电气安全工程习题集整理

电气安全工程习题集整理一、前言1.危险：是指某一系统、产品、或设备或操作的内部和外部的一种潜在的状态，其发生可能造成人员伤害、职业病、财产损失、作业环境破坏的状态。2.安全：是指不受威胁，没有危险、危害、损失。人类的整体与生存环境资源的和谐相处，互相不伤害，不存在危险、危害的隐患。是免除了不可接受的损害风险的状态。安全是在人类生产过程中，将系统的运行状态对人类的生命、财产、环境可能产生的损害控制在人类能接受水平以下的状态3.事件4.事变5.事故6.三者的异同7.电力系统由发电厂、送电线路、变电所、配电网和电力负荷组成。二、电气安全基础1.额定电压：保证设备正常运行并能够获得最佳经济效益的电压。国内电压分级：交流额定电压1000V以上---高压（1~10KV或35KV—中压，35~110KV或220KV—高压，220KV或330~800KV---超高压，800KV或1000KV以上---特高压），1000V以下---低压对地电压，交流250V以上---高压，250V及以下---低压直流电压（国内常用分级）：110V、220V、440VPS：我国普遍交流电力设备的额定频率为50Hz，称为“工业频率”，简称“工频”。2.工业企业电力负荷分级及电力要求：一级负荷：突然停电将造成人身伤亡者；或在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废等。（应由两个电源供电。其一发生故障时，另一个不能同时损坏。对特别重要的符合还要求进一步增设应急电源。）二级负荷：突然停电将在政治、经济上造成较大损失者，如造成主要设备损坏、大量产品废品等。（应由两回路供电，供电变压器也应有两台）三级负荷：一般电力负荷。（无特殊要求）PS:应急电源：①独立于正常电源的发电机组；②供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；③蓄电池；④干电池。3.企业高压配电的主要基本接线方式：放射式、树干式、环式。4.电气事故主要类型：触电事故、电气火灾爆炸、静电危害事故、雷电危害事故、射频电磁场危害、电气系统事故。5.触电事故的类型（1）电击：①单相触电：直接接触电击：发生电击时，所触及的带电体为正常运行的带电体，称为直接接触电击。间接接触电击：当电气设备发生事故（例如绝缘损坏，造成设备外壳意外带电的情况下），人体触及意外带电体所发生的电击，称为间接接触电击。②两相触电③跨步电压触电（2）电伤：包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等多种伤害。6.触电事故的分布规律：①故季节性明显②低压设备触电事故多③携带式设备和移动式设备触电事故多④电器连接部位触电事故多⑤农村触电事故多⑥冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多⑦青年、中年人以及非电工人员触电事故多⑧误操作事故多7.电流类型主要有：人体抗阻：皮肤抗阻Zp：皮肤阻抗是指表皮阻抗，即皮肤上电极与真皮之间的电阻抗，以皮肤电阻和皮肤电容并联来表示。体内抗阻Zi：体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗。人体总抗阻Zr：体总阻抗是包括皮肤阻抗及体内阻抗的全部阻抗。在皮肤干燥时，人体工频总阻抗一般可按1000～3000Ω考虑；潮湿的情况下，可按500～800Ω考虑。人体各部分的电阻率递减：皮肤、脂肪、骨骼、神经、肌肉、血液电流对人体的作用：（1）电流致伤机理（电击致伤）：细胞激动作用、破坏生物电作用、发热作用、离解作用（2）电击致命原因：心室颤动、窒息、电休克电流对人体的危害：程度与通过人体电流的大小、持续时间、途径、电流的种类等多种因素有关。伤害程度与电流大小的关系：分为三级①感知电流：引起感觉的最小电流。平均（概率50%），男：1.1mA女：0.7mA感知阈值：感知电流的最小值。感知阈值可按0.5mA考虑②摆脱电流：指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。平均值（概率50%），男：16mA；女：10.5mA。③摆脱阈值：摆脱电流的最小值。男性：9mA；女性：6mA；由此可见；摆脱阈值约为10mA。④室颤电流：指引起心室颤动的最小电流。⑤室颤阈值：电流持续时间超过心脏周期：50mA左右；电流持续时间小于0.1s：500mA以上。三、直接接触电击防护1.直接接触电击---接触到带电部分防护措施：屏护（外护物）、绝缘（基本绝缘）、间距（包括至于伸臂范围之外）、限制稳态接触电流、限制电压（特低电压）等。间接接触电击---接触到外露可导电部分防护措施：TN、TT、IT系统、等电位连接等措施。两者都防的防护措施：特低电压、剩余电流动作保护、双重绝缘、加强绝缘等措施。绝缘：是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔阂。绝缘材料分类：气体材料、液体材料、固体材料。电介质：绝缘材料，其导电能力很差，但并非绝对不导电。介电常数εr：介电常数是表明电介质极化特征的性能参数。电击：绝缘老化分类：热老化、电老化。热老化：低压电气设备中，生热使材料挥发性分子逸出、材料的解聚和氧化裂解、热裂解、等过程。电老化：高压电气设备中，局部放电产生臭氧等物降低绝缘性能，还会导致局部放热，使材料性能恶化。2.绝缘击穿：加于绝缘的电场大于某临界值时，使通过电介质的电流猛增，使绝缘材料破坏绝缘击穿形式与原因有：①气体电介质击穿，由碰撞电离导致的电击穿。②液体电介质击穿，纯净液体由于电子碰撞电离最后导致击穿，液体的密度大，所以击穿场强比气体高。；含有液固体杂质的液体：有乳化状水滴和纤维时，杂质极性强，在强电场的作用下定向排列，并运动到电场强度最高处联成小桥，贯穿两电极间引起电导剧增，局部温度骤升，最后导致击穿。含有气体杂质：杂质使受热不均，形成气泡。气泡介电常数低，内部场强高，且临界场强低，使发热加剧。气泡体积膨胀，形成联通两极的导电桥。液体击穿后，绝缘性能一定程度上恢复。③固体电介质击穿（点击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿），一般而言，电、热、放电、电化学等多种形式共同作用，造成固体绝缘击穿。固体电介质一旦击穿，将失去其绝缘性能。空气的击穿场强约为25~30kV/cm.3.绝缘耐热分级及其极限温度：书P434.绝缘检测和绝缘试验的目的是:检查电气设备或线路的绝缘指标是否符合要求。绝缘电阻的含义：绝缘电阻式衡量绝缘性能优劣的最基本的指标。5屏护：即采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来，以防止人体触及或接近带电体所引起的触电事故。种类：角度不同，有不同的屏护种类。作用：主要用于电器设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。6屏蔽和障碍的区别：后者只能防止人体无意识触及或接近带电体，而不能防止有意识移开、绕过或翻越该障碍触及或接近带电体。从这一点来说，前者属于一种完全的防护，而后者是一种不完全的防护。7间距：指带电体与地面之间、带电体与其它设备和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。作用：防止人体触及或接近带电体造成触电事故；避免车辆等器具碰撞或过分接近带电体造成事故；防止火灾、过电压放电及各种短路事故。种类：线路间距、用电设备间距、检修间距、置于伸臂范围之外。8检修间距在低压操作时的要求：四、间接接触电击防护1.IT系统：IT系统是指电源中性点不接地，设备外露可导电部分接地的配电系统。由于电源中性点工作在“浮地”状态，当系统发生单相接地故障时电源三相间的基本平衡仍可保持，系统可以继续运行，供电连续性好。保护接地是IT系统间接接触电击防护最基本的安全措施。TT系统：TT系统与IT系统不同，即电源中性点已接地，同时设备外露可导电部分也接地的配电系统。TT系统具有较好的过电压抑制与防护性能，且一相故障接地时单相电击的危险性相对小，故障接地点比较容易检测等优点。TN系统：TN系统属保护接零系统。T表示中性点接地。N表示电气装置通过保护线接中性点（零点）类别：TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统2.上面三者的异同3.保护导体的组成：保护接地线、保护接零线、等电位联结线（分为总等电位连结、辅助等电位连结、局部等电位连结）。分类：人工保护导体、自然保护导体。作用：4.输送可燃性气体或液体的金属管道不可以作保护导体。因为：5.接地装置的组成：由埋入土中的金属接地体（角钢、扁钢、钢管等）和连接用的接地线构成。分类：自然接地体、人工接地体施工与安装要求：①导电的连续、可靠性；②有足够的机械强度；③防腐蚀、防损伤；④埋设深度适当；⑤与其他物体间的距离；⑥防意外伤害。6.接地装置的连接要求：五1.工作绝缘——保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘。位于带电体与不可触及金属件之间。保护绝缘——是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下，可防止触电的独立绝缘。位于不可触及金属件与可触及金属件之间。双重绝缘——是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。加强绝缘——是基本绝缘经改进，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘。在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于Ⅱ类设备。2.Ⅱ类设备按外壳特征分类：全部绝缘外壳的Ⅱ类设备全部金属外壳的Ⅱ类设备3.4.特低电压防护的类型5.特低电压防护的安全条件：线路或设备的标准电压不超过标准所规定的安全特低电压值。SELV和PELV必须满足安全电源、回路配置和各自的特殊要求。FELV必须满足其辅助要求。6.剩余电流动作保护装置作用——低压安全保护电器，提供间接接触电击保护。主要用于防止人身电击，防止因接地故障引起的火灾。组成：7.剩余电流动作保护装置的工作原理剩余电流动作保护装置的分类：按剩RCD中间环节的结构特点分类：电磁式剩余电流动作保护装置电子式剩余电流动作保护装置按运行方式分类：不需要辅助电源的RCD需要辅助电源的RCD按分断时间分类：一般型（无延时）RCD延时型RCD按动作灵敏度分类：高灵敏度型、中灵敏度型、低灵敏度型按结构特征分类整体式RCD组合式RCD按安装型式分类：固定位置安装、固定接线方式的RCD带有电缆的可移动使用的RCD按级数和线数分类8.剩余电流动作性能的参数三方面考虑额定剩余动作电流（IΔn）额定剩余不动作电流（IΔno）分断时间六1.电气线路种类：2.架空电路组成和分类：电力电缆的组成：导电芯线绝缘层保护层分类：电缆终端头，电缆中间接头3.4.电缆线路故障和原因和预防：故障现象：机械损伤、铅皮（铝皮）龟裂及胀裂、终端头污闪、终端头或中间接头爆炸、绝缘击穿、金属护套腐蚀穿孔等故障。事故原因：电缆故障包括外力破坏、化学腐蚀或电解腐蚀、雷击、水淹、虫害等自然灾害和施工不妥、运行维护不当等人员过失等几类。故障预防方法：外力破坏：加强管理、巡查；及时处理问题；严格施工，施工期间做好标记，保护并保留施工资料。蚁害鼠害：电缆四周可喷洒防蚁、灭蚁的化学药剂，以及防鼠、灭鼠药剂污闪进水：用专用绝缘工具予以清扫，并在终端头套管上涂以防污涂料。在污秽地区，可以采用电压等级高一级的终端头腐蚀：防化学腐蚀，可将电缆穿在防腐的管道中敷设等。防电化学腐蚀，应提高直流电机车轨道与大地之间的绝缘，以限制直流泄漏电流。5.导线导电能力：发热——为保证导体和绝缘材料的性能，各种导线的最高温度有限制电压损失——必须控制在一定范围之内热稳定性：保证承受短路电流的热作用而不致破坏6.线路绝缘四个要求：(1)直敷布线(2)瓷夹、鼓形绝缘子和针式绝缘子布线(3)槽板布线(4)穿管布线(5)钢索配线7.8.负荷计算目的：校验电压损失选择和整定保护元件，确定导线截面变压器及电器容量，确定电能消耗和无功补偿装置七1.按照危险程度用电设备环境分类：无较大危险场所有较大危险场所特别危险场所.2.用电设备外壳防护等级分类：对人接近外壳内危险部件的防护对防止固体异物进入的防护等级对进水的防护3.4.电气照明类别：照明设备或灯具的核心部件是光源。根据发光机理，光源分为热辐射光源、气体放电光源、发光二级管及激光光源，目前用于照明的光源只有前两种。特点：热辐射光源：白炽灯灯内抽真空或充入少量惰性气体，灯丝会逐渐挥发变细，最终烧断，所以白炽灯寿命短，功率也不可能太大。卤钨灯内充入卤族物质，卤族物质会与灯丝挥发出来的钨元素结合形成化合物，并在灯丝附近高温处再次分解，析出单质钨，从而使挥发出来的钨重新回到灯丝上，大大延长了灯丝