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电气安全基础知识1.电气安全随着电力的广泛应用,电气设备在各行各业中的运用已相当普遍,如果电气设备安装不恰当、使用不合理、维修不及时，尤其是电气工作人员，如果缺乏必要的电气安全知识、不仅会造成电能浪费、而且会发生电气事故，危及人身安全，给国家与人民带来大量损失。事实上，各行各业中存在着大量的电气不安全现象，电气事故已成为引起人身伤亡、爆炸、火灾等事故的重要原因。因此电气安全已日益得到人们的关注和重视。电气安全主要包括人身安全和设备安全两个方面。人身安全是指在从事电气工作和电气设备操作使用过程中人员的安全。设备安全是指电气设备及有关其它设备、建筑的安全。电气事故往往不是由于单一原因引起的，为了搞好电气安全工作，必须采取包括技术和组织管理等多方面的措施。随着科技的进步，各国都在研究并不断推出先进的电气安全技术，完善和修订电气安全标准和规程。这对于保护劳动者的安全与健康，保护电气设备的安全，都是十分重要的。2.触电及其危害当人体触及带电体，或者带电体与人体之间闪击放电，或者电弧波及人体时，电流通过人体进入大地或其他导体，形成导电回路，这种情况叫触电。触电时人体会受到某种程度的伤害，而其形式可分为电击和电伤两种。电击是指电流流经人体内部引起疼痛发麻、肌肉抽筋。严重的会引起强烈痉挛、心室颤动或呼吸停止，甚至由于因人体心脏、呼吸系统以及神经系统的致命伤害造成死亡。绝大部分触电伤亡事故是电击造成的。电伤是指触电时人体与带电体接触不良部分发生电弧灼伤，或者是人体与带电体接触部分的电烙印，或者是由于被电流熔化和蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤引起的皮肤金属化。这些伤害会给人留下伤痕，严重时，也可致人于死命，电伤通常是由电流的热效应、化学效应或机械效应造成的。电击和电伤也可能同时发生，这在高压触电事故中是常见的。3.触电事故发生的原因触电事故是多种多样的，多数是由于人体直接接触带电体，或者设备发生故障，或者是人体过于靠近带电体等引起的。人体直接接触带电体：当人体在地面或其他接地导体上，而人体的某一部分触及三相导线的任何一相，而引起的触电事故称为单相触电。单相触电对人体的危害与电压高低、电网中性点接地方式有关。人体发生单相触电的次数占总触电事故的95％以上。除了单相触电外，还有两相触电，他指人体两处同时接触不同相的带电体而引起的触电事故。两相触电时人体承受线电压，因而比单相触电的危险性更大。设备故障（碰壳）：在正常情况下电气设备的外壳是不带电的。但当线路故障或绝缘破损时，人体接触这些漏电或带电设备的外壳时就会发生触电的危险，触电情况和直接触及带电体一样。大部分触电事故属于这一类间接触电。与带电体的距离过小：当人体与带电体的距离过小时，虽然未与带电体接触，但由于空气的绝缘强度小于电场强度。空气被击穿，也有可能发生触电事故。因此电气安全规程中，对不同电压等级的电气设备，都规定了最小允许安全间距。跨步电压触电：由于外力或雷电大风的破坏等原因，电气设备或者避雷针的接地点、电线断头着地点附近，将有大量的扩散电流向大地流入，而使周围大地上分布着不同电位。当人的脚与脚之间同时踩在不同电位的地表面两点时。会引起跨步电压触电。4.高压触电和低压触电高压电会致人死命，这是确凿无疑的。当人体接触到一千伏左右的高压导线时，就会触电致死。所以在高压电气设备附近都有“高压危险、请勿靠近”的字样。但不能因此得出结论，高压会致人死命，低压不会致人死命。事实上，触电者所接触的电压数值仅仅是所承受的伤害程度的决定因素之一。触电致命因素是通过人体的电流而不是电压。固然人体触及的电压越高，人体电阻不变时，流经人体电流就越大，因此危险性就越高。但据资料统计，触电事故绝大多数是发生在一千伏以下的低电压上，甚至在低于24伏的交流电压下也发生过不幸事故。这表明人体处于不利环境中，例如站在水中或全身湿透，没有什么电压可视为安全的。低压触电事故发生的频率高，还因为:–与低压电器设备接触的人多，而这些人员比较缺少电气安全知识；–人们对低压电的危险不够重视：包括设备有缺陷，运行不合理，保护装置不完善等；–低压触电多属电击，人体由于被粘住，无法摆脱电源。高压触电人体有自主摆脱电源的可能，俗称弹回来。影响触电伤害程度的次要因素包括电流的频率、触电者的年龄、体型、健康状况等。在同样电压下，交流比直流更危险。25－300周的交流电，比高频电流、冲击电流和静电电荷更危险。一般女性和小孩触电时，比成年男子危险。凡患有心脏病、神经系统疾病或结核病的病人，触电时受伤害程度比健康人要严重。5.决定触电伤害程度的因素人体触电所受伤害的程度，取决于下述几个主要因素:1、流过身体的电流，以毫安计量。它决定于外加电压以及电流进入和流出身体两点间的人体阻抗。流过身体的电流越大，人体的生理反应就越强烈，生命危险性就越大。20－25mA以上的工频电流都容易产生严重的后果。在电流小于数百毫安时，电流主要引起心室颤动或窒息。数百毫安以上的电流，除了引起昏迷，心脏即可停止跳动呼吸停止外，还会留下致命的电伤。2.电流流经身体的途径：心脏、肺、中枢神经和脊髓等都是容易伤害的人体器官，因此电流流经身体的途径以胸部至手、手至脚最危险，臀部、背部至手，手至手也很危险。脚至脚的危险性较小。此外，电流经过大脑也是相当危险的，会使人立即昏迷。3、电流通过人体的持续时间：人体通电时间越长，人体阻抗因出汗等原因下降，导致电流增大，后果越严重。另一方面，人的一个心脏搏动周期约为750毫秒中有一个100毫秒的易损伤期。这段时间对电流最为敏感，如果电流持续时间超过100毫秒，则可能与心脏易损伤期相重合，造成很大的危险。6、人体允许的电流感知电流：人体对0.5毫安以下的工频电流一般是没有感觉的。试验资料表明对不同的人，引起感觉的最小电流是不一样的，成年男性平均约为1.1毫安，成年女性约为0.7毫安，这一数值称为感知电流。这时人体由于神经受刺激而感觉轻微刺痛。摆脱电流：对不同触电者，触电后能自主摆脱电源的最大电流也不一样，成年男性平均约为16毫安，成年女性约为10.5毫安，这个数值称为摆脱电流。安全电流：一般情况下8~10毫安以下的工频电流、50毫安以下的直流电流，可以看作人体的允许的安全电流，但这些电流长时间通过人体，也是有危险的。在装有防止触电的速断保护装置的场合，人体允许的工频电流约30毫安，在空中水面等可能因电击造成严重二次事故的场合，人体允许的工频电流应按不引起强烈痉挛的5毫安考虑。7.人体电阻当人体接触带电体时，人体就被当作一个电路元件，接入回路。人体阻抗通常包括：–外部阻抗：与触电者当时所穿衣服鞋袜以及身体的潮湿情况有关，从几千欧至几十兆欧不等。–内部阻抗：与触电者的皮肤阻抗和体内阻抗有关。人体阻抗不是纯电阻，主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值，一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻，约10万欧。当电压在500至1000伏时，这一电阻变下降为1000欧。表皮具有这样高的电阻是因为它没有毛细血管，手指某部的皮肤含有角质层，角质层的电阻值更高。而不经常摩擦部位的电阻值是最小的。皮肤电阻还同人体和带电体的接触面积以及压力有关，当表皮受损暴露出真皮时，人体内因布满了输送含酸液的血管而具有很低的电阻。•一般认为接触到真皮里一只手臂或一条腿的电阻大约为500欧，因此，由一只手臂到另一只手臂，或一条腿到另一条腿的通路相当于一只1000欧的电阻。假定一个人用双手握住一带电体，双脚站在水坑里，而形成导电回路，这时人体基本上就是体内电阻约为500欧。一般情况下，人体电阻可按照1000到200欧考虑。8.断路与短路在闭合电路的某一部分发生断开现象，从而使电流不能导通的状态构成断路，也就是断路状态。发生断路后，电气设备便不能工作，运行中的设备就会停止工作，或造成异常状态，甚至引起故障。–由电源通向用电设备也称负载的导线若不经过负载或负载为0而相互直接连通的状态称为短路，或短路状态。这时电路里的电流称短路电流，主要取决于供电设备的电压及回路中线路及变压器的内阻抗。它将远远超过导线与用电设备所允许的电流限制，这势必造成电气设备的过热或烧毁，甚至会引起火灾。短路电流还会产生很大的电动力，可能导致供电设备损坏等严重事故。所以电气设备一定要采取相应的保护措施，包括加装相应的保护装置，以防止短路的发生或限制短路所造成的破坏。9.过电压在电力系统中，各种电压等级的电气设备在正常运行状态下只起承受其额定电压的作用。但在异常情况下，可能由外部有击雷式雷电感应突然加到系统里，或者是系统运行中的操作、故障等原因，而引起的系统内部的电磁能量的振荡，积聚和传播，从而造成对电气设备的绝缘有危险的电压升高，这种现象称为过电压。过电压现象虽然持续的时间很短，一般从几微秒到几十毫秒，但电压升高的数值可能很大，在没有过电压保护措施，或设备本身绝缘水平较低时，可能发生输配电线路及及电气设备的绝缘击穿，使电力系统的正常运行遭到破坏，为了保证电力系统的安全运行，必须切实采取各种安全技术措施，进行过电压保护，以使过电压造成的危害降到最低限度。10.过载与低电压电气装置的形式和规格很多，选用时，必须根据实际负荷情况来确定其规格。对变压器、油断路器、隔离开关、电动机等来讲，与负荷有关的数据是额定电流或容量；对电力电容器来讲，允许负荷由其额定电压决定。而导线则以安全载流量为允许负载的选择依据。如果所用电气装置的额定电流，小于实际负荷，则会出现过载现象。过载现象对电气设备的影响主要是容易造成设备、线路较高的温升以及加速绝缘老化，缩短使用寿命。电气设备长时间的过载运行，就会因严重过热而损坏电气设备，甚至会引起火灾、爆炸等重大事故。电压质量的好坏，直接影响着用电设备的安全和经济运行，供电线路陈旧，供电线路布局不合理，电力变压器过负荷供电，电网负荷的功率因素过低等，都会引起电压质量下降。当线路电压低于设备的额定电压时，会出现低电压现象。电气设备长时间低电压运行，会给用户带来很大的困难和损失，它不仅使供电线路电能损失增加，照明灯光暗淡，电视广播通信质量下降，电机的出力和效率降低，通信设备、电视机等电气过热，甚至烧毁。国家规定允许的电压符合偏差为，35千伏以上的为－7％。10千伏和低压动力的为－5％。低压照明为－10％。11.导线和电缆的安全电流安全电流又称安全载流量，或允许持续电流。当电流通过导线或电缆时，由于阻抗的存在，会造成电能的消耗，使导线或电缆发热，温度升高。通过导电或电缆的电流越大，导线或电缆的温度也越高，当温度上升到一定数值，可能使导线或电缆的绝缘损坏、接头处氧化加剧从而引起漏电、断线等，严重时可能引起火灾等事故，为了保证电气的安全运行，所有线路的导线和电缆的截面都必须满足发热条件。条件：在任何环境温度下，当导线和电缆连续通过最大负载电流时，其线路温度都不大于最高允许温度，通常为70度左右，这时的负载电流称为安全电流。导线和电缆的安全电流是由它们的种类、规格、环境温度和敷设方式等决定的。12.安全电压标准安全电压是为了防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列。供电电源要求采取输出与输入电路的隔离、与其他电路系统的隔离。这个电压系列的上限值，在正常和故障的情况下，任何两导体或任意导体与地之间均不得超过交流50－500赫兹，有效值50伏。人们可根据场所特点采用我国安全电压标准规定的交流电安全电压等级。–1、42伏。空载上限小于或者等于50伏，可供有触电危险场所使用的手持式电动工具等场合下使用。–2、36伏。空载上限小于或者等于43伏，可在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等场合下使用。–3、24伏12伏6伏。空载上限分别为小于或者等于29伏、15伏、8伏、三档可供某些人体可能偶然触及的带电体设备选用。在大型锅炉内工作、金属容器内工作、或者在蒸发器内工作，为了确保人身安全，一定要使用12伏或6伏低压行灯。当电气设备采用24伏以上安全电压时，必须采取防止直接接触带电体的保护措施。其电路必须与大地绝缘。13.触电后的急救触