了防止静电感应 应将建筑物内的金属设备 金属管道 金属构架 钢屋架 钢窗 电缆金属外皮 以