安全生产技术第二章电气安全技术

第二章 电气安全技术,第一节 电气危险因素及事故种类 第二节 触电防护技术 第三节 电气防火防爆技术 第四节 雷击和静电防护技术 第五节 电气装置安全技术 第六节 安全技术规程、规范与标准,【考试大纲要求】： 运用电气安全相关技术和标准，辨识和分析作业场所存在的电气安全隐患，解决防触电、防静电、防雷击和电气防火防爆等电气安全技术问题。,第二章 电气安全技术,第一节 电气危险因素及事故种类,电气危险因素分： 触电危险、电气火灾爆炸危险、静电危险、雷电危险、电气系统故障、射频电磁辐射危害。 按照能量存在的形态，电气事故分为： 触电事故 雷击事故 静电事故 电磁辐射事故 电气装置事故。,内容: 一、触电 二、电气火灾和爆炸 三、雷电危害 四、静电危害 五、静射频电磁场危害 六、电气装置故障危害,第一节 电气危险因素及事故种类,一、触电,触电分为电击和电伤两种伤害形式。 1）电击：电流直接作用于人体，形成有害生理效应，严重时危及生命。 2）电伤：电流及其转换成热能、机械能等作用于人体造成的伤害。,1、电击,电击是电流通过人体，刺激机体组织，使肌体产生针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、血压异常、昏迷、心律不齐、心室颤动等造成伤害的形式。严重时会破坏人的心脏、肺部、神经系统的正常工作，形成危及生命的伤害。 (1) 电击伤害机理。人体在正常能量之外的电能作用下，系统功能很容易遭受破坏。当电流作用于心脏或管理心脏和呼吸机能的脑神经中枢时，能破坏心脏等重要器官的正常工作。 (2) 电流效应的影响因素(以下不加说明电流均指工频)。电流对人体的伤害程度是与通过人体电流的大小、种类、持续时间、通过途径及人体状况等多种因素有关。,1、电击,1) 电流值 感知电流：指引起感觉的最小电流（感觉为轻微针刺，发麻等； 摆脱电流：指能自主摆脱带电体的最大电流。超过摆脱电流时，由于受刺激肌肉收缩或中枢神经失去对手的正常指挥作用，导致无法自主摆脱带电体。 室颤电流：指引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。,心室颤动 数秒数分钟（分钟） 死亡 波前半部（约0.1s）心脏易损（激）区 心室颤动，幅值小，频率高（8001000次/每分钟以上），无规则， 发生始于T波的前半部。,电流值（工频）,感知电流引起感觉的最小电流。【0.5 1 mA 】 平均（概率50%），男：1.1 mA ；女：0.7 mA） 摆脱电流能自主摆脱带电体的最大电流。【5 10 mA 】 平均（概率50%）， 男：16mA； 女：10.5 mA 最低（概率0.5%），男： 9mA； 女： 6 mA 室颤电流引起心室发生心室颤动的最小电流。【50 mA 】 I颤 50 mA 适用于当1s t 5s时； I颤 50/t mA 适用于当0.01 s t 1s时。,1、电击,2) 电流持续时间。通过人体的电流持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。 当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50 mA左右；当持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百mA。当电流持续时间小于0.1 s时，只有电击发生在心室易损期，500 mA以上乃至数A的电流才能够引起心室颤动。 t 吸收电能 伤害 t 电流重合心脏易损（激）期，危险 t 人体电阻 人体电流 伤害 t 中枢神经反射 危险,1、电击,3) 电流途径。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。最危险的途径是：左手到前胸。判断危险性，既要看电流值，又要看途径。 4) 电流种类。直流电流、高频交流电流、冲击电流以及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。 5) 个体特征。因人而异，健康情况、性别、年龄等。,1、电击,(3) 人体阻抗 1) 组成和特征：皮肤电阻在人体阻抗中占有较大的比例。 A 皮肤阻抗：决定于接触电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力、皮肤潮湿程度和温度等。皮肤电容很小，在工频条件下，电容可忽略不计，将人体阻抗看作纯电阻。 B 体内电阻：基本上可以看作纯电阻，主要决定于电流途径和接触面积。 2) 数值及变动范围。在除去角质层，干燥的情况下，人体电阻约为1 0003000；潮湿的情况下人体电阻约为500800（条件：接触电压220V、左手-右手、接触面积50100cm2） 影响因素：接触电压、电流强度及作用时间、频率等因素增加都会导致人体阻抗下降。皮肤表面潮湿、有导电污物、伤痕、破损等也会导致人体阻抗降低。接触压力、接触面积的增大均会降低人体阻抗。,(4) 电击类型 电击的分类方式有如下几种。 1) 根据电击时所触及的带电体是否为正常带电状态，电击分为直接接触电击和间接接触电击两类。 直接接触电击：触及正常状态下带电的带电体导致的电击。 间接接触电击：触及正常状态下不带电、而在故障下意外带电的带电体导致的电击。(如：用电设备的金属外壳故障下带电形成电击) 指在设备或线路故障状态下，原本正常情况下不带电的设备外露可导电部分或设备以外的可导电部分变成了带电状态，人体与上述故障状态下带电的可导电部分触及而形成的电击。,1、电击,2) 按照人体触及带电体方式分:单相、两相和跨步电压电击三种。 单相电击。指人体接触到地面或其他接地导体，同时，人体另一部位触及某一相带电体所引起的电击。根据国内外的统计资料，单相电击事故占全部触电事故的70以上。 因此，防止触电事故的技术措施应将单相电击作为重点。 两相电击。指人体的两个部位同时触及两相带电体所引起的电击。此情况下，人体所承受的电压为线路电压，因其电压相对较高，其危险性也较大。 跨步电压电击。指站立或行走的人体，受到出现于人体两脚之间的电压即跨步电压作用所引起的电击。跨步电压是当带电体接地，电流经接地线流人埋于土壤中的接地体。,1、电击,跨步电压（UN）和接地电阻的概念,2 电伤,电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。伤害多见于机体的外部，往往在机体表面留下伤痕。能够形成电伤的电流通常比较大。电伤的危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。 电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等多种伤害。,(1) 电烧伤（大部分触电事故都含有电烧伤成分）分：电流灼伤和电弧烧伤。 1) 电流灼伤：电流通过人体时因电能转换成的热能引起的伤害。 2) 电弧烧伤：指由弧光放电造成的烧伤，可发生在高压也可在低压系统。带负荷(尤其是感性负荷)拉开裸露的闸刀开关、线路发生短路、开启式熔断器熔断、因误操作引起短路、高压人体过分接近带电体 (2) 电烙印：电流通过人体后在皮肤表面接触部位留下斑痕，如同烙印。斑痕处皮肤呈现硬变，表层坏死，失去知觉。,2 电伤,(3) 皮肤金属化：由高温电弧使周围金属熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层内部所造成的 (4) 机械损伤：由于电流作用于人体使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的损伤（包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂以及关节脱位乃至骨折等）。 (5) 电光性眼炎：弧光放电时的红外线、可见光、紫外线损伤眼睛，其表现为角膜和结膜发炎。,2 电伤,【例题】电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。电伤包括电烧伤、（ ）。 A.电烙印 B.皮肤金属化 C.机械损伤 D.电光性眼炎 E.单相电击 【答案】ABCD,2 电伤,电气火灾爆炸是由电气引燃源引起的火灾和爆炸。 电气引燃源主要形式：危险温度、电火花和电弧。 在爆炸性气体、爆炸性粉尘环境及火灾危险环境。电气线路、开关、熔断器、插座、照明器具、电热器具、电动机等均可能引起火灾和爆炸。 油浸电力变压器、多油断路器等电气设备不仅有较大的火灾危险，还有爆炸的危险。,二、电气火灾和爆炸,1、电气引燃源,危险温度 1) 短路 2) 过载 3) 漏电 4) 接触不良 5) 铁心过热 6) 散热不良 7) 机械故障 8) 电压异常 9) 电热器具和照明器具 10) 电磁辐射能量,(2) 电火花和电弧,电火花和电弧分：工作电火花及电弧、事故电火花及电弧 1) 工作电火花及电弧：指电气设备正常工作或正常操作过程中所产生的电火花。（如刀开关、断路器、接触器、控制器接通和断开线路时；插销拔出或插入时的火花；直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处、绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处也会产生电火花等；切断感性电路时断口处火花能量较大） 2) 事故电火花及电弧：包括线路或设备发生故障时出现的火花（如绝缘损坏、导线断线或连接松动导致短路或接地时产生的火花；电路发生故障，熔丝熔断时产生的火花；沿绝缘表面发生的闪络等） 事故火花还包括由外部原因产生的火花（如雷电放电、静电、电磁感应；由摩擦碰撞的机械性质的火花）,1、电气引燃源,2、电气装置及电气线路发生燃爆,(1) 油浸式变压器火灾爆炸 (2) 电动机着火 (3) 电缆火灾爆炸，常见起因如下： 1) 电缆绝缘损坏。 2) 电缆头故障使绝缘物自燃。 3) 电缆接头存在隐患。 4) 堆积在电缆上的粉尘起火。 5) 可燃气体从电缆沟窜入变、配电室。 6) 电缆起火形成蔓延。,三、雷电危害,雷击事故 由自然界中相对静止的正、负电荷形式的能量造成。 1、雷电的种类、危害形式和事故后果 2、雷电参数,1、雷电的种类、危害形式和事故后果,(1) 雷电的种类 1) 直击雷：雷云与大地目标之间的一次或多次放电称为耐地闪击。闪击直接击于建筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者称为直击雷。直击雷的每次放电过程包括先导放电、主放电、余光三个阶段。大约50的直击雷有重复放电特征。,2) 闪电感应：又称作雷电感应。闪电发生时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。 闪电静电感应 闪电电磁感应,1、雷电的种类、危害形式和事故后果,3) 球雷：是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。从电学角度考虑，球雷应当是一团处在特殊状态下的带电气体。 此外，直击雷和闪电感应都能在架空线路、电缆线路或金属管道上产生沿线路或管道的两个方向迅速传播的闪电电涌(即雷电波)侵入。,1、雷电的种类、危害形式和事故后果,(2)雷电的危害形式。雷电是大气中的一种放电现象。雷电具有雷电流幅值大、雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高的特点。 雷电具有电性质、热性质和机械性质等三方面的破坏作用。 1)电性质的破坏作用 2)热性质的破坏作用 3)机械性质的破坏作用,1、雷电的种类、危害形式和事故后果,(3)雷电危害的事故后果。雷电能量释放所形成的破坏力可带来极为严重的后果。 1)火灾和爆炸。 2)触电。 3)设备和设施毁坏。 4)大规模停电。,1、雷电的种类、危害形式和事故后果,2、雷电参数,主要有雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等。 1) 雷暴日：只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。 2) 雷电流幅值：指雷云主放电时冲击电流的最大值。雷电流幅值可达数十千安至数百千安 3) 雷电流陡度：指雷电流随时间上升的速度。 4) 雷电冲击过电压：直击雷冲击过电压很高，可选数千千伏。,静电事故 工艺过程中或人们活动中产生的，相对静止的正电荷和负电荷形式的能量造成。 1、静电的危害形式和事故后果 2、静电的特性,四、静电危害,1、静电的危害形式和事故后果,1) 在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。 2) 人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故，如坠落、跌伤等。此外，对静电电击的恐惧心理还对工作效率产生不利影响。 3) 某些生产过程中，静电的物理现象会对生产产生妨碍，导致产品质量不良，电子设备损坏。,2、静电的特性,(1) 静电的产生 1) 静电的起电方式 接触分离起电 破断起电 感应起电 电荷迁移 2) 固体静电 3) 人体静电 4) 粉体静电 5) 液体静电 6) 蒸气和气体静电,(2) 静电的消散,1)静电中和。空气中的自然存在的带电粒子极为有限，中和是极为缓慢的，一般不会被觉察到。带电体上的静电通过空气迅速的中和发生在放电时。 2)静电泄漏。表面泄瀑和内部泄漏是绝缘体上静电泄漏的两种途径。静电表面泄漏过程其泄漏电漉遇到的是表面电阻；静电内部泄漏过程其泄漏电流遇到的是体积电阻。,(3) 静电的影响因素,1)材质和杂质的影响 液体内含有高分子材料(如橡胶、沥青)的杂质时，会增加静电的产生。 液体内含有水分时，在液体流动、搅拌或喷射过程中会产生静电。液体内水珠的沉降过程中也会产生静电。如果油罐或油槽底部积水，经搅动后可能由静电引发爆炸事故。,2)工艺设备和工艺参数的影响 容易产生和积累静电典型工艺过程： 纸张与辊轴摩擦、传动皮带与皮带轮或辊轴摩擦等；橡胶的碾制、塑料压制、上光等；塑料的挤出、赛璐珞的过滤等。 固体物质的粉碎、研磨过程；粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程；悬浮粉尘的高速运动等。 在混合器中各种高电阻率物质的搅拌。 高电阻率液体在管道中流动且流速超过1 ms；液体喷出管口；液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅等。 液化气体、压缩气体或高压蒸气在管道中流动和由管口喷出，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。,(3) 静电的影响因素,电磁辐射危害 电磁波形式的能量辐射造成。 辐射电磁波100kHz以上频率的电磁波。 除人体伤害外，感应放电、电磁干扰 常见设备：高频金属加热设备 防护措施：屏蔽、吸收。（结合第五章：个体防护等）,五、静射频电磁场危害,六、电气装置故障危害,1引起火灾和爆炸 2异常带电 3异常停电 4安全相关系统失效 断路、短路、异常接地、漏电、误台闸、误掉闸、电气设备或电气元件损坏、电子设备受电磁干扰而发生误动作、控制系统硬件或软件的偶然失效等都属于电气装置故障。 电气装置故障及事故 包括：异常停电、异常带电、电气设备损坏、电气线路损坏、短路、断线、接地电气火灾等。,【例题】静电消失消散的两种主要方式是（ ）。 A、静电中和和静电泄漏 B、接地和屏蔽 C、增湿和接地 D、中和和摩擦 【答案】A,第二节 触电防护技术,一、直接接触电击防护 二、间接接触电击防护 三、兼有直接接触和间接接触电击的措施,基本防护原则应使危险的带电体不会被有意或无意地触及。 基本防护措施绝缘、屏护和间距,一、直接接触电击防护,1.绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。 主要电气指标绝缘电阻。用兆欧表测量。任何情况下不得低于每伏工作电压1000。,一、直接接触电击防护,2.屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段。即采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来，以防止人体触及或接近带电体所引起的触电事故。屏护还起到防止电弧伤人、防止弧光短路或便利检修工作的作用。 如： 遮栏与低压（1000V）裸导体的距离不应小于0.8m。 网眼遮栏与裸导体之间的距离： 低压设备不宜小于0.15m；10kV设备不宜小于0.35m,一、直接接触电击防护,3.间距是指带电体与地面之间、带电体与其它设备和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。 间距的作用是防止人体触及或接近带电体造成触电事故；避免车辆或其它器具碰撞或过分接近带电体造成事故；防止火灾、过电压放电及各种短路事故，以及方便操作。 参见P80表2-2、表2-3,一、直接接触电击防护,二、间接接触电击防护,防止间接接触电击的技术措施： 保护接地（基本技术措施） 保护接零（基本技术措施） 加强绝缘 电气隔离（兼有直接接触电击防护的措施） 不导电环境（兼有直接接触电击防护的措施） 等电位联结 特低电压（兼有直接接触电击防护的措施） 漏电保护器（兼有直接接触电击防护的措施）,国际电工委员会（ IEC ） 规定的供电方式符号,1 ）第一位字母表示电力（电源）系统对地关系。 2 ）第二位字母表示用电装置外露的金属部分对地的关系。,IT、TT和TN系统结构及保护方式的两位字母解释：,第一位字母： I 表示电力系统所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地。 T 则表示电力系统一点（通常是中性点）直接接地。 第二位字母： T 表示电气装置的外露可导电部分直接接地（与电力系统的任何接地点无关）。 N 表示电气装置的外露可导电部分通过保护线与电力系统的中性点联结。,1. IT系统（保护接地）,保护接地是最古老的电气安全措施。 保护接地是防止间接接触电击的基本安全技术措施,1）保护原理（适用于各种不接地网） RE与RP （人体电阻） 呈并联关系，且RE / RP RE REZ， UP （人体电压）在安全范围内。,2） IT系统应用范围,采用不接地系统，允许带故障运行2h，利用此时间寻找故障点检修； 供电连续性、可靠性较有保证。 110kV 配电网（6kV高压电动机外壳接地保护） 煤矿井下低压配电网 380V、660V、110V（照明） 对安全有特殊要求。（有些液化站气采用） 保护接地适用于不接地电网。在这种电网中，凡由于绝缘破坏或其他原因可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外均应接地。 保护接地电阻的允许值：低压系统RE4。,【例题】某保护接地装置的接地电阻为3，流过该接地装置的最大接地故障电流为10A，如果接触该设备的人的人体电阻为1000，则在故障情况下流过人体的最大电流为（）。（08年考题） A.30mA B.3A C.10A D.30A 【答案】A,2. TT系统,TT系统设备外壳及配电网均直接接地。 在设备无接地保护（无RE即RE为）的情况下，发生碰壳故障时人体电压?,1） TT系统保护原理, 而当有RE保护时，人体电压近似取决于RE在与RN分配相电压时的分压大小，同相比，可见危险性得到了降低。但是! 危险并未消除。 因此，TT系统，必须配合使用漏电保护装置或过电流保护装置，并优先使用前者。,2） TT系统应用范围及要求 主要用于低压共用用户。 上海市住宅配电为TT系统 。 农村低压电网用电设备分散，线路长时采用。 【例题】采用TT系统必须装设（）或过电流保护装置，并优先采用前者。 A剩余电流动作保护装置 B短路保护装置 C自动重合闸装置 D接地保护装置 【答案】A,3. TN系统（保护接零）,保护原理？,TN-C系统,TN-C-S系统,TN-S系统,应用与类型,适用 保护接零适用于低压中性点直接接地的三相四线配电网。 此系统中，凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接零。 三种方式：TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统 TN-S可用于爆炸、火灾危险性较大或安全要求高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。也适用于科研院所、计算机中心、通信局站等。正常工作条件下，外露导电部分和保护导体呈零电位最“干净”的系统。 TN-C-S宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。 TN-C可用于爆炸、火灾危险性不大，用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。,应用保护接零应注意的安全要求,（1）不允许个别设备只接地，不接零。 （2）重复接地合格（注意重复接地的作用）。 （3）切断前的故障持续时间符合要求。手持和移动电气设备应保证不超过0.4s。 （4）工作接地合格。不超过4。 （5）PE线和PEN线上不得安装单极开关和熔断器。 （6）保护导体截面合格 （7）等电位联结,等电位联结目的构成等电位空间 主等电位联结（Main Equipotential Bonding） 在建筑物的进线处将PE干线、设备PE干线、进水管、总煤气管、采暖和空调竖管、建筑物构筑物金属构件和其他金属管道、装置外露可导电部分等相连结。 辅助等电位联结（Supplementery Equipotential Bonding） 在某一局部将上述管道构件相连结。（作为补充，进一步提高安全水平）,【例题】有爆炸危险环境、火灾危险性大的环境及其他安全要求高的场所应采用（）。 ATNC系统 BTNCS系统 CTNS系统 DTT系统 【答案】C 【例题】电气设备外壳接保护线是最基本的安全措施之一。下列电气设备外壳接保护线的低压系统中，允许应用的系统有()。（09年考题） ATN-S系统 BTN-C-S系统 CTN-C系统 DTN-S-C系统 ETT系统 【答案】：ABCE 【解析】：TT系统是电气设备外壳接地的保护，也是允许应用的系统。,三、兼有直接接触和间接接触电击的措施,1 .双重绝缘和加强绝缘 2. 特低电压（安全电压） 3 .漏电保护（剩余电流保护）,1. 双重绝缘和加强绝缘,1）工作绝缘又称基本绝缘或功能绝缘，是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘。位于带电体与不可触及金属件之间。 2）保护绝缘又称附加绝缘，是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下，可防止触电的独立绝缘。位于不可触及金属件与可触及金属件之间。 3）双重绝缘 是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。 4）加强绝缘 是基本绝缘经改进，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘。在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。,5）双重绝缘和加强绝缘的绝缘电阻 在直流电压为500V的条件下进行测试。 工作绝缘的绝缘电阻不得低于2M； 保护绝缘的绝缘电阻不得低于5M； 加强绝缘的绝缘电阻不得低于7M。,6）双重绝缘和加强绝缘识别和选用 具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备。 类设备无须再采取接地、接零等安全措施。 标志：“回”作为类设备技术信息一部分。 手持电动工具应优先选用类设备。,2. 特低电压（安全电压）,1）特低电压又称安全特低电压，是属于兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措施。 2）类设备具有特低电压的设备属于类设备。 3）保护原理： 通过对系统中可能会作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。,4）特低电压限值任何运行条件下，允许存在于两个可同时触及的可导电部分间的最高电压值（交流为有效值；直流为无纹波直流电压值）。可以认为，限值范围内的电压在相应条件下对人是不会有危害的。 所谓相应条件，包括是否为故障状态、环境状况、电源频率、接触面积及是否为可握紧部件等。 我国标准规定：15100Hz交流电压限值当电气设施或电气设备正常（无故障）状态下，在干燥环境中限值为33V（对于接触面积小于1cm2的非可握紧部件，允许增大至66V）；潮湿环境中限值为16V。,5）特低电压 额定值,特低电压额定值（工频有效值）的等级： 42V、36V、24V、12V 和 6V 选用：根据使用环境、人员和使用方式等因素确定。,6）特低电压&安全电源,根据国际电工委员会相关的导则中有关慎用“安全”一词的原则，上述安全电压的说法仅作为特低电压保护型式的表示，即：不能认为仅采用了“安全”特低电压电源就能防止电击事故的发生！ 安全特低电压必须由安全电源供电。 可以作为安全电源的主要有： 安全隔离变压器 蓄电池及独立供电的柴油发电机 即使在故障时仍能够确保输出端子上的电压不超过特低电压值的电子装置电源等。,3、漏电保护（剩余电流保护）,1）漏电保护 利用漏电保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。 2）漏电保护装置又称为剩余电流动作保护装置，简称RCD（Residual Current Operated Protective Device）。 漏电保护装置是一种低压安全保护电器。,3）漏电保护装置的原理,检测元件是一个零序电流互感器。,N1,N2,ZL,零序电流互感器,4）漏电保护装置的选用,A 防止人身触电事故 用于直接接触电击防护时：应选用额定动作电流为30mA及其以下的高灵敏度、快速型。,B 需要安装漏电保护装置的场所,属于类的移动式电气设备及手持电动工具； 生产用的电气设备； 施工工地的电气机械设备； 安装在户外的电气装置； 临时用电的电气设备； 机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路； 游泳池、喷水池、浴池的电气设备； 安装在水中的供电线路和设备； 医院中可能直接接触人体的电气医用设备； 其他需要安装剩余电流保护装置的场所。,第三节 电气防火防爆技术,一、危险物质及危险环境 二、防爆电气设备和防爆电气线路,第四节 雷击和静电防护技术,一、防雷措施 二、静电防护,一、防雷措施,1.建筑物防雷的分类 (1)第一类防雷建筑物， 如，火药制造车间、乙炔站、电石库、汽油提炼车间等。 (2)第二类防雷建筑物 (3)第三类防雷建筑物,2防雷技术分类 防雷主要分为外部防雷和内部防雷以及防雷击电磁脉冲。 1)外部防雷。即针对直击雷的防护，不包括防止外部防雷装置受到直接雷击时向其他物体的反击。 2)内部防雷。包括防雷电感应、防反击以及防雷击电涌侵入和防生命危险； 3)防雷击电磁脉冲。是对建筑物内电气系统和电子系统防雷电流引发的电磁效应，包含防经导体传导的闪电电涌和防辐射脉冲电磁场效应。,3防雷装置 建筑物防雷装置是指用于对建筑物进行雷电防护的整套装置，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。 (1)外部防雷装置。指用于防直击雷的防雷装置，由接闪器、引下线和接地装置组成。 1)接闪器。接闪杆(以前称为避雷针)、接闪带(以前称为避雷带)、接闪线(以前称为避雷线)、接闪网(以前称为避雷网)以及金属屋面、金属构件等均为常用的接闪器 2)引下线。专设引下线距建筑物出入口或人行道边沿不宜小于3m。 3)接地装置。除独立接闪杆外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。 就接地电阻值而言，独立接闪杆的冲击接地电阻不宜大于10；附设接闪器每根引下线的冲击接地电阻不应大于10。为了防止跨步电压伤人，防直击雷的人工接地体距建筑物出入口和人行道不应小于3m。,【例题】建筑物防雷装置是指用于对建筑物进行雷电防护的整套装置，外部防雷装置指用于防直击雷的防雷装置，以下不属于外部防雷装置的是( )。 A接闪器 B电涌保护器 C引下线 D接地装置 【答案】：B,(2)内部防雷装置。由屏蔽导体、等电位连接件和电涌保护器等组成。对于变配电设备，常采用避雷器作为防止雷电波侵入的装置。 1)屏蔽导体。 2)等电位连接件 3)电涌保护器(SPD)。指用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬态过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，防止设备或系统遭受闪电电涌冲击而损坏。 4)避雷器。避雷器是用来防护雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或建筑物内，以免危及被保护电气设备的绝缘。按其结构，避雷器主要分为阀型避雷器和氧化锌避雷器等。,4防雷措施 (1) 直击雷防护 第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物均应设置防直击雷的外部防雷装置；高压架空电力线路、变电站等也应采取防直击雷的措施 直击雷防护的主要措施是装设接闪杆、架空接闪线或网。第一类防雷建筑物要求装设独立接闪杆、架空接闪线或网。第二类和第三类防雷建筑物宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，或由其混合组成的接闪器。 (2) 闪电感应防护 闪电感应的防护主要有静电感应防护和电磁感应防护两方面。 1)静电感应防护 2)电磁感应防护,(3)闪电电涌侵入防护 (4)人身防雷 1)为了防止直击雷伤人，应减少在户外活动时间，尽量避免在野外逗留。应尽量离开山丘、海滨、河边、池旁，不要暴露于室外空旷区域。不要骑在牲畜上或骑自行车行走；不要用金属杆的雨伞，不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头扛在肩上。避开铁丝网、金属晒衣绳。如有条件应进入有宽大金属构架、有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车和船只。 2)为了防止二次放电和跨步电压伤人，要远离建筑物的接闪杆及其接地引下线；远离各种天线、电线杆、高塔、，烟囱、旗杆、孤独的树木和没有防雷装置的孤立小建筑等。 3)雷雨天气情况下，室内人身防雷应注意的要点有： 人体最好离开可能传来雷电侵入波的照明线、动力线、电话线、广播线、收音机和电视机电源线、收音机和电视机天线15m以上，尽量暂时不用电器，最好拔掉电源插头。 不要靠近室内的金属管线，如暖气片、自来水管、下水管等，以防止这些导体对人体的二次放电。 关好门窗，防止球形雷窜入室内造成危害。,（一）静电的特性及危害 1. 静电的产生 最常见的静电产生方式：接触-分离起电。 实验证明：只要两种物质紧密接触而后再分离时，就可能产生静电。静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的。,二、静电防护技术,下列工艺过程容易产生和积累静电：,（1）固体物质大面积的摩擦。如：纸张与辊轴摩擦、橡胶或塑料碾制、传动皮带与皮带轮或辊轴摩擦等； （2）固体物质的粉碎、研磨过程，粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程，悬浮粉尘的高速运动等。,（3）在混合器中搅拌各种高电阻率物质。如：纺织品的涂胶过程等。 （4）高电阻率液体在管道中流动且流速超过1 m/s时，液体喷出管口时，液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅时等。,（5） 液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中流动和由管口喷出时。如：从气瓶放出压缩气体、喷漆等。 （6）穿化纤布料衣服、高绝缘（底）鞋的人员在操作、行走、起立时等。,2. 静电的特点 （1）电压高；固体静电可达20104V以上；液体和粉体静电可达数万V；气体和蒸气静电可达1万V以上；人体静电也可达1万V以上。 （2）泄漏慢； （3）影响因素多。影响因素： 材质、杂质、物料特征、工艺设备和工艺参数、湿度和温度、带电历程等。,3. 静电的危害,工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。 其中，爆炸或火灾是最大的危害和危险。,（二）静电防护,1环境危险程度的控制 为了防止静电的危害，可采取以下控制所在环境爆炸和火灾危险性的措施。 (1)取代易燃介质。例如，用三氯乙烯、四氯化碳、苛性钠或苛性钾代替汽油、煤油作洗涤剂，能够具有良好的防爆效果。 (2)降低爆炸性气体、蒸气混合物的浓度。在爆炸和火灾危险环境，采用机械通风装置及时排出爆炸性危险物质。 (3)减少氧化剂含量。充填氮、二氧化碳或其他不活泼的气体，减少爆炸性气体、蒸气或爆炸性粉尘中氧的含量，以消除燃烧条件。混合物中氧含量不超过8时即不会引起燃烧。,2工艺控制 工艺控制是消除静电危害的重要方法。主要是从工艺上采取适当的措施，限制和避免静电的产生和积累。 (1)材料的选用 在存在摩擦而且容易产生静电的工艺环节，生产设备宜使用与生产物料相同的材料，或采用位于静电序列中段的金属材料制成生产设备，以减轻静电的危害。 (2)限制物料的运动速度 为了限制产生危险的静电，汽车罐车采用顶部装油时，装油鹤管应深入到槽罐的底部200mm。油罐装油时，注油管出口应尽可能接近油罐底部，对于电导率低于50pSm的液体石油产品，初始流速不应大于1m/s，当注入口浸没200mm后，可逐步提高流速，但最大流速不应超过7m/s。 V(单位：m/s)为烃类液体流速，D(单位：m)为鹤管内径的数值； VD0.8 （灌装铁路罐车烃类液体在鹤管内的容许流速） VD0.5 （灌装汽车罐车烃类液体在鹤管内的容许流速）,(3)加大静电消散过程 在输送工艺过程中，在管道的末端加装一个直径较大的缓和器，可大大降低液体在管道内流动时积累的静电。例如，液体石油产品从精细过滤器出口到储器应留有30s的缓和时间。 为了防止静电放电，在液体灌装、循环或搅拌过程中不得进行取样、检测或测温操作。进行上述操作前，应使液体静置一定的时间，使静电得到足够的消散或松弛。, 材料的选用 采用利于静电泄漏的导电性工具，减轻火花放电和感应带电的危险。导电工具阻值为107109。 增强静电消散过程 在液体灌装、循环或搅拌过程中不得进行取样、检测或测温操作。 进行上述操作前，应使液体静置一定的时间，使静电得到足够的消散或松弛。 消除附加静电 使注油管头(鹤管头)接近罐底。 装油前应将罐底的积水和污物清除掉。 过滤器不应离注油管口太近。,3静电接地 接地是防静电危害的最基本措施，它的目的是使工艺设备与大地之间构成电气上的泄漏通路，将产生在工艺过程的静电泄漏于大地，防止静电的积聚。在静电危险场所，所有属于静电导体的物体必须接地。 凡用来加工、储存、运输各种易燃液体、易燃气体和粉体的设备都必须接地。工厂或车间的氧气、乙炔等管道必须连成一个整体，并予以接地。可能产生静电的管道两端和每隔200300m处均应接地。平行管道相距10cm以内时，每隔20m应用连接线互相连接起来。管道与管道或管道与其他金属物件交叉或接近，其间距离小于10cm时，也应互相连接起来。 汽车槽车、铁路槽车在装油之前，应与储油设备跨接并接地；装、卸完毕先拆除油管，后拆除跨接线和接地线 因为静电泄漏电流很小，所有单纯为了消除导体上静电的接地，其防静电接地电阻原则上不得超过1M即可；但出于检测方便等考虑，规程要求接地电阻不应大于100。 有利于泄漏设备及人体上的静电, 导体接地。接地是消除静电危害最常见的方法，它主要是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。 凡用来加工、储存、运输各种易燃液体、易燃气体和粉体的设备都必须接地。,工厂或车间的氧气、乙炔等管道必须连成一个整体，并予以接地。 可能产生静电的管道两端和每隔200300 m处均应接地。 平行管道相距10 cm以内时，每隔20 m应用连接线互相连接起来。管道与管道或管道与其他金属物件交叉或接近，其间距离小于10 cm时，也应互相连接起来。,注油漏斗、浮动罐顶、工作站台、磅秤和金属检尺等辅助设备均应接地。油壶或油桶装油时，应与注油设备跨接起来，并予以接地。 汽车槽车、铁路槽车在装油之前，应与储油设备跨接并接地；装、卸完毕先拆除油管，后拆除跨接线和接地线。 可能产生和积累静电的固体和粉体作业中，压延机、上光机及各种辊轴、磨、筛、混合器等工艺设备均应接地。,静电接地电阻,原则上所有单纯为了消除导体上静电的接地，其防静电接地电阻值在1M以下就可以了。 专设的静电接地体的接地电阻值一般不应大于100，在山区等土壤电阻率较高的地区，其接地电阻值也不应大于1000。,为了防止人体静电的危害，工作人员应穿导电性鞋。人体还可以通过金属腕带和挠性金属连接线予以接地。应注意：在有静电危险的场所，工作人员不应配戴孤立的金属物件。, 导电性地面 采用导电性地面，实质上也是一种接地措施。有利于泄漏设备及人体上的静电。,4增湿 局部环境的相对湿度宜增加至50以上。增湿的作用主要是增强静电沿绝缘体表面的泄漏。增湿并非对绝缘体都有效果，关键是要看其能否在表面形成水膜。只有当随湿度的增加，表面容易形成水膜的绝缘体如醋酸纤维、纸张、橡胶等，才能有效消除静电。为防止大量带电，相对湿度应在50%以上；相对湿度上升到6570%左右，静电很快地减少。增湿不宜用于高温环境里的绝缘体上的静电。 5抗静电添加剂 抗静电添加剂是具有良好导电性或较强吸湿性的化学药剂。加入抗静电添加剂之后，材料能降低体积电阻率或表面电阻率。注意：对于悬浮粉体和蒸气静电，因其每一微小的颗粒(或小珠)都是互相绝缘的，所以任何抗静电添加剂都不起作用。,6静电中和器 静电中和器是指将气体分子进行电离，产生消除静电所必要的离子(一般为正、负离子对)的机器，也称为静电消除器。使用静电中和器，让与带电物体上静电荷极性相反的离子去中和带电物体上的静电，以减少物体上的带电量。主要用来消除非导体上的静电 7为了防止人体静电的危害，在气体爆炸危险场所的等级属0区及1区时，作业人员应穿防静电工作服，防静电工作鞋、袜，佩戴防静电手套。禁止在静电危险场所穿脱衣物、帽子及类似物，并避免剧烈的身体运动。,8. 加强静电安全管理,包括： 制订相关静电安全操作规程； 制订相关静电安全指标； 静电安全教育； 静电检测管理。,【例题】为了防止静电的危害，可采取的控制措施是（ ）、抗静电添加剂、静电中和器。 A环境危险程度的控制 B静电接地 C使用惰化技术 D工艺控制 E增湿 【答案】：ABDE,第五节 电气装置安全技术,（一）变配电站安全 变配电站（室）是工厂生产的动力枢纽，其运行正常与否直接影响着全厂生产系统的运行和安全。 变配电站（室）设置有各种变配电设备，如各种高低压开关、变压器、互感器、电力电容器、避雷器，敷设有各种高低压电缆、母线等电气线路。 上述电气设备和线路具有电压高、电流强、控制能量大的特点，一旦失控，就容易引发严重事故。,1.变配电站位置 2.建筑结构 3.间距、屏护和隔离 4.通道 5.通风 6.封堵,7.标志 8.联锁 9.电气设备正常运行 10.安全用具和灭火器材 11.技术资料 12.管理制度,（二）主要变配电设备安全,1.油浸式电力变压器 变压器油箱内充有大量的绝缘油。该绝缘油是饱和的碳氢化合物，其闪点在130140之间。变压器发生故障时，在形成的过热或绝缘破坏后引起的电弧作用下，变压器内部故障点附近的绝缘油和固态有机可燃物会发生分解，产生易燃气体。故障持续时间过长，易燃气体愈来愈多，使变压器内部压力急剧上升，若安全保护装置（气体继电器、防爆管等）未能有效动作时，会导致油箱炸裂，发生喷油燃烧，燃烧会随着油流的蔓延而扩展，形成更大范围的火灾危害。造成停电、影响生产等重大经济损失、甚至造成人员的伤亡等重大事故。,2.电力电容器 3.高压开关 （1）高压断路器 具有强力灭弧装置；种类；与高压隔离开关串联使用；操作顺序！ （2）高压隔离开关 （3）高压负荷开关,参考内容：,五种恶性电气误操作事故 在变电所中，因电气误操作而重复引发的恶性事故时有发生，严重威胁着人身健康和设备安全。五种恶性电气误操作事故： 带负荷拉（合）隔离开关。 带电挂（合）接地线（接地开关）。 带接地线（开关）合断路器（隔离开关）。 误分（合）断路器。 误入带电间隔。,（三）电气线路安全 1. 架空线路 2. 电缆线路 （四）配电柜（箱） 1. 安装 2. 运行,（五）用电设备和低压电器,1.电气设备防触电保护分类 0类设备 仅靠基本绝缘作为防触电保护的设备，当设备有能触及的可导电部分时，该部分不与设施固定布线中的保护（接地）线相连接，一旦基本绝缘失效，则安全性完全取决于使用环境。 类设备 设备的防触电保护不仅靠基本绝缘，还包括一种附加的安全措施，即将能触及的可导电部分与设施固定布线中的保护（接地）线相连接。,类设备 设备的防触电保护不仅靠基本绝缘还具备象双重绝缘或加强绝缘这样的附加安全措施。这种设备不采用保护接地的措施，也不依赖于安装条件。 类设备 设备的防触电保护依靠安全特低电压（SELV）供电，且设备内可能出现的电压不会高于安全特低电压。三类设备是从电源方面就保证了安全。应注意类设备不得具有保护接地手段。,2.电气设备外壳防护等级,外壳防护等级反映以下三种内容的防护： 防止人体接近壳内危险部件（如壳内带电部分或运动部分）； 防止固体异物进入壳内设备； 防止由于水进入壳内对设备造成有害影响。,外壳防护等级由IP（International Protection）代码来标示,其组成如下： IP 补充字母 附加字母 第二位特征数字 第一位特征数字 代码字母,第一位特征数字表示外壳防止人体接近壳内危险部件及固体异物进入壳内设备的防护等级。 第二位特征数字表示外壳防止由于进水而对设备造成有害影响的防护等级。 不要求规定特征数字时，该处由用“X”代替。 附加字母和（或）补充字母可以省略，不需代替。 第一位特征数字所代表的防护