电气安全基础PPT课件.ppt

电力系统图 2020 3 19 1 升压变电所 220kV 地区枢纽所 10kV 至用户 配电所 10kV 10kV 升压变电所 220kV 220kV 220kV 输电线路 220kV 10kV 为保证供电的可靠性和安全连续性 电力系统将各地区 各种类型的发电机变压器 输电线 配电和用电设备等连成一个环形整体 2020 3 19 2 1 1工业企业供配电系统 一 电力系统电力是现代工业的主要动力 在各行各业中都得到了广泛的应用 电力系统由发电厂 送电线路 变电所 配电网和电力负荷组成 1 发电发电是将水力 火力 风力 核能和沼气等非电能转换成电能的过程 我国以水利和火力发电为主 近几年也在发展核能发电 发电机组发出的电压一般为6 10KV 2 输电输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户 输 送 电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成 它是电力系统的主要网络 输电是联系发电厂和用户的中间环节 输电过程中 一般将发电机组发出的6 10KV电压经升压变压器变为35 500KV高压 通过输电线可远距离将电能传送到各用户 再利用降压变压器将高压变为6 10KV高压 2020 3 19 3 3 配电配电是由10KV级以下的配电线路和配电 降压 变压器所组成 它的作用是将电能降为380 220V低压再分配到各个用户的用电设备 三相交流电力网的电压等级 高压 1KV及以上的电压称为高压 有1 3 6 10 35 110 330 550KV等 低压 1KV及以下的电压称为低压 有220 380V 660V 对地电压而言 交流250V以上为高压 250V及其以下为低压 我国工频低压最常用的是380V和220V 在井下及其他场合 常采用127V和660V电压 在安全要求高的场所 还采用50V以下的特低电压 直流电压 常用110V 220V 440V 直流1500V及其以下属低压 1 1工业企业供配电系统 2020 3 19 4 二 工业企业供电1 组成 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 包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路 常见4种形式 进线为35KV及以上的大中型企业 进线电压为10KV的中型企业 进线电压为10KV的小型企业 进线电压为0 4KV 容量为不大于160KVA的小型企业 2 工业企业电力负荷分级及供电要求 1 1工业企业供配电系统 2020 3 19 5 三 工业企业配电1 高压配电高压配电线路的联接方式主要是放射式 树干式和环式等三种基本方式 注意了解三种基本配电形式的优缺点 2 低压配电线路低压配电线路也有放射式 树干式和环式等三种基本方式 低压配电线路是由配电室 配电箱 低压线路 用电线路组成 通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几百千伏安的范围 负责几十个用户的供电 为了合理地分配电能 有效的管理线路 提高线路的可靠性 一般都采用分级供电的方式 即按照用户地域或空间的分布 将用户划分成供电区和片 通过干线 支线向片 区供电 整个供电线路形成一个分级的网状结构 1 1工业企业供配电系统 2020 3 19 6 去教学楼 去宿舍食堂 2层配电箱 11层配电箱 1层配电箱 去报告厅 实验楼 配电变压器 配电柜 2020 3 19 7 第二节电气事故 一 电气事故概要电气事故具有以下特点 1 电气事故危害大2 电气事故危险直观识别难3 电气事故涉及领域广4 电气事故的防护研究综合性强 2020 3 19 8 第二节电气事故 二 电气事故的类型触电事故电击电伤静电危害事故雷电灾害事故电气火灾爆炸事故射频电磁场危害电气系统故障危害 2020 3 19 9 第二节电气事故 三 触电事故的分布规律大量的统计资料表明 触电事故的分布是具有规律性的 触电事故的分布规律为制定安全措施 最大限度地减少触电事故发生率提供了有效依据 根据国内外的触电事故统计资料分析 触电事故的分布具有如下规律 1 触电事故季节性明显2 低压设备触电事故多3 携带式设备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 青年 中年人以及非电工人员触电事故多8 误操作事故多 2020 3 19 10 第二节电气事故 触电事故的分布规律并不是一成不变的 在一定的条件下 也会发生变化 例如 对电气操作人员来说 高压触电事故反而比低压触电事故多 而且 通过在低压系统推广漏电保护装置 使低压触电事故大大降低 可使低压触电事故与高压触电事故的比例发生变化 上述规律对于电气安全检查 电气安全工作计划 实施电气安全措施以及电气设备的设计 安装和管理等工作提供了重要的依据 2020 3 19 11 第三节电流对人体的作用 电流通过人体 会引起人体的生理反应及机体的损坏 有关电流人体效应的理论和数对于制定防触电技术的标准 鉴定安全型电气设备 设计安全措施 分析电气事故 评价安全水平等是必不可少的 一 人体阻抗人体总阻抗包括皮肤阻抗和人体内阻抗 发生触电时 人体总阻抗值由电流通路 接触电压 通电时间 频率 皮肤湿度 接触面积 施加压力和温度等因素决定 1 皮肤阻抗 IEC479 1 1984 2 人体内阻抗 3 人体总阻抗 2020 3 19 12 1 皮肤阻抗ZP 皮肤由外层的表皮和表皮下面的真皮组成 表皮最外层的角质层 其电阻很大 在干燥和清洁的状态下 其电阻率可达1 105 1 106 m 皮肤阻抗是指表皮阻抗 即皮肤上电极与真皮之间的电阻抗 以皮肤电阻和皮肤电容并联来表示 皮肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容 皮肤阻抗值与接触电压 电流幅值和持续时间 频率 皮肤潮湿程度 接触面积和施加压力等因素有关 当接触电压小于50V时 皮肤阻抗随接触电压 温度 呼吸条件等因素影响有显著的变化 但其值还是比较高的 当接触电压在50 100V时 皮肤阻抗明显下降 当皮肤击穿后 其阻抗可忽略不计 2020 3 19 13 2 体内阻抗Zi 体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗 虽存在少量电容 但可以忽略不计 因此 体内阻抗基本上可以视为纯电阻 体内阻抗主要决定于电流途径 当接触面积过小 例如仅数平方毫米时 体内阻抗将会增大 如图所示为不同电流途径的体内阻抗值 图中数值是用与手一手内阻抗比值的百分数表示的 无括号的数值为单手至所示部位的数值 括号内的数值为双手至相应部位的数值 如电流途径为单手至双脚 数值将降至图上所标明的75 如电流途径为双手至双脚 数值将降至图上所标明的50 2020 3 19 14 3 人体总阻抗ZT 人体总阻抗是包括皮肤阻抗及体内阻抗的全部阻抗 接触电压大致在50V以下时 由于皮肤阻抗的变化 人体阻抗也在很大的范围内变化 而在接触电压较高时 人体阻抗与皮肤阻抗关系不大 在皮肤被击穿后 近似等于体内阻抗 另外 由于存在皮肤电容 人体的直流电阻高于交流阻抗 通电瞬间的人体电阻叫做人体初始电阻 在这一瞬间 人体各部分电容尚未充电 相当于短路状态 因此 人体初始电阻近似等于体内阻抗 其影响因素也与体内阻抗相同 根据试验 在电流途径从左手到右手或从单手到单脚 大接触面积的条件下 相应于5 概率的人体初始电阻为500 在皮肤干燥时 人体工频总阻抗一般为1000 3000 2020 3 19 16 二 电流对人体的作用 电流对人体的作用指的是电流通过人体内部对于人体的有害作用 如电流通过人体时会引起针刺感 压迫感 打击感 痉挛 疼痛乃至血压升高 昏迷 心律不齐 心室颤动等症状 电流通过人体内部 对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小 持续时间 途径 种类及人体的状况等多种因素有关 特别是和电流大小与通电时间有着十分密切的关系 2020 3 19 17 左手 右手电流途径的实验资料mA 2020 3 19 18 单手 双脚电流途径的实验资料 2020 3 19 19 1 伤害程度与电流大小的关系 电流大小通过人体的电流大小不同 引起人体的生理反应也不同 对于工频电流 按照通过人体的电流大小和人体呈现的不同反应 可将电流划分为感知电流 摆脱电流和致命电流 1 感知电流和感知阈值 感知电流是指电流流过人体时可引起感觉的最小电流 感知电流的最小值称为感知阈值 不同的人 感知电流及感知阈值是不同的 成年男性平均感知电流约为1 1mA 有效值 下同 成年女性约为0 7mA 对于正常人体 感知阈值平均为0 5mA 并与时间因素无关 感知电流一般不会对人体造成伤害 但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故 2020 3 19 20 1 伤害程度与电流大小的关系 2 摆脱电流和摆脱阈值 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 摆脱电流的最小值称为摆脱阈值 成年男性平均摆脱电流约为16mA 成年女性平均摆脱电流约为10 5mA 成年男性最小摆脱电流约为9mA 成年女性最小摆脱电流约为6mA 儿童的摆脱电流较成人要小 对于正常人体 摆脱阈值平均为10mA 与时间无关 2020 3 19 21 1 伤害程度与电流大小的关系 3 室颤电流和室颤阈值 室颤电流是指引起心室颤动的最小电流 其最小电流即室颤阈值 由于心室颤动几乎终将导致死亡 因此 可以认为 室颤电流即致命电流 室颤电流与电流持续时间关系密切 当电流持续时间超过心脏周期时 室颤电流仅为50mA左右 当电流持续时间短于心脏周期时 室颤电流为数百毫安 当电流持续时间小于0 1S时 只有电击发生在心脏易损期 500mA以上乃至数安的电流才能够引起心室颤动 室颤电流与电流持续时间的关系大致如图1 4所示 2020 3 19 22 电流对人体的作用特征 上表从触电事故的统计资料分析得来的 可参考 用电安全技术 石油化学工业出版社1977年出版 2020 3 19 23 电流对人体的作用特征 电流对人体的效应由生理参数 人体的解剖特点 心脏功能状态等 和电气参数 电流的持续时间 通路 种类等 决定 15 100 Hz的正弦交流电流对人体的电流效应被划分为4个区域 人体不同区域内产生的生理效应各不相同 具体情况如表所示 IEC479 1 1984 直流电流比交流电流易于摆脱 当产生相同的刺激效应时 恒定的直流电流 含有正弦纹波不超过10 有效值的直流 的强度要比交流电流 有效值 大2 4倍 直流电流对人体的效应由图所示 图中电流效应被划分为4个区域 人体在不同区域内产生的生理效应各不相同 具体情况如表所示 在上述研究的基础上 IEC60990 1999 接触电流和保护导体电流的测量方法 定义了4种最为重要的人体效应 感知 反应 摆脱 电灼伤 这4种效应中的每一种都有一个单独的阀值 2020 3 19 24 2 伤害程度与电流持续时间的关系 通过人体电流的持续时间愈长 愈容易引起心室颤动 危险性就愈大 这主要是因为 1 能量积累 2 与易损期重合的可能性增大 3 人体电阻下降 2020 3 19 25 3 伤害程度与电流途径的关系 电流通过心脏会引起心室颤动 电流较大时会使心脏停止跳动 从而导致血液循环中断而死亡 电流通过中枢神经或有关部位 会引起中枢神经严重失调而导致死亡 电流通过头部会使人昏迷 或对脑组织产生严重损坏而导致死亡 电流通过脊髓 会使人瘫痪等 上述伤害中 以心脏伤害的危险性为最大 因此 流经心脏的电流多 电流路线短的途径是危险性最大的途径 2020 3 19 26 4 伤害程度与电流种类的关系 100Hz以上交流电流 直流电流 特殊波形电流也都对人体具有伤害作用 其伤害程度一般较工频电流为轻 1 100Hz以上交流电流的效应 100Hz以上的频率在飞机 400Hz 电动工具及电焊 可达450Hz 电疗 4 5kHz 开关方式供电 2OkHz 1MHz 等方面被使用 高频电流的危险性可以用频率因数来评价 频率因数是指某频率与工频有相应生理效应时的电流阈值之比 某频率下的感知 摆脱 室颤频率因数是各不相同