单元六　电气安全与静电防护技术　项目一　电气安全技术 一、电气安全基本知识

化工安全单元六电气安全与静电防护技术一、电气安全基本知识项目一电气安全技术1、电流对人体的伤害当人体接触带电体时，电流会对人体造成程度不同的伤害，即发生触电事故。触电事故可分为电击和电伤两种类型。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（1）电击是指电流通过人体时所造成的身体内部伤害，它会破坏人的心脏、呼吸及神经系统的正常工作，使人出现痉挛、窒息、心颤、心脏骤停等症状，甚至危及生命。绝大部分触电死亡事故都是由电击造成的。通常所说的触电事故基本上是指电击事故。电击后通常会留下较明显的特征：电标、电纹、电流斑。电击又可分为直接电击和间接电击。直接电击是指人体直接接触及正常运行的带电体所发生的电击；间接电击则是指电气设备发生故障后，人体触及意外带电部位所发生的电击。故直接电击也称为正常情况下的电击，间接电击也称为故障情况下的电击。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（2）电伤是指由电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的伤害。电伤可伤及人体内部，但多见于人体表面，且常会在人体上留下伤痕。电伤可分为以下几种情况。①电烙印。是指电流通过人体后，在接触部位留下的斑痕。斑痕处皮肤变硬，失去原有弹性和色泽，表层坏死，失去知觉。②电光眼。表现为角膜炎或结膜炎。在弧光放电时，紫外线、可见光、红外线均可能损伤眼睛。对于短暂的照射，紫外线是引起电光眼的主要原因。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术③电弧烧伤。又称为电灼伤，是电伤中最常见也最严重的一种。多由电流的热效应引起，但与一般的水、火烫伤性质不同。具体症状是皮肤发红、起泡，甚至皮肉组织破坏或被烧焦。通常发生在：低压系统带负荷拉开裸露的闸刀开关时；线路发生短路或误操作引起短路时；开启式熔断器熔断时炽热的金属微粒飞溅出来时；高压系统因误操作产生强烈电弧时（可导致严重烧伤）；人体过分接近带电体（间距小于安全距离或放电距离）而产生的强烈电弧时（可造成严重烧伤而致死）。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术④皮肤金属化。是指由于电流或电弧作用产生的金属微粒渗入了人体皮肤造成的，受伤部位变得粗糙坚硬并呈特殊颜色（多为青黑色或褐红色）。需要说明的是，皮肤金属化多在弧光放电时发生，而且一般都伤在人体的裸露部位，与电弧烧伤相比，皮肤金属化并不是主要伤害。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术2、引起触电的三种情形发生触电事故的情况是多种多样的，但归纳起来主要包括以下三种情形：单相触电，两相触电，跨步电压、接触电压和雷击触电。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术①中性点直接接地系统中的单相触电如右图所示。当人体接触导线时，人体承受相电压。电流经人体、大地和中性点接地装置形成闭合回路。触电电流的大小取决于相电压和回路电阻。中性点直接接地系统中的单相触电（1）单相触电在电力系统的电网中，有中性点直接接地系统中的单相触电和中性点不接地系统中的单相触电两种情况。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术②中性点不接地系统中的单相触电如右图所示。因为中性点不接地，所以有两个回路的电流通过人体。一个是从W相导线出发，经人体、大地、线路对地阻抗Z到U相导线，另一个是同样路径到V相导线。触电电流的数值取决于线电压、人体电阻和线路的对地阻抗。中性点不接地系统中的单相触电一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（2）两相触电人体同时与两相导线接触时，电流就由一相导线经人体至另一相导线，这种触电方式称为两相触电，如右图所示。两相触电最危险，因施加于人体的电压为全部工作电压（即线电压），且此时电流将不经过大地，直接从V相经人体到W相，而构成了闭合回路。故不论中性点接地与否、人体对地是否绝缘，都会使人触电。两相触电一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（3）跨步电压、接触电压和雷击触电当一根带电导线断落地上时，落地点的电位就是导线所具有的电位，电流会从落地点直接流入大地。离落地点越远，电流越分散，地面电位也就越低。对地电位的分布曲线如右图所示。以电线落地点为圆心可划出若干同心圆，它们表示了落地点周围的电位分布。离落地点越近，地面电位越高。对地电位的分布曲线一、电气安全基本知识项目一电气安全技术人的两脚若站在离落地点远近不同的位置上，两脚之间就存在电位差，这个电位差就称为跨步电压。落地电线的电压越高，距落地点同样距离处的跨步电压就越大。跨步电压触电如右图所示。此时由于电流通过人的两腿而较少通过心脏，故危险性较小。但若两脚发生抽筋而跌倒时，触电的危险性就显著增大。此时应赶快将双脚并拢或用单脚着地跳出危险区。跨步电压触电一、电气安全基本知识项目一电气安全技术导线断落地面后，不但会引起跨步电压触电，还容易产生接触电压触电，如右图所示。接触电压触电此外，雷电时发生的触电现象称为雷击触电。人和牲畜也有可能由于跨步电压或接触电压而导致触电。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术3、影响触电伤害程度的因素电流对人体的伤害程度，亦即影响触电后果的因素主要包括：通过人体的电流大小、通电时间与电流途径、电流的频率高低、人体的健康状况等。其中，以通过人体的电流大小和触电时间的长短最主要。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术3、影响触电伤害程度的因素（1）伤害程度与电流大小的关系通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，感觉越强烈，引起心室颤动所需的时间越短，致命的危险性就越大。对于常用的工频交流电，按照通过人体的电流大小，将会呈现出不同的人体生理反应，详见下表。工频电流所引起的人体生理反应一、电气安全基本知识项目一电气安全技术①感知电流。引起人体感觉的最小电流称感知电流。人体对电流最初的感觉是轻微的发麻和刺痛。实验表明，对不同的人感知电流也不同：成年男性的平均感知电流约1.1mA，成年女性约0.7mA。感知电流一般不会造成伤害，但若增大时，感觉增强反应加大，可能会导致坠落等间接事故。②致命电流。在较短时间内会危及生命的电流称为致命电流。电击致死的主要原因大都是由于电流引起了心室颤动而造成的。因此，通常也将引起心室颤动的电流称为致命电流。根据人体对电流的生理反应，还可将电流划分为以下三级。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术③摆脱电流。当电流增大到一定程度，触电者将因肌肉收缩、发生痉挛而紧抓带电体，将不能自行摆脱电源。触电后能自主摆脱电源的最大电流称为摆脱电流。对一般男性平均为16mA，女性约为10mA；儿童的摆脱电流较成人小。实例表明，当电流略大于摆脱电流、触电者中枢神经麻痹、呼吸停止时，若立即切断电源则可恢复呼吸。可见，摆脱电流的能力是随着触电时间的延长而减弱的。故一旦触电若不能及时摆脱电源，其后果将十分严重。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（2）伤害程度与通电时间的关系引起心室颤动的电流与通电时间的长短有关。显然，通电时间越长，便越容易引起心室颤动，触电的危险性也就越大。电流对人体作用区域与通电时间的关系可参考右图。图中a以左的Ⅰ区是没有感觉的区域，a是人体有感觉的起点；a与b之间的Ⅱ区是开始有感觉但一般没有病理伤害的区域；b与c之间的Ⅲ区是有感觉但一般不引起心室颤动的区域；c与d之间的Ⅳ区是有心室颤动危险的区域；d以右的Ⅴ区是心室颤动危险很大的区域。电流对人体作用区域与通电时间的关系一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（3）伤害程度与电流途径的关系人体受伤害程度主要取决于通过心脏、肺及中枢神经的电流大小。电流通过大脑是最危险的，会立即引起死亡，但这种触电事故极为罕见。绝大多数场合是由于电流刺激人体心脏引起心室纤维性颤动致死。因此大多数情况下，触电的危险程度是取决于通过心脏的电流大小。由试验得知，电流在通过人体的各种途径中，流经心脏的电流占人体总电流的百分比如下表所示。不同途径流经心脏的电流占人体总电流的百分比一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（4）伤害程度与电流频率高低的关系触电的伤害程度还与电流的频率高低有关。直流电由于不交变，其频率为零。而工频交流电则为50Hz。由实验得知，频率为30～300Hz的交流电最易引起人体心室颤动。工频交流电正处于这一频率范围，故触电时也最危险。在此范围之外，频率越高或越低，对人体的危害程度反而会相对小一些，但并不是说就没有危险性。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术4、人体电阻和人体允许电流（1）人体电阻当电压一定时，人体电阻越小，通过人体的电流就越大，触电的危险性也就越大。电流通过人体的具体路径为：皮肤→血液→皮肤。人体电阻包括内部组织电阻（简称体内电阻）和皮肤电阻两部分。体内电阻较稳定，一般不低于500Ω。皮肤电阻主要由角质层（厚约0.05～0.2mm）决定。影响人体电阻的因素很多。除皮肤厚薄外，皮肤潮湿、多汗、有损伤、带有导电粉尘等都会降低人体电阻。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术4、人体电阻和人体允许电流（2）人体允许电流由实验得知，在摆脱电流范围内，人若被电击后一般多能自主地摆脱带电体，从而摆脱触电危险。因此，通常便把摆脱电流看作是人体允许电流。如前所述，成年男性的允许电流约为16mA；成年女性的允许电流约为10mA。在线路及设备装有防止触电的电流速断保护装置时，人体允许电流可按30mA考虑；在空中、水面等可能因电击导致坠落、溺水的场合，则应按不引起痉挛的5mA考虑。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术5、电压对人体安全的影响和选用要求（1）电压对人体安全的影响通常确定对人体的安全条件并不采用安全电流而是用安全电压。因为影响电流变化的因素很多，而电力系统的电压却是较为固定的。当人体接触电流后，随着电压的升高，人体电阻会有所降低；若接触了高压电，则因皮肤受损破裂而会使人体电阻下降，通过人体的电流也就会随之增大。实验证实，电压对人体的影响及允许接近的最小安全距离见下表。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（2）不同场所对使用电压的要求不同类型的场所（建筑物），在电气设备或设施的安装、维护、使用以及检修等方面，也都有不同的要求。按照触电的危险程度，可将它们分成以下三类：①无高度触电危险的建筑物。②有高度触电危险的建筑物。③有特别触电危险的建筑物。不同场所里，各种携带型电气工具要选择不同的使用电压。具体是：无高度触电危险的场所，不应超过交流220V；有高度触电危险的场所，不应超过交流36V；有特制触电危险的场所，不应超过交流12V。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术6、触电事故的规律及其发生原因触电事故往往发生得很突然，且常常是在极短时间内就可能造成严重后果。但触电事故也有一定的规律，掌握这些规律并找出触电原因，对如何适时而恰当地实施相关的安全技术措施、防止触电事故的发生，以及安排正常生产等都具有重要意义。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术6、触电事故的规律及其发生原因根据对触电事故的分析，从触电事故的发生频率上看，可发现以下规律。（1）有明显的季节性一般每年以二、三季度事故较多，其中6～9月最集中。主要是因为这段时间天气炎热、人体衣着单薄且易出汗，触电危险性较大；还因为这段时间多雨、潮湿，电气设备绝缘性能降低；操作人员常因气温高而不穿戴工作服和绝缘护具。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（2）低压设备触电事故多国内外统计资料均表明：低压触电事故远高于高压触电事故。主要是因为低压设备远多于高压设备，与人接触的机会多；对于低压设备思想麻痹；与之接触的人员缺乏电气安全知识。因此应把防止触电事故的重点放在低压用电方面。但对于专业电气操作人员往往有相反的情况，即高压触电事故多于低压触电事故。特别是在低压系统推广了漏电保护器之后，低压触电事故大为降低。一、电气安全基本知识项目一电气安全技术（3）携带式和移动式设备触电事故多主要是这些设备因经常移动，工作条件较差，容易发生故障；而且经常在操作人员紧握之下工作。（4）电气连接部位触电事故多大量统计资料表明，电气事故点多数发生在分支线、接户线、地爬线、接线端、压线头、焊接头、电线接头、电缆头、灯座、插头、插座、控制器、开关、接触器、熔断器等处。主要是由于这些连接部位机械牢固性较差，电气可靠性也较低，容易出现故障的缘故。（5）单相触电事故多据统计，在各类触电方式中，单相触电占触电事故的70%以上。所以，防止触电的技术措施也应重点考虑单相触电的