第1章安全用电

第1章安全用电第一章安全用电1.1人身安全1.2电气火灾1.3用电安全技术简介1.4触电急救与电气消防实训1-1触电急救实训1-2消防训练安全是时时、事事、处处不能漠视的第1章安全用电一、教学目的1、掌握用电安全技术(包括接地保护、接零保护和漏电保)2、了解一般情况下对人体的安全电流和电压，了解触电事故的发生，了解安全用电的原则。3、培养逻辑思维和利用知识解决实际问题的能力。二、重点、难点安全用电的技术是学生今后生产、生活中保障自身安全的准则之一，因此是本章内容的重点。对于触电事故的发生，无论是高压触电还是低压触电都具有不可实验与体验性，要求具有较强的理解能力和分析能力，所以是本章的难点。第1章安全用电第一章安全用电随着电能应用的不断拓展,以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业、社会和家庭生活中，与此同时，使用电气所带来的不安全事故也不断发生。为了实现电气安全，对电网本身的安全进行保护的同时，更要重视用电的安全问题。因此，学习安全用电基本知识，掌握常规触电防护技术，这是保证用电安全的有效途径。第1章安全用电1.1人身安全1.触电危害触电是指人体触及带电体后，电流对人体造成的伤害。它有两种类型，即电击和电伤。1)电伤－非致命的电伤是指电流的热效应、化学效应、机械效应及电流本身作用造成的人体伤害。电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕，常见的有灼伤、电烙伤和皮肤金属化等现象。2)电击电击是指电流通过人体内部，破坏人体内部组织，影响呼吸系统、心脏及神经系统的正常功能，甚至危及生命。在触电事故中，电击和电伤常会同时发生。第1章安全用电3）影响触电危险程度的因素（1）电流大小对人体的影响通过人体的电流越大，人体的生理反应就越明显，感应就越强烈，引起心室颤动所需的时间就越短，致命的危害就越大。按照通过人体电流的大小和人体所呈现的不同状态，工频交流电大致分为下列三种：①感觉电流:指引起人的感觉的最小电流(1-3mA)。②摆脱电流:指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流(10mA)。③致命电流:指在较短的时间内危及生命的最小电流(30mA)。参考P2表1－1第1章安全用电（2）电流的类型工频交流电的危害性大于直流电，因为交流电主要是麻痹破坏神经系统，往往难以自主摆脱。一般认为40~60Hz的交流电对人最危险。随着频率的增加，危险性将降低。当电源频率大于2000Hz时，所产生的损害明显减小，但高压高频电流对人体仍然是十分危险的。第1章安全用电（3）电流的作用时间人体触电，当通过电流的时间越长，愈易造成心室颤动，生命危险性就愈大。据统计，触电1－5min内急救，90%有良好的效果，10分钟内60%救生率，超过15分钟希望甚微。触电保护器的一个主要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mA.s。实际产品一般额定动作电流30mA，动作时间0.1s，故小于30mA.s可有效防止触电事故。第1章安全用电（4）电流路径电流通过头部可使人昏迷；通过脊髓可能导致瘫痪；通过心脏会造成心跳停止，血液循环中断；通过呼吸系统会造成窒息。因此，从左手到胸部是最危险的电流路径；从手到手、从手到脚也是很危险的电流路径；从脚到脚是危险性较小的电流路径。（5）人体电阻人体电阻是不确定的电阻，皮肤干燥时一般为100KΩ左右，而一旦潮湿可降到1KΩ。人体不同，对电流的敏感程度也不一样，一般地说，儿童较成年人敏感,女性较男性敏感。患有心脏病者，触电后的死亡可能性就更大。第1章安全用电(6)安全电压安全电压是指人体不戴任何防护设备时,触及带电体不受电击或电伤。人体触电的本质是电流通过人体产生了有害效应，然而触电的形式通常都是人体的两部分同时触及了带电体，而且这两个带电体之间存在着电位差。因此在电击防护措施中，要将流过人体的电流限制在无危险范围内，也即将人体能触及的电压限制在安全的范围内。国家标准制定了安全电压系列，称为安全电压等级或额定值，这些额定值指的是交流有效值，分别为：42V、36V、24V、12V、6V等几种。第1章安全用电2.常见的触电原因人体触电主要原因有两种：直接或间接接触带电体以及跨步电压。直接接触又可分为单极接触和双极接触。1）单极触电当人站在地面上或其他接地体上，人体的某一部位触及一相带电体时，电流通过人体流入大地(或中性线)，称为单极触电，如图1.１所示。图1.1-1（a）为电源中性点接地运行方式时,单相的触电电流途径。图1.1-1（b）为中性点不接地的单相触电情况。一般情况下，接地电网里的单相触电比不接地电网里的危险性大。要避免单线触，操作时必须穿上胶鞋或站在干燥的木凳上。第1章安全用电（a）中性点直接接地（b）中性点不直接接地图1.1-1第1章安全用电2）双极触电双极触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体，以及在高压系统中，人体距离高压带电体小于规定的安全距离，造成电弧放电时，电流从一相导体流入另一相导体的触电方式，如图1.1-２所示。两相触电加在人体上的电压为线电压，因此不论电网的中性点接地与否，其触电的危险性都最大。为救他，立即断开电源！第1章安全用电图1.1-2双极触电第1章安全用电3）跨步电压触电当带电体接地时有电流向大地流散，在以接地点为圆心，半径20m的圆面积内形成分布电位。人站在接地点周围，两脚之间(以0.8m计算)的电位差称为跨步电压Uk，如图1.1-3所示，由此引起的触电事故称为跨步电压触电。高压故障接地处，或有大电流流过的接地装置附近都可能出现较高的跨步电压。离接地点越近、两脚距离越大，跨步电压值就越大。一般10米以外就没有危险。高压线第1章安全用电图1.1-3跨步电压接地电流电位分布曲线UjUdUk0.8m0.8m20m20m第1章安全用电4）剩余电荷触电剩余电荷触电是指当人触及带有剩余电荷的设备时，带有电荷的设备对人体放电造成的触电事故。设备带有剩余电荷，通常是由于检修人员在检修中摇表测量停电后的并联电容器、电力电缆、电力变压器及大容量电动机等设备时，检修前、后没有对其充分放电所造成的。第1章安全用电3.防止触电产生触电事故有以下原因：（1）缺乏用电常识，触及带电的导线。（2）没有遵守操作规程，人体直接与带电体部分接触。（3）由于用电设备管理不当，使绝缘损坏，发生漏电，人体碰触漏电设备外壳。（4）高压线路落地，造成跨步电压引起对人体的伤害。（5）检修中，安全组织措施和安全技术措施不完善，接线错误，造成触电事故。（6）其他偶然因素，如人体受雷击等。第1章安全用电1)安全制度(1)在电气设备的设计、制造、安装、运行、使用和维护以及专用保护装置的配置等环中，要严格遵守国家规定的标准和法规。(2)加强安全教育，普及安全用电知识。(3)建立健全安全规章制度，如安全操作规程、电气安装规程、运行管理规程、维护检修制度等，并在实际工作中严格执行。第1章安全用电2)安全措施(1)停电工作中的安全措施。在线路上作业或检修设备时，应在停电后进行，并采取下列安全技术措施：①切断电源。②验电。③装设临时地线。第1章安全用电1.2电气火灾电器、照明设备、手持电动工具以及通常采用单相电源供电的小型电器，有时会引起火灾，其原因通常是电气设备选用不当或由于线路年久失修，绝缘老化造成短路，或由于用电量增加、线路超负荷运行，维修不善导致接头松动，电器积尘、受潮、热源接近电器、电器接近易燃物和通风散热失效等。其防护措施主要是合理选用电气装置。例如，在干燥少尘的环境中，可采用开启式和封闭式；在潮湿和多尘的环境中，应采用封闭式；在易燃易爆的危险环境中，必须采用防爆式。第1章安全用电防止电气火灾，还要注意线路电器负荷不能过高，注意电器设备安装位置距易燃可燃物不能太近，注意电气设备进行是否异常，注意防潮等。第1章安全用电1.3用电安全技术简介低压配电系统是电力系统的末端，分布广泛，几乎遍及建筑的每一角落，平常使用最多的是380／220V的低压配电系统。第1章安全用电1、接地和接零保护1）接地保护按功能分，接地可分为工作接地和保护接地。工作接地是指电气设备（如变压器中性点）为保证其正常工作而进行的接地；保护接地是指为保证人身安全，防止人体接触设备外露部分而触电的一种接地形式。在中性点不接地系统中，设备外露部分（金属外壳或金属构架），必须与大地进行可靠电气连接，即保护接地。接地装置由接地体和接地线组成，埋入地下直接与大地接触的金属导体，称为接地体，连接接地体和电气设备接地螺栓的金属导体称为接地线。接地体的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。第1章安全用电RrIdZIdRrIdZIdRbIr(a)(b)(a)无接地(b)有接地图1.3-7保护接地原理图第1章安全用电2)保护接零是指在电源中性点接地的系统中，将设备需要接地的外露部分与电源中性线直接连接，相当于设备外露部分与大地进行了电气连接。使保护设备能迅速动作断开故障设备，减少了人体触电危险。当设备正常工作时，外露部分不带电，人体触及外壳相当于触及零线，无危险，如图1.3-8第1章安全用电IDABCN图1.3-8保护接零原理图第1章安全用电3)在电源中性线做了工作接地的系统中，为确保保护接零的可靠，还需相隔一定距离将中性线或接地线重新接地，称为重复接地。从图1.3-9（a）可以看出，一旦中性线断线，设备外露部分带电，人体触及同样会有触电的可能。而在重复接地的系统中，如图1.3-9（b）所示，即使出现中性线断线，但外露部分因重复接地而使其对地电压大大下降，对人体的危害也大大下降。不过应尽量避免中性线或接地线出现断线的现象。第1章安全用电断线UUE＝IE·RE＜UUVWPENREREIE′IEIEIE重复接地(b)危险！断线UUE＝UUVWPEN(a)图1.3-9重复接地作用第1章安全用电以上分析的电击防护措施是从降低接触电压方面进行考虑的。但实际上这些措施往往还不够完善,需要采用其它保护措施作为补充。例如，采用漏电保护器、过电流保护电器等措施。2.1）定义：漏电保护器（漏电保护开关）是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时，漏电保护装置已切断电源；或者在人体已触及带电体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对人体的危害。第1章安全用电第1章安全用电2）种类：漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型；按动作机构分，有开关式和继电器式；按极数和线数分，有单极二线、二极、二极三线等等。按动作灵敏度可分为：高灵敏度：漏电动作电流在30mA以下；中灵敏度：30~1000mA；低灵敏度：1000mA以上。第1章安全用电漏电保护器的种类很多，这里介绍目前应用较多的晶体管放大式漏电保护器。晶体管漏电保护器的组成及工作原理如图1.3-10所示，由零序电流互感器、输入电路、放大电路、执行电路、整流电源等构成。C3V2V1I＞V5KAV6R6C3R3C2R4V4V3C1R5R2R1SAI＞KMKAKMKMFU执行电路整流电源无电流截止正常触电放大导通得电KAV1V2截止输入电路零序电流互感器L2V7图1.3-10晶体管放大式漏电保护器原理图第1章安全用电漏电保护器是一种电流动作型漏电保护，它适用于电源变压器中性点接地系统（ＴＴ和ＴＮ系统），也适用于对地电容较大的某些中性点不接地的ＩＴ系统（对相－相触电不适用）。漏电保护器工作原理：三相线Ａ，Ｂ，Ｃ和中性线Ｎ穿过零序电流互感器。在正常情况下（无触电或漏电故障发生），三相线和中性线的电流向量和等于零，即：Ia＋Ib＋Ic＋In＝Ｏ因此，各相线电流在零序电流互感器铁芯中所产生磁通向量之和也为零，即：Φa＋Φb＋Φc＋Φn＝０当有人触电或出现漏电故障时，即出现漏电电流，这时通过零序电流互感器的一次电流向量和不再为零，即：Ia＋Ib＋Ic＋In≠０第1章安全用电零序电流互感器原边中有零序电流流过，在其副边产生感应电动势，加在输