第1章-电气安全基础

1、电力系统图水力水力发电厂发电厂升压变电所升压变电所220kV地区枢纽所地区枢纽所10kV至用户至用户配电所配电所10kV10kV升压升压变电所变电所220kV220kV220kV输电线路输电线路220kV35kV35kV负荷负荷变电所变电所35kV火力火力发电厂发电厂10kV 为保证供电的可为保证供电的可靠性和安全连续性，靠性和安全连续性，电力系统将各地区、电力系统将各地区、各种类型的发电机各种类型的发电机变压器、输电线、变压器、输电线、配电和用电设备等配电和用电设备等连成一个环形整体。连成一个环形整体。1.1 工业企业供配电系统一、电力系统一、电力系统电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都

2、得到了广泛的应电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得到了广泛的应用。用。发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电能转换成电能发电是将水力、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。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发电机组发出的电压一般为 6 10 KV。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。输输（送）电网是由（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，及以上的输电线路与其相连接的变电所组成，它是电力系

3、统的主要网络。输电是联系发电厂和用户的中间环节。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。输电过程中输电过程中, 一般将一般将发电机组发出的发电机组发出的 610KV 电压经升压变压器电压经升压变压器变为变为 35500KV 高压高压，通过输电线可远距离将电能传送，通过输电线可远距离将电能传送到各用户到各用户，再再利用降压变压器将高压利用降压变压器将高压变为变为 610KV 高压高压。 配电是由配电是由 10KV 级以下的配电线路和配电级以下的配电线路和配电(降压降压)变压器所组成。变压器所组成。它的作用是将电能降为它的作用是将电能降为 380/220V 低压再分配到各个用户的

4、用电低压再分配到各个用户的用电设备设备。三相交流电力网的电压等级：三相交流电力网的电压等级：有有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550KV等。等。有有220，380V、660V.1.1 工业企业供配电系统 1.1 工业企业供配电系统 高压配电线路的联接方式主要是高压配电线路的联接方式主要是放射式放射式、树干式树干式和和环式环式等三种基本方式。等三种基本方式。 注意了解三种基本配电形式的优缺点！注意了解三种基本配电形式的优缺点！ 低压配电线路也有低压配电线路也有放射式放射式、树干式树干式和和环式环式等三种基等三种基本方式。本方式。低压配电线路是由配电室低压配电线路是由配电室

5、(配电箱配电箱)、低压线路、用电线、低压线路、用电线路组成。路组成。通常一个通常一个低压配电线路低压配电线路的的容量容量在几十千伏安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。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。供电线路形成

6、一个分级的网状结构。1.1 工业企业供配电系统变电所变电所配电室配电室放射式配电线路放射式配电线路变电所变电所配电室配电室树干式配电线路树干式配电线路去教学楼去教学楼去宿舍去宿舍 食堂食堂干线干线干线干线干线干线 2 #生活区生活区配电柜配电柜 1 #教学区教学区配电柜配电柜 3 #实验区实验区配电柜配电柜实验楼总实验楼总 配电箱配电箱X房间房间配电箱配电箱X房间房间配电箱配电箱分支线分支线分支线分支线分支线分支线2层配电箱层配电箱11层配电箱层配电箱1层配电箱层配电箱 1 #主配主配电柜电柜10kV去报告厅去报告厅实验楼实验楼配电变压器配电变压器配电柜配电柜第二节电气事故一、电气事故概要电气

7、事故具有以下特点：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、机械行业触

8、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，分析电气事故，评价安全

9、水平等是必不可少的。一、人体阻抗一、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11051106m。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、电流幅值和持续时间、频率、皮肤潮湿程度、接触

10、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应部位的数值。如电流途径为单手至双脚，数值将降至图

11、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单手到单脚、大接触面积的条件下，相应于 5% 概率的

12、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感觉情况感觉情况初试者百分数初试者百分数5%50%50%95%95%手表面有感觉手表面有感觉0.70.71.21.21.71.7手表面有麻痹似的连续针

13、刺感手表面有麻痹似的连续针刺感1.O1.O2.O2.O3.03.0手关节有连续针刺感手关节有连续针刺感1.51.52.52.53.53.5手有轻微颤动手有轻微颤动,关节有受压迫感关节有受压迫感2.O2.O3.23.24.44.4上肢有强力压迫的轻度痊孪上肢有强力压迫的轻度痊孪2.52.54.04.05.55.5上肢有轻度在孪上肢有轻度在孪3.23.25.25.27.27.2手硬直有瘟孪手硬直有瘟孪,但能伸开但能伸开,已感到有轻度疼痛已感到有轻度疼痛4.24.26.26.28.28.2上肢部、手有剧烈瘟孪上肢部、手有剧烈瘟孪,失去知觉失去知觉,手的前表面有手的前表面有连续针刺感连续针刺感4.34

14、.36.66.68.98.9手的肌肉直到肩部全面痊孪手的肌肉直到肩部全面痊孪,还可能摆脱带电体还可能摆脱带电体7.07.011.011.015.015.0单手 -双脚电流途径的实验资料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 , , 有强度的连续针刺感有强度的连续针刺感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

15、节有轻度瘟孪 , , 手动作困难手动作困难5.58.511.5上肢有连续针刺感上肢有连续针刺感 , , 腕部、特别是手关节有强度腕部、特别是手关节有强度痉痉孪孪6.59.512.5肩部以下有强度连续针刺感肩部以下有强度连续针刺感 , , 肘部以下僵直肘部以下僵直 , , 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 , , 手的大姆指手的大姆指 ( ( 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10.01418.01、伤害程度与电流大小的关系电流大小通过人体的电流

16、大小不同，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电体的最大电流。摆

17、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。当电流持续时间小于0.1S 时，只有电击

18、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电流对人体的作用特征电流（电流（mA）作作 用用 特特 征征50Hz60Hz交流交流直直 流流0615开始有感觉开始有感觉手轻微颤抖手轻微颤抖无感觉无感觉23手指强烈颤抖手指强烈颤抖无感觉无感觉57手部痉挛手部痉挛感觉痒和热感觉痒和热810手已难于摆脱电极，但还能摆脱手已难于摆脱电极，但还能摆脱.手指尖到手腕剧痛手指尖到手腕剧痛热感觉增强热感觉增强2025手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧痛，呼吸困难痛，呼吸困难热感觉大大增强，手部肌肉

19、不强热感觉大大增强，手部肌肉不强烈收缩烈收缩5080呼吸麻痹，心房开始震颤呼吸麻痹，心房开始震颤强烈的热感觉，手部缺肉收缩、强烈的热感觉，手部缺肉收缩、痉挛，呼吸困难痉挛，呼吸困难90100呼吸麻痹，延续呼吸麻痹，延续3秒就会造成心秒就会造成心脏麻痹脏麻痹呼吸麻痹呼吸麻痹300以上以上作用作用01秒以上时，呼吸和心脏秒以上时，呼吸和心脏麻痹，机体遭组织到电流的热破麻痹，机体遭组织到电流的热破坏坏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

20、（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：(