爆炸危险环境电气安全知识课件(2课时)

爆炸危险环境电气安全知识,韩华彬2010.08,主要内容,爆炸的概念及防爆区域的划分电气设备的防爆方法静电防护防电磁辐射防雷、电气灭火电气安全管理,爆炸危险环境电气安全知识,爆炸危险环境电气安全知识,爆炸的概念,爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。,爆炸必须的三要素,可燃物氧气点火源,当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。,爆炸危险环境电气安全知识,爆炸性物质,能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。,氧气:空气,点燃源,明火、电气火花、机械火花、静电火花、雷电火花、高温、化学反应、光能等,最小引爆火花能量甲烷0.280mJ丙烷0.180mJ乙烯0.060mJ氢气0.019mJ,爆炸危险环境电气安全知识,爆炸危险区或的划分,0区：在正常情况下,爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所1区：在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现的场所2区：在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出现,仅仅在不正常情况下,偶尔或短时间出现的场所10区：粉尘或纤维在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续,短时间频繁地出现或长时间存在的场所11区：在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现,仅仅在不正常情况下,偶尔或短时间出现的场所,爆炸危险环境电气安全知识,电气设备的防爆方法,1隔爆型dGB3836.2隔离存在的点火源Zone1,Zone2增安型eGB3836.3设法防止产生点火源Zone1,Zone23本安型iaGB3836.4限制点火源的能量Zone0-24正压型pGB3836.5危险物质与点火源隔开Zone1,Zone25充油型oGB3836.6危险物质与点火源隔开Zone1,Zone26充砂型qGB3836.7危险物质与点火源隔开Zone1,Zone27无火花型nGB3836.8设法防止产生点火源Zone28浇封型mGB3836.9设法防止产生点火源Zone1,Zone29气密型hGB3836.10设法防止产生点火源Zone1,Zone2,2电气事故,2.1电气事故的类型,触电事故雷击事故静电事故电磁辐射事故电路故障,2电气事故,2.2电路故障,电路故障：是由电能传递、分配、转换失去控制或电气元件损坏造成的。包括断线、短路、接地、漏电、误合闸、电气设备损坏。特点：电气线路或电气设备故障可能发展为事故，并影响到人身安全。,2电气事故,2.3电气事故的后果,火灾爆炸设备损坏人身伤害,3触电事故,3.1触电事故的类型,电伤（外伤）电灼伤皮肤金属化电烙印机械损伤电光眼,电击（内伤）分直接电击与间接电击单线电击两线电击跨步电压电击,由电流形式的电能造成的事故。,3.1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,3.1电击的类型,对地电压、接触电压和跨步电压,跨步电压电击,3触电事故,3.2电击的特点,电流直接作用于人体。特点：伤害内部致命电流小无明显痕迹,无预兆迅速降低防卫能力急救困难,3触电事故,3.2触电事故的特点,分布规律违章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1/2,3.2触电事故的特点,分布规律,1）季节性明显，69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；,3.3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。,3.4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,3.5人体电阻,在干燥、电流途径从左手到右手、接触面积50100cm2的条件下,人体电阻()见下表。,3.5人体电阻,与皮肤状态有关。干燥：10003000，潮湿：500800。,3.6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,4防雷,4.1雷电事故,雷电：是大自然分离和积累的电荷放电现象。特点：雷电放电具有电流大电压高的特点，有极大的破坏力。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。,4防雷,4.1雷电事故,雷电：当带有不同电荷的雷云接近，电场强度超过2530KV/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（直径可达20cm10m）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%）,4防雷,4.1雷电事故,雷电的特点：电流幅值大（10102KA）冲击过电压高（102103KV）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,4.1雷电事故,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。,4.1雷电事故,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：具有重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；,4防雷,4.2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。,4.2防雷装置,避雷针的保护范围,任意高度hx上的保护半径Rx为：Rx=(h-hx)K当hxh/2时Rx=(1.5h-2hx)K当hxh/2时,其中K为高度影响系数,h30m时，K=1；30h120m时，K=5.5/h,4.3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0.50.8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。,4.3防雷措施,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，以及突出屋面的放散管、风管等金属物件与防雷电感应的接地装置相连。屋面结构钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路。为了防止电磁感应，平行敷设的管道、构架、电缆相距不到100mm时，须用金属线跨接；跨接点之间的距离不应超过30m；交叉相距不到100mm时，交叉处也应用金属线跨接。,4.3防雷措施,雷电侵入防护：,安装避雷器。采用直接埋地电缆供电，在进户处将电缆的金属外皮接地。无条件时可在电缆与架空线换杆处加装一组阀型避雷器。在管道进户处以及邻近的100米内，采取14处接地措施。,4.3防雷措施,人身防雷：,雷爆时尽量少在户外逗留，最好穿不透水的塑料雨衣，可在汽车、船只或有防雷保护的建筑物内躲避；离开墙壁或树木8米以上、离开小山、或隆起的小道；尽量离开海滨、湖滨、河边、池旁、铁丝网、旗杆、烟囱、宝塔、金属晒衣绳、以及无防雷保护的小建筑物；在户内尽量离开电源线、电话线、电视机天线、以及与其相连的设备1.5米以上；关闭门窗，以防雷球进入。,5静电防护,5.1静电事故,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。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。静电可以导致电击、火灾、爆炸或影响产品质量。建议：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。,5静电防护,5.1静电事故,静电：由不同物质相互摩擦而产生的电子转移所造成。物质的静电序列：（+）玻璃头发尼龙羊毛人造纤维绸醋酸人造丝奥纶纸黑橡胶维尼纶沙纶聚酯纤维电石聚乙烯可耐可龙赛璐珞玻璃纸聚氯乙烯聚四氟乙烯（-）（+）石棉玻璃云母羊毛毛皮铅镉锌铝铁铜镍银金铂（-）,5静电防护,5.2防静电措施,5.2.1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。,5静电防护,5.2防静电措施,5.2.2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。,5静电防护,5.2防静电措施,5.2.3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5.2.4增湿5.2.5采用抗静电添加剂5.2.6采用静电中和器,6电磁辐射防护,6.1电磁辐射事故,电磁辐射：是由电磁场的能量造成。主要是高频电磁场。危害：通过电磁波的照射对人体造成伤害；通过电磁感应产生数百伏的感应电压，导致过电压、产生电击，或使邻近导体之间产生火花放电；干扰无线电通讯、影响电子装置的正常工作等。,6电磁辐射防护,6.1电磁辐射事故,人身伤害的症状：头痛、头晕、乏力、睡眠不好、记忆力减退；植物神经功能失调症，如多汗、食欲不振、心悸等；脱发、视力减退、白内障、伸直手臂时手指轻微颤动、皮肤划痕异常、男性性功能减退、女性月经失调；心血管系统症状，如：心动过速或过缓、血压升高或降低、心悸、心区有压迫感、心区疼痛等。特点：电磁波对人体的伤害具有滞后性和累积性，并可能通过遗传因子影响到后代。,6电磁辐射防护,6.1电磁辐射事故,伤害特点：对人体产生功能性改变。所产生的症状一般在脱离接触后数周之内可消失。但在高强度、长时间作用下症状不易或不能恢复；并可能通过遗传因子影响到后代。电磁波对人体的伤害具有滞后性和累积性，伤害是逐渐加重的、病情是逐渐发展的，一般没有突变过程。,6电磁辐射防护,6.2电磁场安全标准,国家标准：电磁辐射防护规定（GB8702-87）、环境电磁波卫生标准（GB9175-88）、作业场所微波辐射卫生标准（GB10436-89）、作业场所超高频辐射卫生标准（GB10437-89）等。1天8小时连续辐射时，不应超过38微瓦/厘米2；1天总量不超过300微瓦时/厘米2；需要在大于1毫瓦/厘米2的环境中工作时，必须使用个人防护用品；但1天总辐射量不得超过300微瓦时/厘米2；一般不允许在5毫瓦/厘米2的环境中工作。,6电磁辐射防护,6.3电磁辐射防护,认识、检测、屏蔽、个体防护、轮换等。,7电气防火防爆,7.1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；,7.1危险场所分级,各类爆炸性气体分组,7.1危险场所分级,危险场所分级,7电气防火防爆,7.2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；,7电气防火防爆,7.3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；,7电气防火防爆,7.4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,7电气防火防爆,7.4电气灭火,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；,7电气防火防爆,7.5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；,8电气安全管理,8.1安全组织管理,管理机构和管理人员；规章制度；安全检查；安全教育与培训；安全资料；安全评价；科研成果和新标准、新技术应用。,8电气安全管理,8.2检修安全措施,工作票制度明确检修、供电方相关人员、工作内容、范围、时间期限、安全注意事项、安全措施、工作交接过程等细节；工作负责人必须始终在场，认真监护，防止意外事故发生；,8电气安全管理,8.2检修安全措施,停电检修安全措施停电：切断所有电源，并防止误合闸和其他突然来电；验电：无论是否有显示均应采用恰当验器验电；放电：采用专用线或设备进行线与地、线与线之间放电；装设临时接地线：注意装、拆顺序；装设遮栏：使工作人员与带电体保持一定距离；悬挂警示牌：,8电气安全管理,8.2检修安全措施,不停电检修安全措施设专人监护，用好绝缘工具和防护用品；必须保证足够的安全距离和带电体只在检修者的一侧；使用经过检查和试验的工具；检修人员应经过严格训练；严格遵守安全操作规程；,9触电防护,9.1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16V，直流电压限值为35V。我国规定工频有效值42V、36V、24V、12V和6V为安全电压的额定值。,9触电防护,9.1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）,9触电防护,9.2电流对人体作用的影响因素,9触电防护,9.3电流对人体作用的影响程度,9.4电流对人体作用的影响因素,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。,9触电防护,9触电防护,9.5.1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。,9触电防护,9.5.2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。,9触电防护,9.5.3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。,9触电防护,9.5.4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,9触电防护,9.5.5绝缘电阻的测量,绝缘电阻用兆欧表测量。表上有标有接地、电路和屏蔽G三个接线柱，如右图所示。,9触电防护,9.5.6绝缘电阻的测量,为了保证安全，测量前、测量后都应断电放电，放电时间不短于23分钟。B摇把的转速由慢到快，最后稳定在每分钟120转左右，表针指示的数值就是所测得的绝缘电阻值。C测试过程中，若表针指向“0”位，表明被测件绝缘损坏，应停止转动摇把，以防损坏摇表。,9触电防护,9.5.7不导电环境,指地板和墙都用不导电材料制成的场所。这种场所必须满足以下要求。电压500伏以下者，地板和墙每一点的电阻不应低于50，电压500伏以上者不应低于100。保持间距或设置屏障，防止人体在工作绝缘损坏后同时触及不同电位的带电体。,9触电防护,9.6.1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,9触电防护,9.6.2屏护,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,9触电防护,9.7.1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。,9触电防护,9.7.2间距,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6米。,9触电防护,9.7.3间距,(单位：m),9触电防护,9.7.4间距,设备间距变压器与四壁的间距应大于0.61.0米；一般开关设备安装高度为1.31.5米；拉线开关高度可取3米；明装插座离地面高度可取0.31.5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、2035KV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。,9触电防护,9.8.1电气隔离,电气隔离是指工作回路与其他回路实现电气上的隔离。一般采用电压比为1:1的变压器来实现电气隔离。,9触电防护,9.8.2电气隔离,电气隔离安全原理：I=U/(Rr+Z)；Ur=URr/(Rr+Z),9触电防护,9.8.3电气隔离的条件,变压器原、副边之间有加强绝缘；副边保持独立；副边线路要求：电压U500伏，长度L200米，或电压与长度的乘积UL100000伏米；等电位连接(即各设备的金属外壳互相用导线连通)。,9触电防护,9.9.1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。,9触电防护,9.9.2保护接地,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RbRr，可视为：Ud=3URb/|3Rr+Z|因为RrZ，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。,9触电防护,9.9.3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：UrRbU/(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。,9触电防护,9.9.4保护接零,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。,9触电防护,9.9.5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,9触电防护,9.9.6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,9触电防护,9.9.7接地与接零,4.6.3重复接地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。,9触电防护,9.9.9接地装置,由接地体和接地线(网)组成人工接地体发电厂和变电所必须有。,垂直接地体的布置,接地体,9触电防护,9.9.10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)；套管；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。,9触电防护,9.9.11接地装置,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；暖气管道等各种金属管道。,9触电防护,9.9.12接地装置,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