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1、,第五章电气安全、防雷与接地 51 电气安全 一、触电及有关概念 1电流对人体的伤害 所谓触电是指电流流过人体时对人体产生的生理和病理伤害。这种伤害是多方面的，主要分有电击和电伤两种类型。 (1)电击:电击是由于较小的电流通过人体体内而造成的内部器官在生理上的反应和病变。如针痛感、灼痛感、痉挛，严重时可以出现昏迷、心室颤动或停跳、呼吸困难或停止等现象。上述情况一般是由于低压触电造成的。 (2)电伤:电伤是指电流的热效应、机械效应、化学效应对人体外部造成的伤害，通常与电击同时发生。电伤一般由于高压触电造成的。 最常见的电伤有电灼伤、电烙印、皮肤金属化三种类型。,填1,填2,填3,填4,人体触电事

2、故往往会伴随着高空坠落或摔跌等机械性创伤。这类刨伤虽然不属于电流对人体的直接伤害但是，属于因触电而引起的二次伤害，因此也应列入电气安全的范畴。,填5,2影响人体触电后果的因素 (1)电流强度通过人体的电流越大，人体的生理反应越强烈，对人体的伤害也就越严重。 (2)触电时间触电致死在生理的险象是心室颤动。电流通过人体的时间越长越容易引起心室颤动，触电的后果也越严重 。 (3)电流性质人体对不同频率电流在生理上的敏感性是不同的，直流电流财人体的伤害较轻：工频交流对人体的伤害最为严重。 (4)电流路径电流对人体的伤害，随着电流路径的同其伤害程度也不同。电流流经心脏、中枢神经(脑部和脊髓)和呼吸系统时

3、对人的危害最大 。 (5)人体状况触电危险性与人体的状况有关。触电者的年龄、精神状态和人体电阻等都会使电流对人体的危害程 度有所差异。,填8,填7,填9,填10,3.安全电压和人体电阻 (1)安全电压所谓安全电压是指人体触电后，不能使人致死或致残的电压。我国根据不同的环境条件规定安全电压为：在无高度危险时为65 V，有高度危险时为36V，特别危险时为12v。 (2)人体电阻人体电阻由体内电阻和肌肤电阻两部分组成。由于体内电阻较小(约500 )，且基本不变；所以，人体电阻主要由肌肤电阻决定，且与多种因素有关。正常时 的人体电阻可高达数万欧以上，而在恶劣的条件(如出汗且有导电粉尘)下，则可下降为1

4、 200左右。从安全角度考虑，安全工程计算时，人体电阻一般取l 700。,填11,填12,安全电流：我国取30 mA(工频交流)为安全电流。 安全电压：在无高度危险的环境中为65 V，有高度危险的环境中为36 V，特别危险的环境中为12 V。 人体电阻：一般取l 700 。 4触电防护 (1)直接触电防护为了保证人身安全，对人能直接接触正常带电部分的防护 ，例如对带电体加隔离栅栏或加保护罩等的防护。称为直接触电防护。 (2)间接触电防护为了保证人身安全，对正常时不带电而故障时可带危险电压的外露可导电部分的防护，例如将正常不带电的可导电部分接地等的防护，称为间接触电防护。,填6,填13,二、电气

5、安全措施及触电急救 1常用的技术措施 (1)停电: 停电时，必须把来自各途径的电源断开，且保证至少有一处明显断开点。检修时，工作人员应与带电部分保持有效的安全距离 (2)验电:停电后通过验电设备可以明显地验征停电设备是否带电。从而防止触电事故的发生。 (3)装没临时接地线为了防止在维修过程中突然来电。以保证工作人员的安全。在装设临时接地线时，必须先接接地端再接设备端；拆除时的顺序应相反。 (4)悬挂标志牌和装没临时遮拦标志牌是用来对所有人员提出安全警告和进行安全提示的。如”禁止合闸有人工作”高压危险”等；装没临时遮拦是为了防止工作人员误碰或靠近带电体,填14,2.常用的组织措施 (1)工作票制

6、度:工作票是准许在电气设备或线路上工作的书面命令，也是执行保证安全技术措施的书面依据。 (2)操作票制度:操作票制度是在全部停电或部分停电时，在电气没备或线路上工作的人员必须执行的操作制度。也是人身安全和正确操作的重要保证。 (3)工作许可制度:该制度是为了进一步加强工作人员的工作责任感。工作许可人员负责审查工作票所列安全措施是否正确完备，是否符合现场条件。 (4)工作监护制度:该制度是为了保护人身安全和操作正确的措施。监护人的主要职责是监护操作人员是否按规定的要求操作。 此外，对电气工作人员加强安全教育；建立健全规章制度；加强电气安全检查；采用必须的电气安全用具等也是很重要的安全措施。,填1

7、5,填16,3.触电急救 (1)脱离电源触电急救，首先要使触电者迅速脱离电源。具体是： 1)如果电源开关就在附近应迅速切断电源。 2)如果电源开关不在附近，可用电工钳、带干燥木柄的锐器切断电源线。 3)如果带电体搭在触电者的身上或压在身下时可用于燥木棒、竹竿等挑开带电体。 4)如果触电者触及的是高压带电设备，应迅速切断电源或用合适电压等级的绝缘工具使触电者解脱。 5)如果触电者是在高空触电，除设法将其脱离电源外，还必须采用安全措施，以防止电源断电后触电者从高空坠落，造成二次伤害。,填17,(2)急救处理: 触电者脱离电源后，应立即将其移至干燥通风的场所。根据具体情况迅速对症救治，同时赶快通知医

8、务人员并做好送往医院的准备工作。 1)如果触电者所受伤害不太严重。只是出现心悸、四肢发麻、全身无力等症状，应使触电者静卧，暂时不要站立或走动，并密切观察。 2)如果触电者已经神志不清，则应使其就地仰卧，保持气道通畅，并轻声呼叫或轻拍其肩部，以断定触电者是否意志丧失。 3)如果触电者出现呼吸困难、心跳不正常等症状或意志已经丧失应及时进行人工呼吸和人工胸外心脏挤压。如果现场只有一人抢救，可交替使用这两种方法(挤压心脏l2次，人工呼吸23次)，如此反复进行。,填19,填18,52大气过电压与防雷 一、大气过电压 1雷电的形成 在雷雨季节里。太阳把地面一部分水分蒸发为蒸汽，并向上升起，由于太阳不能直接

9、使空气变热，所以上部空气为冷空气。上升的蒸汽一旦遇到冷空气，立即凝结成水滴随着水滴的增多逐渐形成积云。它们受到强烈气流的吹袭，产生摩擦和碰撞，形成带正、负不同电荷的雷云。 电荷在雷云中分布是不均匀的，当云中电荷密集处的电场强度达到2530 kvcm时就会使附近的空气电离，形成导电通道。电荷将沿着这个通道由电荷密集中心向地面扩展称为先导放电。当先导放电通道到达地面时，大地的电荷与雷云中的电荷即产生强烈的中和，出现极大的电流，并伴随有雷鸣和闪光，这就是主放电阶段是全部雷电流的最主要部分。主放电结束后云中的残余电荷还会沿着主放电通道进入地面，称为余光放电。余光放电电流是雷电流的一部分，约数百安。,1

10、.雷电的危害 雷云对地放电时，在雷电附近的导线上将产生感应过电压，会使电气设备绝缘发生闪络或击穿甚至引起火灾和爆炸，造成人身伤亡等： 强大的雷电流流过导体时，会产生很大的热量而使导体严重变形或熔断： 雷云对地放电时，强大的雷电流会产生机械效应而使杆塔、横担和建筑物等损坏； 雷云对地放电时，有时也能击中人，对人造成严重伤害。,2直击雷过电压 雷云直接对输电线路或电气设备放电，强大的雷电流通过线路或电气设备时引起过电压，从而产生破坏性很大的热效应和机械效应，称为直击雷过电压。 现以图8一l为例说明直击雷过电压。 有一高度为h的避雷针，当霄云对避雷针放电时，避雷针顶端的电位Uh为： Uh= ild

11、Rch+L0h dild/dt (8-1) 由式(8 1)可以看出，当雷云对避雷针 放电时，其顶端的电位大小，就是 直击雷过电压的数值，即雷电流通过 线路或电气设备(被击中物)的阻抗和接地 电阻时所造成的电压降。,3感应雷过电压 雷云不是直接击于输电线路或电气设备上，而是由雷云对输电线路或电气设备的静电感应或电磁感应所产生的过电压，称为感应雷过电压。 图8-2所示，在雷云放电的起始阶段，雷云先导通道中充满与雷云同极性的电荷并逐渐向地面扩展。如果地面附近有架空线路通过，则雷云及其雷电先导通道中的电荷所形成的电场对线路发生静电感应，逐渐在线路上感应大量异性的束缚电荷Q。由于线路和大地之间有电容c的

12、存在，随着雷电静电感应对线路的充电，逐渐在线路上建立一个正极性的雷电感应电压(U=QC。,雷云对附近地面放电时，由于放电强烈，使正极性的雷电感应电压U在瞬间能达到很高的幅值。雷云放电后，线路上的束缚电荷变成自由电荷，并以电磁波速度向线路两端冲击流动，形成感应雷过电压的雷电冲出波。 4雷电波侵入 直击雷或感应雷而产生的高电位雷电波，会沿架空线或金属管道侵入变配电站或用户而造成危害。据统计，在工厂变配系统中，由于雷电波侵入而造成的雷害事故，占整个雷害事故的50以上。因此，对其防护应予以足够的重视。 二、防雷设备 1避雷针和避雷线,避雷针和避雷线是防直击雷的有效措施。它能将雷电吸引到自身，并能安全地

13、导人大地，从而保护附近的电气设备免受雷击。 (1)避雷针和避雷线的引雷只有当雷电先导发展到离地面一定高度时，避雷针(线)才可以影响先导的发展方向。 (2)避雷针与避雷线的结构 ：一个完整的避雷针由接闪器、引下线及接地体三部分组成 。接地体是避雷针的地下部分，其作用是将雷电流顺利地泄人入大地。 (3)单支避雷针与避雷线的保护范围保护范围是 指被保护物在此空间内不致遭受雷击的立体区域。保护 范围的大小与避雷针(线)的高度有关。如果避雷针高度超过30 m时，其保护范围不再与针高成正比关系，而且施工和安装都较困难，投资也大。此时宜采用多支矮针联合进行保护，,填22,填21,填20,(3)单支避雷针与避

14、雷线的保护范围保护范围是 指被保护物在此空间内不致遭受雷击的立体区域。保护 范围的大小与避雷针(线)的高度有关。 1)单支避雷针的保护范围。 单支避雷针的保护范围是 以避雷针为轴的折线构成的 上、下两个圆锥形空间。 高度为h的避雷针的保护范围， 如图8 4所示。,从图中可以看出，从针预A向下作与针成450角的斜折线，与高0.5 h的水平面相交于B点，连接B到地面的保护半径1.5h处的C点通过交点B把锥形保护范围分为上、下两个空间。 如果避雷针高度超过30 m时，其保护范围不再与针高成正比关系，而且施工和安装都较困难，投资也大。此时宜采用多支矮针联合进行保护，这种做法非常多见 。 2)避雷线的保

15、护范围。避雷线是悬挂在被保护物上台阶空的钢绞线由于它还要接地，所以电称架空地线。避雷线主要用来保护架空输电线路或其他物体免遭直接雷击。 单根避雷线的保护范围是： 由避雷线向下作与其垂直面成250角的两个斜面、在高度h2处转折、与地面上离避雷线水平距离为h的直线相连的平面，合起来构成屋脊式的保护范围。,填23,当保护范围较大时，可采用两根避雷线联合进行保护，,2避雷器 避雷器是防雷电直接击中架空输电线或雷云在架空输电线附近放电后，雷电冲击将沿线涌进的有效保护装置。常见的避雷器有阀型避雷器、管型避雷器、保护间隙和金属氧化物避雷器。 (1)阀型避雷器 1)阀型避雷器的结构。阀型避雷器由装在密封瓷套管中的火花间隙和阀片(非线性电阻)串联组成。上端与导线相连接，下端与接地体相连接，如图87所示。,填24,2)阀型避雷器工作原理。 若有一雷电冲击波 ，沿线路向设置有避雷器的A点侵入时，火花间隙被击穿放电。阀片能使很大的雷电流顺畅地向大地泄