电气安全工程

1、电气安全工程电气安全工程 中国石油大学（华东）机电工程学院中国石油大学（华东）机电工程学院 周乐平周乐平 讲讲 座座 内内 容容 1 1 概述概述 2 2 电击及其防护电击及其防护 3 3 双重绝缘、加强绝缘、双重绝缘、加强绝缘、 安全电压和漏电保护安全电压和漏电保护 4 4 电气线路电气线路 5 5 其它其它 概述概述 一、电力工业的发展一、电力工业的发展 二、电气事故一般分析二、电气事故一般分析 1 1、电气事故相关概念及其特点；、电气事故相关概念及其特点； 2 2、电气火灾及其特点；、电气火灾及其特点； 3 3、电气火灾的一般原因。、电气火灾的一般原因。 电能应用领域：电能应用领域： 工

2、农业生产、交通运输、国防建设、科学教工农业生产、交通运输、国防建设、科学教育、文教卫生以及人民群众的生活等。育、文教卫生以及人民群众的生活等。 电力的发展：电力的发展： 一九八一九八年全国发电量为年全国发电量为300630063 3亿千瓦小亿千瓦小时，到一九八九年全国发电量为时，到一九八九年全国发电量为58205820亿千瓦小时。亿千瓦小时。20062006年，全国全社会用电量年，全国全社会用电量2824828248亿千瓦时，而亿千瓦时，而根据预测，根据预测，20102010年全社会用电量将达年全社会用电量将达3.053.05万亿千万亿千瓦时。瓦时。 发电量是经济运行的直观表现。电力消费强发电

3、量是经济运行的直观表现。电力消费强劲，一般表明经济增长强劲。劲，一般表明经济增长强劲。20062006年，全国发电年，全国发电量增速比量增速比20052005年提高了年提高了0.4%0.4%。20062006年，年，GDPGDP增加增加了了10.7%10.7%。20052005年，年，GDPGDP增长增长10.4%10.4%。 技术逆演化（现象）技术逆演化（现象） 由于电气安全管理体系和法规建设不完善，由于电气安全管理体系和法规建设不完善，工程设计、安装、维护、电器质量检测方面的缺工程设计、安装、维护、电器质量检测方面的缺陷，新产品的研究和应用滞后，电气操作和使用陷，新产品的研究和应用滞后，电

4、气操作和使用不当等诸多方面的原因，导致我国电气事故及其不当等诸多方面的原因，导致我国电气事故及其发生率不断增加。尤其是电气火灾与爆炸事故发发生率不断增加。尤其是电气火灾与爆炸事故发生的频次和规模都在增加，给国民经济和人民生生的频次和规模都在增加，给国民经济和人民生活造成巨大的损失。活造成巨大的损失。 7 电气事故相关概念及特点电气事故相关概念及特点 电气事故是电气安全工程主要研究和管理的电气事故是电气安全工程主要研究和管理的对象。对象。 1.1 1.1 电气事故概要电气事故概要 1.2 1.2 电气事故的类型电气事故的类型 1.3 1.3 触电事故的分布规律触电事故的分布规律8 电气事故概要电

5、气事故概要 电气事故：电能的传递和转换过程中发生的电气事故：电能的传递和转换过程中发生的异常情况。异常情况。 电气事故具有以下特点：电气事故具有以下特点： 电气事故危害大电气事故危害大 严重的电气事故常伴有重大的经济损失和人严重的电气事故常伴有重大的经济损失和人员的伤亡。员的伤亡。9 电气事故危险直观识别难电气事故危险直观识别难 电能本身不具备直观识别的特征。（不直接电能本身不具备直观识别的特征。（不直接刺激人们的视、听、嗅觉器官）刺激人们的视、听、嗅觉器官） 电气事故涉及领域广电气事故涉及领域广 一是除了用电领域的触电、设备和线路故障一是除了用电领域的触电、设备和线路故障外，雷电、静电和电磁

6、伤危害也属于电气事故的外，雷电、静电和电磁伤危害也属于电气事故的范畴；二是用电领域非常广。范畴；二是用电领域非常广。10 电气事故的防护研究综合性强电气事故的防护研究综合性强 一方面，电气事故的机理涉及电学、力学、一方面，电气事故的机理涉及电学、力学、化学、生物学、医学等学科；另一方面，电气事化学、生物学、医学等学科；另一方面，电气事故的预防措施包含有技术和管理两个方面。故的预防措施包含有技术和管理两个方面。 电气事故多具有重复性和频发性，实践中电气事故多具有重复性和频发性，实践中注意依照客观规律办事，电气事故是可以避免的。注意依照客观规律办事，电气事故是可以避免的。 11 电气事故的类型电气

7、事故的类型 电气事故的类型取决于电能作用于人体或系电气事故的类型取决于电能作用于人体或系统的作用形式。统的作用形式。 触电事故触电事故 静电危害事故静电危害事故 雷电灾害事故雷电灾害事故 射频电磁场危害射频电磁场危害 电气系统故障危害电气系统故障危害12 触电事故触电事故 包括：包括： 电击电击 电伤电伤13 电击：电击： 电流通过人体，刺激肌体组织，使肌肉非自电流通过人体，刺激肌体组织，使肌肉非自主地发生痉挛性收缩而造成的伤害。按照人体触主地发生痉挛性收缩而造成的伤害。按照人体触及带电体的方式，电击可分为以下几种情况：及带电体的方式，电击可分为以下几种情况： 单相触电单相触电 两相触电两相触

8、电 跨步电压触电跨步电压触电14 单相触电：人体的不同部位分别接触带电体单相触电：人体的不同部位分别接触带电体和接地或接地导体。和接地或接地导体。 单相触电又分为直接接触电击和间接接触电单相触电又分为直接接触电击和间接接触电击。击。 直接接触电击直接接触电击-带电体为正常运行的带电带电体为正常运行的带电体；体； 间接接触电击间接接触电击-带电体为意外带电体。带电体为意外带电体。 单相触电事故占全部触电事故的单相触电事故占全部触电事故的70%70%以上。以上。15 两相触电：两相触电： 人体的两个部位同时接触两相带电体。人体的两个部位同时接触两相带电体。16 跨步电压触电：跨步电压触电： 站立或

9、行走的的人体，受到出现于人体两脚站立或行走的的人体，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，电流自接地的带电体流步电压是当带电体接地，电流自接地的带电体流入地下时，在接地点周围的土壤中产生的电压降入地下时，在接地点周围的土壤中产生的电压降形成的。形成的。 17 电伤：电伤： 电流的热效应、化学效应、季节效应等对人电流的热效应、化学效应、季节效应等对人体所造成的伤害。体所造成的伤害。 电伤可分为电烧伤、电烙印、皮肤金属化、电伤可分为电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等。机械损伤、电光眼等。18 电烧伤又

10、可分为电流灼伤和电弧烧伤；电烧伤又可分为电流灼伤和电弧烧伤； 电流灼伤：热能引起的伤害；电流灼伤：热能引起的伤害； 电弧烧伤：弧光放电造成的烧伤。电弧烧电弧烧伤：弧光放电造成的烧伤。电弧烧伤又分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。伤又分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。19 直接电弧烧伤直接电弧烧伤-电弧发生在带电体与人体电弧发生在带电体与人体之间，有电流通过人体的烧伤。之间，有电流通过人体的烧伤。20 间接电弧烧伤间接电弧烧伤-电弧发生在人体附近，对电弧发生在人体附近，对人体形成的烧伤以及被融化金属溅落的烫伤。人体形成的烧伤以及被融化金属溅落的烫伤。21 电烙印：电流通过人体后，皮肤上留下的近电烙印：

11、电流通过人体后，皮肤上留下的近似于带电体形状的瘢痕。似于带电体形状的瘢痕。22 皮肤金属化：高温电弧使周围金属熔化、蒸皮肤金属化：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。发并飞溅渗透到皮肤表层内部所造成。23 机械损伤：电流作用于人体，使肌肉产生非机械损伤：电流作用于人体，使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成。自主的剧烈收缩所造成。24 电光眼：眼结膜和角膜发炎。由辐射的红外电光眼：眼结膜和角膜发炎。由辐射的红外线、可见光、紫外线所致。线、可见光、紫外线所致。25 静电危害事故静电危害事故 静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。其（由

12、高压所致的）危害在于：起的。其（由高压所致的）危害在于： 爆炸和火灾事故的点火源；爆炸和火灾事故的点火源； 引发二次事故，如坠落、跌伤等，或因引发二次事故，如坠落、跌伤等，或因恐惧心理造成工作效率下降；恐惧心理造成工作效率下降； 静电的物理现象会对生产产生妨碍。静电的物理现象会对生产产生妨碍。26 雷电灾害事故雷电灾害事故 雷电是大气中的放电现象。其破坏作用在于：雷电是大气中的放电现象。其破坏作用在于： 直击雷放电、二次放电、雷电流会引起火灾核直击雷放电、二次放电、雷电流会引起火灾核爆炸；爆炸； 雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步电压的作用及火灾与

13、爆炸的间接作用，均会造成人员的电压的作用及火灾与爆炸的间接作用，均会造成人员的伤亡；伤亡； 导致电气设备击穿或烧毁；建筑物、构筑物的导致电气设备击穿或烧毁；建筑物、构筑物的毁坏。毁坏。27 射频电磁场危害射频电磁场危害 射频：无线电波的频率或者相应电磁振荡频射频：无线电波的频率或者相应电磁振荡频率，泛指率，泛指100kHz100kHz以上的频率。以上的频率。 射频伤害是由电磁场能量造成的，主要有：射频伤害是由电磁场能量造成的，主要有： 人身伤害；人身伤害； 点火源。点火源。28 电气系统故障危害电气系统故障危害 电气系统故障，由电能在输送、分配、转换电气系统故障，由电能在输送、分配、转换过程中

14、失去控制而产生。其主要危害：过程中失去控制而产生。其主要危害： 引起火灾和爆炸；引起火灾和爆炸； 异常带电；异常带电； 异常停电。异常停电。29 触电事故的分布规律触电事故的分布规律 季节性明显季节性明显 多集中在一年中的二、三季度。原因在于此多集中在一年中的二、三季度。原因在于此时人体穿着单薄且皮肤多汗、潮湿多雨电气设备时人体穿着单薄且皮肤多汗、潮湿多雨电气设备的绝缘性能有所降低、农忙季节用电量增加。的绝缘性能有所降低、农忙季节用电量增加。 低压设备触电事故多低压设备触电事故多 携带式设备和移动式设备触电事故多携带式设备和移动式设备触电事故多30 电气联接部位触电事故多电气联接部位触电事故多

15、 农村触电事故多农村触电事故多 冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多 青年、中年人以及非电工人员触电事故多青年、中年人以及非电工人员触电事故多 误操作事故多误操作事故多 据统计，我国电气火灾年均起数约占火灾据统计，我国电气火灾年均起数约占火灾年均总起数的年均总起数的26%26%，年均损失约占总损失的，年均损失约占总损失的36%36%。英国每年电气火灾的起数占火灾总数的英国每年电气火灾的起数占火灾总数的17%17%以下，以下，美国和日本更是低于美国和日本更是低于10%10%。一九八。一九八年美国发生年美国发生大小火灾大小火灾298298万余起，而电气火灾仅有万

16、余起，而电气火灾仅有53605360起，起，占占0 08181。一九八二年美国发生火灾。一九八二年美国发生火灾253253万余起，万余起，电气火灾有电气火灾有43584358起，占起，占0 01717。联邦德国火灾。联邦德国火灾中电气火灾起数占中电气火灾起数占11116 6，损失占，损失占12123 3。 从上世纪八十年代起，我国发生的各类火灾从上世纪八十年代起，我国发生的各类火灾中，电气火灾所占比例呈上升趋势。有关资料显中，电气火灾所占比例呈上升趋势。有关资料显示，一九八示，一九八年全国发生火灾年全国发生火灾5433354333起，电气火起，电气火灾发生灾发生39603960起，仅占起，仅占

17、7 73 3，而一九八九年全国，而一九八九年全国发生火灾发生火灾2410024100起，电气火灾达起，电气火灾达52155215起，占起，占21216 6。到。到19991999年，全国发生的电气火灾比年，全国发生的电气火灾比1010年前大年前大幅度增加，占各类火灾事故的以上。到幅度增加，占各类火灾事故的以上。到20022002年，已占各类火灾事故的年，已占各类火灾事故的35%35%以上以上。 电气火灾的一般原因：电气火灾的一般原因： 1 1、相关法律法规、技术规范不健全；、相关法律法规、技术规范不健全； 2 2、电气安全管理体制不完善；、电气安全管理体制不完善； 3 3、电气故障；、电气故障

18、； 4 4、电器产品管理使用不当，专业人员素质、电器产品管理使用不当，专业人员素质不高。不高。 电气安全相关规定缺乏系统性、完整性。电气安全相关规定缺乏系统性、完整性。 缺少专门关于电气防火方面的行政法规，只缺少专门关于电气防火方面的行政法规，只是在是在消防法消防法及公安部、建设部的有关规章中及公安部、建设部的有关规章中有原则性的规定，例如有原则性的规定，例如消防法消防法第第2020条条“电器电器产品、燃气用具的质量必须符合国家标准或者行产品、燃气用具的质量必须符合国家标准或者行业标准。电器产品、燃气用具的安装或者线路、业标准。电器产品、燃气用具的安装或者线路、管路的敷设必须符合消防安全技术规

19、定管路的敷设必须符合消防安全技术规定”以及第以及第4545条规定的相应罚则。难以全面、严格的约束单条规定的相应罚则。难以全面、严格的约束单位和个人的电气使用行为。位和个人的电气使用行为。 在工程建设上，我国虽然有许多技术规范，在工程建设上，我国虽然有许多技术规范，对电气防火有相应的技术要求，但没有全面、系对电气防火有相应的技术要求，但没有全面、系统的专门规范，使设计、安装、验收等环节无统统的专门规范，使设计、安装、验收等环节无统一法规可依。一法规可依。 而许多发达国家都制订了专门的电气安全规而许多发达国家都制订了专门的电气安全规范，例如美国的范，例如美国的国家电气安全规范国家电气安全规范（NF

20、PA70 1916NFPA70 1916年制订），日本的年制订），日本的电气事业法电气事业法等，对预防电气火灾起了良好的作用。等，对预防电气火灾起了良好的作用。 我国现有电气安全相关法规的制订延续了前我国现有电气安全相关法规的制订延续了前苏联的一些做法，只强调设备的自身保护，导致苏联的一些做法，只强调设备的自身保护，导致电气安全的相关法律条款和技术规范缺乏电气安全的相关法律条款和技术规范缺乏“以人以人为本为本”的科学性和完整性。比如在设计过程中，的科学性和完整性。比如在设计过程中，电气接地系统，漏电保护系统的不规范，导致火电气接地系统，漏电保护系统的不规范，导致火灾发生或财产损失的案例不胜枚举

21、。因此，建筑灾发生或财产损失的案例不胜枚举。因此，建筑设计和施工部门，即使按照建筑规范、电气安装设计和施工部门，即使按照建筑规范、电气安装规范设计，在电气防火安全方面也存在着明显的规范设计，在电气防火安全方面也存在着明显的先天不足，其结果是电气火灾隐患始终伴随着建先天不足，其结果是电气火灾隐患始终伴随着建筑工程。筑工程。 我国的有关电气安全方面的法规是由国家各我国的有关电气安全方面的法规是由国家各部委制定的，缺乏更多的实践验证，修订的周期部委制定的，缺乏更多的实践验证，修订的周期较长，不适应社会对电气安全的需要。在制订的较长，不适应社会对电气安全的需要。在制订的过程中，没有代表不同利益的单位的

22、参与，可能过程中，没有代表不同利益的单位的参与，可能使电气法规的某些侧面出现纰漏。而国外的电气使电气法规的某些侧面出现纰漏。而国外的电气法规在制订的过程中则充分考虑到了各方面的利法规在制订的过程中则充分考虑到了各方面的利益，经过不断的修订和完善，使电气法规翔实、益，经过不断的修订和完善，使电气法规翔实、全面，互补作用强。全面，互补作用强。 存在的问题：存在的问题： 电力部门的职责范围；电力部门的职责范围； 建筑内部的电气设计和施工；建筑内部的电气设计和施工； 电气安全检查和质量评估；电气安全检查和质量评估； 电气火灾隐患评估及消防监督。电气火灾隐患评估及消防监督。 电气线路故障电气线路故障 电

23、气产品故障电气产品故障 电气火灾发生的特点：电气火灾发生的特点： 1 1、地域特点；、地域特点； 2 2、行业特点；、行业特点； 3 3、季节特点；、季节特点； 4 4、时段特点；、时段特点； 5 5、电气火灾原因特点。、电气火灾原因特点。 2 2 电击及其防护电击及其防护 2.1 2.1 直接接触电击防护直接接触电击防护 2.2 2.2 间接接触电击防护间接接触电击防护 2.1 2.1 直接接触电击防护直接接触电击防护 基本原则：使危险的带电部分不会被有意或基本原则：使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。无意地触及。 2.1.1 2.1.1 绝缘绝缘 2.1.2 2.1.2 屏护和间距屏护

24、和间距 绝缘绝缘 绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。良好的绝缘是保证电气系统正常运行的基隔离。良好的绝缘是保证电气系统正常运行的基本条件。本条件。 一、绝缘材料的电气性质一、绝缘材料的电气性质 二、绝缘的破坏二、绝缘的破坏 三、绝缘监测和绝缘试验三、绝缘监测和绝缘试验 电气性质电气性质： 绝缘电阻率和绝缘电阻绝缘电阻率和绝缘电阻 介电常数介电常数 介质损耗介质损耗 绝缘材料（电介质）绝缘材料（电介质） 绝缘材料一般分为：绝缘材料一般分为： 气体绝缘材料：空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化气体绝缘材料：空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等；液体绝缘材料：

25、十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和硫等；液体绝缘材料：十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等，蓖麻油；三氯联苯等，蓖麻油； 固体绝缘材料：树脂绝缘漆，纸、纸板，漆布、漆固体绝缘材料：树脂绝缘漆，纸、纸板，漆布、漆管和邦扎带，绝缘云母，电工用薄膜、复合制品和粘带，管和邦扎带，绝缘云母，电工用薄膜、复合制品和粘带，电工用层压制品，电工用塑料和橡胶，玻璃、陶瓷等）电工用层压制品，电工用塑料和橡胶，玻璃、陶瓷等）绝缘材料。绝缘材料。 绝缘材料导电能力很小（电阻率绝缘材料导电能力很小（电阻率10Mm10Mm），但并），但并非绝对不导电。非绝对不导电。 绝缘电阻率和绝缘电阻绝缘电阻率和绝缘电阻 相关概念：相关概

26、念： 漏导电流（泄漏电流）、吸收电流和充电电漏导电流（泄漏电流）、吸收电流和充电电流。流。( () ) 温度、湿度、杂质含量和电场强度的增加都温度、湿度、杂质含量和电场强度的增加都会降低电介质的电阻率。会降低电介质的电阻率。绝缘材料导电示意：绝缘材料导电示意： 介电常数介电常数 介电常数是用来表明电介质极化特征的性能介电常数是用来表明电介质极化特征的性能参数。介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产参数。介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。生的束缚电荷就愈多。 相对介电常数：相对介电常数： 介电常数受电源频率、温度、湿度等因素的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素的影响会产生变

27、化。影响会产生变化。 大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压力增大，密度就增大，相对介电常数也增大。压力增大，密度就增大，相对介电常数也增大。0CC 介质损耗介质损耗 在交流电压作用下，电介质中的部分电能不在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。介质损耗可以是由漏导电流引起，也可以由极化介质损耗可以是由漏导电流引起，也可以由极化所引起。介质损耗使电介质发热，是电介质发生所引起。介质损耗使电介质发热，是电介质发生热击穿的根源。热击穿的根源。 电气设备使用过程中，对电介质要

28、求高的场电气设备使用过程中，对电介质要求高的场所，需进行介质损耗试验。所，需进行介质损耗试验。 影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、温度、湿度、电场强度和辐射。总的趋势是随着温度、湿度、电场强度和辐射。总的趋势是随着上述因素的增强，介质损耗增加。上述因素的增强，介质损耗增加。 绝缘的破坏绝缘的破坏 在电气设备的运行过程中，绝缘材料会由于在电气设备的运行过程中，绝缘材料会由于电场、热、化学、机械、生物等因素的作用，其电场、热、化学、机械、生物等因素的作用，其性能发生破坏。性能发生破坏。 绝缘击穿绝缘击穿 绝缘老化绝缘老化 绝缘损坏绝缘损坏 绝缘击穿绝缘击穿

29、 施加于电介质上的电场强度高于临界值（击施加于电介质上的电场强度高于临界值（击穿场强）时发生的破坏。穿场强）时发生的破坏。 气体气体电介质的击穿电介质的击穿 液体液体电介质的击穿电介质的击穿 固体固体电介质的击穿电介质的击穿 气体电介质的击穿气体电介质的击穿 碰撞电离导致的击穿。电子崩向阳极发展，碰撞电离导致的击穿。电子崩向阳极发展，最后形成一条具有高电导的通道。击穿场强与气最后形成一条具有高电导的通道。击穿场强与气体压力有关，低压（真空）和高压时的击穿场强体压力有关，低压（真空）和高压时的击穿场强都很高。都很高。 空气的击穿场强约为空气的击穿场强约为252530kV/cm30kV/cm。 液

30、体电介质的击穿液体电介质的击穿 纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似，纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似，但击穿强度要高多。当液体中混有气体、液体和但击穿强度要高多。当液体中混有气体、液体和固体杂质时，击穿场强将大大降低。固体杂质时，击穿场强将大大降低。 液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。可以得到恢复。 固体电介质的击穿固体电介质的击穿 固体电介质的击穿有：固体电介质的击穿有：电击穿电击穿、热击穿热击穿、电、电化学击穿、放电击穿等形式。化学击穿、放电击穿等形式。 电击穿：强电场的作用下，其内少量处于导电击穿：强电场的作用下，其内少量处于导带

31、的电子剧烈运动与晶格上的原子（或离子）碰带的电子剧烈运动与晶格上的原子（或离子）碰撞而使之游离，并迅速扩展下去导致的击穿。特撞而使之游离，并迅速扩展下去导致的击穿。特点是电压作用时间短，击穿电压高。电击穿的击点是电压作用时间短，击穿电压高。电击穿的击穿场强几乎只与电场的均匀程度有关。穿场强几乎只与电场的均匀程度有关。 热击穿：介质损耗等原因产生的热量不能及热击穿：介质损耗等原因产生的热量不能及时散发所致。特点是电压作用时间长，击穿电压时散发所致。特点是电压作用时间长，击穿电压较低。热击穿电压随环境温度上升而下降，与电较低。热击穿电压随环境温度上升而下降，与电场均匀程度关系不大。场均匀程度关系不

32、大。 电化学击穿：游离、发热和化学反应等因素电化学击穿：游离、发热和化学反应等因素综合效应造成的击穿。特点是电压作用时间长，综合效应造成的击穿。特点是电压作用时间长，击穿电压往往很低。主要与绝缘材料本身的耐游击穿电压往往很低。主要与绝缘材料本身的耐游离性能、制造工艺、工作条件等因素有关。离性能、制造工艺、工作条件等因素有关。 放电击穿：内部气泡首先发生碰撞游离而放放电击穿：内部气泡首先发生碰撞游离而放电，继而加热其他杂质，使之气化形成气泡，由电，继而加热其他杂质，使之气化形成气泡，由气泡放电进一步发展导致击穿。击穿电压与绝缘气泡放电进一步发展导致击穿。击穿电压与绝缘材料的质量有关。材料的质量有

33、关。 固体电介质一旦击穿，将失去其绝缘性能。固体电介质一旦击穿，将失去其绝缘性能。 热击穿多发生在低压电气设备；放电击穿多热击穿多发生在低压电气设备；放电击穿多发生于高压电气设备；而当电压作用时间达数十发生于高压电气设备；而当电压作用时间达数十小时乃至数年时，大多数属于电化学击穿。小时乃至数年时，大多数属于电化学击穿。 绝缘老化绝缘老化 绝缘老化过程十分复杂，主要有：绝缘老化过程十分复杂，主要有： 热老化热老化 电老化电老化 热老化：促使绝缘老化的主要因素是热。多热老化：促使绝缘老化的主要因素是热。多发生在低压电气设备上。原因包括：低分子挥发发生在低压电气设备上。原因包括：低分子挥发成分的逸出

34、；材料的解聚和氧化裂解、热裂解、成分的逸出；材料的解聚和氧化裂解、热裂解、水解；材料分子链继续聚合等过程。水解；材料分子链继续聚合等过程。 绝缘材料都有其极限耐热温度。（参见绝缘材料都有其极限耐热温度。（参见P P2626 表表2-12-1） 电老化：由局部放电所致。多发生于高压电电老化：由局部放电所致。多发生于高压电气设备。原因包括：局部放电时产生的臭氧、氮气设备。原因包括：局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子；材料局部发热等。氧化物、高速粒子；材料局部发热等。 绝缘损坏绝缘损坏 绝缘损坏是指由于：绝缘材料选用不当、电绝缘损坏是指由于：绝缘材料选用不当、电气设备和线路安装不正确或使用不合

35、理时，导致气设备和线路安装不正确或使用不合理时，导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀；或受到外界热源、机械气、粉尘的污染和侵蚀；或受到外界热源、机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电气因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。另外，动物和植物也可性能或机械性能的现象。另外，动物和植物也可能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。 绝缘监测和绝缘试验绝缘监测和绝缘试验 电阻试验电阻试验 耐压试验耐压试验 电阻试验电阻试验 绝缘电阻的测量。绝缘电阻的测量。 吸收比的测定

36、。吸收比的测定。 绝缘电阻指标。绝缘电阻指标。 绝缘材料的电阻可以用比较法（属于伏安法）绝缘材料的电阻可以用比较法（属于伏安法）测量，也可以用泄漏法来进行测量，但通常用兆测量，也可以用泄漏法来进行测量，但通常用兆欧表（摇表）测量。欧表（摇表）测量。 - - - - - 2222)(IfKM)(321KfII)()()(4112221RfRrRrRII)(Rf1111)(IfKM70兆欧表原理：兆欧表原理： 吸收比是加压测量开始后吸收比是加压测量开始后60s60s时读取的绝缘时读取的绝缘电阻值与加压测量开始后电阻值与加压测量开始后15s15s时读取的绝缘电阻时读取的绝缘电阻值之比，由吸收比的大小

37、可以对绝缘受潮程度和值之比，由吸收比的大小可以对绝缘受潮程度和内部缺陷存在进行判断。材料受潮或内部有缺陷内部缺陷存在进行判断。材料受潮或内部有缺陷时，泄漏电流增加很多，同时充电过程加快，吸时，泄漏电流增加很多，同时充电过程加快，吸收比的值小，接近于收比的值小，接近于1 1；绝缘材料干燥时，泄漏；绝缘材料干燥时，泄漏电流小，充电过程慢，吸收比明显增大。电流小，充电过程慢，吸收比明显增大。 72吸收比原理：吸收比原理： 绝缘电阻随线路和设备的不同。其指标要求绝缘电阻随线路和设备的不同。其指标要求也不一样，就一般而言，高压较低压要求高；新也不一样，就一般而言，高压较低压要求高；新设备较老设备要求高，

38、室外设备较室内设备要求设备较老设备要求高，室外设备较室内设备要求高；移动设备较固定设备要求高等。高；移动设备较固定设备要求高等。 耐压试验耐压试验 用以检查电气设备承受过电压的能力，是保用以检查电气设备承受过电压的能力，是保证电气设备安全运行的有效手段。耐压试验主要证电气设备安全运行的有效手段。耐压试验主要有工频交流耐压试验、直流耐压试验和冲击电压有工频交流耐压试验、直流耐压试验和冲击电压试验等。工频交流耐压试验最为常见。试验等。工频交流耐压试验最为常见。75高压试验装置电路高压试验装置电路： 屏护和间距屏护和间距 最常用的电气安全措施之一，属于防止直接最常用的电气安全措施之一，属于防止直接

39、接触电击的安全措施。同时还可以防止短路、故接触电击的安全措施。同时还可以防止短路、故障接地等电气事故。障接地等电气事故。 一、屏护一、屏护 二、间距二、间距 屏护屏护 屏护的概念、种类及其应用屏护的概念、种类及其应用 屏护装置的安全条件屏护装置的安全条件 屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段，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，体所引起的触电事故。屏护还起到防止电弧伤人，防止弧光

40、短路或便利检修工作的作用。防止弧光短路或便利检修工作的作用。 屏蔽和障碍（或称阻挡物）：后者只能防止屏蔽和障碍（或称阻挡物）：后者只能防止人体无意识触及或接近带电体，而不能防止有意人体无意识触及或接近带电体，而不能防止有意识移开、绕过或翻越该障碍触及或接近带电体。识移开、绕过或翻越该障碍触及或接近带电体。从这点来说，前者属于一种完全的防护，而后者从这点来说，前者属于一种完全的防护，而后者是一种不完全的防护。是一种不完全的防护。 永久性屏护装置和临时性屏护装置：前者如永久性屏护装置和临时性屏护装置：前者如配电装置的遮栏、开关的罩盖等；后者如检修工配电装置的遮栏、开关的罩盖等；后者如检修工作中使用

41、的临时屏护装置和临时设备的屏幕护装作中使用的临时屏护装置和临时设备的屏幕护装置等。置等。 固定屏护装置和移动屏护装置：如母线的护固定屏护装置和移动屏护装置：如母线的护网就属于固定屏护装置；而跟随天车移动的天车网就属于固定屏护装置；而跟随天车移动的天车滑县屏护装置就属于移动屏护装置。滑县屏护装置就属于移动屏护装置。 屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。如开关电气的可动部缘不足以保证安全的场合。如开关电气的可动部分一般不能包以绝缘，因此需要屏护。对于高压分一般不能包以绝缘，因此需要屏护。对于高压设备，由于全部绝缘往往有困难，因此，不论

42、高设备，由于全部绝缘往往有困难，因此，不论高压设备是否有绝缘，均要求加装屏护装置。室内、压设备是否有绝缘，均要求加装屏护装置。室内、外安装的变压器和变配电装置应装有完善的屏护外安装的变压器和变配电装置应装有完善的屏护装置。当作业场所邻近带电体时，在作业人员与装置。当作业场所邻近带电体时，在作业人员与带电体之间、过道、入口等处均应装设可移动的带电体之间、过道、入口等处均应装设可移动的临时性屏幕护装置。临时性屏幕护装置。 屏护装置的安全条件屏护装置的安全条件 屏护装置所用材料应有足够的机械强度的屏护装置所用材料应有足够的机械强度的和良好的耐火性能。和良好的耐火性能。 屏护装置应有足够的尺寸，与带电

43、体之间屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离。应保持必要的距离。 遮栏、栅栏等屏护装置上应夺遮栏、栅栏等屏护装置上应夺“止步，高止步，高压危险！压危险！”等标志。等标志。 必要时应配合采用声光报警信号和联锁装必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。置。 间距间距 带电体与地面之间，带电体与其他设备和设带电体与地面之间，带电体与其他设备和设施之间，带电体与带电体之间必要的安全距离。施之间，带电体与带电体之间必要的安全距离。 不同电压等级、不同设备类型、不同安装方不同电压等级、不同设备类型、不同安装方式、不同的周围环境等所要求的间距不同。式、不同的周围环境等所要求的间距不同。 线路间

44、距线路间距 用电设备间距用电设备间距 检修间距检修间距 架空线路导线弛度；架空线路导线弛度； 架空线路导线与街道树木、厂区树木的最小架空线路导线与街道树木、厂区树木的最小距离；距离； 架空线路导线与铁路、道路、通航河流、电架空线路导线与铁路、道路、通航河流、电气线路及管道等设施之间的最小距离；气线路及管道等设施之间的最小距离； 同杆架设不同种类、不同电压的电气线路时，同杆架设不同种类、不同电压的电气线路时，电力线路应位于弱电线路的上方，高压线路应位电力线路应位于弱电线路的上方，高压线路应位于低压线路的上方，横担之间的最小距离；于低压线路的上方，横担之间的最小距离； 接户线对地距离；接户线对地距

45、离； 进户线的进户管口与接户线端头之间的垂直进户线的进户管口与接户线端头之间的垂直距离；距离； 进户线对地距离；进户线对地距离； 户内低压线路与工业管道和工艺设备之间的户内低压线路与工业管道和工艺设备之间的最小距离；最小距离； 直埋电缆埋设深度；直埋电缆埋设深度； 直埋电缆与工艺设备的最小距离等。直埋电缆与工艺设备的最小距离等。 明装的车间低压配电箱底口距地面的高度；明装的车间低压配电箱底口距地面的高度； 暗装的车间低压配电箱底口距地面的高度；暗装的车间低压配电箱底口距地面的高度； 明装电能表板底口距地面的高度；明装电能表板底口距地面的高度； 常用开关电器的安装高度；常用开关电器的安装高度；

46、开关手柄与建筑物之间距离；开关手柄与建筑物之间距离； 墙用平开关，离地面高度；墙用平开关，离地面高度； 明装插座离地面高度；明装插座离地面高度； 户内灯具高度户内灯具高度 ； 户外灯具高度；户外灯具高度； 起重机具至线路导线间的最小距离等。起重机具至线路导线间的最小距离等。 低压操作时，人体及其所携带工具与带电体低压操作时，人体及其所携带工具与带电体之间的距离；之间的距离； 高压作业时，各种作业类别所要求的最小距高压作业时，各种作业类别所要求的最小距离等。离等。 2.2 2.2 间接接触电击防护间接接触电击防护 间接接触电击防护措施：保护接地，保护接间接接触电击防护措施：保护接地，保护接零、加

47、强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位零、加强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位联结、安全电压和漏电保护。联结、安全电压和漏电保护。 2.2.1 IT2.2.1 IT系统系统 2.2.2 TT2.2.2 TT系统系统 2.2.3 TN2.2.3 TN系统系统 2.2.4 2.2.4 保护导体保护导体 2.2.5 2.2.5 接地装置接地装置 IT IT系统系统 一、接地的基本概念一、接地的基本概念 二、二、ITIT系统的安全原理系统的安全原理 三、保护接地的应用范围三、保护接地的应用范围 四、接地电阻的确定四、接地电阻的确定 五、绝缘监视五、绝缘监视 六、过电压的防护六、过电压的防护 IT IT

48、系统即保护接地系统系统即保护接地系统 字母表示配电不接地或经高阻抗接地，字字母表示配电不接地或经高阻抗接地，字母表示电气设备外壳接地。母表示电气设备外壳接地。( () ) 91 IT IT系统：系统： 接地的基本概念接地的基本概念 接地即将设备的某一部位经接地装置与大地接地即将设备的某一部位经接地装置与大地紧密联结起来。紧密联结起来。 接地分类接地分类 接地电流和接地短路电流接地电流和接地短路电流 流散电阻和接地电阻流散电阻和接地电阻 对地电压和对地电压曲线对地电压和对地电压曲线 接触电动势和接触电压接触电动势和接触电压 跨步电动势和跨步电压跨步电动势和跨步电压 接地分类接地分类 正常接地：工

49、作接地和安全接地；正常接地：工作接地和安全接地； 故障接地：带电体与大地之间的意外连接。故障接地：带电体与大地之间的意外连接。 工作接地：正常情况下有电流，利用大地代工作接地：正常情况下有电流，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地；不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地； 安全接地：正常情况下没有电流流过的起防安全接地：正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地。止事故作用的接地。 接地电流和接地短路电流接地电流和接地短路电流 接地电流：从接地点流入地下的电流；接地电流：从接地点流入地下的

50、电流； 接地短路电流：系统单项接地可能导致发生接地短路电流：系统单项接地可能导致发生短路的接地电流。短路的接地电流。 小接地短路电流系统：高压系统中接地短路小接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流电流500A500A； 大接地短路电流系统：高压系统中接地短路大接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流电流500A500A。 流散电阻和接地电阻流散电阻和接地电阻 流散电阻：自接地体向四周流散的接地电流流散电阻：自接地体向四周流散的接地电流（流散电流）在土壤中遇到的全部电阻；（流散电流）在土壤中遇到的全部电阻； 接地电阻：接地体的流散电阻与接地线的电接地电阻：接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。阻

51、之和。 对地电压和对地电压曲线对地电压和对地电压曲线 对地电压：带电体与电位为零的大地之间的对地电压：带电体与电位为零的大地之间的电位差；电位差； 对地电压曲线：表示接地体及其周围各点对对地电压曲线：表示接地体及其周围各点对地电压的曲线。（）地电压的曲线。（）99 对地电压曲线：对地电压曲线： 接触电动势和接触电压接触电动势和接触电压 接触电动势：设备外壳与水平距离接触电动势：设备外壳与水平距离0.8m0.8m处之处之间的电位差；间的电位差； 接触电压：加于人体某两点之间的电压。接触电压：加于人体某两点之间的电压。( () ) 忽略人体对地的流散电阻，接触电动势等于忽略人体对地的流散电阻，接触

52、电动势等于接触电压。接触电压。 跨步电动势和跨步电压跨步电动势和跨步电压 跨步电动势：地面上水平距离为跨步电动势：地面上水平距离为0.8m0.8m两点之两点之间的电位差；间的电位差； 跨步电压：加于人的两脚之间的电压。跨步电压：加于人的两脚之间的电压。( () ) IT IT系统的安全原理系统的安全原理 在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就称来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保护接地。只有在不接地配电网中，由于其对为保护接

53、地。只有在不接地配电网中，由于其对地绝缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能地绝缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围之内。全范围之内。 ( () )UZRRUEEE33 保护接地的应用范围保护接地的应用范围 各种不接地配电网各种不接地配电网 凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险对地电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。对地电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。 电气设备的某些金属部分电气设备的某些金属部分 除另有规定的外，有些电气设备金属部分可除另有规定的外，

54、有些电气设备金属部分可以不接地。以不接地。 它们主要包括：它们主要包括： 电机、变压器、电器、携带式或移动式用电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳；电器具的金属底座和外壳； 电气设备的传动装置；电气设备的传动装置； 屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架，屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架，以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门；以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门； 配电，控制、保护用的屏（柜、箱）及操配电，控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座；作台等的金属框架和底座； 交、直流电力电缆的金属接关盒、终端交、直流电力电缆的金属接关盒、终端头和膨胀器的金属外壳和

55、电缆的金属属护层，可头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属属护层，可触及的金属保护管和穿线的钢管；触及的金属保护管和穿线的钢管； 电缆桥架和井架；电缆桥架和井架； 装有避雷线的电力线路杆塔；装有避雷线的电力线路杆塔； 装在配电线路杆塔；装在配电线路杆塔； 在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地短路电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混接地短路电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔；凝土杆塔； 除尘器的构架；除尘器的构架； 封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分；封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分； 六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电

56、站的金属箱体；金属箱体； 电热设备的金属外壳；电热设备的金属外壳； 控制电缆的金属护层。控制电缆的金属护层。 电气设备金属部分可以不接地的情况：电气设备金属部分可以不接地的情况： 在木质、沥青等不良导电地面，无裸露接在木质、沥青等不良导电地面，无裸露接地导体的干燥的房间内，交流额定电压地导体的干燥的房间内，交流额定电压380V380V及以及以下，直流额定电压下，直流额定电压440V440V及以下的电气设备的金属及以下的电气设备的金属外壳；但当有可能同时触及上述电气设备外壳和外壳；但当有可能同时触及上述电气设备外壳和巳接地的的其他物体时，则仍应接地；巳接地的的其他物体时，则仍应接地； 在干燥场所

57、，交流额定电压在干燥场所，交流额定电压127V127V及其以下，及其以下，直流额定电压直流额定电压110V110V及其以下的电气设备的外壳；及其以下的电气设备的外壳； 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时不会在支特物上引起危险以及当发生绝缘损坏时不会在支特物上引起危险电压的绝缘子的金属底座等；电压的绝缘子的金属底座等； 安装在巳接地金属框架上的设备，如穿墙安装在巳接地金属框架上的设备，如穿墙套等（但应保证设备底座与金属框架接触良好）；套等（但应保证设备底座

58、与金属框架接触良好）； 额定电压额定电压220V220V及其以下的蓄电池室内的内及其以下的蓄电池室内的内的金属支架；的金属支架； 由发电厂、变电所和工业、企业区域内由发电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道；引出的铁路轨道； 与已接地的机床，机座之间有可靠电气接与已接地的机床，机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳；触的电动机和电器的外壳； 此外，木结构或木杆塔上方的电气设备的金此外，木结构或木杆塔上方的电气设备的金属外壳一般也不必接地。属外壳一般也不必接地。 接地电阻的确定接地电阻的确定 保护接地的基本原理是在故障情况下，将可保护接地的基本原理是在故障情况下，将可能呈现危险对地电压

59、的金属部分经接地线、接地能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全限值全限值U UL L以内，即漏电设备对地电压以内，即漏电设备对地电压U UE E满足：满足： U UE E=I=IE ER RE EUUL L 保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确定的。定的。 但针对不同情况计算方法及要求有所不同！但针对不同情况计算方法及要求有所不同！ 低压设备；低压设备； 高压设备；高压设备； 小接地短路电流系统小接地短路电流系统 大接地短路电流系统大接地短路电流系统 发电厂和区域变

60、电站；发电厂和区域变电站； 架空线路和电缆线路。架空线路和电缆线路。 绝缘监视（接地故障监视）绝缘监视（接地故障监视） 低压配电网的绝缘监视，可以用三只规格相低压配电网的绝缘监视，可以用三只规格相同的电压表来实现；同的电压表来实现；( () ) 高压配电网的绝缘监视相对较为复杂。监高压配电网的绝缘监视相对较为复杂。监视仪表（器）通过电压互感器同配电网连接。但视仪表（器）通过电压互感器同配电网连接。但原理基本相同。原理基本相同。 过电压的防护过电压的防护 对于不接地配电网对于不接地配电网, ,由于配电网与大地之间没由于配电网与大地之间没有直接的电气连接有直接的电气连接, ,在意外情况下可能产生很