第二节--防止发生触电事故措施PPT课件

1 2020 4 14 第二节防止发生触电事故的措施 2 一 发生触电事故的主要原因和规律 1 缺乏电气安全知识 2 违法操作规程 3 设备不合格 4 维修管理不善 1 触电事故的原因 3 一 触电事故的发生规律和原因 1 触电事故季节性明显 统计资料表明 每年二 三季度事故多 特别是7 8 9三个月 事故最为集中 约占全年触电事故的65 主要原因为 一是这段时间天气炎热 人体衣单而多汗 触电危险性较大 二是这段时间多雨 潮湿 地面导电性增强 容易构成电击电流的回路 而且电气设备的绝缘电阻降低 容易漏电 2 触电事故的规律 4 2 低压设备触电事故多 国内外统计资料表明 低压触电事故远远多于高压触电事故 其主要原因是低压设备远远多于高压设备 与之接触的人比与高压设备接触的人多得多 而且都比较缺乏电气安全知识 低压 71 90 为用电者高压 29 100 为电工 5 3 携带式设备和移动式设备触电事故多 携带式设备和移动式设备触电事故多的主要原因是这些设备是在人的紧握之下运行 不但接触电阻小 而且一旦触电就难以摆脱电源 另一方面 这些设备需要经常移动 工作条件差 设备和电源线都容易发生故障或损坏 此外 单相携带式设备的保护零线与工作零线容易接错 也会造成触电事故 6 4 电气连接部位触电事故多 大量触电事故的统计资料表明 很多触电事故发生在接线端子 缠接接头 压接接头 焊接接头 电缆头 灯座 插销 插座 控制开关 接触器 熔断器等分支线 接户线处 主要是由于这些连接部位机械牢固性差 接触电阻较大 绝缘强度较低以及可能发生化学反应的缘故 7 5 错误操作和违章作业造成的触电事故多 大量触电事故的统计资料表明 有85 以上的事故是由于错误操作和违章作业造成的 其主要原因是由于安全教育不够 安全制度不严和安全措施不完善 操作者素质不高等 8 6 不同行业触电事故不同 冶金 矿业 建筑 机械行业触电事故多 由于这些行业的生产现场经常伴有潮湿 高温 现场混乱 移动式设备和携带式设备多以及金属设备多等不安全因素 以致触电事故多 9 7 不同年龄段的人员触电事故不同 中青年人 非专业电工 合同工和临时工触电事故居多 主要原因是这些人多是操作者 经常接触设备 而且这些人经验不足 又比较缺乏电气知识 10 8 不同地域触电事故不同 部分省市统计资料表明 农村触电事故多于城市 发生在农村触电事故约为城市3倍 11 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 安全电压 电气隔离 漏电保护 二 直接接触电击防护措施 12 2020 4 14 12 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 1 绝缘 二 直接接触电击防护措施 13 钢化玻璃绝缘子串 支柱式绝缘子干式变压器 14 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 屏蔽和障碍 作用 防电击 电弧烧伤 防止短路 便于安全操作等 屏护装置举例 变压器遮拦 母线护网 开关罩盖 开关柜 检修遮拦 2 屏护和间距 二 直接接触电击防护措施 15 16 3 间距 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 二 直接接触电击防护措施 4 采用安全电压 在人们容易触电的场所 动力 照明电源采用安全电压 安全电压是根据人体允许通过的电流 30mA 与人体电阻 1700 的乘积为依据确定的 我国规定的安全电压额定值 42 36 24 12 6V空载交流电压最大值50V 直流安全电压的上限72V 采用安全电压并不意味着绝对安全 17 5 漏电保护 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 ResidualCurrentOperatedProtectiveDevice 缩写RCD 名称 接地故障断路器 美 故障电压保护器 德 剩余电流动作断路器 英 差动剩余电流断路器 法 漏电电流断路器 日 18 1 漏电保护功能特点 漏电保护装置是一种低压安全保护电器主要用于单相电击保护用于防止由漏电引起的火灾用于检测和切断各种一相接地故障漏电保护装置的功能是提供间接接触电击保护 而额定漏电动作电流不大于30mA的漏电保护装置 在其他保护措施失效时 也可作为直接接触电击的补充保护 但不能作为基本的保护措施 19 2 漏电保护装置的组成 1 检测元件 它是一个零序电流互感器 如图所示 图中 被保护主电路的相线和中性线穿过环行铁心构成了互感器的一次线圈N1 均匀缠绕在环行铁心上的绕组构成了互感器的二次线圈N2 检测元件的作用是将漏电电流信号转换为电压或功率信号输出给中间环节 2 中间环节 该环节对来自零序电流互感器的漏电信号进行处理 中间环节通常包括放大器 比较器 脱扣器 或继电器 等 不同型式的漏电保护装置在中间环节的具体构成上型式各异 20 2 漏电保护装置的组成 21 3 执行机构 该机构用于接收中间环节的指令信号 实施动作 自动切断故障处的电源 执行机构多为带有分励脱扣器的自动开关或交流接触器 4 辅助电源 当中间环节为电子式时 辅助电源的作用是提供电子电路工作所需的低压电源 5 试验装置 这是对运行中的漏电保护装置进行定期检查时所使用的装置 通常是用一只限流电阻和检查按钮相串联的支路来模拟漏电的路径 以检验装置能否正常动作 2 漏电保护装置的组成 22 3 执行机构 该机构用于接收中间环节的指令信号 实施动作 自动切断故障处的电源 执行机构多为带有分励脱扣器的自动开关或交流接触器 4 辅助电源 当中间环节为电子式时 辅助电源的作用是提供电子电路工作所需的低压电源 5 试验装置 这是对运行中的漏电保护装置进行定期检查时所使用的装置 通常是用一只限流电阻和检查按钮相串联的支路来模拟漏电的路径 以检验装置能否正常动作 漏电保护装置的组成 续 23 漏电保护器的工作原理是 将漏电保护器安装在线路中 一次线圈与电网的线路相连接 二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接 当用电设备正常运行时 线路中电流呈平衡状态 互感器中电流矢量之和为零 电流是有方向的矢量 如按流出的方向为 返回方向为 在互感器中往返的电流大小相等 方向相反 正负相互抵销 由于一次线圈中没有剩余电流 所以不会感应二次线圈 漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行 3 漏电保护装置的工作原理 24 当设备外壳发生漏电并有人触及时 则在故障点产生分流 此漏电电流经人体 大地 工作接地 返回变压器中性点 并未经电流互感器 致使互感器申流入 流出的电流出现了不平衡 电流矢量之和不为零 一次线圈申产生剩余电流 因此 便会感应二次线圈 当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时 自动开关脱扣 切断电源 3 漏电保护装置的工作原理 25 26 4 漏电保护装置的选用 选用漏电保护装置应首先根据保护对象的不同要求进行选型 既要保证在技术上有效 还应考虑经济上的合理性 不合理的选型不仅达不到保护目的 还会造成漏电保护装置的拒动作或误动作 正确合理地选用漏电保护装置 是实施漏电保护措施的关键 27 1 动作性能参数的选择 防止人身触电事故 10mA6mA的快速型漏电保护装置防止火灾 30mA及其以下的漏电保护装置 防止电气设备烧毁 通常选用100mA到数安的漏电保护装置 28 2 其他性能的选择漏电保护装置的极线数应根据被保护电气设备的供电方式选择漏电保护装置的额定电压 额定电流 分断能力等性能指标应与线路条件相适应 漏电保护装置的类型应与供电线路 供电方式 系统接地类型和用电设备特征相适应 29 5 漏电保护装置的安装 需要安装漏电保护装置的场所 不需要安装漏电保护装置的设备或场所 漏电保护装置的安装要求 30 需要安装漏电保护装置的场所 带金属外壳的 类设备和手持式电动工具 安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备 建筑施工工地的电气施工机械设备 临时性电气设备 宾馆类的客房内的插座触电危险性较大的民用建筑物内的插座 游泳池 喷水池或浴室类场所的水中照明设备 安装在水中的供电线路和电气设备 以及医院中直接接触人体的电气医疗设备 胸腔手术室除外等均应安装漏电保护装置 31 对于公共场所的通道照明及应急照明电源 消防用电梯及确保公共场所安全的电气设备的电源 消防设备 如火灾报警装置 消防水泵 消防通道照明等 的电源 防盗报警装置的电源 以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源 若在发生漏电时上述电源被立即切断 将会造成严重事故或重大经济损失 因此 在上述情况下 应装设不切断电源的漏电报警装置 需要安装漏电保护装置的场所 32 不需要安装漏电保护装置的设备或场所 使用安全电压供电的电气设备 一般环境情况下使用的具有双重绝缘或加强绝缘的电气设备设备 使用隔离变压器供电的电气设备 在采用了不接地的局部等电位联结安全措施的场所中适用的电气设备 以及其他没有间接接触电击危险场所电气设备 33 漏电保护装置的安装要求 漏电保护装置的安装应符合生产厂家产品说明书的要求 应考虑供电线路 供电方式 系统接地类型和用电设备特征等因素 漏电保护装置的额定电压 额定电流额定分断能力 极数 环境条件以及额定漏电动作电流和分断时间 应满足被保护供电线路和设备的运行要求 34 安装漏电保护装置之前 应检查电气线路和电气设备的泄漏电流值和绝缘电阻值 有安装漏电保护装置不得拆除或放弃原有的安全防护措施 漏电保护装置只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施 漏电保护装置标有电源侧和负载侧 安装时必须加以区别 按照规定接线 不得接反 如果接反 会导致电子式漏电保护装置的脱扣线圈无法随电源切断而断电 以致长时间通电而烧毁 漏电保护装置的安装要求 35 安装漏电保护装置时必须严格区分中性线和保护线 使用三极四线式和四极四线式漏电保护装置时 中性线应接入漏电保护装置 经过漏电保护装置的中性线不得作为保护线 不得重复接地或连接设备外露可导电部分 保护线不得接入漏电保护装置 漏电保护装置安装完毕后应操作试验按钮试验3次 带负载分合3次 确认动作正常后 才能投入使用 漏电保护装置的安装要求 36 漏电保护装置运行和维护 定期进行可靠性试验 动作特性 包括漏电动作电流值 漏电不动作电流值及动作时间 试验 漏电保护器跳闸后 应认真检查其动作原因 排除故障后再合闸送电 剩余电流保护装置投入运行后 应每年对保护系统进行一次普查 每月至少对保护装置用试跳装置试验一次 雷雨季节应增加试验次数 定期分析剩余电流保护装置的运行情况 及时更换有故障的剩余电流保护装置 37 误动作的原因主要来自两方面 一方面是由漏电保护装置本身的原因引起 另一方面是由来自线路的原因引起 此外 偏离使用条件 制造安装质量低劣 抗干扰性能差等都可能引起误动作的发生 38 三间接接触电击防护 在正常情况下 直接防护措施能保证人身安全 但是当电气设备绝缘发生故障而损坏时 造成电气设备严重漏电 使不带电的外露金属部件呈现危险电压 可能造成接触触电 间接接触电击防护目的是为了防止电气设备发生故障情况下 发生人身触电事故 也是为了防止电气设备事故进一步扩大 目前主要采用保护接地 接零以及等电位联接等技术措施 39 1 供电系统方式 1 1 供电系统方式概念国际电工委员会 IEC 作了统一规定 将供电系统划分为三大类 这就是IT方式供电系统 TT方式供电系统和TN方式供电系统 在TN系统中 根据接线方式的区别又进一步分为TN C TN S和TN C S三种方式 40 IEC对供电系统方式的划分 IT系统方式TT系统TN CTN系统TN STN C S以上分类基于电源采用Y型联接 41 供电系统方式符号的定义 以拉丁文字作代号 其意义如下 第一个字母表示电源系统中性点与大地的关系 电源端中性点不接地或通过高阻抗 1000 接地 电源端中性点直接接地 42 第二个字母表示用电装置的外露可导电部分 金属外壳 的保护方式 电气装置的外露可导电部分直接接地 此接地点在电气上独立于任何其他接地点 保护接地 电气装置的外露可导电部分与电源端接地点直接电气连接 保护接零 注意 无IN方式 43 TN方式后面的字母 C S 用来表示该方式中工作零线与保护零线的组合关系 工作零线与保护零线是合二为一的 Combination 工作零线与保护零线是严格分开的 Single 44 分类的优点及综合评价 优点 清晰 严谨 综评 IT系统有条件使用 矿山井下 TT系统目前已不推荐使用 TN系统广泛使用 45 1 2 IT方式供电系统 中文表述 IT系统即电源中性点不直接接地 用电设备外壳采用保护接地的供电系统 46 1 2 IT方式供电系统1 IT方式供电系统安全原理 在不接地配电网中 如不采取任何保护措施的情况 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 如各相对地绝缘阻抗对称 即Z1 Z2 Z3 Z 则运用戴维南定理可以比较简单地求出人体承受的电压和流经人体的电流 a b 47 根据等效电路图3 2b 可求出人体承受的电压和流过人体的电流分别为 式中 U 相电压 UP IP 人体电压和人体电流 RP 人体电阻 Z 各相对地绝缘阻抗 48 对地绝缘阻抗 是绝缘电阻 和分布电容 的并联组合 当分布电容很小时 可不考虑容抗 则人体电压和人体电流分别为 49 举例 三相低压线路 相电压220V 每相对地阻抗 M 设人体电阻RP 1000 计算人体的电压 电流分别为 0 66V 0 66mA 50 如对地分布电容较大 同时对地绝缘电阻又很高 时 可不考虑电阻 此时求得人体电压和人体电流将分别为 U 51 两个例题说明 在不接地配电网中 如不采取任何保护措施 只有小范围的配电网才可能保证安全 电气隔离 当电网范围很大 对地绝缘做得再好 仅分布电容构成的回路也将导致电击的危险 例题 设电网各相对地电压为220V 各相对地绝缘电阻可视为无限大 各相对地电容均为0 55 F 人体电阻为2000 试判断单相电击的危险性 解 人体触电的危险性在很大程度上取决于通过人体的电流 将上述条件代人对应的公式 可求得人体电压和人体电流分别为 52 当设备的外壳故障带电时 保护接地电阻 E与人体电阻 P处于并联状态 如图示 当设备上装有保护接地 即构成 系统后 将会如何 53 由于在一般情况下 P 因此并联后的等效电阻的阻值与 近似相等 即 P 求得人体电压和人体电流为 54 如设备有保护接地 而且 其他条件不变 则可求得流过人体的电流为 例题 U 220V C 0 55 F RP 2000 55 结论 在电源中性点不接地的配电网中 人们在实践中发现 如果将用电设备的外壳与大地联接起来 可以有效地减小故障时的触电危险性 这就是IT系统的安全原理 56 1 3 TT方式供电系统 中文表述 57 1 安全原理 在低压中性点直接接地配电网中 如果电气设备金属外壳未采取任何安全措施 则当设备外壳故障带电发生单相电击时 人体承受的电压接近相电压 也就是说 在接地的配电网中发生单相电击时 人所受到危险性远大于不接地的配电网中单相电击的危险性 58 当设备外壳采取接地措施时 由于电源中性点也是直接接地的 与IT系统有本质区别 如有一相漏电 则故障电流主要经接地电阻 与人体电阻 的并联再与工作接地电阻 串联而构成回路 59 等效电路图 60 一般情况下 P P 上二式可简化为 显然 且 与设备没有接地相比较 漏电设备上对地电压有所降低 但零线上却产生了对地电压 而且 由于 和 同在一个数量级上 两者都可能超过安全电压 例如 当 220 时 可知漏电设备对地电压与零线对地电压都为110 人触及漏电设备或触及零线都是致命的电压 故必须装置漏电保护器 漏电后迅速切断电源 避免漏电触电 缺点1 61 另一方面 由于故障电流主要经 和 构成回路 如不计及带电体与外壳之间的过渡电阻 其大小为 由于 和 都是欧姆级的电阻 因此 不可能太大 这种情况下 过电流保护装置可能不会及时切断电流 使故障长时间延续下去 如 当 相电压 220 时 可计算出故障电流 约为27 5 过电流保护装置难以识别 缺点2 62 优点 1 提供一组线电压和一组相电压 2 具有较好的过电压保护 3 故障接地点比较容易检测 4 漏电设备上对地电压有所降低 缺点 1 故障时零线上产生对地电压 2 故障电流不可能太大 会使故障长时间延续 3 每一台设备都单独接地 消耗过多的钢材且难以回收 费工费时 使成本增大 2 系统的优缺点评价 63 3 适用条件及结论 系统缺点很多 除非采用其他防止间接接触电击的措施确有困难 且土壤电阻率较低的情况下 才可考虑采用 系统 所以TT系统仅用于使用点分散 采用其它防止触电事故有困难的低压小型用户 而且在不得不采用 系统的情况下 还必须同时采取快速切除接地故障的自动保护装置或其他安全措施 漏电保护 并保证零线没有电击的危险 绝不可单独使用 必须与漏电保护 过电流保护配合使用 我国TT系统改造已经完成 目前不推荐使用 64 4 系统 电力系统通常把设备金属外壳与保护零线连接的方式称为保护接零 TN系统就是配电网低压中性点直接接地 电气设备外壳接零的保护接零系统 TN系统的优点 用电设备的金属外壳意外带电时 会直接形成环路短路电流 会使线路上的保护装置迅速动作 使故障设备立即断电 达到安全目的 接线简单 节省人力 财力 65 2 1 TN系统的安全原理 当某相带电部分碰到设备外壳 即外露导电部分 时 通过设备外壳形成该相对零线的单相短路 短路电流 ss能促使线路上的短路保护元件迅速断开电源 从而消除电击危险 66 在实际应用中 TN系统根据保护零线和工作零线的组合关系又具体分为TN C系统 TN S系统和TN C S系统三种方式 在三相五线制配电网中有两根零线 分别为工作零线和保护零线 前者用 表示 后者用 表示 如果一根线既是工作零线又是保护零线 则用 表示 三相四线制 2 2 TN系统的分类 67 C系统的保护零线是与工作零线是合二为一的 1 C系统 68 系统的保护零线是与工作零线是完全分开的 2 S系统 对容易受干扰的设备 容易爆炸的危险场所特别适合 69 系统干线部分的前一部分保护零线是与工作零线共用的 而在某一具体区域按规范要求必须采用TN S方式供电系统 这时可在该用电区域的总配电箱中分出一支保护线 这种系统称为TN C S系统 3 C S系统 70 2 3 TN C系统存在问题及适用条件 存在问题 零线上有不平衡电流 形成设备对地电压 解决办法 尽量平衡 71 2 3 TN C系统存在问题及适用条件 存在问题 一旦零线断线时 则设备外壳带电 单相电器对地电压会接近相电压 易造成触电事故 解决办法 零线中不得单独接开关 熔断器等 加强线路巡查 72 2 3 TN C系统存在问题及适用条件 存在问题 一台设备漏电使外壳电位升高 其危险电压还会蔓延到其它设备上 使危险范围扩大 解决办法 确保保护装置在规定时间内动作 73 2 3 TN C系统存在问题及适用条件 存在问题 上游有漏电保护器时 TN C下游不能再有接地 否则正常的泄漏电流也可能引起漏电保护器动作 74 2 3 TN C系统存在问题及适用条件 存在问题 TN C系统中可能混入TT系统 即个别设备只接地不接零的情况 解决办法 一是加强用电知识宣传 二是凡是外壳需保护的单相用电设备必须采用三孔插座 75 TN C系统中混合TT系统危险性分析 76 2 3 TN C系统存在问题及适用条件 适用条件 用于三相负载基本平衡的场所 无爆炸危险 火灾危险性不大的场所 用电设备较少 用电线路简单且安全条件较好的场所 77 2 4 TN S系统注意事项及适用条件 注意事项 优点 相对于TN C系统 即使工作零线上有不平衡电流 也不会对设备产生对地电压 所以更安全 零线断线后果相比TN C系统较轻 PE断线相当于TT系统中设备外壳未接地的情况 78 2 4 TN S系统注意事项及适用条件 注意事项 优点 与TN C系统相比 TN S系统的干线 或电路上游 装上漏电保护器时 下游的保护线仍可重复接地 79 2 4 TN S系统注意事项及适用条件 注意事项 保护线不许进漏电开关 PE线 N线必须分清 不能混用 用规定的颜色加以区别 单相用电 红 褐 线 相线 L 蓝线 工作零线 N 黄绿相间 保护零线 PE 80 2 4 TN S系统注意事项及适用条件 适用条件 用于有爆炸危险 火灾危险性较大或安全要求较高的场所 建筑工地等 普遍用于工业 民用等低压系统 81 2 5 TN C S系统及适用条件 可部分解决TN C系统存在的问题 如不平衡电流减少 但保护线仍受前部分不平衡电流影响 会产生一定的对地电压 解决办法一是尽量减小前部分的不平衡电流 二是在分支处将保护线重复接地 一旦分支后不能再混用 82 2 5 TN C S系统及适用条件 适用条件 权宜之计 宜用于厂内设有总变电站 厂内低压配