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全国注册安全工程师执业资格考试辅导安全生产技术首都经济贸易大学安全与环境工程学院钮英建教授第二章电气安全技术第一节电气危险因素及事故种类第二节触电防护技术第三节电气防火防爆技术第四节雷击和静电防护技术第五节电气装置安全技术第六节安全技术规程、规范与标准NYJ电气事故的种类•按照能量存在的形态，电气事故分为：触电事故、（电气火灾爆炸事故、）雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。第一节电气危险因素与事故种类第一节电气危险因素与事故种类一、触电•分为电击和电伤两种伤害形式。1、电击•通常所说的触电指的是电击，是电流直接作用于人体造成的伤害。电击电伤：电流的热效应、化学效应、机械效应等的伤害。直接接触电击（也称为正常运行状态下的电击）间接接触电击（也称为故障状态下的电击）NYJ电流对人体的作用•数十毫安通过人体——呼吸停止•数十微安直接通过心脏——心室颤动NYJ•心室颤动数秒～数分钟（６～８分钟）→死亡••Ｔ波前半部（约0.1s）——心脏易损（激）区•心室颤动，幅值小，频率高（800～1000次/每分钟以上），无规则，•发生始于T波的前半部。ＴＰＲ收缩舒张心室颤动ＱＳNYJ电流对人体损伤的程度与哪些因素有关？•电流的大小•电流的持续时间•电流的种类•电流途径•人体的健康状况NYJ电流对人体损伤程度的影响因素（1）电流值（工频）•感知电流——引起感觉的最小电流。【0.5~1mA】•平均（概率50%），男：1.1mA；女：0.7mA）•摆脱电流——能自主摆脱带电体的最大电流。【5~10mA】•平均（概率50%），男：16mA；女：10.5mA•最低（概率0.5%），男：9mA；女：6mA•室颤电流——引起心室发生心室颤动的最小电流。【50mA】•I颤＝50mA适用于当1s≤t＜5s时；•I颤＝50/tmA适用于当0.01s＜t＜1s时。NYJ电流对人体损伤程度的影响因素（2）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↑→中枢神经反射↑→危险↑NYJ电流对人体损伤程度的影响因素（3）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。NYJ电流对人体损伤程度的影响因素（4）电流种类•与高频电流、冲击电流、直流电流相比，工频电流的电击危险性最大。•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＜0.1~10ms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＜200ms时，室颤阈值与交流大致相同。NYJ电流对人体损伤程度的影响因素（5）个体特征•因人而异，健康情况、健壮程度、性别、年龄。NYJ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）•CS1、CS2——皮肤电容（皮肤外面的电极与真皮之间的电容，数PF~数μF），•Ri——体内电阻CS1RiRS2RS1CS2NYJ人体电阻的数值及影响因素变化范围：干燥的情况下，人体电阻：1000~3000Ω；条件：接触电压220V、左手-右手、接触面积50~100cm2潮湿的情况下，人体电阻：500~800Ω。NYJ•电击类型•直接接触电击和间接接触电击••直接接触电击：触及正常状态下带电的带电体导致的电击。•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导致的电击。(如：用电设备的金属外壳故障下带电形成电击)•电击类型•单相电击（占全部触电事故的70%以上）•两相电击•跨步电压电击跨步电压（UN）和接地电阻的概念ba20mUNUE二、电气火灾与爆炸•是由电气引燃源引起的火灾和爆炸。1、电气引燃源（1）危险温度：短路、过载、漏电、接触不良、铁心过热、散热不良、机械故障、电压异常、电热器具和照明器具、电磁辐射能量。（2）电火花和电弧•电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量电火花汇集而成的。分为工作电火花和电弧、事故电火花和电弧。2、电气装置及电气线路发生爆燃•包括油浸式变压器火灾爆炸、电动机着火、电缆火灾爆炸（6方面的原因）。三、雷电危害1、雷电的种类、危害形式和事故后果（1）雷电的种类：直击雷、闪电感应（雷电感应，包括闪电静电感应和闪电电磁感应）、球雷。（2）雷电的危害形式•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，具有电性质、热性质和机械性质等3方面的破坏作用。（3）雷电危害的事故后果•火灾和爆炸、触电、设备和设施毁坏、大规模停电。2、雷电参数•雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、雷电冲击过电压。四、静电危害1、静电的危害形式和事故后果•造成爆炸和火灾事故、可能引发二次事故、对生产产生妨碍。2、静电的特性（1）静电的产生•产生：两种物质紧密接触后再分离，同接触电位差和接触面上的双电层直接相关。起电方式、固体静电、人体静电、粉体静电、液体静电、蒸气和气体静电。（2）静电的消散：中和、泄漏。（3）静电的影响因素•材质和杂质的影响、工艺设备和工艺参数的影响。NYJ•静电的产生•最常见的静电产生方式：接触-分离起电。•实验证明：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。NYJ接触-分离起电——两种物体接触，其间距离小于25×10-8cm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。当两种物质紧密接触再迅速分离时，即可能产生静电。NYJ下列工艺过程容易产生和积累静电：•（1）固体物质大面积的摩擦。如：纸张与辊轴摩擦、橡胶或塑料碾制、传动皮带与皮带轮或辊轴摩擦等；•（2）固体物质的粉碎、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。NYJ•（3）在混合器中搅拌各种高电阻率物质。如：纺织品的涂胶过程等。•（4）高电阻率液体在管道中流动且流速超过1m/s时，液体喷出管口时，液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅时等。NYJ•（5）液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中流动和由管口喷出时。如：从气瓶放出压缩气体、喷漆等。•（6）穿化纤布料衣服、高绝缘（底）鞋的人员在操作、行走、起立时等。NYJ•静电的特点•（1）电压高；固体静电可达20×104V以上；液体和粉体静电可达数万V；气体和蒸气静电可达1万V以上；人体静电也可达1万V以上。•（2）泄漏慢；•（3）影响因素多。影响因素：材质、杂质、物料特征、工艺设备和工艺参数、湿度和温度、带电历程等。NYJ静电的危害•工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。•其中，爆炸或火灾是最大的危害和危险。五、射频电磁场危害•泛指频率100kHz以上的电磁波。1、人体吸收辐射能量受到不同程度的伤害。2、生产感应放电造成引爆器件发生意外引爆。六、电气装置故障危害•类别：断路、短路、异常接地、漏电、误合闸、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、控制系统硬件或软件的偶然失效等。•危害：引起火灾和爆炸、异常带电、异常停电、安全相关系统失效。第二节触电防护技术•所有电气装置都必须具备防止电击危害的直接接触防护和间接接触防护措施。一、直接接触电击防护措施1、绝缘•利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。（1）绝缘材料的电气性能：极限耐热温度。（2）绝缘检测和绝缘试验：绝缘材料的电阻通常用兆欧表（摇表）测量，任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1000Ω，并符合专业标准的规定。2、屏护和间距•最为常用的电气安全措施之一。一、直接接触电击防护措施2、屏护和间距（1）屏护：遮拦、护罩、护盖、箱闸等。（2）间距：安全距离。•线路间距：导线与地面和水面的距离；架空线不应跨越具有可燃材料屋顶的建筑物。•用电设备间距：室内灯具高度、户外灯具高度、起重机具至线路导线间的最小距离。•检修间距：低压操作中，人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.1m；了解高压作业中各种作业的最小距离。NYJ如：•遮栏与低压（≤1000V）裸导体的距离不应小于0.8m。•网眼遮栏与裸导体之间的距离：低压设备不宜小于0.15m；10kV设备不宜小于0.35m二、间接接触电击防护措施1、IT系统（保护接地）•将电气设备在故障情况下可能呈现危险电压的金属部位经接地线、接地体同大地紧密地连接起来。•通过低电阻接地，把故障电压限制在安全范围内；用于各种不接地配电网；接地电阻的大小。2、TT系统•配电网直接接地，电气设备外壳接地。•大幅度降低漏电设备上的故障电压，但必须装设剩余电流动作保护装置或过电流保护装置。•TT系统主要用于低压用户。二、间接接触电击防护措施3、TN系统（保护接零）•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。•其第一位的安全作用是迅速切断电源。•TN系统分为TN—S、TN—C、TN—C—S三种类型。TN—S系统的安全性能最好。有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所应采用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。•保护接零用于用户装有配电变压器的，且其低压中性点直接接地的220/380V三相四线配电网。•保护接零应注意的安全要求。NYJIT、TT和TN——国际电工委员会（IEC）规定的供电方式符号•1）第一位字母表示电力（电源）系统对地关系。•2）第二位字母表示用电装置外露的金属部分对地的关系。NYJ对表达IT、TT和TN系统结构及保护方式的两位字母解释：•第一位字母：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。•第二位字母：T——表示电气装置的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。NYJ•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•∵RE＜＜│Z│，•∴UP（人体电压）↓↓——在安全范围内。L1L2L3REIPZRPIT系统（保护接地）NYJIT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。•1~10kV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）NYJ•保护接地适用于不接地电网。在这种电网中，凡由于绝缘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RE≤4Ω。NYJ2.TT系统•TT系统——设备外壳及配电网均直接接地。•①在设备无接地保护（无RE即RE为∞）的情况下，发生碰壳故障时人体电压?•危险否?NYJTT系统保护原理•②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①相比，可见危险性得到了降低。但是!危险并未消除。NL1L2L3RERPRNNNYJ•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。NYJTT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。NYJ3.TN系统（保护接零）•保护原理？TN系统示意图NYJTN-C系统L3L1L2PEN外露可导电部分电力系统接地点NYJTN-C-S系统L3L1L2PEN外露可导电部分电力系统接地点PENNYJTN-S系统L3L1L2NPE外露可导电部分电力系统接地点NYJ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-C-S系统、TN-C系统•TN-S—