2015生产技术jg网校基础讲义

1、第二章 电气安全技术基本要求：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。主要内容第一节第二节第三节第四节第五节第六节电气触电防护技术及事故种类电气防火防爆技术 雷击和静电防护技术电气装置安全技术安全技术规程、规范与标准电气事故类别及其预防电气障等。分为触电、雷电、电气火灾、静电、射频电磁辐射危害和电气系统故从能量的角度看，电能失去控制将造成电气事故。按照电能的形态，电气事故可分为触电事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。第一节 电气及事故种类一、触电分为电击和电伤。1.电击（直接作用于）指电流通

2、过，刺激机体组织，使肌体产生针刺感、感、打击感、痉挛、疼痛、血压异常、心律不室颤动等造成的形式。会破坏心脏、肺部、神经系统的正常工作，危及生命。（1）电击机理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（2）电流效应的影响的正常工作。电流对1）电流值的程度与通过的电流大小、种类、持续时间、通过途径及状况等多种有关。感知电流。指引起感觉的最小电流。感觉为轻微针刺，发麻等。约为 1.1mA；女性约为 0.7mA。摆脱电流。指能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，导致无法摆脱带电体。约为 16mA；女性约为 10.5mA。

3、就最小值而言，室颤电流。约为 9mA；女性约为 6mA。指引起心室发生心室心室颤动在短时间内导致性颤动的最小电流。当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为 50mA 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 0.1s 时，只有电击发生在心室易损期，500mA 以上乃至数 A 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 21 （“z”形曲线）所示。电流持续时间时间愈长，愈容易引起心室颤动，电流途径性就愈大。流经心脏的电流多、电流路线短的途径是性最大的途径。最的路径：左手到前胸。电流种类工频电流特征程度最重。（3）阻抗是定量分析电流的重要参数之

4、一。电气安全问题考虑的基本1）组成和特征皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部，有很大比例。了含有电阻和电容的阻抗。皮肤电阻在阻抗中占皮肤阻抗：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，将阻抗看作纯电阻。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。干燥的情况下，潮湿的情况下，3）影响电阻约为 10003000 欧姆；电阻约为 500800 欧姆。接触电压的增大、电流强度及作用时间的增大、频率的增加等都会导致阻抗下降。皮肤表面潮湿、有导电污物、破损等也会导致阻抗降低。接触压力、接触面积的增大均会降

5、低阻抗。（4）电击类型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。2）按照触及带电体的方式，电击可分为单相电击、两相电击和跨步电压电击三种。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。指在电气设备或线路正常运行条件下，电击。直接触及了设备或线路的带电部分所形成的间接接触电击。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，直接电击与间接电击如图：与上述故障状态下带电的可导电部分触及而形成的电击。2）按照触及带电体的方式，电击可分为单相电击

6、、两相电击和跨步电压电击三种。单相电击。指接触到地面或其他接地导体，同时，另一部位触及某一相带电体所引起的电击。单相电击事故占全部触电事故的 70%以上。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。指的两个部位同时触及两相带电体所引起的电击。所承受的电压为线路电压，因其电压相对较高，其性也较大。跨步电压电击。指站立或行走的，受到出现于两脚之间的电压即跨步电压作用所引起的电击。对地电压曲线。曲线有双曲线特征。图中，UE 是接地体对地电压。对于集中式接地体，离接地体 20m 处的对地电压接近于零。两脚所处两点之间出现的电压 UN 即跨步电压。图 2-3 跨步电压示意图2.电伤电烧伤1）电

7、流灼伤2）电弧烧伤电烙印皮肤金属化机械损伤电光性眼炎电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对表面留下。所造成的。多见于机体的外部，往往在机体电伤的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。（1）电烧伤。是最为常见的电伤。大部分触电事故都含有电烧伤成分。电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。1）电流灼伤。指与带电体接触，电流通过时，因电能转换成的热能引起的。皮肤受到比体内严重得多的灼伤。电流愈大、通电时间愈长、电流途径上的电阻愈大，则电流灼伤愈严重。一般发生在低压电气设备上，数百毫安的电流即可造成灼伤。2）电弧烧伤。指由弧光放电造成的烧

8、伤，是最严重的电伤。电弧发生在带电体与之间，有电流通过的烧伤称为直接电弧烧伤；电弧发生在弧烧伤。附近对形成的烧伤以及被熔化金属溅落的烫伤称为间接电弧光放电时电流很大，能量也很大，电弧温度高达数千度，可造成大面积的深度烧伤。严重时能将机体组织烘干、烧焦。电弧烧伤既可以发生在高压系统，也可以发生在低压系统。在低压系统，带负荷（尤其是感性负荷）拉开 露的闸刀开关时，产生的电弧会烧伤操作者部和面部；当线路发生短路，开启式熔断器熔断时，炽热的金属微粒飞溅出来会造成灼伤；因误操作引起短路也会导致电弧烧伤等。在高压系统，由于误操作，会产生电弧，造成严重的烧伤；过分接近带电体，其间距小于放电距离时，直接产生（

9、2）电烙印。指电流通过电弧，造成电弧烧伤。后，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕，如同烙印。斑痕处皮肤呈现硬变，表层坏死，失去知觉。（3）皮肤金属化。是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。受伤部位呈现粗糙、，可致局部坏死。（4）机械损伤。多数是由于电流作用于，使肌肉产生非的剧烈收缩所造成的。（5）电光性眼炎。其表现为角膜和结膜发炎。弧光放电时的红外线、可见光、紫外线都会损伤眼睛。在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因是紫外线。二、电气火灾和电气火灾是由电气引燃源引起的火灾和。电气装置在运行中产生的温度、电火花和电弧是电气引燃源主要形式。1.电气引燃源

10、（1）温度1）短路电气设备运行时发热和温度都限制在一定范围内，但在异常情况下可能产生温度。发生短路时，线路中电流增大为正常时的数倍乃至数十倍，由于载流导体来不及散热，温度急剧上升，除对电气线路和电气设备产生危害外，还形成 温度。短路的暂态过程会产生很大的冲击电流，在流过设备的瞬间产生很大的电动力，造成电气设备损坏。电气设备安装和检修中的接线和操作错误，可能引起短路；运行中的电气设备或线路发生绝缘老化、变质；或受过度高温、潮湿、腐蚀作用；或受到机械损伤等而失去绝缘能力，可能导致短路。由于外壳防护等级不够，导电性粉尘或进入电气设备内部，也可能导致短路。因防范措施，小动物、霉菌及其他植物也可能导致短

11、路。由于雷击等过电压、操作过电压的作用，电气设备的绝缘可能遭到击穿而短路。2）过载电气线路或设备长时间过载也会导致温度异常上升，形成引燃源。过载的原因：电气线路或设备设计选型不合理，或没有考虑足够的裕量，以致在正常使用情况下出现过热。电气设备或线路使用不合理，负载超过额定值或连续使用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成过热。设备故障运行造成设备和线路过负载，如三相电载。单相运行或三相变压器不对称运行均可能造成过负电气回路谐波能使线路电流增大而过载。如三相四线制电路三次及其奇数倍谐波电流会引起中性线过载。产生三次谐波的设备主要有：节能灯、荧光灯、计算频空调、微波炉、镇流器、焊接设备、U电

12、源等。如节能荧光灯，因灯管内电弧的负阻特性产生的谐波电流主要为三次谐波电流。漏电接地电流和集中在某一点的漏电电流，可引起局部发热，引燃成灾。接触不良。电气线路或电气装置中的电路连接部位是系统中的薄弱环节，是产生之一。温度的主要部位电气接头连接不牢、焊接不良或接头处夹有杂物，都会增加接触电阻而导致接头过热。刀开关、断路器、接触器的触点、插销的触头等，如果没有足够的接触压力或表面粗糙不温度。对于铜、铝接头，由于铜和铝的理化性能不同，接触状态会逐渐5）铁心过热，均可能增大接触电阻，产生，导致接头过热。电气设备铁心短路、线圈电压过高，可产生6）散热不良温度。电气设备散热油管堵塞、通风道堵塞、风扇损坏、

13、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近，使散热失效，可产生7）机械故障温度。电、接触器被卡死，电流增加数倍，可产生温度。8）电压异常相对于额定值，电压过高和过低均属电压异常。电压过高，除使铁心发热增加外，对于恒阻抗设备，还会使电流增大而发热；电压过低，除使电磁铁吸合不牢或吸合不上外，对于恒功率设备，还会使电流增大而发热。两种情况都可产生温度。9）电热器具和照明器具正常情况下的工作温度就可能形成温度，如：电炉电阻丝工作温度为 800，电熨斗为 500600，白炽灯灯丝为 20003000，100W 白炽灯泡表面为 170220。 10）电磁辐射能量（2）电火花和电弧分为：工作电火花及电弧、

14、事故电火花及电弧电火花是电极间的击穿放电；大量电火花汇集起来即电弧。电弧温度高达 10000。电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，二次引燃源。电火花分为工作火花和事故火花。工作火花指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。例如，刀开关、断路器、接触器、控制器接通和断开线路时会产生电火花；插销拔出或时的火花；直流电的电刷与换向器的滑动接触处、绕线式异步电的电刷与滑环的滑动接触处也会产生电火花等。事故火花是线路或设备发生故障时出现的电火花，包括短路、漏电、松动、接地、断线、分离时形成的电火花及变压器、多油断路器等高压电气设备绝缘表面发生的闪络等。事故火花还包括由外部原因产

15、生的雷电直接放电及二次放电火花、静电火花、电磁感应火花等。2.电气装置及电气线路发生燃爆（1）油浸式变压器火灾变压器油箱内充有大量的用于散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。变压器油的闪点在 130140 摄氏度之间。变压器发生故障时，在高温或电弧的作用下，变压器内部故障点附近的绝缘油和固态有机物发生分解，产生易燃气体。如故障持续时间过长，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。多油断路器等充油设备也可能发生。（2）电异

16、步电着火的火灾性是由于其内部和外部的诸如制造工艺和操作运行等种种原因造成的。其原因主要有：电源电压波动、频率过低；电机运行中发生过载、堵转、扫膛（转子与定子相碰）；电机绝缘破坏，发生相间、匝间短路；绕组断线或接触不良；以及选型和启动方式不当等。三相异步电不到保护电异步电面的原因。如果发生某相断线，则形成了缺相运行。此时，电绕组中的电流会明显上升，但又达的熔断器的熔断电流值。因此，大电流长时间作用引起定子绕组过热，导致电烧毁。形成引燃的主要部位是绕组、铁心和轴承以及引线。其原因既有电气方面的原因也有机械方（3）电缆火灾当导线电缆发生短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障状态时，所产生的热量将远

17、远超过正常状态。火灾案例表明，有的绝缘材料是直接被电火花或电弧引燃；有的绝缘材料是在高温作用下，发生自燃；有的绝缘材料是在高温作用下，了热老化进程，导致热击穿短路，产生的电弧，将其引燃。电缆火灾的常见起因如下：1）电缆绝缘损坏。过程或敷设过程中造成了电缆绝缘的机械损伤、运行中的过载、接触不良、短路故障等都会使绝缘损坏，导致绝缘击穿而发生电弧。电缆头故障使绝缘物自燃。施工不规范，质量差，电缆头不清洁等降低了线间绝缘。电缆接头存在隐患。电缆接头的中间接头因压接不紧、焊接不良和接头材料选择不当，导致运行中接头氧化、发热、流胶；结缘剂质量不合格，灌注时盒内存有空气，电缆盒密封不好，进入了水或潮气等，都

18、会引起绝缘击穿，形成短路设置发生。堆积在电缆上的粉尘起火。积粉不清扫，可燃性粉尘在外界高温或电缆过负荷时，在电缆表面的高温作用下，发生自燃起火。可燃气体从电缆沟窜入变、配电室。电缆沟与变、配电室的连通处未采取严密封堵措施，可燃气体通过电缆沟窜入变、配电室，引起火灾事故。6）电缆起火形成蔓延。电缆受外界引火源作用一旦起火，火焰沿电缆延燃，使危害扩大。电缆在着火的同时，会产生气体，对在场造成威胁。三、雷电危害1.雷电的种类、危害形式和事故（1）雷电种类1）直击雷。与大地目标之间的一次或多次放电称为对地闪击。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。

19、直击雷的每次放电过程包括先导放电、主放电、次直击雷的全部放电时间一般不超过 500ms。三个阶段。每次雷击有三四个冲击至数十个冲击。一2）闪电感应。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。是由于带电积云在线路导线或其他高大导体上感应出大量与带电极性相反的电荷，在带电积云与其他客体放电后，感应电荷失去，如没有就近泄入地中就会以大电流、高电压冲击波的形式，沿线路导线或导体。闪电电磁感应。是由于雷电放电时，迅速变化的雷电流在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。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

20、色光的火球。球雷应当是一团处在特殊状态下的带电气体。直击雷和闪电感应都能在电涌（即雷电波）侵入。（2）雷电的危害形式线路、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的闪电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1）电性质的破坏作用。面的破坏作用。破坏高压输电系统，毁坏发电机、电力变压器等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电事故；绝缘损坏可能引起短路，导致火灾或事故；二次放电的电火花也可能引起火灾或，二次放电也可能造成电击，人命；形成接触电压电击和跨步电压导致触电事故；雷击产生的静电场突变和电磁辐射，干扰通讯，甚至

21、使通讯中断；雷电也能造成飞行事故。2）热性质的破坏作用。直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物；巨大的雷电流通过导体能够烧毁导体；使金属熔化、飞溅火灾或。球雷侵入可引起火灾。3）机械性质的破坏作用。通过被击物，使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发汽化为大量气体，导致被击物破坏或（3）雷电危害的事故火灾和触电设备和设施毁坏大规模停电2.雷电参数。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。年雷暴日数用来衡量雷电活动的频繁程度。雷暴日通常指一年内的平均雷暴日数，即年平均雷暴日，雷暴日数愈大，说明雷电活动愈频繁。

22、d/a。我国把年平均雷暴日不超过 15d/a 的地区划为少雷区，超过 40d/a 划为多雷区。2）雷电流幅值。指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。雷电流陡度。指雷电流随时间上升的速度。雷电流冲击波波头陡度可达 50kA/s，平均陡度约为 30kA/s。雷电流陡度越大，对电气设备造成的危害也越大。雷电冲击过电压。直击雷冲击过电压很高，可达数千千伏。四、静电危害（1）静电的危害形式和事故静电危害是由静电电荷或静电场能量引起的。在生产工艺过程中以及操作的操作过程中，某些材料的相对运动、接触与分离等原因导致了相对的正电荷和负电荷的积累，即产生了静电。其电压可能高达数十千伏以上

23、。静电的危害形式和事故有以下几个方面：1）在有2）和火灾的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成和火灾事故。因受到静电电击的刺激，可能二次事故，如坠落、跌伤等。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.静电特性（1）静电的产生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。1）静电的起电方式接触一分离起电。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

24、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。破断起电。材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、液体分离过程的起电属于破断起电。感应起电。例举一种典型的感应起电过程。假设一导体 A 为带有负电荷的带电体，另有一导体 B 与一接地体相连时，在带电体 A 的感应下，B 的端部出现正电荷，B 由于接地，其对地电位仍然为零；而当 B 离开接地体时，B 成为了带正电荷带电体。电荷迁移。当一个带电体与一个非带电体接触时，电荷将发生迁移而使非带电体带电。例如，当带电雾滴或粉尘

25、撞击导体时，便会产生电荷迁移；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）固体静电可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。橡胶、起火灾。3）、等行业工艺过程中的静电高达数十千伏，甚至数百千伏，如不采取有效措施，很容易引静电静电的放电是酿成静电的重要原因之一。静电的产生主要由摩擦、接触一分离和感应所致。静电可达 10000V 以上。4）粉体静电粉体实质是处在微小颗粒状态下的固体，其静电的产生也符合双电层的基本原理。当粉体物料被研磨、搅拌、筛分或处于高速运动时，由于粉体颗粒与颗粒之间及粉体颗粒与管道壁、容器

26、壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，或因粉体破断等都会产生5）液体静电的静电。液体在、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注和剧烈晃动等过程中，由于静电荷的产生速度高于静电荷的泄漏速度，从而积聚静电荷，可能产生十分6）蒸气和气体静电的静电。蒸气或气体在管道内高速，以及由阀门、缝隙高速喷出时也会产生的静电。类似液体，蒸气产生静电也是由于接触、分离和等原因产生的。完全纯净的气体即使高速或高速喷出也不会产生静电，但由于气体内往往含有灰尘、铁末、液滴、蒸气等固体颗粒或液体颗粒，正是这些颗粒的碰撞、摩擦、等过程产生了静电。例如，喷漆的过程实质上是将（2）静电的消散杂质的气体高速喷出，就会伴随比较强的静电产生

27、。中和与泄漏是静电的两种主要方式，前者主要是通过空气发生的；后者主要是通过带电体本身及其相连接的其他物体发生的。1）静电中和。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。表面泄漏和内部泄漏是绝缘体上静电泄漏的两种途径。静的是表面电阻；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1）材质和杂质的影响面泄漏过程其泄漏电流遇到一般情况下，杂质有增加静电的趋势。但如杂质能降低原有材料的电阻率，加入杂质则有利于静电的泄漏。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、搅拌或喷射过程中会产生静电

28、。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2）工艺设备和工艺参数的影响事故。接触面积愈大，产生静电愈多，接触压力愈大或摩擦愈强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的静电。工艺速度越高，产生的静电越强。下列是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、璐珞的过滤等。压制、上光等；的挤出、赛固体物质的、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且流速超过 1m/s；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

29、压蒸气在管道中和由管口喷出，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。五、射频电磁场危害射频指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率，泛指 100kHz 以上的频率。射频造成的。射频电磁场的危害主要有：是由电磁场的能量1.因吸收辐射能量会受到不同程度的，可引起中枢神经系统的机能，出现神经衰弱症候群等临床症状；可造成植物神经紊乱，出现心率或血压异常，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等；可引起眼睛损伤，造成晶体浑浊，严重时导致白内障；可使使后代产生疾患；可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤等。发生功能失常，造成暂时或的不育症，并可能2.在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，会造成电器件发生意外。感应放电对

30、具有、火灾的场所来说是一个不容忽视的。此外，当受电磁场作用感应出的感应电压较高时，会给人以明显的电击。六、电气装置故障危害电气装置故障危害是由于电能或控制信息在传递、分配、转换过程中失去控制而产生的。断路、短路、异常接地、漏电、误合闸、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、控制系统硬件或的偶然失效等都属于电气装置故障。其主要危害在于，一定条件下会引起火灾和异常带电或转化为造成伤亡及损失的事故：电气系统中，原本不带电的部分因电路故障而异常带电，可导致触电事故发生。例如电气设备因绝缘不良产生漏电，使其金属外壳带电；高压故障接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，形成触电

31、的3.异常停电条件。异常停电在某些特定场合会造成设备损坏和人身伤亡。如正在浇注钢水的吊车，因骤然停电而失控，导致钢水洒出引起人身伤亡事故，造成巨大的经济损失。4.安全相关系统失效在过程工业如、化工领域，基于电气电子可编程电子（EEPE）技术的安全相关系统，如紧急刹车（ESD）系统，用于对过程工业实施安全关键控制。如果因故障，安全相关系统在需要应急动作时不能实现所要求的安全功能，将会导致事故发生。第二节 触电防护技术（P78）一、直接接触电击防护措施绝缘、屏护和间距是直接接触电击的基本防护措施。主要作用是防止1.绝缘触及或过分接近带电体造成触电事故以及防止短路、故障接地等电气事故。指利用绝缘材料

32、对带电体进行封闭和（1）绝缘材料的电气性能。良好的绝缘也是保证电气系统正常运行的基本条件。绝缘材料导电能力很小，但并非绝对不导电。工程上应用的绝缘材料电阻率一般都不低于 107m。绝缘材料的品种很多，一般分为：气体绝缘材料。常用的有空气和六氟化硫等。液体绝缘材料。常用的有从石油原油中提炼出来的绝缘矿物油，十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等油以及蓖麻油。3）固体绝缘材料。常用的有树脂绝缘漆、胶和熔敷粉末;纸、纸板等绝缘制品;漆布、漆管和绑扎带等绝缘寖渍陶瓷等。制品;绝缘云母制品;电工用薄膜、复合制品和粘带;电工用层压制品;电工用和橡胶;玻璃、表 2-1 是我国绝缘材料标准规定的绝缘耐热分级和

33、极限温度。表 2-1 绝缘耐热分级和极限温度耐热分级极限温度/Y90A105E120B130（2）绝缘检测和绝缘试验绝缘电阻是衡量绝缘性能优劣的最基本的指标。绝缘材料的电阻通常用兆欧表（摇表）测量。绝缘电阻随线路和设备的不同，高压较低压要求高；新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。任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压 1000 欧姆，并应符合专业标准的规定。2.屏护和间距（1）屏护屏护采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把的带电体同外界开来，以防止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。屏护装置所用材料应有足够

34、的机械强度和良好的耐火性能。为防止因意外带电而造成触电事故，对金属材料制成的屏护装置必须可靠连接保护线。遮栏高度不应低于 1.7m，下部边缘离地不应超过 0.1m。栅遮栏的高度户内不应小于 1.2m、户外不应小于 1.5m，栏条间距离不应大于 0.2m；对于低压设备，遮栏与 导体之间的距离不应小于 0.8m。户外变配电装置围墙的高度一般不应小于 2.5m。3）遮栏、栅栏等屏护装置上，应有“止步，高压！”等标志。4）必要时应配合采用声光（2）间距信号和联锁装置。间距是指带电体与地面之间、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。间距的作用是防止触及或接近带电体造成触电事故；避

35、免车辆或其他器具碰撞或过分接近带电体造成事故；防止火灾、过压放电及各种短路事故，以及方便操作。安全距离的大小决定于电压高低、设备类型、环境条件和安装方式等风力、覆冰和环境条件的影响。1）线路间距。线路的间距须考虑气温、线路导线在驰度最大时与地面和水面的距离不应小于表 2-2 所示距离。表 2-2 导线与地面和水面的距离在的情况下，线路不得建筑物。线路与有2）用电设备间距、火灾的厂房之间应保持必要的防火间距，且不应具有可燃材料屋顶的建筑物。明装的车间低压配电箱底口距地面的高度可取 1.2m，暗装可取 1.4m。线路经过地区线路电压1kV1-10kV35kV居民区66.57非居民区55.56不能通

36、航或浮运的河、湖（冬季水面）55-不能通航或浮运的河、湖（50 年一遇的洪水水面）33-交通地区44.55步行可以达到的山坡34.55步行不可以达到的山坡或岩石11.53F155H180C180明装电度表板底口距地面的高度 1.8m。常用开关电器的安装高度为 1.31.5m；开关手柄与建筑物之间应保留 150mm 的距离墙用平开关离地面高度可取 1.4m。明装插座离地面高度 1.31.8m，暗装 0.20.3m。室内灯具高度应大于 2.5m；受实际条件约束达不到时，可减为 2.2m；低于 2.2m 时，应采取适当安全措施。当灯具位于桌面上方等人碰不到的地方时，高度可减为 1.5m。户外灯具高度

37、应大于 3m；安装在墙上时可减为 2.5m。起重机具至线路导线间的最小距离，1kV 及 1kV 以下者不应小于 1.5m，10kV 者不应小于 2m。 3）检修间距低压操作时，及其所携带工具与带电体之间距离不得小于 0.1m。高压作业时，各种作业类别所要求的最小距离见表 2-3。表 2-3 高压作业的最小距离二、间接接触电击防护措施IT 系统（保护接地） ；TT 系统（工作接地） ；TN 系统（保护接零） ；熟悉 IT、TT 和 TN 系统的1.IT 系统（保护接地）I 表示配电网不接地或经高阻抗接地T 表示电气设备外壳接地电源与地绝缘或通过阻抗接地，而装置的外露导电部分直接接地的系统，用于不

38、接地电网。IT 系统就是保护接地系统。L1、L2、L3 是相线，N 是中性点，RP 是电阻，RE 是保护接地电阻，IE 是接地电流。保护接地的做法是将电气设备在故障情况下可能呈现电压的金属部位经接地线、接地体同大地紧密地连接起来；其安全原理是通过低电阻接地，把故障电压限制在安全范围以内。漏电状态并未因保护接地而。类别电压等级10 kV35 kV无遮栏作业，及其所携带工具与带电体之间无遮栏作业，及其所携带工具与带电体之间，用绝缘杆操作线路作业，及其所携带工具与带电体之间带电水冲洗，小型喷嘴与带电体之间喷灯或气焊火焰与带电体之间0.70.41.00.41.51.00.62.50.63.0保护接地适

39、用于各种不接地配电网，如某些 110kV 配电网，煤矿井下低压配电网等。在这类配电网中，凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。在 380V 不接地低压系统中，一般要求保护接地电阻 RE4。当配电变压器或发电机的容量不超过 100 kVA 时，要求 RE10。在不接地的 10kV 配电网中，如果高压设备与低压设备共用接地装置，要求接地电阻不超过 10，并满足下式要求：RE120IE2.TT 系统（工作接地）用于三相四线接地电阻不大于 4 或 10 欧。第一个 T 表示网的中性线接地重复接地；电源有一点（通常是中性点）直接接地，装置的外露导电部分接至电气上与电源

40、地点无关的接地极的系统，用于接地的配电网。图 2-5 TT 系统中性点的接地 RN 叫做工作接地，中性点引出的导线叫做中性线（也叫做工作零线）。TT 系统的第一个字母 T 表示配电网直接接地，第二个字母 T 表示电气设备外壳接地。TT 系统的接地 RE 虽然可以大幅度降低漏电设备上的故障电压，使触电性降低，但单凭 RE 的作用一般不能将触电性降低到安全范围以内。另外，由于故障回路串联有 RE 和 RN，故障电流不会很大，可能不足以使保护电器动作，故障得不到迅速切除。因此，采用 TT 系统必须装设剩余电装置，并优先采用前者。作保护装置或过电流保护TT 系统主要用于低压用户，即用于未装备配电变压器

41、，从外面引进低压电源的小型用户。3.TN 系统（保护接零）电源有一点（通常是中性点）直接接地，负荷侧的电气装置的外露导电部分通过保护线（即 PE 线包括 PEN线）与该接地点连接的系统，即保护接零系统。TN 系统相当于传统的保护接零系统。PE 是保护零线，Rs 叫做重复接地。TN 系统中的字母 N 表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间直接连接，亦即与保护零线之间紧密连接。保护接零的安全原理是当某相带电部分碰连设备外壳时，形成该相对零线的单相短路；短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击。虽然保护接零也能降低漏电设备上的故障电压，但一般不能

42、降低到安全范围以内。其第一位的安全作用是迅速切断电源。TN 系统分为 TNS，TNCS，TNC 三种类型。TNS 系统是 PE 线与 N 线完全分开的系统；TNCS 系统是干线部分的前一段 PE 线与 N 线共用为 PEN 线，后一段 PE 线与 N 线分开的系统；TNC 系统是干线部分 PE 线与 N 线完全共用的系统。支线部分的 PE 线是不能与 N 线共用的。TN-S 系统的安全性能最好，是最“干净”的系统。有、火灾性大及其他安全要求高的场所性小、用电设备简单的场应采用 TN-S 系统；厂内低压配电的场所及民用楼房应采用 TN-C-S 系统；触电合可采用 TN-C 系统。保护接零用于用户

43、装有配电变压器的，且其低压中性点直接接地的 220/380 V 三相四线配电网。应用保护接零应注意下列安全要求：（1）在同一接零系统中，一般不允许部分或个别设备只接地、不接零的做法；否则，当接地的设备漏电时，该接地设备及其他接零设备都可能带有的对地电压。如确有，个别设备无法接零而只能接地时，则该设备必须安装剩余电作保护装置。（2）重复接地合格。重复接地指 PE 线或 PEN 线上除工作接地以外的其他点再次接地。重复接地的安全作用是：减轻 PE 线和 PEN 线断开或接触不良的进一步降低漏电设备对地电压；缩短漏电故障持续时间；性；4）改善电缆或线路的防雷性能。线路引入车间或大型建筑物处，配电线路

44、的最远端及每 1km 处，高低压线路同杆架设时共同敷设的两端应作重复接地。每一重复接地的接地电阻不得超过 10；在低压工作接地的接地电阻允许不超过 10的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过 30，但不得少于 3 处。（3）发生对 PE 线的单相短路时能迅速切断电源。对于相线对地电压 220V 的 TN 系统，手持式电气设备和移动式电气设备末端线路或插座回路的短路保护元件应保证故障持续时间不超过 0.4s；配电线路或固定式电气设备的末端线路应保证故障持续时间不超过 5s。（4）工作接地合格。工作接地的主要作用是减轻各种过电压的4，在高土壤电阻率地区允许放宽至不超过 10。工作接地的接地电阻一

45、般不应超过PE 和 PEN 线上不得安装单极开关和熔断器。PE 线和 PEN 线应有防机械损伤和化学腐蚀的措施；PE线支线不得串联连接，即不得用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分。保护导体截面面积合格。当 PE 线与相线材料相同时，PE 线可以按表 24 选取。除应采用电缆心线或金属护套作保护线者外，有机械防护的 PE 线不得小于 2.5mm2,没有机械防护的不得小于 4mm2。铜质 PEN 线截面积不得小于 10mm2，铝质的不得小于 16mm2，如系电缆芯线，则不得小于 4mm2。表 2-4 保护零线截面选择表（7）等电位联结。等电位联结指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以

46、及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结。等电位联结的组成如84 页图 2-8 所示。有条件的场所应做等电位联结，以提高 TN 系统的可靠性。通过等电位环境的方法，将环境内的接触电压和跨步电压限制在安全范围内，从而防止电气事故的发生。等电位联结也是防雷的保护措施之一。等电位联结实现段分为主等电位联结和辅助等电位联结。主等电位联结（即总等电位联结）。在建筑物的进线处将 PE 干线、设备 PE 干线、进水管、采暖和空调竖管、建筑物构筑物金属构件和其它金属管道、装置外露可导电部分等相连结。辅助等电位联结。在某一局部将上述管道构件相连结。辅助等电位联结作为主等电位联结的补充，以进

47、一步提高安全水平。三、兼防直接和间接接触电击的措施（其他电击预防技术）相线截面 SL/mm2保护零线最小截面SPE/mm2SL16SL16SL3516SL35SL/21.双重绝缘（1）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。这就要求设备只能在不导电环境中使用。比如木质地板和墙壁，且环境干燥的场所等。由于对于环境要求过于苛刻，使用范围受到局限。2）OI 类设备和 I 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

48、电部分与设施固定布线中的保护线相连接。对于使用软电线或软电缆的设备，软电线或软电缆应具有一根保护芯线。这样，一旦基本绝缘失效，由于能够触及的可导电部分已经与保护线连接，因而的安全可以得到保护。OI 类设备的金属外壳上有接地端子；I 类设备的金属外壳上没有接地端子，但引出带有保护端子的电源插头。类设备。设备的防触电保护不仅靠基本绝缘还具备像双重绝缘或加强绝缘类型的附加安全措施。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电压限值。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（2）双

49、重绝缘和加强绝缘措施。双重绝缘和加强绝缘是在基本绝缘的直接接触电击防护基础上，通过结构上附加绝缘或绝缘的加强，使之具备了间接接触电击防护功能的安全措施。工作绝缘。又称基本绝缘，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。双重绝缘。是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。加强绝缘。是基本绝缘的改进，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，在上可以包含一层或多层绝缘材料。具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备。（3）双重绝

50、缘和加强绝缘的安全条件由于具有双重绝缘或加强绝缘，类设备无须再采取接地、接零等安全措施。双重绝缘和加强绝缘的设备其绝缘电阻应满足以下安全条件。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。双重绝缘和加强绝缘标志。“回”作为类设备技术信息一部分标在设备明显位置上。手持电动工具应优先选用类设备；在潮湿场所及金属构架上工作时，除选用特低电压工具外，也应尽量选用类设备。2.安全电压安全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。保护原理是通过对系统中可能会作用于的电压进行限制，从而使触电时流过的电流受到抑制，将触电性控制在没有的范围内

51、。特低电压供电的设备属于类设备。（1）特低电压的限值和额定值安全电压额定值：42V、36V、24V、12V 和 6V。安全电压额定值的选用特别环境中使用持电动工具应采用 42V 特低电压；有电击环境中使用持照明灯和局部照明灯应采用 36V 或 24V 特低电压；金属容器内、特别潮湿处等特别环境中使用持照明灯应采用 12V 特低电压；水业等场所应采用 6V 特低电压。（2）特低电压安全条件1）安全电源要求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：安全加强绝缘。变压器或与其等效的具有多个绕组的电动发电机组，其绕组的绝缘至少相当于双重绝缘或电化电源或与高低电压回路无关的电源，如蓄电池

52、及独立供电的柴油发电机等。即使在故障时仍能够确保输出端子上的电压（用内阻不小于 3k的电压表测量）不超过特低电压值的电子装置电源等。2）回路配置要求回路的带电部分相互之间、回路与其它回路之间应实行电气，其水平不应低于安全变压器输入与输出回路之间的电气。回路的导线应与其他任何回路的导线分开敷设，保持适当的物理上的。3.剩余电剩余电剩余电作保护作保护又称漏电保护，是利用剩余电作保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。作保护装置简称 RCD，主要用于防止人身电击，防止因接地故障引起的火灾和监测一相接地故障。剩余电作保护器（RCD）电子式漏电保护断路器（小型）剩余电作保护装置的主要功能是提供间接接触

53、电击保护，而额定漏电动作电流不大于 30mA 的剩余电作保护装置，在其他保护措施失效时，也可作为直接接触电击的补充保护，但不能作为基本的保护措施。（1）剩余电作保护装置的工作流程剩余电剩余电剩余电作保护装置由检测元件、中间环节、执行机构及辅助电源和试验装置。作保护装置最基本技术参数包括额定剩余电作电流、额定剩余不动作电流和分断时间。作保护装置的保护、安装场所、运行和管理主要用于防止间接接触电击和直接接触电击，也用于防止漏电火灾和监测一相接地故障。（2）剩余电额定剩余电作保护装置的主要技术参数作电流、额定剩余不动作电流和分断时间。1）额定剩余动作电流（In）是制造厂对剩余电作保护装置规定的剩余动

54、作电流值，在该电流值时，剩余电作保护装置应在规定的条件下动作。该值反映了剩余电作保护装置的灵敏度。我国标准规定的额定漏电动作电流值为：0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、20、30A 共 13 个等级。0.03A 及其以下者属高灵敏度、主要用于防止各种人身触电事故；0.03A 以上至 1A 者属中灵敏度，用于防止触电事故和漏电火灾；1A 以上者属低灵敏度，用于防止漏电火灾和监视一相接地事故。2）额定剩余不动作电流（Ino）是制造厂对剩余电规定的条件下不动作。作保护装置规定的剩余不动作电流值，在该电流值时，剩余电作保护装置应在为了防止误动作，剩余电

55、3）分断时间作保护装置的额定剩余不动作电流不得低于额定剩余动作电流的 1/2。是指从突然施加剩余动作电流的瞬间起到所有极电弧熄灭瞬间，即被保护电路完全被切断为止所经过的时间。根据分断时间的不同，分为一般型和延时型两种。延时型剩余电仅适用于 In0.03A 的间接接触电击防护。作保护装置主要用于分级保护的首端，延时型剩余电作保护装置的延时时间优选值为：0.2、0.4、0.8、1、1.5、2 s。分级保护时，延时型剩余电作保护装置延时时间的级差为 0.2s。表 25 直接接触电击保护用剩余电作保护装置的最大分断时间（3）剩余电作保护装置的防护要求对直接接触电击事故的防护在直接接触电击事故防护中，剩

56、余电流保护装置只作为直接接触电击事故基本防护措施的补充保护措施。其保护并不包括对相与相、相与 N 线间形成的直接接触电击事故的防护。对间接接触电击事故的防护间接接触电击事故防护的主要措施是采用自动切断电源的保护方式，以防止由于电气设备绝缘损坏发生接地故障时，电气设备的外露可接近导体持续带有电压而产生电击事故。当电路发生绝缘损坏造成接地故障，其故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值时，过电流保护装置不动作，不能消除电击，此时，需要依靠剩余电剩余电作保护装置的动作来切断电源，实现保护。作保护装置用于间接接触电击事故防护时，应正确地与电网的系统接地型式相配合。在 TN 系统中，必须将 TN-C 系

57、统改造为 TN-C-S、TN-S 系统或局部 TT 系统后，才可安装使用剩余电作保护装置。在 TN-C -S 系统中，剩余电3）对电气火灾的防护作保护装置只允许用在 N 线与 PE 线分开部分。为防止电气火灾发生而安装剩余电计，确定适当的控制保护范围。该电气火灾护的动作特性相配合的要求。作电气火灾系统时，应对建筑物内防火区域作出合理的分布设系统的剩余电作的预定值和预定动作时间。应满足分级保（4）必须安装剩余电1）末端保护作保护装置的设备和场所属于 I 类的移动式电气设备；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、企事业和住宅等除

58、壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路；额定动作电流 InA额定电流InA最大分断时间sIn2 In0.25A0.006任意值510.040.01050.50.040.0300.50.20.04游泳池、喷水池、浴池的电气设备；医院中可能直接接触其他需要安装剩余电2）线路保护的电气医用设备；作保护装置的场所。低压配电线路根据具体情况采用二级或三级保护时，在总电源端、分支线首端或线路末端（农村集中安装电能表箱、农业生产设备的电源配电箱）安装剩余电作保护装置。（5）剩余电作保护装置的运行和管理。剩余电作保护装置投入运行后，运行管理应建立相应的管理制度，并建立动作。1）对使用中的剩余电作保护装置

59、应定期用试验按钮检查其动作特性是否正常。雷击活动期和用电高峰期应增加试验次数。用于手持电动工具和移动式电气设备和不连续使用剩余电作保护装置，应在每次使用前进行试验。因停运的剩余电作保护装置再次使用前，应进行通电试验，检查装置的动作情况是否正常。对已发现的有故障的剩余电作保护装置应立即更换。2）为检验剩余电作保护装置在运行中的动作特性及其变化，运行管理应配置测试仪器，并应定期进行动作特性试验。动作特性试验项目包括测试剩余动作电流值、测试分断时间、测试极限不驱动时间。进行特性试验时，应使用经国家有关部门检测合格的短路或利用动物作为试验物的方法进行试验。测试设备，由专业进行。严禁采用相线直接对地电子

60、式剩余电决定可否继续使用。运行中剩余电作保护装置，工作年限一般为 6 年。超过规定年限应进行全面检测，根据检测结果，作保护器动作后，应认真检查其动作原因，排除故障后再合闸送电。经检查未发现动作原因时，允许试送电一次。如果再次动作，应查明原因，找出故障，不得连续强行送电。必要时对其进行动作试验，经检查确认剩余电流保护装置本身发生故障时，应在最短时间内予以更换。严禁退出运行、私自撤除或强行送电。5）运行中遇有异常现象，应由专业进行检查处理。装置损坏后，专业检查。6）在剩余电作保护装置的保护范围内发生电击伤亡事故，应检查剩余电作保护装置的动作情况，分析未能起到保护作用的原因，在未前，不得拆动剩余电作