第8章-安全用电知识(上)

第八章 安全用电知识第一节 电流对人体的危害一、电流对人体的伤害电能可能对人体构成多种伤害。在电能对人体的伤害中，触电事故最为基本。越来越多的事实证明，发生触电事故时，电流比电压对人体的效应更具有直接性。电流对人体的伤害就是通常所说的触电，是电流的能量直接作用于人体或转换成其他形式的能量作用于人体造成的伤害。触电与其他一些伤害不同，伤害往往发生在瞬息之间，人体一旦受到电击后，防卫能力迅速降低。这些特点都增加了电流对人体的伤害危险性。1.触电的种类根据伤害后果的不同和电能施加于人体方式的不同，触电可分为电击和电伤。(1)电击电击是指电流通过人体内部直接造成对内部组织的伤害。1）特点主要伤害部位在心、肺、中枢神经等重要部位；数十毫安的工频电流即可使人造成致命的伤害；电击伤害一般不在人体表面留下明显的伤痕；电击是全身伤害。2）种类按照发生电击时电气设备的状态分类。a.直接接触电击（直接接触触电）是指人体触及正常运行的设备或线路的带电体造成的触电事故。b.间接接触电击（间接接触触电）是指设备或线路发生故障时，人体触及正常情况下不带电而故障时意外带电的导体而造成的触电事故。按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径分类。a.单线电击（单相触电）单相触电是指人体在地面或其他接地导体上，人体其他某一部位触及一相带电体的触电事故。大部分触电事故都是单相触电事故。单相触电事故的危险程度与电网运行方式有关。如图8-1（a）所示。b.两线电击（两相触电）两相触电是指人体两外同时触及两相带电体造成的触电事故。两相触电的危险性一般是比较大的。漏电保护装置对两相触电是起不到保护作用的。如图8-1(b)所示。c.跨步电压触电跨步电压触电是指人在接地点附近，由两脚之间的电压差引起的触电事故。高压故障接地外，或有大电流（如雷电）流过的接地装置装置附近都可能出现较高的跨步电压。如图8-1（c）所示。图8-1 电击的种类d接触电压在日常生活中除了要防止直接触电和因设备漏电而造成的人身触电危险外，还需防止接地装置在流过接地电流时所呈现的电位。在发生接地故障时，人体接触漏电故障设备的外壳，人体站立处距故障点的距离为0.8m时，人体所接触的两点（一般是手和脚）之间所呈现的电位差，叫做接触电压。不论是接触电压还是跨步电压，当其数值达到危险程度，同样会造成触电事故。一般在危险场所，人体的接触电压应小于10V，而跨步电压不超过20V，大部分触电死亡事故都是电击造成的。通常说的触电事故基本上是指电击而言。(2)电伤电伤是指由电流的热效应、化学效应、机械效应等造成对人体表面的局部伤害。1）特点电伤的直接原因是电能转换为其他形式的能量作用于人体。它的特点是：造成电伤的电流比较大；会在机体表面留下明显的伤痕；伤害属局部伤害，可能深人体内。2）种类电烧伤电烧伤是电流的热效应造成的伤害，分为电流灼伤和电弧烧伤。电流灼伤是人体与带电体接触1电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。电流灼伤一般发生在低压设备或低压线路上。电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。前者是带电体与人体之间发生电弧，有电流流过人体的烧伤；后者是电弧发生在人体附近对人体的烧伤，包含熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。直接电弧烧伤是与电击同时发生的。电弧温度高达8000以上，可造成大面积、大深度的烧灼，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。发生直接电弧烧伤时，电流进、出口烧伤最为严重，体内也会受到烧伤。与电击不同的是，电弧烧伤都会在人体表面留下明显痕迹，而且致命电流较大。电烙印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。皮肤金属化皮肤金属化是在电弧高温的作用下，金属熔化、气化，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。机械性损伤机械性损伤是电流作用于人体时，由于中枢神经反射、肌肉强烈收缩、体内液体汽化等作用导致的机体组织断裂、骨折等伤害。电光眼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。电光眼表现为角膜炎或结膜炎。2.电流作用机理和征象电流通过人体时破坏人体内细胞的正常工作，主要表现为生物学效应。电流的生物学效应主要表现为使人体产生刺激和兴奋行为，使人体活的组织发生变异，从一种状态变为另外一种状态。电流通过肌肉组织，引起肌肉收缩。应当指出，电流对肌体除直接起作用外，还可能通过中枢神经系统起作用。由于电流引起细胞激动，产生脉冲形式的神经兴奋波，当这兴奋波迅速地传到中枢神经系统后，后者即发出不同的指令，使人体各部作相应的反应。因此，当人体触及带电体时，一些没有电流通过的部位也可能受到刺激，发生强烈的反应，重要器官的工作可能受到破坏。在活的机体上，特别是肌肉和神经系统，有微弱的生物电存在。如果引人局外电流，生物电的正常规律将受到破坏，人体也将受到不同程度的伤害。主要表现在：由于电流的热效应，电流所经过的血管、神经、心脏、大脑等器官将因为热量增加而导致功能障碍。会引起机体内液体物质发生离解、分解，导致破坏，会使机体各种组织产生蒸汽，乃至发生剥离、断裂等严重破坏，会引禅麻感、针刺感、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。数安培以上的电流通过人体，还可能导致严重的烧伤。3.影响电流对人体伤害程度的因素大量的动物试验及触电事故案例分析表明：当电流通过人体内部时，其对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、人体电阻、电流种类及人体状况等多种因素有关，而各因素之间又有着十分密切的联系。(1)伤害程度与电流大小的关系通过人体的电流越大，生理反应越明显，人体感觉越强烈，致命的危险性就越大。根据通过人体的电流大小不同，人体呈现不同的反应状态，将触电电流分成感知电流、摆脱电流、室颤电流三级。1)感知电流和感知阀值感知电流是指引起人体感觉的最小电流。感知阀值是感知电流的最小值。实验证明，对于不同的人，感知电流和感知阀值都不相同。成年男性平均感知电流为1. 1mA，成年女性平均感知电流为0. 7mA，感知阀值定为0. 5mA。感知电流一般不会对人体构成伤害，但当电流增大时，感觉增强，反应加剧，可能导致坠落等二次事故。2)摆脱电流和摆脱阀值通过人体的电流超过感知电流时，肌肉收缩增加，刺痛感觉增强，感觉部位扩展。当电流增大到一定程度时，由于中枢神经反射和肌肉收缩、痉挛，触电人将不能自行摆脱带电体。在一定概率下，人触电后能自行摆脱带电体的最大电流称为该概率下的摆脱电流。摆脱阀值是摆脱电流的最小值。成年男子的平均摆脱电流为16mA，成年女子的平均摆脱电流为10. 5mA；成年男子的摆脱阀值为9mA，成年女子的摆脱阀值为6mA，摆脱带电体的能力是随着触电时间的延长而减弱的，一旦触电后不能摆脱电源，就会产生严重的后果。可以认为，摆脱电流是有较大危险的界限，它与个体生理特征、电极形状、电极尺寸等因素有关。3)室颤电流和室颤阀值室颤电流是指通过人体引起心室颤抖的电流。室颤阀值是室颤电流的最小值。致命电流是指在较短时间内危及生命的最小电流。在电流不超过数百毫安的情况下，电击致死的主要原因是电流引起心室颤动或窒息造成的。因此，可以认为引起心室颤动的电流即是致命电流。心室颤动是心室每秒400600次以上的纤维性颤动，可造成血液循环的终止，危及生命。(2)伤害程度与通电时间的关系通电时间越长，越容易引起心室颤动，电击危险性也越大。其原因如下。1)通电时间越长，.能量的积累增加，引起心室颤动的电流减小。当通电时间在0.015s范围内时，心室颤动电流和通电时间的关系可用下式表达。式中 I引起心室心室颤动的电流，mA； t通电时间，s。心室颤动电流与时间的关系也可用下式表达。 当t1s时，I=50 mA 当t1s时，I=50/t mA2)通电时间短促时，只在心脏搏动的特定时刻才能引起心室颤动。因此。通电时间越长，与该时刻重合的可能性越大，心室颤动的可能性越大，亦即电击的危险性也越大。3)通电时间越长，人体电阻因出汗等原因而降低，导致通过人体的电流进一步增加，电击危险也随之增加。(3)伤害程度与电流种类的关系不同种类的电流对人体伤害的构成不同，危险程度也不同，但各种电流对人体都有致命危险。就电击而言，工频电流对人体的伤害大于直流电流和高频电流对人体的伤害。工频电流、直流、10Hz高频电流对人体作用的比较见表8-1。表8-1 电流对人体作用的比较（单位：mA）项 目工频电流直流电流104Hz高频电流平均感知阀值男女1.10.75.23.5128平均摆脱阀值男女1610.576517550室颤阀值（1s）50200(4)伤害程度与电流途径的关系电流作用于人体，没有绝对安全的途径。1）电流通过心脏会引起心室颤动，促使心脏停止跳动，中断血液循环，导致死亡。2）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。3）电流通过脊髓，可导致半截肢体瘫痪。4）从左手到胸部，电流途径也短，是最危险的电流途径；从手到手，电流也途径心脏，因此也是很危险的电流途径；从脚到脚的电流是危险性较小的电流途经、但可能因痉挛而摔倒，导致电流通过全身或摔伤、坠落等二次事故。(5)伤害程度与人体状况的关系人体条件的不同，不同的人对电流的敏感程度，以及不同的人在遭受同样电流的电击时其危险程度都不完全相同。1）电流作用于人体时，女性的危险性较男性大，女性对电流较男性敏感。女性感知电流和摆脱电流约比男性低1/3。2）儿童的危险性较成人大。3）体弱多病者的危险性较健壮者大。4）体重小的危险性一般较体重大的大。3.电磁场对人体的伤害在交流电流的周围,存在着相互作用相互依存的交变电场和磁场,这就是电磁场。电磁场以电磁波的形式向四周空间辐射。按照频率的不同，电磁场分为高频（含超高频和特高频）和低频电磁场。高频电磁场指频率在300 Hz以下，波长在lm以上的感应场。从安全角度考虑，高频电磁场比工频电磁场具有更加重要的意义。因此，本节主要讨论高频电磁场对人体造成的伤害及其防护技术。(1)高频电磁场伤害1)电磁场对人体的伤害在一定强度的高频电磁场照射下，人体所受到的伤害主要是中枢神经系统功能失调。表现为神经衰弱症候群，如头晕、记忆力减退、睡眠不好（多梦、失眠等）、头痛、乏力等症状。还表现为植物神经功能失调，如多汗、食欲不振、心悸等症状。此外，还发现部分受高频照射的人有脱发、伸直手臂时手指轻微颤抖、皮肤划痕异常、视力减退、男性性功能减退、女性月经失调等症状，还发现有某些心血管系统异常的情况。在超高频和特高频电磁场的照射下，除神经衰弱症状加重外，植物神经功能严重失调，主要表现为心血管系统症状比较明显，如心动过缓或心动过速、血压升高或血压降低、心悸、心区有压迫感、心区疼痛等。这时，心龟图、脑电图、脑血流图也有某些异常反应。特高频电磁场可能损伤眼睛，导致白内障。体受到电磁场的严重损害后，可能出现皮肤苍白、心区压缩性疼痛、恐怖、寒战，甚至短时间内失去知觉等症状。电磁场对人体的作用主要是功能性改变。所产生的症状飞般在脱离接触后数周之内就可消失；但在高强度、长时间的作用下，有的症状可能持续较久，不容易恢复或不能恢复；甚至可能通过遗传因子影响到后代的健康。电磁场对人体的作用有滞后性，即人在受到伤害后经过一段时间才有症状表现出来。伤害是逐渐加重的，病情是逐渐发展的，一般没有突变过程。330kV以上超高压的高强度工频电磁场也会使人健康变坏，使人有疲倦、乏力、睡眠不好、心区疼痛等症状。但也有异常反应不明显的。调查表明，由恒定电荷产生的高压静电场，当电场强度为每米数千伏时，誉未发现对人体有不良影响。2)高频电磁场伤害机理在高频电磁场作用下，人体内的生物反应是由于吸收电磁场能量引起的、从事高频作业时，直接对人体的伤害往往不是高频电流本身，而是电磁辐射作用的结果。人体吸收辐射能量，在体内转化为热量，产生生物反应。人体内有极性分子，也有非极性分子。极性分子在电场作用下，正、负电荷向相反方向运动而极化。在交变极化和取向的过程中都会由于碰撞和摩擦而产生热量。机体内还有电解质溶液，其内离子在电场作用下有移动的趋向。当电磁场的频率很高时，这些离子将在其平衡位置振动，也将电能转化为热能。磁场还能在机体内产生局部的涡流，也产生热量。由于人体内各器官组织的导电、导磁性能不同，电磁场对机体各器官、组织的伤害也不同。除电磁场的致热作用外，还存在着电磁场伤害的非致热作用。人体受到强度不大的高频辐射时，体温没有明显的升高，但长时间的高频辐射可能破坏脑细胞，使脑细胞的活动能力减弱，条件反射受到抑制。长时期的高频辐射可能起神经系统机能紊乱。(2)影响伤害程度的因素高频电磁场对人体伤害的程度受到许多因素的影响，如辐射功率、电磁场强度、电磁波频率和波形、照射时间、人体状况、环境条件等。各影响因素之间还有以下联系。1)电磁场强度人体受电磁场伤害的程度取决于人体周围的电磁场强度。电磁场强度越高，人体吸收能量越多，伤害越重。电磁场强度取决于发射源辐射功率和与发射源的距离。发射源的辐射功率越大，电磁场强度越高；与发射源距离越近，电磁场强度越高。反之，电磁场强度越低。随着距离增加，电磁场强度按指数规律衰减很快。例如，在其操作台附近测量，电场强度为170240V/m，距操作台0.5m处测量，电场强度为5365V/m；距操作台lm处测量，电场强度为2431V/m；距操作台2m处测量，电场强度接近于零。金属物体在电磁场作用下，会感应出交变电流，并产生交变电磁场，造成所谓二次发射。由于二次发射，可以改变空间电磁场的分布，使某些地方的电磁场强度增加。由于高频设备参数调整不当，或布局不合理，或屏蔽和接地不完善，都可能造成辐射加强，电磁场强度增高。2)电磁场频率和波形电磁场的频率也影响对人体伤害的程度。如前所述，人体内的分子在电场作用下发生取向和极化，形成了正、负电荷中心不相重合的电偶极子。随着频率增加，人体内的电偶极子的激励程度加剧，对人体的伤害加重。在其他条件相同的情况下，脉冲波对人体的伤害比连续波严重。3)照射时间电磁场对人体的伤害有积累效应。低强度电磁场照射产生的不明显症状，一般经过47天可以消失；但是，如果恢复之前又受到照射，可转变为明显的症状。低强度超高频或特高频电磁场照射产生的症状，脱离接触后46周才能恢复；但是，如果电磁场强度高，照射时间长，则伤害可能是永久性的。人体被电磁场照射的时间越长，或照射过程中间歇时间越短，以及累计照射时间越长，则人体受到的伤害越严重。4)环境条件人体在电磁场作用下，吸收电磁场能量转化为热能；同时，人体要通过机体表面向周围散热。因此，工作场地的环境条件对于电磁场伤害有直接影响。当周围温度过高或湿度过大时，都不利于机体散热，使电磁场伤害加重。5)人体状况在其他条件相同的情况下，电磁场对人体造成的伤害，女性较男性严重，儿童较成人严重。人体被照射面积越大，人体吸收能量越多，伤害越严重。就人体部位而言，血管分布较少的部位，传热能力较差，所吸收能量容易积累并受到伤害。二、触电的急救学习电气安全的目的是要防止触电事故的发生。但若事故不可避免地发生了，就必须不失时机地进行触电急救，尽可能地减少损失。触电急救的要点为：动作迅速、方法正确。发生触电后，现场急救是十分关键的，如果处理得及时、正确，迅速而持久地进行抢救，很多触电人虽心脏停止跳动、呼吸中断，但仍可以获救。使触电者尽快脱离电源是救助触电者时首先要做的。1.低压触电时脱离电源的方法（1）如果电源开关或电源插头在触电地点附近，可立即拉开开关或拔出插头，切断电源。但应注意拉线开关和平开关只能控制一根线，有可能只切断零线，而火线并未切断，没有达到真正切断电源的目的。（2）如果电源开关或电源插头不在触电地点附近，可用有绝缘柄的电工钳或有干燥木柄的斧头切断电源线，断开电源；或用干木板等绝缘物插人触电者身下，隔断电源。（3）当电线搭落在触电者身上时，可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棒等绝缘物作为工具，拉开触电者或挑开电线，使触电者脱离电源。（4）如果触电者的衣服很干燥，且未曾紧缠在身上，可用手抓住触电者的衣服，拉离电源。但因触电者的身体是带电的，其鞋子的绝缘也可能遭到破坏，救护人员不得接触触电者的皮肤，也不能触摸他的鞋子。2.高压触电时脱离电源的方法（1）立即通知有关部门停电。（2）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。（3）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。上述使触电者脱离电源的办法，应根据具体情况，以快速为原则选择采用。3.触电急救的方法当触电者脱离电源后，应根据触电者的具体情况，迅速对症救护。现场应用的主要救护方法是人工呼吸法和胸外心脏挤压法。(1)对症救护对于需要救治的触电者，大体按以下三种情况分别处理。1）如果触电者伤势不重、神志清醒，但有些心慌、四肢发麻、全身无力，或者触电者在触电过程中曾一度昏迷，但已经清醒过来，应使触电者安静休息，不要走动。严密观察并请医生前来诊治或送往医院。2）如果触电者伤势较重，已失去知觉，但心脏跳动和呼吸还存在，应使触电者舒适、安静地平卧；周围不围人，使空气流通。解开其衣服以利呼吸；如天气寒冷，要注意保温；并速请医生诊治或送往医院。如果发现触电者呼吸困难、稀少或发生痉挛，应准备心脏跳动停止或呼吸停止后立即做进一步的抢救。3）如果触电者伤势严重，呼吸停止或心脏跳动停止，或两者都已停止，应立即施行人工呼吸和胸外心脏挤压，并速请医生诊治或送往医院。应当注意，急救要尽快地进行，不能只等候医生的到来而不救助，在送往医院的途中，也不能中止急救。(2)人工呼吸法人工呼吸是在触电者呼吸停止后应用的急救方法。各种人工呼吸法中，以口对口（鼻）人工呼吸法效果最好，而且简单易学，容易掌握。施行人工呼吸前，应迅速将触电者身上妨碍呼吸的衣领、上衣、裤带等解开，并迅速取出触电者口腔内妨碍呼吸的食物、脱落的假牙、血块、黏液等，以免堵塞呼吸道。做口对口（鼻）人工呼吸时，应使触电者仰卧，并使其头部充分后仰（可用一只手托在触电者颈后），至鼻孔朝上，以利于呼吸道畅通。口对口（鼻）人工呼吸法操作步骤如下：1）使触电者鼻（或口）紧闭，救护人深吸一口气后紧贴触电者的口（或鼻），向内吹气，为时约为2s，如图8-2(a)所示。2）吹气完毕，立即离开触电者的口（或鼻），并松开触电者的鼻孔（或嘴唇），让他自行呼气，为时约为3s，如图8-2(b)所示。 a) 贴紧吹气 b) 放松换气图 8-2 口对口吹气法(3)胸外心脏挤压法胸外心脏挤压法是触电者心脏跳动停止后的急救方法。做胸外心脏挤压法时应使触电者仰卧在比较坚实的地方，姿势与口对口（鼻）人工呼吸法相同。操作方法如下：1）救护人跪在触电者一侧或骑跪在其腰部两侧，两手相叠，手掌根部放在心窝上方，胸骨下1/31/2处，如图8-3所示。2）掌根用力垂直向下（脊背方向）挤压，压出心脏里面的血液。对成人应压陷34cm，以每秒钟挤压一次，每分钟挤压60次为宜。3）挤压后掌根迅速全部放松，让触电者胸部自动复原，血液充满心脏，放松时掌根不必完全离开胸部，如图8-4所示。图 8-3 胸外按压心脏的正确压位 图 8-4 人工胸外按压心脏法a) 向下按压 b) 放松回流触电者如是儿童，可以只用一只手挤压，用力要轻一些以免损伤胸骨，而且每分钟宜挤压100次左右。应当指出，心脏跳动和呼吸是互相联系的。心脏停止跳动了，呼吸很快就会停止，呼吸停止了，心脏跳动也维持不了多久。一旦呼吸和心脏跳动都停止了，应当同时进行口对口（鼻）人工呼吸和胸外心脏挤压。如果现场仅一个人早抢救，两种方法应交替进行；每吹气23次，再挤压1015次。而且吹气和挤压的速度都应当提高一些，以不降低抢救成果。施行人工呼吸和胸外心脏挤压抢救要坚持不断。切不可轻率中止，运送途中也不能中止抢救。在抢救过程中，如发现触电者皮肤由紫变红，瞳孔由大变小，则说明抢救收到了效果；如果发现触电者嘴唇稍有开合，或眼皮活动，或喉嗓间有咽东西的动作，则应注意其是否有自动心脏跳动和自动呼吸。触电者能开始呼吸时，即可停止人工呼吸。如果人工呼吸停止后，触电者仍不能自己呼吸，则应立即再做人工呼吸。急救过程中，如果触电者身上出现尸斑或身体僵冷，经医生做出无法救活的诊断后方可停止抢救。4.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。第二节 直接接触触电防护直接接触触电即为直接接触电击，它的特点是有人体接触的电压，即是全部工作电压；电路中的故障电流就是人体的触电电流。造成直接接触触电的主要原因是运行、检修和维护中的失误。如工作人员误人带电间隔，违反操作规程进行带电作业；违章操作电器开关，接通或断开线路；检修工作中没有工作票和获得允许工作时即开始工作；工作中没有监护或监护失误等情况下，可能发生作业人员误触电气设备的带电部分，导致自身触电伤亡。此外，已停电的设备突然来电，尤其在停电检修作业人员心理准备不足时，就可能造成群伤事故。直接接触触电时，通过人体的电流较大，危险性也较大，应采取必要的预防措施。一、绝缘所谓绝缘，是指用绝缘材料把带电体封闭起来，借以隔离带电体或不同电、位的导体，使电流能按一定的通路流通。良好的绝缘是保证设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触电事故的重要措施。绝缘材料往往还起着其他作用：散热冷却、机械支撑和固定、储能、灭弧、防潮、防霉以及保护导体等。绝缘材料又称电介质，它在直流电压的作用下，只有极小的电流通过，其电阻率大于109.cm。绝缘材料可分为气体、液体和固体三大类。常用的气体材料有空气、氮、氢、二和氧化碳和六氟休硫等；常用的液体绝缘材料有矿物油（如变压器油、开关油、电容器油和电缆油等）、硅油和蓖麻油等；常用的固体绝缘材料有绝缘纤维制品（如纸、纸板）、绝缘浸渍纤维制品（如漆布、漆管和扎带等）、绝缘漆、胶和熔敷粉末，绝缘云母制品、电工用薄膜、复合制品和黏带，以及电工用塑料和橡胶等。电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级、环境条件和使用条件。应能长时间耐受电气、机械、化学、热力以及生物等有害因素的作用而不失效。电工产品的质量和使用寿命，在很大程度上取决于绝缘材料的电、热、机械和理化性质，绝缘材料在外电场的作用下会发生极化、损耗和击穿等过程，在长期使用的条件下绝缘材料还会老化。1.绝缘破坏绝缘材料受到电气、机械、化学、生物等因素的作用时，均可能导至破坏。(1)绝缘击穿绝缘击穿是电气绝缘遭受破坏的一种基本形式，绝缘物在强电场等因素作用下，完全失去绝缘性能的现象称为绝缘的击穿。电介质发生击穿时的电压称为击穿电压，击穿时的电场强度简称击穿强度。1）气体电介质的击穿特点气体电介质击穿是由碰撞电离导致的电：穿犷是与气体放电过程相联系的。两极间气体放电特性曲线如图8-5所示。由于大气中产生和存在着微量的自然离子，在两极间施加电压，即有电流出现。 8-5气体放电特性曲线当两极间电压低于U1时，气体中电流随电压增加而增加（图中OA段）。这是由于电压越高，电场越强，达到极面的电子和离子越多的缘故。当电压升高到U1U2之间时，气体中电流基本上保持不变（图中AB段）。这是由于电极间空气中的电子和离子在极短的时间内全部到达电极。当电压升高超过此时（图中B点），由于碰撞电离，即由于空气中的电子在定向运动的过程中获得足够的动能，与气体分子碰撞时使中性分子电离，产生新的电子和离子，使得电流随着电压的增加而迅速增加。当电压继续升高超过U3时（图中C点），由于出现雪崩式电离，即由于碰撞产生的电子也能积累足够的动能引起碰撞电离，形成所谓电子崩。电子崩出现后，空间电子和离子急剧增加，碰撞电离增强，光电离出现，形成所谓流注。如果电场比较均匀，一旦出现流注，即迅速发展，形成贯穿整个间隙的火花放电，间隙被击穿。如果间隙很大，流注伸展一定距离后不再向前发展，但其后方发生强烈的热电离，形成所谓先导放电，先导放电贯穿整个间隙即构成更为明亮的火花放电；如果电场不均匀，流柱在电场强度高的区域形成，并可能只伸展到一定距离就停下来，流柱前部呈刷状，但不构成整个间隙的火花放电；如果电场很不均匀，只在很小的范围内发生流注，形成电晕放电。气体电介质击穿特点如下：采用高真空和高气压的方法可提高气体的击穿强度；气体中含有杂质（导电性蒸汽、导电性杂质），击穿电压降低；气体击穿后，当外部施加电压去除，则气体绝缘性能很快恢复。气体击穿后在间隙中形成电流通路，电流剧增，如日常生活中的电弧、闪电、日光灯、霓虹灯等，形成气体导电。2)液体电介质的击穿特点液体电介质的击穿特性与其纯净程度有关，一般认为纯净液体的击穿和气体的击穿机理相似，是由电子碰撞电离最后导致击穿。但液体的密度大，电子自由行程短，积聚能量小，因此击穿强度比气体高。工程上液体绝缘材料不可避免地含有气体、液体和固体杂质。如液体中含乳化状水滴和纤维时，由于水和纤维的极性很强，在强电场作用下使纤维极化而定向排列，并运动到电场强度最高处连成小桥，小桥贯穿两电极间，引起电导剧增，局部温度骤升，最后导致热击穿。变压器油中含有极少量水分就会大大降低油的击穿强度。含有气体杂质的液体电介质的击穿可用气泡击穿机理来解释。气体杂质的存在使液体呈现不均匀性，局部过热，并形成气泡。由于气泡的相对介电常数较低，其内电场强增高为油内的2.22.4倍，发热进一步增加，气泡扩大，也形成连通两电极的导电小桥，导致整个电介质击穿。为保证绝缘质量，液体电介质使用前需经过纯化、脱水、脱气处理；使用中也应避免这些杂质的侵人。液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。液体电介质的击穿强度除受杂质影响外，也受湿度、电压作用时间、压力、电场均匀程度等因素的影响。未受潮的油，击穿电压受温度影响很小；受潮的油，击穿电压明显降低。油温在6080范围内时，受潮的油的击穿电压出现最大值。当油温超过80时，油内水分气化增加，击穿电压下降；当油温低于60时，溶解水减少，悬浮水增多，击穿电压也下降。因此味油的工作温度不宜超过60。因为油中杂质的聚集、介质的发热都需要一定的时间，所以，电压作用时间越长，击穿电压越低。在油内所含杂质不太多的情况下，其lmin的击穿电压与长时间的击穿电压相差不大。因此，带油设备的耐压试验一般为lmin。此外，压力越高，气体在油内溶解量越大，击穿电压略有升高；改善油内电场均匀程度也能提高其击穿电压。液体电介质的击穿特点如下。液体电介质的击穿和它的纯净度有关。为保证绝缘质量，液体电介质使用前需经过纯化、脱水、脱气处理。击穿后当外加电压去除，液体电介质绝缘性能在一定程度上可以得到 恢复。(3)固体电介质击穿固体电介质的击穿有电击穿、热击穿及化学击穿等 形式。电击穿的特点是电压作用时间短，击穿电压高；击穿场强与电场均匀程度有密切关系，但与周围温度及电压作用时间几乎无关。热击穿的特点是与电击穿相比电压作用时间长，击穿电压较低，绝缘 、温升高。热击穿电压随着周围温度的上升而下降，但与电场均匀程度关系不大。电化学击穿是由于游离、发热和化学反应等因素的综合作用而导致的、一击穿。电化学击穿是在电压长期作用下形成的，其击穿电压往往很低。它与绝缘材料本身泊勺耐游离性能、制造工艺、工作条件等有密切关系。击穿有积累效应，即一次冲击电压作用只产生局部损伤或不完全击穿，多次冲击电压作用则导致完全击穿。固体电介质击穿后不能恢复，将失去其绝缘性能。(2)绝缘老化电气设备的绝缘材料在运行过程中，受到热、电、光、氧、机械力、微生物等因素的长期作用，会发生一系列的化学物理变化，从而导致其电气性能和机械性能的逐渐劣化，这一现象称为绝缘老化。绝缘材料老化过程十分复杂，老化机理也随材料种类和使用条件的不同而不同。最主要的老化有热老化和电老化。一般在低压电气设备中，绝缘老化主要是热老化。每一种绝缘材料都有一黔介极限的耐热温度，当设备运行超过这一极限温度，绝缘材料的老化就加剧，即电气设备的使用寿命就缩短。绝缘材料按耐热程度的不同，可分为Y、 A,、E、B、F、H和C级。其分类见表8-2。在高压电气设备中，绝缘老化主要是电老化。它是由绝缘材料的局部放电所引起的。(3)绝缘破坏损坏是指绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸汽、潮气、粉尘的污染和侵蚀，以及受到外界热源或机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去电气性能或机械性能的现象。动物和植物也可能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。正确选择绝缘材料、正确选用电气线路的安装方式能减少绝缘损坏。不合理使用电气设备、乱拉临时线可能导致绝缘损坏。表8-2绝缘材料的耐热等级耐热等级绝缘材料极限温度/CY木材、棉花、纸、纤维等天然纺织品，醋酸纤维和聚酸胺为基础的纺织品，以及易于热分解和溶化点较低的塑料（脲醛制品）90A浸渍过的Y级材料，漆包线，漆布、漆丝的绝缘，以及油性漆、沥青漆等105E聚酯薄膜和A级材料复合、玻璃布、油性树脂漆、聚乙烯醇缩醛高强度漆包线、乙酸、乙烯耐热漆包线120B聚酯薄膜、经合适树脂浸渍涂覆的云母、玻璃纤维、石棉等制品，聚酯漆、聚酯漆包线130F以有机纤维材料补强和石棉带补强的云母片制品，玻璃丝和石棉、玻璃漆布，以玻璃丝布和石棉纤维为基础的层压制品，以无机材料作补强和石棉带补强的云母粉制品，化学热稳定性较好的聚酯和醇酸类材料、复合硅有机聚酯漆155H无补强或以无机材料为补强的云母制品、加厚的F级材料、复合云母、有机硅云母制品、硅有机漆、硅有机橡胶聚酰亚胺复合玻璃布、复合薄膜、聚酚亚胺漆等180C耐高温有机胶黏剂和浸渍剂及无机物如石英、石棉、云母、玻璃和电瓷材料180以上2.绝缘性能指标(1)绝缘电阻绝缘材料的绝缘电阻，是加于绝缘的直流电压与流经绝缘的电流（泄漏电流）之比。绝缘电阻是说明绝缘材料性能的重要标志之一。绝缘电阻通常用兆欧表（摇表）测定，摇表测量实际上是给被测物加上直流电压，测量通过其上的泄漏电流，表面上的刻度是经过换算得到的绝缘电阻值。不同线路或设备对绝缘电阻有不同的要求。一般来说，高压较低压要求高，新设备较老设备要求高，室外的较室内的要求高，移动的比固定的要求高。下面列出几种主要线路和设备应达到的绝缘电阻值。新装和大修后的低压线路和设备，要求绝缘电阻不低于0. 5 M；运行中的线路和设备，绝缘电阻可降低为每伏工作电压1000；在潮湿环境中绝缘电阻不应低于每伏工作电压500；携带式电气设备的绝缘电阻不应低于2 M；控制线路的绝缘电阻不应低于1M，但在潮湿环境中可降低为0. 5M；高压线路和设备的绝缘电阻一般应不低于l000M；架空线路每个悬式绝缘子的绝缘电阻应不低于300M；电力变压器投入运行前，绝缘电阻应不低于出厂时的70，运行中的绝缘电阻可适当降低。(2)吸收比吸收比是从开始测量起第60s的绝缘电阻R60与第15s的绝缘电阻R15的比值。也用兆欧表测定。吸收比是为了判断绝缘的受潮情况。直流电压作用在电介质上，有三部分电流通过，即介质的泄漏电流I1、吸收电流Ia和瞬时充电电流1c，图8-6所示为绝缘材料的电流与时间的关系示意图。吸收电流和充电电流在一定的时间后都趋近于零，而泄漏电流与时间无关。如介质材料干燥，其泄漏电流很小，在电压开始作用的15s内，充电电流和吸收电流较大，此时电压与电流的比值较低，经较长时间(60s)后，充电电流和吸收电流衰减趋向于零，总电流稳定在较小的泄漏电流值上，R60数值较大，吸收比（R60 /R15）就较大。如介质材料受潮，泄漏电流较大，相对来讲介质充电电流和吸收电流较小。15s时测出的R15与60s时测出的R60相差很小，吸收比就小，所以可以用吸收比来反映绝缘的受潮程度。(3)耐压试验 8-6绝缘材料的电流与时间的关系示意图耐压试验是检验电气设备对过电压的承受能力，也就是在试验时对电气设备施加高于运行中可能遇到的过电压。例如，在不接地的三相系统中，发生一相接地时，其他两相对地电压升高到原来的1.73倍；在特殊情况下，内部过电压可升高到原来的33.5倍；在设备遭受雷击时可能出现更高的过电压。耐压试验主要有工频耐压试验、直流耐压试验和冲击耐压试验，其中工频耐压试验应用较多。耐压试验的试验电压为设备额定电压的一倍至数倍，但最低不得低于1000V。对电力变压器、电动机和低压配电装置等在投入运行前，应做工频耐压试验；低压电力和照明线路，如绝缘电阻不能满足要求时，也需做工频耐压试验；电工安全用具应按规定做工频耐压试验；对整台机床电气系统，在主线路和机座之间也应做工频耐压试验，对阀型避雷器必要时做冲击电压试验；电气设备的绝缘油需在油杯中用标准电极做工频耐压试验等。耐压试验的加压时间一般为lmin，但对于以有机固体作为主要绝缘的设备为5min；对电压互感器为3min；对油浸电力电缆为l0min。升压速度和减压速度应符合规定。先以任意速度加压至试验电压的40%左右，再以每秒3试验电压的速度升高到试验电压，并持续到规定时间，然后在5s内把电压降低到试验电压的25以下，再切断电源。在做耐压试验时应注意下列事项：耐压试验应在测量绝缘电阻合格后进行；试验电压按规定选取，不得任意超过规定值；试验电流不应超过试验设备的允许电流；为了人身安全，试验场地应设立防护围栅，以防止工作人员偶然接近带电的高压装置。试验设备应有完善的保护接零（或保护接地），试验前后要注意放电；每次试验之后，应使调压器迅速返回零位，最好能有自动回零装置。(4)泄漏电流泄漏电流是线路或设备在外加高电压作用下经绝缘部分所泄漏的电流。由于外加电压较高，而且电压稳定，所以比较容易发现绝缘硬伤、脆裂等内部缺陷。泄漏电流试验一般只对某些安全要求较高的设备，才有必要按规定进行。如某些高压设备（阀型避雷器、油浸电力电缆等）；某些电工安全用具（绝缘手套、绝缘靴和绝缘垫等）；某些日用电器和电动工具等。(5)介质损耗在交流电压作用下，绝缘材料中的部分电能将转变成热能，这部分能量就叫做损耗。电介质损耗主要由电导和缓慢松弛极化所引起，它又是导致电介质发生热击穿的根源。二、屏护和间距1.屏护所谓屏护，就是使用屏障、遮拦、护罩、箱盒等将带电体与外界隔离。配电线路和电气设备的带电部分如果不便于包以绝缘或者单靠绝缘不足以保证安全的场合，可采用屏护保护。此外，对于高压电气设备，无论是否有绝缘，均应采取屏护或其他防止接近的措施。开关电器的可动部分一般不能包以绝缘，因而需要加以屏护。其中防护式开关电器本身带有屏护装置，如胶盖闸刀开关的胶盖，铁壳开关的铁壳，磁力启动器的铁盒等。而开启式石板闸刀开关则要另加屏护装置。对于用电设备的电气部分，按设备的具体情况常各有电气箱、控制柜，或装于设备的壁龛内作为屏护装置。屏护装置有永久性的，如配电装置的遮拦和开关的罩盖等；临时性的，如检修中临时装设的栅栏等；固定的，如母线的护网；移动性的，如跟随天车移动的天车滑线屏护装置。由于屏护装置不直接与带电体接触，因此对制作屏护装置所用材料的导电性能没有严格的规定。但是，各种屏护装置都必须有足够的机械强度和良好的耐火性能。此外，还应满足以下要求。用金属材料制成的屏护装置，为了防止屏护装置意外带电造成触电事故，必须将屏护装置接地或接零。屏护装置一般不宜随便打开、拆卸或挪移，有时其上还应装有联锁装置（只有断开电源才能打开）。屏护装置还应与以下安全措施配合使用：a.屏护装置应有足够的尺寸，并应与带电体之间保持必要的距离；b.网眼屏护装置的网眼应不大于40 mm40mm。变配电设备应有完善的屏护装置。安装在室外地上的变压器，以及安装在车间或公共场所的变配电装置，均需装设遮栏作为屏护。遮栏高度应不低于1. 7m，下部边缘离地应不超过0. 1 m。对于低压设备，网眼遮栏与裸导体之间的距离不宜小于0. 15m；10kV设备不宜小于0. 35m；2035kV设备不宜低于0. 6 m。户内栅栏高度应不低于1. 2m；户外不低于1. 5m。对于低压设备，栅栏与裸导体之间的距离不宜小于0. 8m，栏条间距应不超过0. 2m。户外变电装置的围墙高度一般应不低于2. 5m。被屏护的带电部分还应有明显的标志，标明规定的符号或涂上规定的颜色，遮拦、栅栏等屏护装置上应根据被屏护对象挂上“禁止攀登，高压危险！”、“当心触电！”等警告牌。配合屏护采用信号装置和联锁装置。前者一般用灯光或仪表指示有电，后者采用专门装置，当人体越过装置可能接近带电体时，所屏护的装置自动断电。2.电气安全距离（间距）为防止人体触及或过分接近带电体，或防止其他物体碰撞带电体，以及辟免发生各种短路、火灾和爆炸事故，在人体与带电体之间、带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他物体和设施之间，都必须保持一定的距离，这种距离称为电气安全距离，简称间距。间距的大小取决于电压的高低、设备的类型及安装的方式等因素。(1)电缆线路的安全距离电缆线路可以暗设，也可以明设。暗设的有沿电缆隧道或电缆沟敷设的，也有直接埋在地下的。电缆在隧道或电缆沟内敷设时的净距，不宜小于表8-3所列数值。对于油浸纸绝缘电力电缆垂直或沿陡坡敷设，其水平高度差应不大于表8-4所列数值。当电缆直接埋地敷设，一般埋设深度应不小于0.7m。敷设时，应在电缆上面、下面各铺以100mm厚的软土或砂层。在冻土层厚度超过0.7m时，电缆应敷设在冻土层以下，或采取防护措施。不允许电缆放在其他管道上面或下面平行敷设。在土壤中含有对电缆有腐蚀性的物质时（如酸、碱、矿渣、石灰等）或有电流的地方，电缆不宜采用直接埋地敷设，对于无铠装的电缆从地下引出地面时，在距地1.8m高的部位，应采用金属或保护罩保护，以防机械损伤。电缆直接埋地敷设时，电缆与各种设施平行或交叉的净距，应不小于表8-5所列数值。室内明设电缆与其他线路之间的最小距离，不应小于下列数值：低压电缆之间为35mm，低压与高压电缆之间为150mm，低压电缆与照明线路之间为100mm，高压电缆与照明线路之间为150mm。表8-3电缆在隧道或电缆沟内敷设时的最小净距/mm敷设方式电缆隧道(高度不小于1800mm)电缆沟深度不大于600mm深度大于600mm两边有电缆架时,架间水平净距（通道宽）1000300500一边有电缆架时，架与辟间水平净距（通道宽）900300450电缆架层间的垂直净距电力电缆200150150控制电缆120100100电力电缆间的水平净距35，但不小于电缆外径表8-4油浸纸绝缘电力电缆的允许敷设的最大水平高度差/m电压等级/KV电缆结构类型铝包铅包13有铠装2525无铠装2020610有铠装或无铠装151520355表8-5直接埋地敷设的电缆与各种设施的最小净距/m设施名称平行时交叉时10KV电力电缆间以及与控制电缆之间10KV电力电缆间或控制电缆与10KV电力电缆之间通信电缆热力管沟水管、压缩空气管可燃气体及易燃可燃燃液体管道道路（平行时与路边、交叉时与路面）铁路（平行时与路边，交叉时与轨底，电气化铁路除外）电缆引入建筑物时其保护管应超出建筑物散水坡距离排水沟（平行时与沟边，交叉时与沟底）0.10.250.52.01.01.01.53.01.00.50.50.50.50.51.01.00.10.5(2)变配电设备的间距为保证运行时设备和人身的安全，以及检修维护和搬运的方便，配电装置的各部分规定的最小电气绝缘安全距离如下：1）带电体的安全距离室内配电装置的各项安全净距，应不小于表8-6所列数值。室内配电装置最小安全净距的校验如图8-7所示。室外配电装置的各项安全距离，应不小于表8-7所列数值。各种间隔的安全距离中最基本的是空气中的最小安全净距，即表中的A1及A2值。它表明带电部分到接地部分或相间的最小安全净距，在这一距离下，无论是正常电压或过电压的情况下，都不会发生空气绝缘的电击穿。其余各部分都是在A1及A2的基础上，加上运行维护检修和搬运工具的活动范围而制定的。电气设备的套管和绝缘子最低绝缘部位距地面的距离小于2.5m时，应装设固定遮栏。对于室内安装的变压器，其外廊与变压器四壁之间的最小距离应不小于表8-8所列数值