电气安全技术Word格式文档下载.docx
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直流电流、高频交流电流、冲击电流以及特殊波形电流也都对人体具有伤害作用，其伤害程度一般较工频电流为轻。
（5）个体特征
因人而异，健康情况、性别、年龄等。
3、人体阻抗
（1）组成和特征
皮肤阻抗：
决定于接触电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力、皮肤潮湿程度和温度等；
体内电阻：
基本上可以看做纯电阻，主要决定于电流途径和接触面积。
（2）数值及变动范围
在除去角质层，干燥的情况下，人体电阻约为1000—3000Ω；
潮湿的情况下，人体电阻约为500—800Ω.
（3）影响因素
接触电压的增大、电流强度及作用时间的增大、频率的增加等因素都会导致人体阻抗下降。
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，电击分为直接接触电击和间接接触电击两类。
直接接触电击：
人体直接触及了设备或线路的带电部分所形成的电击；
间接接触电击：
原本正常情况下不带电的设备外露可导电部分或设备以外的可导电部分变成了带电状态，人体与上述故障状态下带电的可导电部分触及而形成的电击。
（2）按照人体触及带电体的方式，电击可分为单相电击、两相电击和跨步电压电击三种。
单相电击。
指人体接触到地面或其他接地导体，同时人体另一部位触及某一相带电体所引起的电击；
两相电击。
指人体的两个部位同时触及两相带电体所引起的电击。
此情况下，人体所承受的电压为线路电压，因其电压相对较高，其危险性也较大；
跨步电压电击。
指站立或行走的人体，受到出现于人体两脚之间的电压即跨步电压作用所引起的电击。
跨步电压是当带电体接地，电流经接地线流入埋入土壤中的带电体，又经过接线提向周围大地流散时，在接地体周围土壤电阻上产生的电压梯度形成的。
离接地体20m处的对地电压接近于零。
人体两脚所处两电脑之间出现的电压即为跨步电压。
（2）电伤
电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体造成的伤害。
伤害多见于肌体的外部，往往在肌体表面留下伤痕。
能够形成电伤的电流通常比较大，电伤的危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。
电伤包括电烧伤、电烙伤、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等多种伤害。
（1）电烧伤。
是最为常见的电伤，后果最严重。
电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。
电流灼伤。
电流灼伤一般发生在低压电气设备上。
数百毫安的电流即可造成灼伤；
电弧烧伤。
指由弧光放电造成的灼伤，是最严重的电伤。
电弧发生在带电体与人体之间，有电流通过人体的灼伤成为直接电弧烧伤；
电弧发生在人体附近对人体形成的烧伤以及被熔化金属溅落的烫伤称为间接电弧烧伤。
在全部电烧伤的事故当中，大部分的事故发生在电气维修人员身上。
（2）电烙伤。
指电流通过人体后，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状像似的疤痕，如同烙印。
（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内部所造成的。
（4）机械损伤。
由于电流作用于人体，使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。
包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂以及关节脱位乃至骨折等。
（5）电光性眼炎。
其表现为角膜和结膜发炎。
弧光放射时的红外线、可见光、紫外线都会损伤眼睛。
在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因是紫外线。
二、电气火灾和爆炸
1、电气引燃源：
（1）危险温度
形成危险温度的典型情况如下：
短路；
过载；
漏电；
接触不良；
铁心过热；
散热不良；
机械故障；
电压异常；
电热器具和照明器具；
电磁辐射能量。
（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的。
在切断感性电路时，断路器触点分开瞬间，在触点之间的高电压形成的电场作用及触点上的高温引起热电子发射，使断开的触点之间形成密度很大的电子流和离子流，形成电弧和电火花。
电弧形成的弧柱温度可达6000-7000℃，甚至10000℃以上。
电火花和电弧分为工作电火花及电弧、事故电火花及电弧。
工作电火花及电弧，是指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。
例如，刀开关、断路器、接触器、控制器接通或断开线路时会长生电火花；
插销拔出或插入时的火花；
直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处、绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处也会产生电火花等。
事故电火花及电弧。
包括线路或设备发生故障时出现的火花。
如绝缘损坏、导线断线或连接松动导致短路或接地时产生的火花；
电路发生故障，熔丝熔断时产生的火花；
沿绝缘表面产生的闪络等。
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
变压器油箱内充有大量的用于散热、绝缘、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。
变压器油的闪点在130-140℃之间。
（2）电动机着火
异步电动机的火灾危险性是由于其内部和外部的诸如制造工艺和操作运行等种种原因造成的。
其主要原因有：
电源电压波动、频率过低；
电机运行中发生过载、堵转、扫膛（转子与定子相碰）；
电机绝缘损坏，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
常见原因有：
电缆绝缘损坏；
电缆头故障使绝缘物自燃；
堆积在电缆上的粉尘起火；
可燃气体从电缆沟窜入变、配电室；
电缆起火形成蔓延。
三、雷电危害
1、雷电的种类、危害形式和事故后果
（1）雷电的种类：
A、直击雷。
雷云与大地目标的一次或多次放电称为对地闪击；
B、闪电感应。
又称作雷电感应。
闪电发生时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电；
a.闪电静电感应。
是由于带电积云在架空线路导线或其他高大导体上感应出大量与雷云带电极性相反的电荷，在带电积云与其他客体放电后，感应电荷失去束缚，如没有就近泄入地中就会以大电流、高电压冲击波的形式，沿线路导线或导体传播。
b.闪电电磁感应。
是由于雷电放电时，迅速变化的雷电流在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。
C、球雷。
球雷是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。
此外，直击雷和闪电感应都能在架空线路、电缆线路或金属管道上产生沿线路或管道的两个方向上迅速传播的闪电电涌（即雷电波）侵入。
（2）雷电的危害形式：
雷电具有雷电幅值大、雷电波陡度大、冲击性强、冲击过电压高的特点。
具有电性质、热性质和机械性质等三方面的破坏作用。
A、电性质的破坏作用。
破坏高压输电系统，毁坏发动机、电力变压器等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电事故；
绝缘损坏可能引起短路，导致火灾或爆炸事故；
二次放电的电火花也可能引起火灾或爆炸，二次放电也可能造成电击，伤害人命；
形成接触电压电击和跨步电压导致触电事故；
雷击产生的静电场突变和电磁辐射，干扰电视电话通讯，甚至使通讯中断；
雷电也能造成飞行事故。
B、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的可燃物；
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，球雷侵入可引出火灾。
C、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急剧膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发汽化为大量气体，导致被击物破坏或爆炸。
雷击时产生的冲击波也有很强的破坏作用。
（3）雷电危害的事故后果
A、火灾和爆炸。
直击雷放电的高温电弧、二次放电、巨大的雷电流、球雷侵入可直接引起火灾和爆炸，冲击电压击穿电气设备的绝缘等可间接引起火灾和爆炸。
B、触电。
积云直接对人体放电、二次放电、球雷打击、雷电流产生的接触电压和跨步电压可直接使人触电；
电气设备绝缘因雷击而损坏，也可使人遭到电击。
C、设备和设施损坏。
雷击产生的高电压、大电流伴随的汽化力、静电力、电磁力可毁坏重要电气装置和建筑物及其他设施。
D、大规模停电。
电力设备或电力线路破坏后可能导致大规模停电。
2、雷电的参数
主要有雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等。
（1）雷暴日。
只要一天之内能听到的雷声就算一个雷暴日。
年雷暴日通常指一年内的平均雷暴日数，即年平均雷暴日，单位d/a。
（2）雷电流幅值。
指雷云主放电时冲击电流的最大值。
（3）雷电流陡度。
指雷电流随时间上升的速度。
（4）雷电冲击过电压。
直击雷冲击过电压很高，可达数千千伏。
四、静电危害
1、静电危害的事故后果：
（1）静电放电火花会成为可燃物质的点火源，造成爆炸和火灾事故；
（2）人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故；
（3）静电的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。
静电的特性：
（1）静电的产生、起电方式
接触—分离起电。
两种物质紧密接触再分离时，即可能产生静电；
破断起电。
固体粉碎、液体分离过程中的起电属于破断起电；
感应起电；
电荷迁移。
例如，当电雾滴或粉尘撞击导体时，会产生电荷迁移；
当气体离子流射在不带电的物体上，也会产生电荷迁移。
（2）固体静电
橡胶、塑料、纤维等行业工艺过程中的静电高达数十千伏，甚至数百千伏，如不采取有效措施，很容易引起火灾。
（3）人体静电
人体静电的产生主要由摩擦、接触—分离和感应所致。
人体静电可达10000v以上。
（4）粉体静电
当粉体物料被研磨、搅拌、筛分或处于高速运动时，由于分体颗粒与颗粒之间以及粉体颗粒与管道壁、容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，或因粉体破断等都会产生危险的静电。
（5）液体静电
液体在流动、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注和剧烈晃动等过程中，由于静电荷的产生速度高于静电荷的泄露速度，从而积聚静电荷，可能产生十分危险的静电。
（6）蒸汽和气体静电
蒸汽或气体在管道内高速流动，以及由阀门、缝隙高速喷出时也会产生危险的静电。
类似液体，蒸汽产生静电也是由于接触分离和分裂等原因产生的。
2、静电的影响因素
（1）材质和杂质的影响
一般情况下，杂质有增加静电的趋势。
但如杂质能降低原有材料的电阻率，加入杂质则有利于静电的泄漏。
（2）工艺设备和工艺参数的影响
接触面积愈大，产生静电愈多，接触压力愈大或摩擦愈强烈，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。
五、射频电磁场危害
射频是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。
1、人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害；
2、在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，造成电引爆器件发生意外引爆。
六、电气装置故障危害
电气装置故障危害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都属于电气装置故障。
危害事故：
1、引起火灾和爆炸
2、异常带电
3、异常停电
4、安全相关系统失效
第2节触电防护技术
一、直接接触电击防护措施
绝缘、屏护和间距是直接接触电击的基本防护措施。
其主要作用是防止人体触及或过分接近带电体造成触电事故以及防止短路、故障接地等电气事故。
1、绝缘：
是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。
（1）绝缘材料的电气性能：
电阻率一般都不低于107Ω.m。
品种很多，一般分为气体绝缘材料；
液体绝缘材料；
固体绝缘材料。
（2）绝缘检测和绝缘试验：
绝缘材料的电阻通常用兆欧（摇表）测量；
任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1000Ω.
2、屏护：
是一种对电击危险因素进行隔离的手段，即采用遮拦、护罩、护盖、箱闸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。
屏护装置需满足如下的条件：
（1）屏护装置所用材料应有足够的机械强度和耐火性能。
为防止因意外带电而造成触电事故，对金属材料制成的屏护装置必须可靠连接保护线；
（2）屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离。
遮拦高度不应低于1.7m，下部边缘离地不应超过0.1m。
栅遮拦的高度户内不应小于1.2m,户外不应小于1.5m，栏条间距离不应大于0.2m；
户外变配电装置围墙的高度一般不应小于2.5m；
（3）遮拦、栅栏等屏护装置上，应有“止步，高压危险”等标志；
（4）必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。
3、间距：
是指带电体与地面之间、带电体与其他设备和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。
（1）线路间距
导线与地面和水面的距离m
绝缘经过地区
线路电压
《1kv
1-10kv
35kv
居民区
6
6.5
7
非居民区
5
5.5
不能通航或浮运的河、湖（冬季水面）
—
不能通航或浮运的河、湖（50年一遇的洪水水面）
3
交通困难地区
4
4.5
步行可以到达的山坡
步行不能到达的山坡或岩石
1
1.5
（2）用电设备间距
明装的车间低压配电箱底口距地面的高度可取1.2m，暗装的可取1.4m.
常用开关电器的安装高度为1.3m—1.5m。
明装插座离地面高度可取1.3m—1.8m，暗装的可取0.2m—0.3m.
起重机具至线路导线间的最小距离，1kv及1kv以下者不应小于1.5m，10kv者不得小于2m。
（3）检修间距
低压操作时，人体及其所携带工具与带电体之间的距离不得小于0.1m。
高压作业时，各种作业类别所要求的最小间距见下表。
高压作业的最小距离m
类别
电压等级
10kv
无遮拦作业，人体及其所携带工具与带电体之间
0.7
1.0
无遮拦作业，人体及其所携带工具与带电体之间，用绝缘杆操作
0.4
0.6
线路作业，人体及其所携带工具与带电体之间
2.5
带电水冲洗，小型喷嘴与带电体之间
喷灯或气焊火焰与带电体之间
3.0
二、间接接触电击防护措施
1、IT系统（保护接地）
保护接地的做法是将电气设备在故障情况下可能呈现危险电压的金属部位经接地线、接电体同大地紧密地连接起来：
其安全原理是通过低电阻接地，把故障电压限制在安全范围内。
但应注意漏电状态并未因保护接地而消失。
IT系统的字母I表示配电网不接地或经高阻抗接地，字母T表示电气设备外壳接地。
保护接地适用于各种不接地配电网，如某些1—10KV配电网，煤矿井下低压配电网。
在380V不接地低压系统中，一般要求保护接地电阻Re≤4Ω.当配电变压器或发电机的容量不超过100KV.A时，要求Re≤10Ω。
2、TT系统（工作接地）
中性点的接地RN叫做工作接地，中性点引出的导线叫做中性线（也叫工作零线）。
TT系统的第一个字母T表示配线网直接接地，第二个字母T表示电气设备外壳接地。
TT系统的接地RE虽然可以大幅度降低漏电设备上的故障电压，使触电危险降低，但单凭RE的作用一般不能将触电危险性降低到安全范围以内。
另外，由于故障回路串联有RE和RN，故障电流不会很大，可能不足以使保护电器动作，故障得不到迅速切除。
因此，采用TT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。
故障电流不会很大，可能不足以使保护电器动作。
TT系统主要用于低压用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进低压电源的小型用户。
3、TN系统（保护接零）
PE是保护零线，RS叫做重复接地。
TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间直接相连。
保护接零的安全原理是当某相带电部分碰连设备外壳时，形成该相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。
虽然保护接零也能降低漏电设备上的故障电压，但一般不能降低到安全范围以内。
其第一位的安全作用是迅速切断电源。
TN系统分为TN-S,TN-C-S,TN-C三种类型。
TN-S系统是PE线与N线完全分开的系统，安全性能最好。
有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所应采用TN-S系统；
厂内低压配电的场所及民用楼房应采用TN-C-S系统；
触电危险性小、用电设备简单的场所可采用TN-C系统。
保护接零用于用户装有配电变压器，且其低压中性点直接接地的220/380V三相四线配电网。
应用保护接零的安全要求：
（1）在同一接零系统中，一般不允许部分或个别设备只接地不接零的做法。
如确有困难，个别设备无法接零而只能接地时，则该设备必须安装剩余电流动作保护装置；
（2）重复接地合格。
重复接地是指PE线或PEN线上除工作接地以外的其他点再次接地。
重复接地的安全作用是：
减轻PE线和PEN线断开或接触不良的危险；
进一步降低漏电设备对地电压；
缩短漏电故障的持续时间；
改善架空线路的防雷性能。
每一重复接地的接地电阻不得超过10Ω；
在低压工作接地的接地电阻允许不超过10Ω的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过30Ω，但不得少于3处。
（3）发生对PE线的单相短路时能迅速切断电源。
对于相线对地电压220V的TN系统，手持式电气设备和移动式电气设备末端线路或插座回路的短路保护元件应保证故障持续时间不超过0.4S。
（4）工作接地合格。
工作接地的接地电阻一般不应超过4Ω，在高土壤电阻率地区允许放宽至不超过10Ω。
（5）PE线和PEN线上不得安装单极开关和熔断器。
（6）保护导体截面面积合格。
有金属防护的PE线不得小于2.5mm²
没有机械防护的不得小于4mm²
。
铜质PEN线截面面积不得小于10mm²
，铝质的截面面积不得小于16mm²
.
（7）等电位联结
是指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用做保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结，以提高TN系统的可靠性。
等电位联结实现的手段分为主等电位联结和辅助等电位联结。
主等电位联结（即总等电位联结）。
在建筑物的进线处将PE干线、设备PE干线、进水管、采暖和空调竖管、建筑物构筑物金属构件和其他金属管道、装置外露可导电部分等相连结。
辅助等电位联结。
在某一局部将上述管道构件相连结。
辅助等电位联结作为主等电位联结的补充，以进一步提高安全水平。
三、兼顾直接和间接接触电击的措施
1、双重绝缘
（1）电气设备的防触电防护分类：
0类设备。
仅靠基本绝缘作为防触电保护的设备；
OI类设备和I类设备。
设备的防触电保护不仅靠基本绝缘，还包括一种附加的安全措施，即将能触及的可导电设备与设施固定布线中的保护线连接；
OI类设备的金属外壳上有接地端子。
I类设备的外壳上没有接地端子，但引出带有保护端子的电源插头。
II类设备。
不仅靠基本绝缘还具备像双重绝缘或加强绝缘类型的附加安全措施。
这种设备不采用保护接地的措施，也不依赖于安装条件。
III类设备。
设备的的防触电保护依靠安全特低电压（SELV）供电，且设备内可能出现的电压不会高于安全电压限值。
（2）双重绝缘和加强绝缘措施：
双重绝缘和加强绝缘是在基本绝缘的直接接触电击防护基础上，通过结构上附加绝缘或绝缘的加强，使之具备了间接接触电击防护功能的安全措施。
工作绝缘。
又称基本绝缘，是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘，位于带电体和不可触及金属件之间。
保护绝缘。
又称附加绝缘，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和可触及金属件之间。
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的改进，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。
（3）双重绝缘和加强绝缘的安全条件：
由于具有双重绝缘或加强绝缘，II类设备无须再采取接地、接零等安全措施。
其绝缘电阻应满足一下安全条件：
工作绝缘的绝缘电阻不得低于2MΩ；
保护绝缘的绝缘电阻不得低于5MΩ；
加强绝缘的绝缘电阻不得低于7MΩ。
双重绝缘和加强绝缘标志。
“回”作为II类设备技术信息一部分标识在设备明显位置上。
手持电动工具应优先选用II类设备；
在潮湿场所及金属构架上工作时，除选用特低电压工具外，也应尽量选用II类设备。
2、安全电压
其保护原理是：
通过系统中可能会作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。
由特低电压供电的设备属于III类设备。
（1）特低电压的限值和额定值：
A.安全电压额定值
额定值（工频有效值）的等级为42V、36V、24V、12V、6V。
B.安全电压额定值的选用
特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V特低电压；
有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V特低电压；
金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12V特低电压；
水下作业等场所应采用6V特低电压。
（2）特低电压的安全电源要求
安全特低电压必须由安全电源供电。
可以作为安全电源的主要有：
安全隔离变压器或与其等效的具有多个隔离绕组的电动发电机组，其绕组的绝缘至少相当于双重绝缘或加强绝缘。
电化电源或与高于特低电压回路无关的电源，如蓄电池及独立供电的柴油发电机等。
及时在故障时仍能够确保输出端子上的电压不超过特低电压值的电子装置电源等。
3、剩余电流动作保护
剩余电流动作保护的主要功能是提供间接接触电击保护，而额定漏电动作电流不大于30mA.
（1）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由检测元件、中间环节（包括放大元件和比较元件）、执行机构三个基本环节及辅助电源和试验装置构成。
（2）剩余电流
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