电气设备安全知识

1电气安全知识讲座电气安全措施2一、电气安全措施电流对人体的伤害安全电流、电压规范人体触电方式防止人身触电的技术措施电气灭火知识适用规程3•电流对人体的伤害电击：电流流过人体内部对内部组织的伤害。√心室颤动—血液循环停止、神经中枢—遏止呼吸、胸肌收缩—窒息，最危险的伤害！√高压电击穿空气—人体通过电流、低压单相、两相触电、接触电压和跨步电压触电等情况电伤：灼伤、电烙印和皮肤金属化√灼伤：电流热效应产生的电伤，电弧对皮肤烧伤。√电烙印：电流化学效应和机械效应产生的电伤，直接接触、有明显边缘的肿块、皮肤硬化。√皮肤金属化：电弧下金属高温熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层造成的电伤，皮肤粗糙硬化。41.影响电流伤害程度的因素电流大小工频电流对人体的影响电流大小与伤害程度电流mA通过时间生理反应0-0.5连续通电没有感觉0.5-5连续通电有感觉、痛感，可摆脱5-30数分钟内痉挛不能摆脱，呼吸困难血压上升，极限30-50数秒至数分钟心跳不规则、昏迷、强烈痉挛，心室颤动50-数百短于心率强烈冲击但无心室颤动长于心率昏迷、心室颤动，有痕迹超过数百短于心率心室颤动、昏迷，有痕迹长于心率心脏停止跳动，昏迷，可能致命名称定义成年男性成年女性感知电流有感觉的最小电流工频1.10.7直流5.23.5摆脱电流能够自主地摆脱电源的最大电流工频1610.5直流7651致命电流在较短时间内危及生命的最小电流工频30～50直流1300（0.3s）50（3s）5•人体电阻一般认为人体电阻为1000～2000欧姆（不计皮肤角质层电阻）与电压的关系不同条件下人体电阻接触电压V12.531.362.51252202503805001000人体电阻Ω1650011000624035302222200014171130640流过电流mA0.82.841035.299125268443接触电压V人体电阻Ω皮肤干燥皮肤潮湿皮肤湿润皮肤浸入水中1025501002507000500040003000150035002500200015001000120010008757706506005004403753256•通电时间长短触电电流大小与触电时间的乘积（称为电击能量）来反映触电的危害程度，一般超过50mA.s（毫安.秒）时人就有生命危险。•电流频率一般来说，50～60Hz工频交流电对人体伤害最为严重。允许电流mA501002005001000持续时间s5.41.350.350.0540.0135电流频率危害程度电流频率危害程度10～255050～100有50％的死亡率有95％的死亡率有45％的死亡率120200500有31％的死亡率有22％的死亡率有14％的死亡率7•电压高低电压升高—电流增大；但不成正比。电流途径人体状况性别：摆脱电流女性比男性低1/3；年龄：小孩比成年人伤害重；健康：心脏病、神经疾病容易受伤害；心理、精神状况；电流通过人体的途径流经心脏电流于总电流的比例（％）一只手到另一只手左手到脚右手到脚一只脚到另一只脚3.36.43.70.482.安全电流、电压规范安全电流：一般把摆脱电流认为是安全电流；科学实验和事故分析。安全电流值：交流50Hz—10mA；直流—50mA。安全电压：为了防止触电事故而采取的特定电源供电的电压系列，是制定安全措施的依据。人体电阻（1700欧）、接触电压—摆脱电流（30mA）的关系；通常认为低于40V的交流电压为安全电压。IEC为50V以下，并规定25V以下时不需要考虑防电击的安全措施。安全电压等级：42、36、24、12、6V，超过24V时应有安全措施。应用：安全电压（交流有效值）选用举例额定值空载上限值4250在有触电危险的场所使用的移动工具3643在矿井、多导电粉尘等2412626158可供某些人体可能偶然触及带电体的设备选用。潮湿、塔罐灯场所的行灯。93.人体触电方式单相触电、两相触电（直接接触触电）、跨步电压触电、接触电压触电，还有高压触电和雷击触电。单相触电中性点直接接地方式Ir=Ux/(Rg+Rr)=Ux/Rr(RrRg)与人体电阻比接地体电阻很小，电压几乎全部加在人体上。危险！如果穿上绝缘鞋或站在绝缘垫上，通过人体电流就会很小。单相触电中性点不接地方式电流经过人体与其他两相的对地阻抗Z而形成回路，通过人体的电流Ir取决于电压、人体电阻和导线对地绝缘阻抗。如果导线对地绝缘较好，通过人体的电流就会较小。UxRgNCABRrIrUxZ10两相触电Ir=U/Rr(U—线电压）当发生两相触电时，如线电压为380V，则流过人体的电流高达268mA，只要经过0.186s就可能致人于死地。（50mA.s)但一般发生的几率较小。跨步电压触电当电气设备发生接地或线路一相落地时，故障电流就会从接地点向四周扩散，形成电压梯度。离接地点越近，电位越高，电位梯度越高；离接地点20米外，电位近似为0。在20米内，人体两脚之间（0.8米）电位差形成跨步电压—跨步触电。“安规”规定，发生接地后，室内不得接近故障点4米内，室外不得接近故障点8米以内；进入时必须穿绝缘靴，戴绝缘手套。后果，跨步电压流过人体两腿人体两腿抽筋倒地电流流过人体重要器官2秒可能死亡。Ir对地电位％10050距离m102011•接触电压触电接触电压是指：人站在发生接地短路故障设备旁边，触及漏电设备的外壳时，其手脚之间所承受的电压。由接触电压引起的触电称为接触电压触电。如图：中间电动机绝缘损坏，外壳带电电位相同，但地电位不同，右边人承受的接触电压等于电动机外壳电位与地电位之差，接近于零；左边人承受的接触电压几乎为相电压。在安装接地网时，应考虑一个车间、一个变电站和生产装置的所有设备均设接地体，或在地面下埋设接地网，这是防止接触电压触电的有效措施。20m对地电压（％）距离（m）100接触电压电位分布12•防止人身触电的技术措施人体触电一般是由于人体靠近或接触电气设备带电部分和人体触及正常不带电而绝缘损坏时外壳或金属构架带电。1、基本概念：接地装置：接地、接地体、接地线；电气地、对地电压；接地电阻；零线、接零；接地短路、接地短路电流。2、保护接地为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳与接地体连接，称为保护接地。适用于中性点不接地的低压电网。13中性点不接地如不采用外壳接地，设备外壳长期带电，对地电压接近相电压。系统漏电流将全部流过人体，造成触电事故。采用了外壳接地后，接地短路电流将同时延着接地体和人体与电网对地绝缘阻抗形成两条通路。Ir/Id=Rd/RrRd越小，流过人体电流越小，漏电设备对地电压主要决定于接地保护Rr的大小。一般使Rd4欧姆，就可以避免人体触电，起到保护作用。中性点直接接地（常见方式）如不采用外壳接地，通过人体电流为：Ir=Ux/(Rr+Ro)如人体电阻按1000欧姆计，中性点接地电阻4欧姆，流过人体电流为接近220mA，非常危险。采用了外壳接地后，接地短路电流约为:Id=220/(4+4)=27.5A不足以使保护动作(RrRd和Ro）；根据电压分布，近似求得作用于人体电压为110V，流过人体电流近似为110mA。实际使用采取附设接地网来降低人体接触电压！外壳不接地危险，接地又不够完善IdIrRdRrRoRrIrId14中性点直接接地短路电流精确计算Rr0UxRdRdRoIdUxRrRdRdUr153、保护接零为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳与电网的零线相连接，称为保护接零。适用于中性点直接接地系统（TN－S，TN－C）。当采用保护接零时，除电源中性点必须采用工作接地外，零线要在规定的地点采取重复接地。采用保护接零方式，设备发生外壳漏电，接地短路电流通过该相和零线构成回路，由于零线阻抗很小，短路电流很大，使低压断路器或继电保护动作，切除故障。Id工作接地重复接地16•保护接零装置的具体要求采用重复接地，当零线断线后，保护接零设备就成为保护接地设备。零线上不允许装设熔断器和断路器，防止断开后设备出现相电压引起触电。为保证保护装置迅速动作，使任一点短路的短路电流均大于保护熔断器额定电流的4倍，大于断路器保护整定电流的1.5倍。在同一低压电网中（如同一变压器供电电网），不允许将一部分设备保护接地，而将另一部分设备保护接零。当保护接地设备漏电后，由于电压分布，使零线带电（Uo=RoUx/(Ro+Rd),所有保护接零设备外壳带电（Uo=RdUx/(Ro+Rd)。使用三眼插座时，不准将插座内的电源零线与接地端串接在一起，否则零线松脱或折断，会使设备外壳带电；若零线与地线接反，也会使外壳带电，造成触电事故。174、工作接地在正常或故障情况下，为保证电气设备安全可靠工作，即运行需要电力系统中的某一点（通常为中性点）直接或通过特殊设备（如消弧线圈、电抗、电阻）的接地。作用：1、满足电气设备运行中的特殊需要，如防止高压电压串入低压系统；2、降低电气设备和输电线路的绝缘水平，减少电气设备制造成本和节省投资。如110kV以上系统中性点直接接地运行。3、降低人体的接触电压。4、迅速切断电源。185、漏电保护作用：防止电气设备和输电线路漏电引起人身触电事故，它能够在设备漏电、外壳呈现危险的对地电压时自动切断电源。分类：电压型和电流型电压型漏电保护装置原理图电机漏电保护装置原理图电压型漏电保护装置原理如上图所示。VJHATAHQC试验回路RV19•电流型漏电保护装置原理：向量和等于零即：Ia+Ib+Ic+Id=0相线和零线全部穿入环形互感器正常时互感器中总磁通为0发生触电和漏电时，一部分漏电流经大地回到电源中性点，破坏了互感器中电流平衡，并感应出二次电流，使电流继电器动作，切除电源。HQCIYARJTAQA20漏电保护（剩余电流保护器RCD）补充资料：一般来说，RDC的功能是提供间接接触保护（即指由于人体接触了因绝缘失效而触电的保护措施）。只有当RCD的剩余动作电流IΔn≤30mA、其动作时间≤0.1s，且其他直接接触保护方法失效时，RCD也可以提供直接接触保护，即对人体直接接触电气设备或线路的带电部分造成的电击危险进行补充保护。德国科学家柯宾认为如果流过人体的电流很大，即使通电时间很短，也可能出现危险。反之，如果电流很小，通电时间稍长，也不一定会出现危险。也就是说，电击的危险程度是与电流和时间的乘积有关，即：I×T＝50mA.s（有效值）。为了充分保证人身安全，对柯宾提出的理论进行了修正，考虑了适当的安全系数，即I×T＝30mA.s（有效值）。为了保证在未达到规定动作值时不动作，IEC将额定剩余不动作电流IΔn0定为1/2或略大于1/2额定剩余动作电流。有人从安全角度认为IΔn选得越小越好，但任何供电回路和用电设备都具有正常的泄漏电流，如果IΔn太小，接近泄漏电流，RCD可能经常误动，回路无法正常工作。21•电气灭火知识1、电气设备引发火灾的原因：短路、操作等原因造成的电弧和电火花导体连接不良造成分发热雷电、操作等产生的外过电压、内过电压引起的放电、电弧和电火花电气设备损耗过大引起的发热正常运行时的发热（如灯具、电炉等）直流电机整流子运行产生的电火花电焊等电气充油设备着火2、电气火灾的特点（与其他一般性火灾相比）着火区域可能存在跨步电压充油电气设备受热后可能喷油、甚至爆炸223、灭火前的电源处理尽可能先切断电源，切断电源后的电气火灾，多数可按照一般性火灾来扑救。充油电气设备着火时，应立即切断电源，然后扑救，地面油火不得用水喷射，防止油火漂浮水面而蔓延扩大。4、不切断电源灭火的保安措施与带电部分保持足够的安全距离。发生接地时，室内不得进入距故障点4米以内，室外不得进入距故障点8米以内。进入上述范围内人员必须穿绝缘靴，接触设备外壳和构架时，应戴绝缘手套。扑救架空线路的火灾，人体与带电导线之间的仰角不应大于45度并应站在线路外侧，以防导线断落后触及人体