《电气安全基础》PPT课件.ppt

1、第一章电气安全基础,第一节 工业企业供配电系统 一、电力系统二、工业企业供配电 第二节 电气事故 一、电气事故概要二、电气事故的类型三、触电事故的分布规律 第三节 电流对人体的作用一、人体阻抗二、电流对人体的作用,电力系统图,电力系统的示意图,升压变电所,220kV,地区枢纽所,10kV,至用户,配电所,10kV,10kV,升压 变电所,220kV,220kV,220kV,输电线路,220kV,10kV,为保证供电的可靠性和安全连续性，电力系统将各地区、各种类型的发电机变压器、输电线、配电和用电设备等连成一个环形整体。,1.1 工业企业供配电系统,一、电力系统 电力是现代工业的主要动力，在各行

2、各业中都得到了广泛的应用。电力系统由发电厂、送电线路、变电所、配电网和电力负荷组成。 1. 发电 发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主，近几年也在发展核能发电。 发电机组发出的电压一般为 6 10 KV。 2. 输电 输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户。输（送）电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。输电是联系发电厂和用户的中间环节。 输电过程中, 一般将发电机组发出的 610KV 电压经升压变压器变为 35500KV 高压，通过输电线可远距离将电能传送到各用户，再利用降压变压器将高压变为

3、 610KV 高压。,3. 配电 配电是由 10KV 级以下的配电线路和配电(降压)变压器所组成。它的作用是将电能降为 380/220V 低压再分配到各个用户的用电设备。 三相交流电力网的电压等级： 高压：1KV及以上的电压称为高压。有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550KV等。 低压：1KV及以下的电压称为低压。有220，380V、660V. 对地电压而言，交流250V以上为高压，250V及其以下为低压。 我国工频低压最常用的是380V和220V;在井下及其他场合，常采用 127V和660V电压，在安全要求高的场所，还采用50V以下的特低电压。 直流电压：常用110V

4、、220V、440V。直流1500V及其以下属低压。,1.1 工业企业供配电系统,二、工业企业供电 1.组成：从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整个电路系统，包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。 常见4种形式： 进线为35KV及以上的大中型企业； 进线电压为10KV的中型企业； 进线电压为10KV的小型企业； 进线电压为0.4KV,容量为不大于160KVA的小型企业。 2.工业企业电力负荷分级及供电要求,1.1 工业企业供配电系统,三、工业企业配电 1.高压配电 高压配电线路的联接方式主要是放射式、树干式和环式等三种基本方式。 注意了解三种基本配电形式的优缺点！ 2.低压配电线路

5、低压配电线路也有放射式、树干式和环式等三种基本方式。 低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、用电线路组成。 通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几百千伏安的范围，负责几十个用户的供电。为了合理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠性，一般都采用分级供电的方式。 即按照用户地域或空间的分布，将用户划分成供电区和片，通过干线、支线向片、区供电。整个供电线路形成一个分级的网状结构。,1.1 工业企业供配电系统,某校实验楼树形供电线路示意图,去教学楼,去宿舍 食堂,2层配电箱,11层配电箱,1层配电箱,去报告厅,实验楼,配电变压器,配电柜,第二节电气事故,一、电气事故概要电气事故具有以下

6、特点：1电气事故危害大2电气事故危险直观识别难3电气事故涉及领域广4电气事故的防护研究综合性强,第二节电气事故,二、电气事故的类型 触电事故 电击 电伤 静电危害事故 雷电灾害事故 电气火灾爆炸事故 射频电磁场危害 电气系统故障危害,第二节电气事故,三、触电事故的分布规律 大量的统计资料表明，触电事故的分布是具有规律性的。触电事故的分布规律为制定安全措施，最大限度地减少触电事故发生率提供了有效依据。根据国内外的触电事故统计资料分析，触电事故的分布具有如下规律。1触电事故季节性明显2低压设备触电事故多3携带式设备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

7、、机械行业触电事故多7青年、中年人以及非电工人员触电事故多8误操作事故多,第二节电气事故,触电事故的分布规律并不是一成不变的，在一定的条件下，也会发生变化。例如，对电气操作人员来说，高压触电事故反而比低压触电事故多。而且，通过在低压系统推广漏电保护装置，使低压触电事故大大降低，可使低压触电事故与高压触电事故的比例发生变化。上述规律对于电气安全检查、电气安全工作计划、实施电气安全措施以及电气设备的设计、安装和管理等工作提供了重要的依据。,第三节电流对人体的作用,电流通过人体、会引起人体的生理反应及机体的损坏，有关电流人体效应的理论和数对于制定防触电技术的标准，鉴定安全型电气设备，设计安全措施，分

8、析电气事故，评价安全水平等是必不可少的。 一、人体阻抗 人体总阻抗包括皮肤阻抗和人体内阻抗。发生触电时，人体总阻抗值由电流通路、接触电压、通电时间、频率、皮肤湿度、接触面积、施加压力和温度等因素决定。 （1）皮肤阻抗（IEC479-1:1984） （2）人体内阻抗 （3）人体总阻抗,1. 皮肤阻抗 ZP,皮肤由外层的表皮和表皮下面的真皮组成。表皮最外层的角质层，其电阻很大，在干燥和清洁的状态下，其电阻率可达 1 1051 106 m 。 皮肤阻抗是指表皮阻抗，即皮肤上电极与真皮之间的电阻抗，以皮肤电阻和皮肤电容并联来表示。皮肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容。 皮肤阻抗值与接触电压、电流幅值

9、和持续时间、频率、皮肤潮湿程度、接触面积和施加压力等因素有关。当接触电压小于 50V 时，皮肤阻抗随接触电压、温度、呼吸条件等因素影响有显著的变化，但其值还是比较高的；当接触电压在 50100V 时，皮肤阻抗明显下降，当皮肤击穿后，其阻抗可忽略不计。,2. 体内阻抗 Zi,体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗，虽存在少量电容，但可以忽略不计。因此，体内阻抗基本上可以视为纯电阻。体内阻抗主要决定于电流途径。当接触面积过小，例如仅数平方毫米时，体内阻抗将会增大。 如图所示为不同电流途径的体内阻抗值，图中数值是用与手一手内阻抗比值的百分数表示的。无括号的数值为单手至所示部位的数值；括号内的数值为双手至相

10、应部位的数值。如电流途径为单手至双脚，数值将降至图上所标明的75%；如电流途径为双手至双脚，数值将降至图上所标明的50%。,3. 人体总阻抗 ZT,人体总阻抗是包括皮肤阻抗及体内阻抗的全部阻抗。接触电压大致在 50V 以下时，由于皮肤阻抗的变化，人体阻抗也在很大的范围内变化；而在接触电压较高时，人体阻抗与皮肤阻抗关系不大。在皮肤被击穿后，近似等于体内阻抗。另外，由于存在皮肤电容，人体的直流电阻高于交流阻抗。 通电瞬间的人体电阻叫做人体初始电阻。在这一瞬间，人体各部分电容尚未充电，相当于短路状态。因此，人体初始电阻近似等于体内阻抗，其影响因素也与体内阻抗相同。根据试验，在电流途径从左手到右手或从

11、单手到单脚、大接触面积的条件下，相应于 5% 概率的人体初始电阻为 500 。 在皮肤干燥时，人体工频总阻抗一般为10003000。,二、电流对人体的作用,电流对人体的作用指的是电流通过人体内部对于人体的有害作用，如电流通过人体时会引起针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛乃至血压升高、昏迷、心律不齐、心室颤动等症状。电流通过人体内部，对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、持续时间、途径、种类及人体的状况等多种因素有关，特别是和电流大小与通电时间有着十分密切的关系。,左手 -右手电流途径的实验资料 mA,单手 -双脚电流途径的实验资料,1、伤害程度与电流大小的关系,电流大小 通过人体的电流大小

12、不同，引起人体的生理反应也不同。对于工频电流，按照通过人体的电流大小和人体呈现的不同反应，可将电流划分为感知电流、摆脱电流和致命电流。 (1) 感知电流和感知阈值。感知电流是指电流流过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流的最小值称为感知阈值。不同的人，感知电流及感知阈值是不同的。成年男性平均感知电流约为 1.1mA( 有效值，下同 )；成年女性约为 0.7mA 。对于正常人体，感知阈值平均为 0.5mA，并与时间因素无关。感知电流一般不会对人体造成伤害，但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。,1、伤害程度与电流大小的关系,(2) 摆脱电流和摆脱阈值。摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带

13、电体的最大电流。摆脱电流的最小值称为摆脱阈值。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 10.5mA；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6mA；儿童的摆脱电流较成人要小。对于正常人体；摆脱阈值平均为 10mA, 与时间无关。,1、伤害程度与电流大小的关系,(3) 室颤电流和室颤阈值。室颤电流是指引起心室颤动的最小电流，其最小电流即室颤阈值。由于心室颤动几乎终将导致死亡，因此，可以认为，室颤电流即致命电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50mA 左右；当电流持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百毫安。当电流持

14、续时间小于 0.1S 时，只有电击发生在心脏易损期，500mA 以上乃至数安的电流才能够引起心室颤动。室颤电流与电流持续时间的关系大致如图 1-4 所示。,电流对人体的作用特征,上表从触电事故的统计资料分析得来的.可参考用电安全技术（石油化学工业出版社1977年出版）.,电流对人体的作用特征,电流对人体的效应由生理参数（人体的解剖特点、心脏功能状态等）和电气参数（电流的持续时间、通路、种类等）决定。 (15100)Hz的正弦交流电流对人体的电流效应被划分为4个区域，人体不同区域内产生的生理效应各不相同，具体情况如表所示（IEC479-1:1984）。 直流电流比交流电流易于摆脱。当产生相同的刺

15、激效应时，恒定的直流电流（含有正弦纹波不超过10%有效值的直流）的强度要比交流电流（有效值）大24倍。直流电流对人体的效应由图所示，图中电流效应被划分为4个区域，人体在不同区域内产生的生理效应各不相同，具体情况如表所示。 在上述研究的基础上，IEC60990:1999接触电流和保护导体电流的测量方法定义了4种最为重要的人体效应：感知、反应、摆脱、电灼伤。这4种效应中的每一种都有一个单独的阀值。,2、伤害程度与电流持续时间的关系,通过人体电流的持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。这主要是因为： (1) 能量积累。 (2) 与易损期重合的可能性增大。 (3) 人体电阻下降。,3. 伤害

16、程度与电流途径的关系,电流通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会使心脏停止跳动，从而导致血液循环中断而死亡。 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。 电流通过头部会使人昏迷，或对脑组织产生严重损坏而导致死亡。 电流通过脊髓，会使人瘫痪等。 上述伤害中，以心脏伤害的危险性为最大。因此，流经心脏的电流多、电流路线短的途径是危险性最大的途径。,4. 伤害程度与电流种类的关系,100Hz 以上交流电流、直流电流、特殊波形电流也都对人体具有伤害作用，其伤害程度一般较工频电流为轻。 (1)100Hz 以上交流电流的效应。 100Hz 以上的频率在飞机 (400Hz) 、电动工具及电焊(可达 450Hz) 、电疗 (45kHz)、开关方式供电 (2OkHz1MHz) 等方面被使用。 高频电流的危险性可以用频率因数来评价。频率因数是指某频率与工频有相应生理效应时的电流阈值之比。某频率下的感知、摆脱、室颤频率因数是各不相同的