河南理工大学电气安全基础

1、2022-6-2711.电力系统概述电力系统概述1.1 系统定义：系统定义： 由相互作用、依赖的若干部分组成的具有特由相互作用、依赖的若干部分组成的具有特定功能的有机整体，它又从属于一个更大的定功能的有机整体，它又从属于一个更大的系统系统1.2 电力系统：电力系统： 完成电能生产、输送、分配完成电能生产、输送、分配、消费消费 的统一的统一整体。通常由发电机、变压器、电力线路和整体。通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。负荷等电力设备组成的三相交流系统。2022-6-272 目前世界上最大的人造机器，人类目前世界上最大的人造机器，人类2020世纪最伟大的发明之一，当今

2、社世纪最伟大的发明之一，当今社会最庞大的工业之一，是国民经济会最庞大的工业之一，是国民经济的支柱产业（我国的支柱产业（我国1/41/4国有资产）国有资产）2022-6-2731.3 电力系统如何组成？电力系统如何组成？n 一次系统一次系统u发电机：电能生产，一次能源转换成二次能发电机：电能生产，一次能源转换成二次能源源(电能电能)，火，火/水水/核核/风风/太阳太阳/地热等地热等.u电力网络（输配电系统）：电能输送和分配，电力网络（输配电系统）：电能输送和分配，包括：输电网（输电系统）和配电网（配电包括：输电网（输电系统）和配电网（配电系统）系统）.u负荷（用户）：电能消费，将电能转换成其负荷

3、（用户）：电能消费，将电能转换成其他形式能量，电动机他形式能量，电动机/照明照明/电炉等电炉等 .2022-6-2742022-6-2752022-6-276n二次系统（低电压）：二次系统（低电压）：保证一次系统保证一次系统安全安全/可靠可靠/经济运行的信息系统及其操经济运行的信息系统及其操作机构。作机构。 2022-6-2771.4 电力系统电压等级：电力系统电压等级： 20世纪世纪80年代，我国修订发布了额定电压年代，我国修订发布了额定电压的统一等级，共分为以下三类：的统一等级，共分为以下三类：第一类额定电压是第一类额定电压是100V以下的电压，主要用以下的电压，主要用于安全照明、蓄电池及

4、直流操作电源。具体于安全照明、蓄电池及直流操作电源。具体有：有： 直流：直流：6、12、24、36、48；（；（v） 三相交流：三相交流：36； 单相交流：单相交流：12、36。2022-6-278第二类额定电压大于第二类额定电压大于100V、小于、小于1000V的电压，主的电压，主要用于电力及照明设备。具体有：要用于电力及照明设备。具体有：l直流：直流：110、220、440；（；（v）l三相交流：三相交流：220，380、400；l单相交流：单相交流：127、220。第三类额定电压是第三类额定电压是1000V以上的电压，主要用于发、以上的电压，主要用于发、输、变、配、用设备。具体有：输、变

5、、配、用设备。具体有：l三相交流：三相交流：6，10、35、110、220、500；（；（kv）2022-6-279线路线路(电网电网)电力设备电力设备(kV)发电机发电机(kV)变压器电压变压器电压(kV)额定电压额定电压额定电压额定电压一次一次二次二次33.153及及3.153.15及及3.366.36及及6.36.3及及6.61010.510及及10.510.5及及11353538.5110110121220220242330330363500500550额定电压等级额定电压等级2022-6-2710交流电高低压划分标准：交流电高低压划分标准：l 电业安全工作规程规定，电气设备分为高压和

6、电业安全工作规程规定，电气设备分为高压和低压两种：低压两种： 高压：设备对地电压在高压：设备对地电压在250V以上者；以上者； 低压：设备对地电压在低压：设备对地电压在250V及以下者。及以下者。l 设计、制造和安装规程通常是以设计、制造和安装规程通常是以1000V为界限为界限来划分电压高低的，一般规定：来划分电压高低的，一般规定： 低压低压指额定电压在指额定电压在1000V及以下者；及以下者； 高压高压指额定电压在指额定电压在1000V以上者；以上者； 2022-6-27111.5 电力系统负荷：电力系统负荷： 我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及中断

7、供电在政治上、经济上造成的损失或影中断供电在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三级响的程度划分为三级。 一级负荷一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上、经济上造成重大损失中断供电将在政治上、经济上造成重大损失者；者； 中断供电将影响有重大政治、经济影响中断供电将影响有重大政治、经济影响的用电单位的正常工作的负荷的用电单位的正常工作的负荷。 2022-6-2712 一级负荷应有两个独立电源供电。所谓独一级负荷应有两个独立电源供电。所谓独立电源，就是当一个电源发生故障，另一立电源，就是当一个电源发生故障，另一个电源应不致同时受到

8、损坏个电源应不致同时受到损坏。 在一级负荷中的特别重要负荷，除上在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个独立电源外，还必须增设应急电源述两个独立电源外，还必须增设应急电源。2022-6-2713n 二级负荷二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治上、经济二级负荷为中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者；中断供电系统将影响重上造成较大损失者；中断供电系统将影响重要用电单位正常工作的负荷者；中断供电将要用电单位正常工作的负荷者；中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱者。的重要公共场所秩序混乱者。 二级负荷应由双回线路供电，供电变压二

9、级负荷应由双回线路供电，供电变压器亦应有两台。做到当电力变压器发生故障器亦应有两台。做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。或中断后能迅速恢复。2022-6-2714n 三级负荷三级负荷 三级负荷对于供电电源没有特殊要求，三级负荷对于供电电源没有特殊要求，一般由单回电力线路供电。一般由单回电力线路供电。2022-6-27152.电气事故电气事故2.1 电气事故的特点电气事故的特点 严重性（危害大）；严重性（危害大）； 抽象性（危害直观识别难）；抽象性（危害直观识别难）； 广泛性（应用广泛和非用电场所）；广泛性（应用

10、广泛和非用电场所）； 综合性（管理技术并重）综合性（管理技术并重）2022-6-27162.2 电气事故的种类（按照电能量的不同作用电气事故的种类（按照电能量的不同作用形式）形式）l触电事故；触电事故； 按照人体触及带电体的方式按照人体触及带电体的方式, 可分为以下几种情况可分为以下几种情况：单相触电单相触电；两相触电两相触电；跨步电压触电跨步电压触电； 剩余电荷触电；剩余电荷触电；感应电压触电感应电压触电2022-6-2717l静电危害事故静电危害事故 ； 定义：定义：物体表面过剩或不足的静止的电荷，物体表面过剩或不足的静止的电荷，静电荷的积聚静电荷的积聚 静电放电：静电放电：两个具有不同静

11、电电位的物体，两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电现象就是静电放电. 特点：特点：高电压、瞬间冲击性电击高电压、瞬间冲击性电击 危害：危害：二次伤害、火灾、爆炸、产品质量二次伤害、火灾、爆炸、产品质量2022-6-2718l雷电灾害事故雷电灾害事故 ； 定义：定义：雷电是大气中的一种放电现象。雷电是大气中的一种放电现象。 特点：特点：电流大、电压高的特点。其能量释放出来电流

12、大、电压高的特点。其能量释放出来可能形成极大的破坏力。可能形成极大的破坏力。 危害：危害：(1) 直击雷放电、二次放电、雷电流的热量直击雷放电、二次放电、雷电流的热量会引起火灾和爆炸。会引起火灾和爆炸。(2) 雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步电压的作用及火灾与爆炸的间接作用，均会造成电压的作用及火灾与爆炸的间接作用，均会造成人员的伤亡。人员的伤亡。(3) 强大的雷电流、高电压可导致电气设备击穿或强大的雷电流、高电压可导致电气设备击穿或烧毁。发电机、变压器、电力线路等遭受雷击，烧毁。发电机、变压器、电力线路等遭受雷击，可导致大规模停电事故。雷击可直

13、接毁坏建筑物、可导致大规模停电事故。雷击可直接毁坏建筑物、构筑物。构筑物。2022-6-2719l 射频电磁场危害射频电磁场危害 定义：定义：射频指无线电波的频率或者相应的电磁振射频指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率，泛指荡频率，泛指100kHz以上的频率。射频伤害是由以上的频率。射频伤害是由电磁场的能量造成的。电磁场的能量造成的。 特点：直观性差，各种危害尚待研究特点：直观性差，各种危害尚待研究 危害：危害：在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。量会受到不同程度的伤害。 在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感在高强度的射频电磁场作

14、用下，可能产生感应放电，会造成电引爆器件发生意外引爆应放电，会造成电引爆器件发生意外引爆2022-6-2720l电气系统电气系统事故事故危害危害 定义：定义：系统内部元器件故障引发的事故，并可能系统内部元器件故障引发的事故，并可能危及人身安全危及人身安全 特点：特点：涉及面广，危害性大涉及面广，危害性大 危害：危害：人身伤亡、社会稳定、经济损失人身伤亡、社会稳定、经济损失2022-6-27212.3 触电事故的分布规律触电事故的分布规律 1、年龄规律、年龄规律 年轻人较多，老年人很少年轻人较多，老年人很少 2、季节性规律、季节性规律 雨季较多，雨季较多，6、7、8、9月份较多月份较多 3、电压

15、规律、电压规律 低压电比高压电多低压电比高压电多 4、行业规律、行业规律 冶金、建筑、建材、矿山等行业较多。冶金、建筑、建材、矿山等行业较多。2022-6-27223.3.电流对人体的作用电流对人体的作用3.1 3.1 电流的特点电流的特点 电对生物体的危害取决于电流而非电压电对生物体的危害取决于电流而非电压 电流效应电流效应2022-6-27233.2 3.2 伤害形式伤害形式 电击电击电流直接流过人体时反映在人体内电流直接流过人体时反映在人体内部造成器官的伤害，而在人体外表不一定留部造成器官的伤害，而在人体外表不一定留下电流痕迹。下电流痕迹。 电伤电伤电流流过人体时使人的皮肤受到灼电流流过

16、人体时使人的皮肤受到灼伤、烤伤和皮肤金属化的伤害，严重的可致伤、烤伤和皮肤金属化的伤害，严重的可致人死亡。人死亡。 2022-6-2724 电流通过人体电流通过人体，会令人有发麻、刺痛、压迫、打会令人有发麻、刺痛、压迫、打击等感觉击等感觉，还会令人产生还会令人产生痉挛、痉挛、血压升高、昏迷、血压升高、昏迷、心率不齐、窒息、心室颤动等症状心率不齐、窒息、心室颤动等症状，严重时导致严重时导致死亡。人体工频电流试验的典型资料见死亡。人体工频电流试验的典型资料见 表表2022-6-2725感觉情况感觉情况初试者百分数初试者百分数5%50%95%手表面有感觉手表面有感觉0.92.23.5手表面有麻痹似的

17、针刺感手表面有麻痹似的针刺感1.83.45.0手关节有轻度压迫感手关节有轻度压迫感 , 有强度的连续针有强度的连续针刺感刺感2.94.86.7前肢有压迫感前肢有压迫感4.06.08.0前肢有压迫感前肢有压迫感 , 足掌开始有连续针刺感足掌开始有连续针刺感5.37.610.0手关节有轻度瘟孪手关节有轻度瘟孪 , 手动作困难手动作困难5.58.511.5mA 单手单手 - -双脚电流途径的实验资料双脚电流途径的实验资料2022-6-2726感觉情况感觉情况初试者百分数初试者百分数5%50%95%上肢有连续针刺感上肢有连续针刺感 , 腕部、特别是手腕部、特别是手关节有强度关节有强度痉痉孪孪6.59.

18、512.5肩部以下有强度连续针刺感肩部以下有强度连续针刺感 , 肘部以肘部以下僵直下僵直 , 还可以摆脱带电体还可以摆脱带电体7.511.014.5手指关节、躁骨、足眼有压迫感手指关节、躁骨、足眼有压迫感 , 手手的大姆指的大姆指 ( 全部全部 ) 痉痉孪孪8.812.315.8只有尽最大努力才可能摆脱带电体只有尽最大努力才可能摆脱带电体10.01418.02022-6-2727l感知电流和感知感知电流和感知阈阈值。值。 感知电流是指感知电流是指在一定概率下，在一定概率下，电流流过人体时电流流过人体时可引起感觉的最小电流可引起感觉的最小电流。感知电流的最小值称为感知电流的最小值称为感知感知阈阈

19、值值。不同的人不同的人，感知电流及感知感知电流及感知阈阈值是不值是不同的同的。成年男性平均感知电流约为成年男性平均感知电流约为 1.1mA( 有效值有效值，下同下同 )；成年女性约为成年女性约为 0.7mA 。对于正常人体。对于正常人体，感知感知阈阈值平均为值平均为 0.5mA，并与时间因素无关。感并与时间因素无关。感知电流一般不会对人体造成伤害知电流一般不会对人体造成伤害，但可能因不自但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。主反应而导致由高处跌落等二次事故。 2022-6-2728l摆脱电流和摆脱摆脱电流和摆脱阈阈值。值。 摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带摆脱电流是指人在触电后能够

20、自行摆脱带电体的最大电流电体的最大电流。摆脱电流的最小值称为摆脱电流的最小值称为摆脱摆脱阈阈值。成年男性平均摆脱电流约为值。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成年女性最小摆脱电流约为6mA；儿童的儿童的摆脱电流较成人要小。摆脱电流较成人要小。2022-6-2729l室颤电流和室颤室颤电流和室颤阈阈值。值。 室颤电流是指引起心室颤动的最小电流室颤电流是指引起心室颤动的最小电流，其最小电流即室颤其最小电流即室颤阈阈值。由于心室颤动几值。由于心室颤动几乎

21、终将导致死亡乎终将导致死亡，因此因此，可以认为可以认为，室颤室颤电流即致命电流。电流即致命电流。 2022-6-27303.3 影响触电程度的因素影响触电程度的因素l人体电阻人体电阻l伤害程度与电流大小的关系伤害程度与电流大小的关系 l伤害程度与电流持续时间的关系伤害程度与电流持续时间的关系 l伤害程度与电流途径的关系伤害程度与电流途径的关系l伤害程度与电流种类的关系伤害程度与电流种类的关系2022-6-27311、人体电阻、人体电阻 在一般情况下，人体电阻可按在一般情况下，人体电阻可按10002000欧姆计算欧姆计算 人体电阻人体电阻因人而异。手有毛茧，皮肤潮湿、多汗，有损伤，因人而异。手有

22、毛茧，皮肤潮湿、多汗，有损伤，带有导电粉尘的电阻较小，危险性较大。带有导电粉尘的电阻较小，危险性较大。2、电流大小、电流大小 感觉电流感觉电流引起人的感觉的最小电流引起人的感觉的最小电流 （1.1mA/0.7mA） 摆脱电流摆脱电流人触电后能自动摆脱电源的最大电流人触电后能自动摆脱电源的最大电流 （16mA/10.5mA） 致命电流致命电流在短时间内能危及生命的最小电流在短时间内能危及生命的最小电流（3050mA）2022-6-27323、触电时间、触电时间 触电时间越长，情绪紧张，发触电时间越长，情绪紧张，发热出汗，人体电阻减小，危险大。热出汗，人体电阻减小，危险大。若可迅速脱离电源则危险小。若可迅速脱离电源则危险小。4、电流频率、电流频率 人体被伤害程度与电流频人体被伤害程度与电流频率及通电时间的关系率及通电时间的关系 5060HZ最最危险，大于