安全生产与技术-第二章电气安全技术

第一节电气危险因素及事故种类一、触电1.电击(1)电击伤害机理当电流作用于心脏或管理心脏和呼吸机能的脑神经中枢时，能破坏他们的正常工作(2)电流效应的影响因素1)电流值：①感知电流。感觉轻微针刺，发麻。男性1.1mA，女性0.7mA。②摆脱电流。能自主摆脱带电体的最大电流。男性16mA，女性10.5mA③室颤电流。指引起心室发生心室纤维颤动的最小电流。当电流时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50mA左右。第二章电气安全技术2)电流持续时间：通过人体电流持续时间越长，越容易引起心室颤动，危险性愈大。3)电流途径：最危险途径：左手到胸前。4)电流种类：工频电流较大于直流、高频交流、冲击电流等。5)个体特征：因人而异，健康状况、性别、年龄等。(3)人体阻抗1)组成和特征：皮肤、血液、肌肉、细胞等含有电阻和电容的阻抗。皮肤占有很大的比例。2)数值及变动范围：出去角质层，干燥的情况下，人体电阻1000—3000Ω。潮湿下，500—800Ω。3)影响因素：接触电压增大、电流强度及时间增大。皮肤表面潮湿、有导电污物等(4)电击类型1)根据电击时所触及的带电体是否为正常带电状态。①直接接触电击：在电气设备或线路正常的情况下，人体直接触及了带电体。②间接接触电击：设备故障状态下，原来不带电的设备变成了带电设备。人体与上述带电体接触。2)按照人体触及带电体的方式。①单相电击：单相电击事故占全部触电事故的70%以上。是防触电措施的重点。②两相电击：人体两个部位同时触及两相带电体。电压高，危险性大。③跨步电压电击：离接地体20m处的对地电压接近于0.2.电伤电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。多见于机体外部，留下伤痕。能够形成电伤的电流通畅比较大。危险程度决定于受伤面积、受伤程度、受伤部位等。电烧伤事故大部分发生在电气维修人员身上。(1)电烧伤1)电流灼伤：人体与带电体接触，电流通过人体时，因电能转换为热能引起的伤害。一般发生在低压电气设备上。数百毫安电流即可造成灼伤，数安即可形成严重灼伤。2)电弧烧伤：由弧光放电造成的烧伤，是最严重的电伤。即可发生在高压系统，也可发生在低压系统。(2)电烙印：触电体留下瘢痕，皮肤变硬、坏死、失去知觉。(3)皮肤金属化：高温电弧使周围金属熔化，蒸发并飞溅渗透到皮肤表层。受伤部位粗糙、紧张，局部坏死。(4)机械损伤：电流作用于人体，肌肉剧烈收缩造成。包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂，关节脱位、骨折。(5)电光性眼炎：角膜和结膜发炎。弧光放电时红外线、可见光、紫外线都会损伤眼睛。电流对人体的伤害因素和电流大小、种类、持续时间、通过途径、人体状况等多种因素有关。分为电击和电伤。二、电气火灾和爆炸1.电气引燃源1)短路：短路时，线路中电流增大为正常时的数倍乃至数十倍，由于载流导体来不及散热，温度急剧上升，除对电气线路和电气设备产生危害外，还形成危险温度。2)过载：电气线路或设备长时间过载也会导致温度异常上升，形成引燃源。主要有以下几种情况：①电气线路或设备设计选型不合理。②电气设备或线路使用不合理。③设备故障运行造成设备和线路过负载。④电气回路谐波能使线路电流增大而过载。产生三次谐波的主要设备：节能灯、荧光灯、计算机、变频空调、微波炉、镇流器、焊接设备、UPS电源。3）漏电。当漏电电流集中在某一点时，可能引起比较严重的局部发热，引燃成灾4）接触不良。电气接头连接不牢、焊接不良、接头处有杂物，都会增加接触电阻而导致接头过热。5）铁心过热。对于电动机、变压器等又贴心的电气设备，如果铁心短路或线圈电压过高，造成铁心过热。6）散热不良。电气设备运行必须进行散热或通风措施。安装位置不当、环境温度过高、距离外界热源太近，均可导致7）机械故障。电机拖动的设备，如果部分被卡死或轴承损坏，造成负载过大或堵转，都会因电流过大而发热。8）电压异常。电压过高，铁心发热。电压过低，造成电动机堵转，电磁铁衔铁吸合不上，使线圈电流增大而发热。9）电热器具和照明器具。其正常工作情况下的工作温度就可能形成危险温度。10）电磁辐射能力。在连续发射或脉冲发射的射频（9kHz—60GHz）源作用下，可燃物吸收辐射能量形成危险温度。电气装置在运行中产生的危险温度、电火花和电弧是电气引燃源主要形式。(1)危险温度：形成危险温度的典型情况如下：1)工作电火花及电弧：指电气设备正常工作或正常造作过程中所产生的电火花。如刀开关、断路器、接触器、控制器接通和断开线路时会产生电火花。2）事故电火花及电弧：线路或设备发生故障时出现的火花。如绝缘损坏、导线断路、连接松动短路、接地时产生火花。(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。电弧形成后的弧柱温度可高达6000—7000℃，甚至10000℃以上。2.电气装置及电气线路发生燃爆(1)油浸式变压器火灾爆炸。变压器油箱内充油大量用于散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。变压器故障时，在高温电弧作用下，产生易燃气体，安全保护装置未能有效动作，会造纸油箱炸裂。(2)电动机着火。主要原因：电源电压波动、频率低；点击运行中发生过载、堵转、扫膛（转子与定子相碰）；电机绝缘破坏，发生相间、匝间短路；绕组断线或接触不良；以及选型和启动方式不当等。(3)电缆火灾爆炸。1）电缆绝缘损坏。2）电缆头故障使绝缘物自燃。3）电缆接头存在隐患。4）堆积在电缆上的粉尘起火。5）可燃气体从电缆沟窜入变、配电室。6）电缆起火形成蔓延。三、雷电危害1.雷电种类、危害形式和事故后果(1)雷电种类：1）直击雷。闪击直接击于建筑物、其他物体上，产生电效应、热效应和机械力。2）闪电感应。即雷电感应，闪电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，能使金属部件之间产生火花放电。3）球雷。雷电放电时产生的火球。直击雷和闪电感应都能在架空线路、电缆线路、金属管道上产生沿线路的两个方向传播的闪电电涌侵入。(2)雷电的危害形式：雷电具有电流幅值大、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、机械性质三种破坏作用。1）电性质的破坏作用。破坏高压输电系统，毁坏发电机、电力变压器等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆。2）热性质的破坏作用。直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近可燃物。巨大的雷电流通过导体能够烧毁导体；使金属熔化、飞溅引发火灾或爆炸。3）机械性质的破坏作用。巨大的雷电流通过被击物，使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发气化为大量气体，导致被击物破坏或爆炸。(3)雷电危害的事故后果：1）火灾和爆炸。2）触电。3）设备和设施损坏。4）大规模停电。2.雷电参数雷电主要参数有：雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压。(1)雷暴日：只要一天能听到雷声就叫雷暴日。(2)雷电流幅值：雷电流幅值可达数十千安至数百千安。(3)雷电流陡度：指雷电流随时间上升的速度。雷电流陡度越大，对电气设备造成的危害也越大。(4)冲击过电压：直击雷冲击过电压很高，可达数千千伏。四、静电危害1.静电的危害形式和事故后果1）静电的起电方式。①接触-分离起电。②破断起电。③感应起电。④电荷迁移。2）固体静电。3）人体静电。4）粉体静电。5）液体静电。6）蒸汽和气体静电。1）在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事件。2）人体因受到静电电击刺激，可能引发二次事故。如坠落、跌伤等。3）经典物理现象会对生产产生妨碍，导致产品质量不良，电子设备损坏。静电危害是由静电电荷或静电场能量引起的。产生的静电能量不大，不会直接是人致命，但是其电压高达数十千伏以上容易发生放电，产生放电火花。2.静电的特性（1）静电的产生。只要两种物质紧密接触而后再分离，就可能产生静电。1）静电中和。2）静电泄露。表面泄露过程其泄漏电源遇到表面电阻；内部泄露过程泄露其泄露电源遇到体积电阻。（2）静电的消散。中和与泄露是静电消失的两种主要方式。1）材质和杂质的影响。一般情况，杂质有增加静电的趋势。液体内含有高分子材料杂质时，会增加静电产生。液体内水珠沉积过程中也会产生静电。如油罐或油槽底部积水，经搅动后可能由静电引发爆炸事故。2）工艺设备和工艺参数的影响。接触面积越大，产生静电越多，接触压力越大或摩擦越强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的静电。工艺速度越高，产生的静电越强。易产生和累计既定典型工艺过程：①纸张与辊轴摩擦、传动皮带与皮带轮及辊轴；橡胶碾制、塑料压制；塑料的挤出等。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。悬浮浮尘的高速运动。③在混合器中各种高电阻率物质的搅拌。④高电阻率液体在管道中流动且流速超过1m/s；液体喷出管口；液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅。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，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。（3）静电的影响因素。五、射频电磁场危害射频指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率，泛指100kHz以上的频率。主要危害有：1、在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。过量可引起中枢神经系统的机能障碍，出现神经衰弱症侯群等临床症状；可造成植物神经紊乱，出现心率或血压异常，造成眼睛晶体混浊，严重导致白内障。可使睾丸发生功能失常，造成暂时或永久性不育，使后代产生疾患；可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤。2、在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电。会造成电引爆器发生意外引爆。会给人以明显电击。六、电气装置故障危害电气装置危险是由于电能或控制信息在传递、分配、转换过程中失去控制而产生的。断路、短路、异常接地、漏电、误合闸、误掉闸、电气设备或电器元件损坏、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都属于电气装置故障。1、引起火灾和爆炸：电气装置故障产生危险温度、电火花、电弧等可能构成引燃源。2、异常带电：3、异常停电：4、安全相关系统失效：第二节触电防护技术一、直接接触电击防护措施1.绝缘(1)绝缘材料的电气性能电阻率不低于107欧.米1)气体绝缘材料：空气、六氟化硫2)液体绝缘材料：绝缘矿物油、蓖麻油等3)固体绝缘材料：绝缘漆、云母制品、玻璃、陶瓷等(2)绝缘检测和绝缘试验1)绝缘电阻试验：绝缘电阻衡量绝缘性能优劣的最基本标准2)绝缘电阻的测量：用兆欧表测量3)绝缘电阻指标：不低于每伏工作电压1000欧2.屏护和间距(1)屏护采用遮拦、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体隔离。还起到防止电弧伤人、弧光短路、便于检修的作用。1)材料需要足够机械强度、耐火性能，金属屏护材料可靠保护线2)足够尺寸、与带电体保持必要距离（遮拦高度不低于1.7m，下部边缘离地不超过0.1m。）3)屏护装置上，“止步，高压危险！”标志4)声光报警、连锁装置(2)间距带电体与地面、带电体与其他设备设施、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事故。1)线路间距：不应跨越具有可燃材料屋顶的建筑物。2)用电设备间距：3)检修间距：低压操作，人及工具距离带电体不小于0.1m二、间接接触电击防护措施1.IT系统(保护接地)A）IT系统中：I表示配电网不接地或经高阻抗接地；T表示电气设备外壳接地。B）保护接地做法：将电气设备肯能出现的危险电压的金属部位经接地线与大地紧密连接起来。原理：通过低电阻接地，把故障电压限制在安全范围以内。C）在380V不接地低压系统中，一般要求保护接地电阻Re=4Ω。2.TT系统第一个T：配电网直接接地；第二个T：电器设备外壳接地。适用于低电压用户。采用此系统必须装设剩余电流动作保护装置或过电流保护装置，并优先采用前者。3.TN系统(保护接零)原理：当某相带电体碰连设备外壳时，形成该相对零线的单相短路，短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击危险。TN-S:有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所适用。最干净系统。PE线、N线分开。TN-C-S:厂内低电压的场所及民用楼房采用。PE线、N线后段分开，前段共用PEN。TN-C:触电危险性小