电气安全技术第二章

电气安全技术,第二章触电事故及安全防范技术王玉洁,第二章触电事故及安全防范技术,第一节触电及救治第二节绝缘、屏蔽、安全间距防护第三节保护接地与保护接零第四节漏电保护与特低电压,第一节触电及救治,一、电流对人体的伤害电在造福于人类的同时，也会给人类带来灾难。统计资料表明：在工伤事故中，电气事故占有不少的比例。以建筑施工死亡人数为例2005年全国建筑施工触电死亡人数占其全部事故死亡人数的6.54%。我国约每用1.5亿度电就触电死亡1人，而美、日等国约每用20-40亿度电才触电死亡1人。,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。,触电:人身接触带电体或接近高压带电体，使人身成为电流通路的一部分。人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：电击和电伤。电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。,案例1：某高校电机实验室，一学生带电连线被打倒案例2：某小区一居民家中，热水器漏电，高中生洗澡死亡案例3：某变电所电工在高压配电箱的高压断路器附近打扫卫生时发生触电死亡事故案例4：某小学教师带领学生外出，在下水抢救落水学生时教师死亡，结论是触电事故。,电伤是指电对人体外部造成局部伤害，即由电流的热效应、化学效应、机械效应对人体外部组织或器官的伤害。触电伤亡事故中，纯电伤性质的及带有电伤性质的约占75(电烧伤约占40)。尽管大约85以上的触电死亡事故是电击造成的，但其中大约70的含有电伤成分。对专业电工自身的安全而言，预防电伤具有更加重要的意义。电伤的主要特征有：(1)电烧伤，是电流的热效应造成的伤害。(2)皮肤金属化，是在电弧高温的作用下，金属熔化、汽化，金属微粒渗入皮肤，使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。(3)电烙印，是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。斑痕处皮肤失去原有弹性、色泽，表皮坏死，失去知觉。(4)机械性损伤，是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂、骨折等伤害。(5)电光眼，是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。电弧温度高达8900以上，可造成大面积、大深度的烧伤，甚至烧焦、烧掉四肢及其他部位。大电流通过人体，也可能烘干、烧焦机体组织。高压电弧的烧伤较低压电弧严重，直流电弧的烧伤较工频交流电弧严重。,心室纤维颤动当电流通过神经纤维刺激到肌肉时，肌肉即要收缩。心脏本身具有工作过程所需的电动势，形成心脏各个区域按正确顺序有节奏运动的控制电信号。这个电信号的平均电压为11.6mV，心脏的一个博动周期约为0.75s。当通过人体的触电电流和通过时间超过某个限值时，心脏正常博动的电信号便受到干扰而被打乱。这样，心脏便不能再进行强有力的收缩而出现心肌震动，这就是医学上所称的“心室纤维颤动”。若这种颤动不及时消除，很快会导致心脏停搏，造成死亡。,电击致命原因,心室颤动数秒数分钟（分钟）死亡波前半部（约0.1s）心脏易损（激）区心室颤动，幅值小，频率高（8001000次/每分钟以上），无规则，发生始于T波的前半部。,人的心脏每收缩、扩张一次，中间约有0.1秒间歇，这0.1秒对电流最敏感。如果电流在这一瞬间通过心脏，即使电流很小，（零点几毫安）也会引起心脏震颤；如果电流不在这一瞬间通过，即使电流较大，也不至于引起心脏麻痹。由此可知，如果电流持续时间超过0.1秒，则必然与心脏最敏感的间隙相重合而造成很大的危险。,窒息：窒息缺氧或中枢神经反射室颤。特点:致命时间较长。1020分钟。电休克（昏迷）：由于中枢神经反射造成体内功能障碍，昏迷时间长后的死亡。神经干扰：电流能干扰神经控制（尤其是对心脏和肺的控制），因为神经元的神经控制基于电荷（电流）传递。经历多次触电事故或严重触电事故而幸免于死的人，事实证明会遗留下神经系统疾病。触电电流回路经过心脏时，当电流达到某值，会使人立刻丧失意识。触电的危险程度还取决于个体特征，因人而异，健康情况、健壮程度、性别、年龄。一般女性和小孩触电时比成年男子危险。凡患有心脏病、神经系统疾病或结核病的病人触电时受伤害程度比健康人要严重。,二、影响触电危害程度的因素,1、人体电阻人体电阻因人而异，通常为104105，当角质外层破坏时，则降到8001000。变化范围皮肤表皮最外层角质层其厚度一般不超过0.05-0.2mm，但其电阻率很大，可达1105-1106m。但数十V即可击穿角质层，使人体阻抗急剧下降。除去角质层，干燥的情况下，人体电阻：1000-3000；影响因素电气参数：U（接触电压）RP，IRP,人体阻抗等值电路RS1、RS2皮肤电阻（皮肤外面的电极与真皮之间的电阻）CS1、CS2皮肤电容（皮肤外面的电极与真皮之间的电容，数PF数F），Ri体内电阻皮肤干燥的电阻大，通过的电流小；皮肤潮湿电阻小，通过的电流就大，危害也大。,不同条件下的人体电阻（）,2.触电电流强度人体允许的安全工频电流:电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。工频危险电流:50mA流过身体的电流，以毫安计量。它取决于外加电压以及电流进入和流出身体两点间的人身阻抗。流过身体的电流越大，人身体的生理反映越强烈，生命危险性就越大。实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。安全电流：人触电后，流经人体而不会造成生命危险的电流值。交流安全电流为30毫安。,3.电流路径心脏、肺脏、中枢神经和脊髓等都是容易伤害的人体器官，因此，电流流经身体的途径，以胸部至手、手至脚最为危险。电流通过人体头部，会使人立即昏迷，电流如果通过脊髓会使人半截肢体瘫痪，电流通过心脏，呼吸系统和中枢神经，会引起神经失常或引起心脏停止跳动，中断全身血液循环，造成死亡。因此，从手到脚的电流途径最为危险。其次，是手到手的电流途径，再次是脚到脚的电流途径。,电流对人体的危害,电流值（工频）感知电流引起感觉的最小电流。如轻微针刺，发麻。平均（概率50%），男：1.1mA；女：0.7mA摆脱电流能自主摆脱带电体的最大电流。平均（概率50%），男：16mA；女：10.5mA最低（概率0.5%），男：9mA；女：6mA室颤电流引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。I颤50mA适用于当1st5s时；I颤50/tmA适用于当0.01st1s时。,4.电流通过人体的持续时间电流通过人体的持续时间，以毫秒计量。人体通电时间越久,共体阻搞因出汗等而下降，导致电流增大，后果严重。另一方面，人的一个心脏搏动周期（约为750毫升）中，有一个100毫秒的易损伤期，这段时间对电伤期相重全而造成很大的危险。通过人体交流电流与时间乘积的安全值为30毫安秒。,通过大量的动物试验和研究表明，引起心室颤动不仅与通过人体的电流有关，而且与电流在人体中持续的时间（t）有关，即由通过人体的安全电量Q=It来确定，一般为50mAs。当电流不大于50mA，电流持续时间在ls以内时，一般不会发生心室颤动。但如果按照50mAs控制，当通电时间很短而通人电流较大时（例如500mA0.1s），仍然会有引发心室颤动的危险。虽然低于50mAs不会发生触电致死的后果，但也会导致触电者失去知觉或发生二次伤害事故。实践证明，用30mAs作为电击保护装置的动作特性，无论从使用的安全性还是制造方面来说都比较合适，与50mAs相比较有167倍的安全率（K=50/30=1.67）。可以看出，即使电流达到100mA，只要漏电保护器在0.3s之内动作并切断电源，人体尚不会引起致命的危险。故30mAs这个限值也成为漏电保护器产品的选用依据。,5.触电电压触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。高电压会致人死命，这是确凿无疑的。当人体接触到1千伏左右的高压导线时，就会触电致死。所以在高压电设备附近都有“高压危险、请勿靠近”的字样。但是不能因此得出结论，高压会致人死命，而低压不会致人死命。安全电压：人触电时，不会造成生命危险的电压值。安全电压值的规定，各国有所不同。如荷兰和瑞典为24伏；美国为40伏；法国交流为24伏；直流为50伏；波兰、捷克斯洛伐克为50伏。我国根据具体环境条件的不同，安全电压值规定为：在无高度触电危险的建筑物中为65伏；在有高触电危险的建筑物中为36伏；在有特别触电危险的建筑物中为12伏。,人在游泳池、水槽或水池中，人体大部分浸入水里，皮肤完全浸透，这时基本上为体内阻抗500，同时考虑有导致溺死的二次事故的危险，所以允许通过人体的电流应为摆脱阈值，这样，允许的接触电压为0015005V，这与GB38083中规定的安全电压6V相近。如果在不考虑导致二次事故的场所，则可采用12V的允许接触电压。,摆脱电流与频率的关系,三.触电特点、触电形式及触电事故规律,1.电源中性点接地的单相触电,通过人体电流:,式中:UP:电源相电压(220V)Ro:接地电阻4Rb:人体电阻1000,这时人体处于相电压下，危险较大。,2.电源中性点不接地系统的单相触电,人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻R的大小。若输电线绝缘良好，绝缘电阻R较大，对人体的危害性就减小。,R,但导线与地面间的绝缘可能不良(R较小)，甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。,3.双相触电,双相触电,触电后果更为严重,通过人体的电流：,这时人体处于线电压下,Ib,4、接触电势、接触电压、跨步电势和跨步电压,当接地短路电流流过接地装置时，大地表面形成分布电位，在地表面上离设备水平距离为0.8米处与沿设备外壳、构架或墙壁垂直距离1.8米处两点间的电位差，称为接触电势。人体接触该两点时所承受的电压，称为接触电压。接地网网孔中心对接地网接地体的最大电位差，称为最大接触电势，人体接触该两点时所承受的电压，称为最大接触电压。地面上水平距离为0.8米的两点间的电位差，称为跨步电势。人体两脚接触该两点时所承受的电压，称为跨步电压；接地网外的地面上水平距离0.8米处对接地网边缘接地体的电位差，称为最大跨步电势，人体两脚接触该两点时所承受的电压，称为最大跨步电压。,5.触电事故的原因1)违章操作(1)违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成维修人员触电。(2)违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的带电部分。(3)带电移动电器设备。(4)用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。(5)违章救护他人触电，造成救护者一起触电。(6)对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。,2)施工不规范,(1)误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接反使机壳带电。(2)插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。(3)照明电路的中线接触不良或安装保险，造成中线断开，导致家电损坏。(4)照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。(5)随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。(6)施工中未对电气设备进行接地保护处理。,3)产品质量不合格(1)电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和触电。(2)带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人员触电。(3)产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很低，容易造成触电。(4)生产工艺粗制滥造。(5)电热器具使用塑料电源线。4)偶然条件电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。,6、触电特点与规律,(1)触电事故的季节性。触电事故多发生在49月份，而以6、7、8月为最，其原因是夏季气候潮湿，多雨，电气设备的绝缘性能下降，人身因天气潮湿多汗，人体电阻降低。(2)触电事故多发生在1000V以下的交流设备上。低压设备应用广泛，接触低压设备的人多。多种情况下是触及点不带电，偶尔因某种原因带电，大多是设备设计安装有缺陷，运行不合理、保护装置不完善等原因。,(3)触电事故多发生在非专职人员或新参加工作人员身上。非专职人员缺乏电的知识和安全用电常识。因此，加强安全用电知识普及教育尤有必要。(4)触电事故与工作环境有一定的关系。一般来讲，建筑、矿业、冶金、机械作业，接触强电的机会比较多，触电的可能性增大。所以，对这些行业更应加强教育，防止发生事故。(5)农村触电事故多。主要是由于农村用电设备简陋、人员技术水平低、管理不严所造成。,四、触电救治,在一般情况下，触电事故发生的都比较突然。触电者往往难以自己摆脱电源，以及抢救人员又不能及时、正确地进行现场抢救等，造成目前触电急救的成功率还不高。1.关闭电源的总开关。切勿试图关上那件电器用具的开关，因为可能正是该开关漏电。如果触电者靠近高压电，一定要保持在一定距离以外，不要盲目施救，应尽快打电话通知供电部门和医院。2若无法关上开关，可站在绝缘物上，如一叠厚报纸、塑料布、木板之类，用扫帚或木椅等将伤者拨离电源，或是用绳子、裤子或任何干布条绕过伤者腋下或腿部，把伤者拖离电源。切勿用手触及伤者，也不要用潮湿的工具或金属物质把伤者拨开，例如湿毛巾，这样会导致救助者遭到电击。（话剧雷雨中的悲剧）,3如果患者呼吸心跳停止，要立即进行人工呼吸和胸外心脏按压。4若伤者曾经昏迷、身体遭烧伤，或感到不适，必须打电话叫救护车，或立即送伤者往医院急救。告诉院方人员伤者触电的时间有多久。另外，记住遇到触电的情形千万莫慌张，一边采取以上所列的紧急救护措施，一边要打急救电话，不要耽误时间。注意：在进行现场抢救时，绝不能采取泼冷水、土埋、刺人中或用铁器压触电者的身躯等错误做法；更不能用导线绑在触电者肢体上去“放电”或采用封建迷信的方法。那样，只会加重对触电者的伤害，并延误抢救伤员、挽救生命的时机。,五、防止触电的保护措施,根据触电的原因不同，对触电所采取的防触电措施也分为：直接接触保护相间接接触保护。直接接触保护一般可采用绝缘、防护罩、围栏、安全距离等措施；间接接触保护一般可采用保护接地（接零）、保护切断、漏电保护器等措施。,1.使用安全电压按照人体的最小电阻和工频致命电流可求得人体的危险电压为(8001000欧姆)(3050mA)=2450V根据生产现场情况，在不宜使用380220伏电压的场所，应使用1236伏的安全电压。2.保证电气设备的安装质量；装设保护接地装置；在电气设备的带电部位安装防护罩或将其装在不易触及的地点，或者采用联锁装置。3.加强用电管理，建立健全安全工作规程和制度，并严格执行。,4.使用、维护、检修电气设备，严格遵守有关安全规程和操作规程。5.尽量不进行带电作业，特别在危险场所（如高温、潮湿地点），严禁带电工作；必须带电工作时，应使用各种安全防护工具，如使用绝缘棒、绝缘钳和必要的仪表，戴绝缘手套，穿绝缘靴等，并设专人监护。6.对各种电气设备按规定进行定期检查，如发现绝缘损坏、漏电和其他故障，应及时处理；对不能修复的设备，不可使用其带“病”进行，应予以更换。7.禁止非电工人员乱装乱拆电气设备，更不得乱接导线。,8.加强技术培训，普及安全用电知识，开展以预防为主的反事故演习。9.绝缘保护（1）外壳绝缘（2）场地绝缘（3）变压器隔离10.保护措施（1）保护接地（2）保护接零（3）漏电保护器,第二节绝缘、屏蔽、安全间距防护,一、绝缘防护绝缘：用不导电的材料将带电体隔离或包裹起来，以对触电起保护作用的一种安全措施。绝缘通常分为气体绝缘、液体绝缘、固体绝缘三类。其中，固体绝缘是广泛使用的一种可靠绝缘物质。1、绝缘材料的电气性能主要为：导电性、节电性、绝缘强度等，分别以绝缘电阻率、相对介电常数、击穿强度等参数表示。绝缘电阻率：此值越大，绝缘电阻越大介电常数：又称相对电容率，反映永某一物质作为电介质时的电容与其为真空时电容的比值。受温湿度等的影响。击穿强度：绝缘材料长期承受、不发生击穿的能力。,2、绝缘种类基本绝缘：保证电气设备正常工作和防止触电的绝缘。又称工作绝缘位于带电体与不可触及金属件之间。附加绝缘：又称保护绝缘，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：对基本绝缘进行改进后增强绝缘能力的绝缘。在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。,二、外壳防护及选择1、电气设备触电防护分类共有五类：0类指用基本绝缘作为防护的设备；类指还需要加保护接地措施作为防护的设备；类指还需要附加绝缘作为防护的设备；类指用特低电压保证安全的设备；0类指任何部件都是基本绝缘并装有接地端子的设备。2、电气设备外壳防护及选择分为对固体异物进入防护、水进入防护两种。应根据安装使用场所进行选择。,三、屏障防护与安全标识1、屏障防护屏障防护是用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体与外界隔离开的措施。2、安全标识用统一的颜色表示禁止、警告、指示、题诗等含义。国家规定的安全色有：红、蓝、黄、绿四种颜色。,一般采用的安全色有以下几种：1、红色-用来标志禁止、停止和消防，如信号灯、信号旗、机器上的紧急停机按钮等都是用红色来表示“禁止”的信息。如：禁止启动禁止合闸禁止触摸2、黄色-用来标志注意危险。如“当心触电”、“注意安全”、“当心电缆”等。3、绿色-用来标志安全无事。如“在此工作”等。4、蓝色-用来标志强制执行。如“必须带安全帽”、“必须带防护手套”等。5、黑色-用来标志图像、文字符号和警告标志的几何图形。,四、安全间距安全间距是为保证人身与设备安全所设置的距离。包括人与带电体之间、设备之间、设备与地之间等的距离。,第三节保护接地与保护接零,为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工作接地、保护接地和保护接零。一、保护接地保护接地是最古老的电气安全措施。保护接地是将电气设备中正常运行时不带电、而在绝缘损坏时有可能带电的金属外壳、构件等与接地装置作良好的电气连接，以防止间接接触电击的基本安全技术措施。,1.工作接地,工作接地：是为保证电力系统正常工作而设置的接地，例如中性点接地。目的：（1）降低触电电压（2）迅速切断故障在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故障点。（3）降低电气设备对地的绝缘水平,2.保护接地,当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电,当人触及外壳,接地电流Ie将经过人体入地后,再经其它两相对地绝缘电阻R及分布电容C回到电源。当R值较低、C较大时，Ib将达到或超过危险值。,保护接地：将电气设备的金属外壳(正常情况下是不带电的)接地。用于中性点不接地的低压系统,Rb与Ro并联，且RbRo通过人体的电流可减小到安全值以内。,电气设备外壳有保护接地时,通过人体的电流：,利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。,分布电容,二、保护接零（用于380V/220V三相四线制系统）将电气设备的外壳可靠地接到零线上。,PE(保护零线),三、等电位连接,为了保证人身安全，将有可能带电伤人或损坏设备的金属导电体相互连接，消除或降低相互间的电位差的连接方式叫等电位连接。分为总等电位连接、局部等电位连接、辅助等电位连接等。,第