电气安全工程培训讲义演示课件

1、电气安全工程,电气安全主要包括人身安全与设备安全两个方面：人身安全是指在从事工作和电气设备操作使用过程中人员的安全；设备安全是指电气设备及有关其他设备、建筑等的安全。,具体的归纳起来电气安全工作的主要内容有以下6个方面：（1）研究并采取各种有效的安全技术措施。（2）研究并推广先进的电气安全技术，提高电气安全水平。（3）制定并贯彻安全技术标准和安全技术规程。（4）建立并执行各种安全管理制度。（5）开展有关电气安全思想和电气安全知识的教育工作。（6）分析事故实例，从中找出事故原因和规律。,电气安全工作的意义,电气装置设计、安装和检验的最基本要求是：保证人身安全和财产安全。 人身安全主要是指防止人身

2、遭受电击引起的伤亡事故； 财产安全主要是指防电气火灾、电气设备损坏和工作不正常引起的经济损失。,据统计，以相同的耗电量相比较，中国电击死亡的人数是发达国家的几十倍，甚至上百倍；中国电气火灾每年发生的次数几乎接近全部火灾发生总数的30，而发达国家这一数值不超过百分之几。电气火灾以成为影响中国社会安定和经济发展的一个必须认真对待的问题,内 容,1电气安全概述 2 触电事故基本对策及概念 3 触电事故常用对策 4 电气防火防爆 5 防雷 6 静电危害防护电磁辐射防护,1 电气安全概述,电在造福于人类的同时，也会给人类带来灾难。 统计资料表明：在工伤事故中，电气事故占有不少的比例。 以建筑施工死亡人数

3、为例2005年全国建筑施工触电死亡人数占其全部事故死亡人数的6.54%。,我国约每用1.5亿度电就触电死亡1人，而美、日等国约每用2040亿度电才触电死亡1人。 据统计，电气火灾约占全部火灾的20%。造成巨大的人员伤亡和经济损失。例如近年来北京市每年发生的数千起火灾中，电气火灾居于首位，成为最大的火灾隐患。,一、电气事故分类触电事故,触电事故电流形式（存在形式）的能量引起,1. 事故案例为救一人，七人丧命,1999年7月30日，西宁铁二中小学部夏令营的60名师生到青岛一家著名企业的工业园参观。 小学生霍某在碧波荡漾的如意湖边照相，不慎落水。 为救小学生，同学、老师、导游、公司员工等19人纷纷跳

4、下湖 结果，有七个大人被夺去了生命。孩子都获救了。 医生诊断结果：触电溺水身亡 原因：如意湖内有三台潜水泵和7个水下射灯，事故是由其中一个潜水泵漏电所致。,Q & A,Q：为什么身亡的七人都是大人？ Q：潜水泵虽漏电，但通过湖水与大地相连，接了地，为什么还能电人？ A：罪魁祸首是跨步电压,2. 跨步电压（UN）和接地电阻的概念,电气火灾爆炸由电火花和电弧的能量所引发。,二、电气事故分类电气火灾爆炸,事故案例 2006年1月17日，日本爱媛县今治市的太阳石油公司四国事业所的10万m3原油储罐发生火灾，造成5人死亡，2人受伤。事故原因 在日本，室外储罐火灾事故自1975年至今，已经发生了十余起。大

5、部分都造成了人员伤亡。,雷击由大自然的力量分离和积累的电荷能量所引起。 据不完全统计，2005年全国共发生雷电灾害1.1万多起，其中，雷击致人伤亡事故700多起，引起火灾或爆炸事故200多起，造成建筑物损坏1100多起，引起供电故障2700多起。 2005年全年雷电灾害共造成1300多人伤亡，造成直接经济损失约6亿元，间接经济损失数十亿元。,三、电气事故分类雷击事故,1. 事故案例 1989年8月12日山东青岛市黄岛油库火灾、爆炸。引发的大火烧了104小时才扑灭，死亡19人（其中消防人员14人）；烧掉原油3.6万吨，油库区沦为一片废墟。直接和间接损失达7千万元。 2. 危险及危害 a. 引起爆

6、炸和火灾 b. 电击电伤 c. 毁坏设备、设施：汽化的力（水汽化力） d. 造成大规模停电。,静电事故人为的正负电荷形式的能量,四、电气事故分类静电事故,1. 事故案例 例1：加油站发生的故事。（视频播放） 例2：1987年哈尔滨亚麻厂大爆炸，死亡59人 2. 静电危害 静电虽能量不大，不会直接使人致命，但： 静电放电引发火灾爆炸在火灾和爆炸危险场所是十分危险的因素。 静电电击能量虽小，但妨碍生活、工作，妨碍生产、击穿电路元、器件。,五、电气事故分类电磁辐射危害,电磁辐射危害电磁波形式的能量造成的,泛指100kHz以上的频率，100kHz以上才能辐射电磁波 广播、通讯设备（数百kHz 数千MH

7、z）；（如手机：中国GSM系统运行在900MHz 上，CDMA则运行在800MHz和1900MHz这两个频率上，新发展起来的WCDMA（3G）则运行在2000MHz基础上。） 1. 电磁辐射伤害：人体在高频电磁场的作用下，吸收辐射能量，中枢神经系统、心血管系统等会受到伤害。 2. 电磁辐射危害：感应放电，（如高大的金属构架接受电磁波会发生谐振，产生感应电压，较高的电压，能给人明显的电击，或产生火花放电。）在有爆炸性混合物的场所是十分危险达到因素。较高的感应电压会使塔式起重机的工人在挂吊钩时引起危险。 心脏起搏器 电磁干扰，产生误动作： 航空（起降时打手机危险） 日本数控机床轧死人,六、电气事故

8、分类电路故障及事故,电路故障及事故电能失控，整个电流流通的回路中任何一个环节上的事故及故障。,2002年9月23日，内蒙古丰镇市二中因晚上放学时楼梯照明灯损坏，因拥挤，造成21名学生死亡，43名学生受伤。最大15岁，最小13岁。,异常停电事故案例,2 触电事故基本对策及概念,一、触电事故的种类 1. 电击 直接接触电击：触及正常状态下带电的带电体。 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。 单线电击：人占在地面上，与一线接触。（可以是直接或间接） 两线电击：人与地面隔离，两手各触一线。（可以是直接或间接；可以是两相，也可以是单相） 跨步电压电击：（前面已经介绍） 2.

9、电伤：电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电气机械性伤害等。,二、电流对人体的作用,人本身就是一种电气设备，这是因为： 人的整个神经系统是以电信号和电化学反应为基础的。 上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。 人只要求正常功能所必要的电能，由于这个能量非常小，因此，系统功能很容易被破坏。,1. 电击致命原因, 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。, 窒息 窒息缺氧或中枢神经反射室颤. 特点:致命时间较长。1020分钟。 电休克（昏迷）由于中枢神经反射造成体内功能障

10、碍，昏迷时间长后的死亡。,2. 电流效应的影响因素（一）电流值（工频）,感知电流引起感觉的最小电流。如轻微针刺，发麻。 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。 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纤维性颤动的最小电流。 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。,（二）电流持续时间,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

11、射 危险,（三）电流途径,不同途径，危险性不同，但没有不危险的途径。 最危险的是：左手到前胸。 判断危险性，既要看电流值，又要看途径。,（四）电流种类,高频电流烧伤比工频电流严重，但电击的危险性较小。 冲击电流指作用时间0.110ms的电流。 种类：方脉冲、正弦波、电容放电脉冲。 影响室颤的主要影响因素是It和I2t的值。 （I 有效值） 直流电流持续时间心脏周期时，室颤阈值为交流的数倍； 持续时间200 ms时，室颤阈值与交流大致相同。,（五）个体特征,因人而异，健康情况、健壮程度、性别、年龄。,3. 人体电阻,人体阻抗等值电路 RS1、RS2 皮肤电阻（皮肤外面的电极与真皮之间的电阻） C

12、S1、CS2 皮肤电容（皮肤外面的电极与真皮之间的电容， 数PF 数F）， Ri 体内电阻（约为500）,人体电阻的数值及影响因素,变化范围 皮肤表皮最外层角质层其厚度一般不超过0.05 0.2mm，但其电阻率很大，可达1105 1106 m。但数十V即可击穿角质层，使人体阻抗急剧下降。不考虑角质层。 干燥的情况下，人体电阻：10003000； 潮湿的情况下，人体电阻： 500 800。 影响因素 电气参数：U（接触电压） RP， I RP， f XCP； 皮肤表面状态： 潮湿、导电污物、伤痕、破损； 皮肤表面接触状态： 接触压力、面积。,三、直接接触电击防护,基本防护原则应使危险的带电体不会

13、被有意或无意地触及。 基本防护措施 1. 绝缘用绝缘物将带电体封闭起来。 2. 屏护采用遮栏、护罩、护盖、箱匣隔绝带电体。 3. 间距带电体与地面之间、或与其他设备之间、或与带电体之间必要的安全距离。,四、间接接触电击防护基本措施,防止间接接触电击的技术措施： 保护接地 保护接零,1. 保护接地（IT系统）,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,对表达IT、TT和TN系统结构及保护方式的两位字母解释：,前一位字母： 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。 后一位字母： T 表示电气装置的

14、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。,保护接地（IT系统）,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。,Z,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

15、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。,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，当设备发生碰壳故障时人体电压接近于相电压，很危险。,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!即使把RE做得很低，如RE1，假设RN 4时，UP仍有44 V之多，危险并未消除。,TT系统中，单凭RE的作用一般不能将触电危险性到安全范围以内。另外，由于故障回路串联有RE和RN，故障电流不会很大，可能不足以使过电

16、流保护电器动作，故障得不到迅速切除。 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。,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。,3. 保护接零（TN系统）,保护原理 漏电单相短路单相短路电流ISS单相短路保护元件动作迅速切断电源实现保护。,ISS,L1,L2,L3,RN,PEN,N,TN-C系统,TN-S系统,TN-C-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

17、-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，厂内低压配电场的所及民用楼房。 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。,3 触电事故常用对策,一、等电位联结 目的构成等电位空间 1. 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

18、件和其他金属管道、装置外露可导电部分等相连结。 2. 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）,1保护线； 2总等电位联结线； 3接地线； 4辅助等电位联结线； B总等电位联结（接地）端子板； N外露导电部分； C装置外导电部分； P金属水管干线； T接地极,建筑物内总等电位联结图,二、双重绝缘和加强绝缘,1. 双重绝缘 是兼有工作绝缘和保护绝缘的绝缘。 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。 保护绝缘又称附加绝

19、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。 2. 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。,3. 双重绝缘和加强绝缘典型结构,4. 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。,5. 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。

20、手持电动工具应优先选用类设备。,三、特低电压,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。 1. 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。,2. 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。,3. 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

21、！ 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。,具有隔离作用的双线圈变压器,变压器工作原理图,不具有隔离作用的自耦变压器不属于安全电源!,单相自耦变压器,四、漏电保护,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。 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。,1. 漏电保护装置的原理,检测元件是一个零序电流互

22、感器。,N1,N2,ZL,零序电流互感器,漏电保护装置的工作原理,2. 漏电保护装置的选用,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。,需要安装漏电保护装置的场所（1）,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；,需要安装漏电保护装置的场所（2）,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

23、剩余电流保护装置的场所。,变配电站和变配电设备,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（室）和变配电设备主要危险,油浸式变压器爆炸火灾事故 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。 变压器故障过热或电弧可燃物分解产生易燃气体。 故障持续时间过长易燃气体多内部压力急剧上升会导致油

24、箱炸裂喷油燃烧。 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。,电缆火灾 短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障 引燃导线电缆 发生火灾。 导线电缆在着火同时，会产生有毒气体，对在场人员造成威胁。,电气误操作事故 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。,继电保护装置和自动装置不能正确动作 变配电系统中继电保护装置和自动装置一旦发生拒动作，将无法切除发生故障设备，严重时会使电气设备烧坏，造成更大范围的供

25、电系统停电。,2变配电站（室）的环境和变配电设备的布置10kV及以下的变配电站（室）,（1）不应设置在低洼处和有可能经常积水场所的正下方或相贴邻； 不应设置在有剧烈振动或高温的场所； 不应设在有火灾、爆炸危险环境的正上方或正下方。当变配电站（室）与有火灾危险环境的建筑物毗连时，共用的隔墙应是密实的非燃烧体，管道和沟道穿过墙或楼板处应用非燃烧性材料严密封堵。 变配电站（室）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。,（2）可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。高压配电室、高压电容器室和非燃（或难燃）介质的电力变压器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低

26、压电容器室的耐火等级不应低于三级，屋顶承重构件应为二级。 车间内变电室的可燃油油浸变压器室应设置容量为100%变压器油量的贮油池。变压器室的通风窗，应采用非燃烧材料。,（3）变压器室、配电室、电容器室等应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施。应达到“四防一通” （即防火、防雨雪、防汛、防小动物及通风良好）的要求。,（4）变配电站（室）门应向外开；高低压配电室之间的门应向低压侧开；相邻配电室之间的门应能双向开启。 （5）长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。配电装置的长度大于6m时，其柜（屏）后通道应设两个出口，低压配电装置两个出口间的距

27、离超过15m时，尚应增加出口。,（6）变配电站（室）内不应有与其无关的管道或线路通过。室内管道上不应设置法兰、螺纹接头和阀门等；水汽管道与散热器的连接应采用焊接。配电屏的上方不应敷设管道。,五、 电气设备的防触电保护分类,1. 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。 2. 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。,3. 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

28、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。 4. 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。,六、电气设备外壳防护等级,1.防护内容 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

29、特征数字 代码字母,2. IP代码组成,3. 表示防护等级的特征数字,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等级分为7级，第二位特征数字所代表的防护等级分为9级。 例如：IP65为尘密、防喷水型电气设备。,表a 第一位特征数字所代表的防护等级简要说明,表b 第二位特征数字所代表的防护等级简要说明,4 电气防火防爆 例如：石油开采现场和精炼厂约有60%80%的场所属于爆炸

30、性危险环境,主要分为两类： 危险温度 电火花和电弧 1. 危险温度（见下页图）,1. 电气引燃源,一、 电气引燃源,2. 电火花及电弧,电火花电极之间的击穿放电。大量电火花将汇集成电弧，电弧高温可达8000，能使金属熔化、飞溅，构成火源。 分为： 工作火花正常时应无引燃危险，但异 常时如：三相刀开关不同时 闭合等 事故火花短路、断线 其他火花雷电、静电、电磁感应,二、危险物质,1. 分类 按爆炸性物质种类分类，爆炸性物质分三类。 类：矿井甲烷（CH4） 类：爆炸性气体、蒸气 类：爆炸性粉尘、纤维,2. 分级、分组,分级（按爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR

31、）分级： 类爆炸性气体（分三级）： A ； B ； C 类爆炸性粉尘（分两级）： A ； B,分组（按引燃温度即自燃点）分组：,类爆炸性气体（分6组）： T1、T2、T3、T4、T5、T6 类爆炸性粉尘（分3组）： T11 、 T12 、 T13 见表：爆炸性气体的分类、分级和分组 见表： 爆炸性粉尘的分级和分组,三、危险环境（危险区域等级）,1. 气体、蒸气爆炸危险环境 根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，对危险场所分区，分为：0区、1区、2区。 0区（0级危险区域） 正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐内部液面上部空间。,1区（1级

32、危险区域） 正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐顶上呼吸阀附近。,2区（2级危险区域）正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐外3m内。 注意：释放源和通风条件的影响,2. 释放源,释放源是划分爆炸危险区域的基础。 释放源分为： 连续级释放源：连续释放、长时间释放或短时间频繁释放； 一级释放源：预计在正常运行时周期或偶尔释放的释放源； 二级释放源：预计在正常运行时不可能释放，即使释放也仅仅是偶尔短时释放的释放源。,必须指出的是，切不可将GB 50058-92中释放源定义中的两个“偶尔”同样看

33、待。 第一级释放源定义中的“周期或偶尔释放”中的“偶尔”在IEC60079-10原文中用词为occasionally（中译：有时候, 偶而）； 而第二级释放源定义中的“偶尔短时释放”中的“偶尔”在原文中用词为infrequently（中译：很少发生地, 罕见地）。,3.通风条件,通风条件是划分爆炸危险区域的重要因素。通风分为三种类型： 自然通风 一般机械通风 局部机械通风,4. 粉尘、纤维爆炸危险环境,粉尘、纤维爆炸危险区域指生产设备周围环境中，悬浮粉尘、纤维量足以引起爆炸；以及在电气设备表面会形成层积状粉尘、纤维而可能形成自燃或爆炸的环境。 根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，将此

34、类危险环境划为10区和11区。,10区指正常运行时连续或长时间或短时间频繁出现爆炸性粉尘、纤维的区域。 11区指正常运行时不出现爆炸性粉尘，纤维，仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。 划分粉尘、纤维爆炸危险环境的等级时，应考虑粉尘量的大小、爆炸极限的高低和通风条件,IEC1241-3和GB12476.1-2000将粉尘爆炸危险区域划分为3级（20区、 21区、 22区）,20区在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。 21区在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气

35、混合物但未划入20区的场所。该区域包括，与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。 22区在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划分为21区。,5. 火灾危险环境,火灾危险环境按下列规定分为21区、22区和23区。 21区具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。 22区具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。 23

36、区具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。,图例： 释放源接近地坪时易燃物质重于空气、通风不良的生产装置区,四、防爆电气设备和防爆电气线路,1. 防爆电气设备类型 按照使用环境，防爆电气设备分成两类： 类 煤矿井下用电气设备； 类 工厂用电气设备。,按防爆结构型式，防爆电气设备分为以下类型（括弧内字母为该类型标志字母）：,(1) 隔爆型（d） (2) 增安型（e） (3) 充油型（o） (4) 充砂型（q） (5) 本质安全型（ia、ib）分为ia级和级 ia在正常工作、发生一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于0区； ib正常工作及发生一个故障时不能

37、点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于1区。 (6) 正压型（p） (7) 无火花型(n) (8) 特殊型（s）,2. 防爆电气设备的标志,防爆型电气设备外壳的明显处，须设制清晰的永久性凸纹标志。设备铭牌的右上方应有明显的“Ex”标志。 防爆标志表示法： 防爆型式 类别 级别 组别 例如：dBT3表示类B级T3组的隔爆型电气设备； iaAT5表示类A级T5组的ia级本质安全型电气设备。 如有一种以上复合防爆型式，应先标出主体防爆型式，然后标出其他防爆型式。 如epBT4表示主体为增安型，并有正压型部件的防爆型电气设备。,3. 防爆电气设备的选型,5. 粉尘防爆电气设备外壳的分类,粉尘防爆电气设备

38、外壳按其限制粉尘进入设备的能力分两类。 尘密外壳：外壳防护等级为IP6X，标志为DT。 防尘外壳：外壳防护等级为IP5X，标志为DP。,五、消防供电和电气灭火,1. 消防供电 消防用电设备配电线路应设置单独的供电回路。 即要求消防用电设备配电线路与其他动力、照明线路(从低压配电室至最末一级配电箱)分开单独设置，以保证消防设备用电。 消防配电设备应有明显标志。,在有众多人员聚集的大厅及疏散出口处、高层建筑的疏散走道和出口处、建筑物内封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室，以及消防控制室、消防水泵房等处应设置事故照明。,2. 电气灭火注意事项,1） 触电危险和断电 触电危险： 电气设备或电气线路发生火灾，

39、如果没有及时切断电源，扑救人员身体或所持器械可能接触带电部分而造成触电事故。 使用导电的火灾剂，如水枪射出的直流水柱、泡沫灭火器射出的泡沫等射至带电部分，也可能造成触电事故。 火灾发生后，电气设备可能因绝缘损坏而碰壳短路；电气线路可能因电线断落而接地短路，使正常时不带电的金属构架、地面等部位带电，也可能导致接触电压或跨步电压。 因此，发现起火后，首先要设法切断电源！,2）带电灭火安全要求,(1) 应按现场特点选择适当的灭火器。二氧化碳灭火器、干粉灭火器的灭火剂都是不导电的，可用于带电灭火。 泡沫灭火器的灭火剂(水溶液)不宜用于带电灭火。（因其有一定的导电性，而且对电气设备的绝缘有影响） (2)

40、 用水枪灭火时宜采用喷雾水枪，比较安全。 用普通直流水枪灭火时，为防止通过水柱的泄漏电流通过人体，可以将水枪喷嘴接地；也可以让灭火人员穿戴绝缘手套、绝缘靴或穿戴均压服操作。人体与带电体之间保持必要的安全距离。,5 防雷,雷电是一种自然现象。 雷击会产生： 极高的过电压(数千kV 数万kV) 极大的过电流(数十kA 数百kA) 造成设施或设备的毁坏，可能造成大规模停电，可能造成火灾或爆炸，还可能直接伤及人身。有关资料表明，全球平均每年因雷电灾害死亡人数超过3000人。直接损失80亿元。,雷电的种类,1. 直击雷 带电积云与地面目标之间的强烈放电称为直击雷。 2. 感应雷 感应雷也称为雷电感应或感

41、应过电压。它分为: 静电感应雷和电磁感应雷。,静电感应雷,是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。 在带电积云与其他客体放电后，架空线路导线或导电凸出物顶部的电荷失去束缚，以大电流、高电压冲击波雷电波的形式，沿线路导线或导电凸出物极快地传播。又称为感应过电压（感应雷）。 感应过电压一般为200300kV。最高可达400500kV。 雷电侵入波的传播速度在架空线路中约为300m/s，在电缆中约为150m/ s 。,电磁感应雷,雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场 在邻近的导体上感应出很高的电动势。 如系开口环状导体，开口处可能由此引起

42、火花放电； 如系闭合导体环路，环路内将产生很大的冲击电流； 如闭合导体环路某处接触不良，局部发热危险温度。,3. 球 雷,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。是一团处在特殊状态下的带电气体。其直径多为20 cm左右，运动速度约为2 m/s，存在时间为数秒钟到数分钟。 出现概率约为雷电放电次数的 2 %。 在雷雨季节，球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。,4.雷电参数,雷电参数雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压 雷暴日只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。 用年平均雷暴日数来衡量雷电活动的频繁程度。单位 d/a，雷暴日数愈大，说明雷电活动愈频繁。 例如：我国广

43、东省的雷州半岛（琼州半岛）和海南岛一带雷暴日在80 d/a以上，北京、上海约为40 d/a，天津、济南约为30 d/a等。 我国把年平均雷暴日不超过15 d/a的地区划为少雷区， 超过40 d/a划为多雷区。,5. 雷电的危害,雷电具有电性质、热性质和机械性质等三方面的破坏作用。,二、建筑物防雷的分类,建筑物按其重要性、生产性质、遭受雷击的可能性和后果的严重性分为三类。 1. 第一类防雷建筑物 制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、火工品等大量危险物质的建筑物，遇电火花会引起爆炸，从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物。,2. 第二类防雷建筑物 (1) 国家级重点文物保护的建筑物； (2) 国家级的

44、会堂、办公楼、档案馆、大型展览馆、国际机场、大型火车站、国际港口客运站、国宾馆、大型旅游建筑和大型体育场等。 (3) 国家级计算中心、通信枢纽，以及对国民经济有重要意义的装有大量电子设备的建筑物。 (4) 制造、使用和储存爆炸危险物质，但电火花不易引起爆炸，或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物，如油漆制造车间、氧气站、易燃品库等。2区、11区及某些1区属于第二类防雷建筑物。 (5) 有爆炸危险的露天气罐和油罐。 (6) 年预计雷击次数大于0.06次的部、省级办公楼及其他重要的或人员密集的公共建筑物。 (7) 年预计雷击次数大于0.3次的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。,3. 第三类防雷建筑物

45、(1) 省级重点文物保护的建筑物和省级档案馆。 (2) 年预计雷击次数等于和大于0.012次，小于和等于0.06次的部、省级办公楼及其他重要的或人员密集的公共建筑物。 (3) 年预计雷击次数大于和等于0.06次，小于和等于0.3次的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 (4) 年预计雷击次数大于和等于0.06次的一般性工业建筑物。 (5) 考虑到雷击后果和周围条件等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境的建筑物。 (6) 年平均雷暴日15 da以上地区，高度为15 m及其以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物。年平均雷暴日15 da及15 da以下地区，高度为20 m及20 m以上的烟

46、囱、水塔等孤立高耸的建筑物。,三、防雷装置,避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器都是经常采用的防雷装置。 一套完整的防雷装置包括：接闪器、引下线和接地装置。 上述的针、线、网、带都只是接闪器。 避雷器是一专门的防雷装置。,1. 接闪器,接闪器都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以此保护被保护物免受雷击。 接闪器的保护范围 一般只要求保护范围内被击中的概率在0.1 %即可。 接闪器的保护范围按滚球法计算。 滚球半径按建筑物防雷类别确定，一类为30m、二类为45m、三类为60m。,电子式避雷针S6.60的保护半径 Rp(m),设置高度 h

47、(m) 2 3 4 5 6 8 10 保护等级 I 31 47 63 79 79 79 79 保护等级 II 39 58 78 97 97 98 101 保护等级 III 43 64 85 107 107 108 113,、1995年建物空間雷保護関標準規定NFC 17-102制定、電子式避雷針一般使用。,2. 引下线,防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。 引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。如用钢绞线作引下线，其截面积不得小于25 mm2。用有色金属导线做引下线时，应采用截面积不小于16 mm2的铜导线。,3. 防雷接地装置,接地装置是防雷装置

48、的重要组成部分。接地装置向大地泄放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高。 除独立避雷针外，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。,4. 避雷器,避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在不通的状态。出现雷击过电压时，击穿放电，切断过电压，发挥保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。 避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。 压敏阀型避雷器 一种新型的阀型避雷器。这种避雷器没有火花间隙，只有压敏电阻阀片。,5. 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的易受雷击部位应采取防直击雷的防护措施；

49、可能遭受雷击，且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料（如装卸油台、露天油罐、露天储气罐等）也应采取防直击雷的措施；高压架空电力线路、发电厂和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装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带。,6. 感应雷防护措施,静电感应防护为了防止静电感应产生的高电压，应将建筑物内的金属设备、金属管道、金属构架、钢屋架、钢窗、电缆金属外皮，以及突出屋面的放散管、风管等金属物件与防雷电感应的接地装置相连。 电磁感应防护为了防止电磁感应，平行敷设的管道、构架、电缆相距不到100 mm时，须用金属线跨接，跨接点之间的距离不应超过30 m；交叉相距不到100 mm时，交叉处也

50、应用金属线跨接。,7. 雷电侵入波防护,属于雷电冲击波造成的雷害事故很多。 在低压系统，这种事故占总雷害事故的70 %以上。 措施:（以第一类防雷建筑物的供电线路要求为例，严于第二、三类） 全长采用直埋电缆，入户处电缆金属外皮、钢管与防雷电感应接地装置相连。,户外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时，馈线应穿金属管线或采用屏蔽线，并将金属管或屏蔽接地。如果馈线未穿金属管，又不是屏蔽线，则应在馈线上装设避雷器或放电间隙。,8. 人身防雷（一）,雷暴时，由于带电积云直接对人体放电，雷电流入地产生对地电压，以及二次放电等都可能对人造成致命的电击。 雷暴时，应尽量减少在户外或野外逗留。如有条件，可进入

51、有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只。在建筑屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道时，要注意离开墙壁或树干8 m以外。 雷暴时，应尽量离开小山、小丘、隆起的小道，离开海滨、湖滨、河边、池塘旁 ，避开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、孤独的树木附近，还应尽量离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施。,人身防雷（二）,雷暴时人体最好离开可能传来雷电侵入波的线路和设备1.5 m以上。 调查资料表明，户内70 %以上对人体的二次放电事故发生在与线路或设备相距1 m以内的场合，相距1.5 m以上者尚未发生死亡事故。 应当注意，仅仅拉开开关对于防止雷击是起不了多大作用的。 雷雨天气，还应注意关闭门窗，

52、以防止球雷进入户内造成危害。,9. 防雷击电磁脉冲（主要针对信息系统）,雷击电磁脉冲（Lightning electromagnetic impulse，LEMP）是一种干扰源，是闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应。 干扰绝大多数是通过连接导体引入的，如雷电流或部分雷电流、被雷击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。,防雷击电磁脉冲措施（一）,屏蔽建筑物和房间外部设屏蔽措施，以合适的路径敷设线路（合理布线，避免靠近引下线），线路采用屏蔽。 等电位连接所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起。如屋顶金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架等。当采用屏蔽电缆

53、时，其屏蔽层应至少在两端并在防雷区交界处做等电位连接。（当系统要求只在一端组等电位连接时，应采用两层屏蔽，外层屏蔽按上述要求处理。） 接地每幢建筑屋本身应采用共用接地系统（其构成详见GB 50057-94（2000年版）,防雷击电磁脉冲措施（二）,合理选用和安装SPD(Surge protective device) 电涌保护器（安装于电源线、信号线进线入口处） 电压开关型SPD工作原理：在无电涌出现时为高阻抗，当出现电压电涌时变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作这类SPD的组件。也称“短路开关型”或“克罗巴型”SPD。计算机通信网络专用SPD响应时间1ns

54、。 限压型SPD工作原理：在无电涌出现时为高阻抗，随电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管作这类SPD的组件。也称“钳压型”SPD。 组合型SPD工作原理：由上述两种组件组合而成。可显示两者都有的特性。,第六讲 静电危害防护及电磁辐射防护,一、静电危害防护 静电灾害事故例： 某企业欲将小型汽油储罐中的汽油用泵经底部阀门全部抽出，因阀门安装在比罐底稍高的地方，为了提高油的水平面，以便继续抽出，往油罐里注水。 水是从储罐油面上约4.5m处自由落下的。 在注水14 min后 储罐发生了爆炸！原因？,（一） 静电的产生,实验证明，只要两种物质紧密接触而后再分离时，就可能产

55、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。,1 .静电的起电方式,(1) 接触-分离起电两种物体接触，其间距离小于2510-8 cm时，由于不同原子得失电子的能力不同，不同原子外层电子的能级不同，其间即发生电子的转移。因此，界面两侧会出现大小相等、极性相反的两层电荷。这两层电荷称为双电层，其间的电位差称为接触电位差。根据双电层和接触电位差的理论，可以推知两种物质紧密接触再分离时，即可能产生静电。 静电序列按照两种物质间双电层的极性，把相互接触时带正电的排在前面，带负电的排在后面，依次排列下去，可以排成一个长长的序列，这样的序列叫做静电序列或静电起电序列。,(2) 破断起电材

56、料破断后能在宏观范围内导致正、负电荷的分离，即产生静电，这种起电称为破断起电。固体粉碎、液体分离过程的起电属于破断起电。,(3) 感应起电 带电体A带负电荷，附近有导体B， 在带电体A的静电感应下，B的端部出现正电荷； 由于导体B与接地导体C相连，B对地电位仍然为零； 当B离开接地导体C时，B成为带电体。,(4) 电荷迁移当一个带电体与一个非带电体接触时，电荷将重新分配，即发生电荷迁移而使非带电体带电。 当带电雾滴或粉尘撞击在导体上时，会产生电荷迁移；当气体离子流射在不带电的物体上时，也会产生电荷迁移。,2. 固体静电,固体静电可直接用双电层和接触电位差的理论来解释。双电层上的接触电位差是极为

57、有限的，而固体静电电位可高达数万伏以上，其原因在于电容的变化。 电容器上的电压U、电量Q、电容C三者之间保持的关系是：,对于平板电容器，其电容为,前式中： 极间电介质的介电常数； S 极板面积； d 极间距离。 由上述关系可以导出,可知： 当Q，S 不变时，Ud。 将两种相接近的两个带电面看成是电容器的极板。紧密接触时，其间 d 只有2510-8 cm。若二者分开为1 cm，即 d 增大为400万倍。与其对应，如接触电位差为0.01 V，则(在不考虑分开时电荷逆流的情况下)，二者之间U可达40 000 V。 橡胶、塑料、纤维等行业工艺过程中的静电高达数万伏，甚至数十万伏，如不采取有效措施，很容

58、易引起火灾。,3. 人体静电,人在活动过程中，人的衣服、鞋以及所携带的用具与其他材料摩擦或接触-分离时，均可能产生静电。 例如，人穿混纺衣料的衣服坐在人造革面的椅子上，如人和椅子的对地绝缘都很高，则当人起立时，由于衣服与椅面之间的摩擦和接触-分离，人体静电高达10 000 V以上。 液体或粉体从人拿着的容器中倒出或流出时，带走一种极性的电荷，而人体上将留下另一种极性的电荷。 人体是导体，在静电场中可能感应起电而成为带电体，也可能引起感应放电。 人体静电引起的放电往往是酿成静电灾害的重要原因之一。,4. 粉体静电,粉体只不过是处在特殊状态下的固体，其静电的产生也符合双电层的基本原理。 粉体物料的研磨、搅拌、筛分或高速运动时，由于粉体颗粒与颗粒之间及粉体颗粒与管道壁、容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，以及由于破断都会产生有害的静电。 塑料粉、药粉、面粉、麻粉、煤粉和金属粉等各种粉体都可能产生静电。粉体静电电压可高达数万伏。,5. 液体静电,不含水和深度加工的可燃性油品在生产和贮运过程中所产生的静电，是工业生产中最危险和最复杂的