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1、第七章 电气安全与静电防护技术,第一节 电气安全技术 一、 电气安全基本知识： 1 、我国交流电工频（频率为50赫兹） 工频交流电使用时有单相电和三相电之分 一般电灯等用的是单相交流电，电压为220伏 电动机用的是三相电交流电，电压为380伏,交流电，泛指电流在导线是来回流动的一种电。按频率可分为低频，高频，甚高频，特高频等，按波形可分为正弦波，矩形波，锯齿形波等。按电压分可分为高压电和低压电。 我们平时用的交流电包括在低频交流电之中，频率是50赫兹，就是说电流在导线中每秒钟来回50次。按规定发电厂输出相位不同的三根火线，相位不同即起步点不一样，电压相等，瞬时电压是不相等的，即某一时刻的电压是
2、不相等的。,相，就是火线。三相即三根火线。二相就是两根火线，单相就是一根火线了。家用电路是单相，即一根火线（另一根是零线）有的电器是用两相的，如电焊机。三相交流电不是交流电的一种，它的意思是说：三根火线，且是交流，不能说是交流电的一种。以三相发电机作为电源，称为三相电源；以三相电源供电的电路，称为三相电路；U、V、W称为三相，相与相之间的电压是线电压，电压为380V；相与中心线之间称为相电压，电压是220V。 动力电有四种接法，分别是：三相四线（三根火线加一根零线）；三相；两相和单相（一火一零）。家用电路不是三相交流电，是单相交流电。,高压输电是三根相线，35KV以上在铁塔（电杆）顶上还有一或
3、二根避雷线，所以三根线的是高压输电，四根线的是高压输电+避雷线（在顶上，比相线细，无绝缘子）或低压380/220V输电（四根一样粗，在同一根横担上，用同样的绝缘子），五根线的是高压输电+二根避雷线（在顶上，比相线细，无绝缘子），六根线的是两回路高压输电，7根线的是高压输电（上排三根）+低压输电（下排四根），两根线的是低压220V输电（单相，一火一零）。线再多的类推，一般都是3和4的倍数。 高压都是三根,低压都是三相四线,这是约定制式,因为必须要有个通一制式才能共用.,2 电流对人体的伤害,分为电击和电伤两种类型 电击：是指电流通过人体时所造成的身体内部伤害，它会破坏人的心脏，呼吸及神经系统的正
4、常工作，使人出现痉挛，窒息，心颤，骤停等症状，甚至危及生命。 在低压交流（指1000伏以下）中，在通电电流较小，通电时间不长的情况下，电流引起人的心室颤动是电击致死的主要原因。 在通电时间较长，通电电流更小的情况下，窒息也会成为电击致死的原因。 直接电击：触及正常运行带电体。 电击 间接电击：电气设备发生故障后触及。,工人钻到10千伏高压线 瞬间烧黑上半身 由于当时工人脚上穿着胶鞋，10千伏高压电流并没有通过周先生的身体，只是因为高压电缆短路，冒出的电火花将他烧伤。 如果是被10千伏高压电流电到，估计骨头也要烧焦。,一辆吊车准备放下钢板，两名接应的工人刚摸到钢板，立刻触电弹了出去，其中一人身上
5、衣物还起了火。所幸，两人因抢救及时捡回了性命。 为何两人摸到钢板会触电呢？ 高压电弧触电。 当导体（这里就是吊车吊臂）与高压带电体距离达到一定值时，发生空气电离，空气这时成为导体，高压带电体与导体之间会发生放电现象，这时吊车吊臂就带电了。电流顺着吊臂一直往下传递，使钢板也有了电。工人的手一摸，就触电了。 空气通常情况下是绝缘体，但遇到了高压电线，情况就不同了。高压电线产生电场，将空气变成了导体。,根据大量触电事故资料的分析和实验，证实电击所引起的伤害程度主要与以下几个因素有关： 1.与人体电阻的大小有关 人体的电阻愈大，通过的电流愈小，伤害愈轻。研究结果表明，当皮肤完好且干燥时，人体电阻大约为
6、10000100000 ；当皮肤有损伤且潮湿时，人体电阻将降到800 1000 。 2.与电流通过人体的时间长短有关 电流通过人体的时间愈长，伤害愈严重。,3.与电流通过人体的途径有关 当电流通过心脏时，伤害最严重。 4.与电流的大小有关 通过人体的电流超过50mA时，就会有生命危险。一般地说，接触36V以下的电压时，通过人体的电流不会超过50mA，所以把36V作为安全电压。如果在潮湿的场所，安全电压还要规定的低一些，通常是24V或12V。 电击所引起的伤害程度还与人体与带电体的接触面积及电流的频率等因素有关。,（2）电伤：指由电流的热效应，化学效应，机械效应对人体造成伤害。一般指在电弧作用下
7、或熔断器熔丝熔断时，对人体外部的伤害， 可伤害人体内部，但多见人体表面。 电流烧伤（电灼伤） 电烙印 皮肤金属化 电光眼,电流对人体的作用 电流对人体的作用是使肌肉突然收缩，引起痉挛、疼痛、心律异常、心房颤动等，使心脏和呼吸系统功能异常甚至危及生命；其热效应和化学效应可使人体严重病变。,3 引起触电三种情形,（1）单相触电 中性点直接接地单相触电 当人体接触导线时，人体承受相电压。电流经下体、大地和中性点接地装置形成闭合回路 。触电电流大小决定于相电压和回路电流。 中性点不接地电网中的单相触电 由于中性点不接地，有两个回路的电流通过人体。一个是从W相导线出发，经人体、大地、线路对地阻抗Z到U相
8、导线，另一个是同样路径到V相导线。触电电流的数值决定于线电压，人体电阻和线路的对地阻抗,（2）两相触电 人体同时与两相导线接触时，电流就由一相导线经下体至另一相导线，这种触电方式为两相触电。 两相触电最危险。电压为全部工作电压，且电流不经过大地，直接从V相经人体到W相，构成回路。 故不论中性点接地与否，人体对地是否绝缘，都会使人触电。,（3）跨步电压：,当一根导线断落地上时，落地点的电位就是导线所具有的电位，电流会从落地点直接流入大地。电线落地点为圆心可划出若干同心圆，它们表示落地点周围的电位分布。 离落地点越近，地面电位越高。人的两脚若站在离落地点远近不同的位置上，两脚之间就存在电位差，这个
9、电位差称为跨步电压。 跨步电压以落地电压不同而不同，一般较少通过心脏，危险性较小，但往往脚发抽筋而跌倒，就发生生命危险。所以，碰到此种情况赶紧双脚并拢，或用单脚着地跳出危险区。,为什么鸟儿站在裸露的高压电上不会电死 ?,触电的前提是动物身体两点之间存在了超过安全电压的电压，使两点之间有电流（超过安全电流）通过，方才会出现生命危险。鸟儿站在裸露的高压电线上,因为是一根线，鸟的两只脚之间的距离又很短，所以它的身体各部分完全等势 -不存在电压，故不会电死。,现代电工技术已可以进行高压带电作业了：高压线路出现不大的故障，如果全线停电检修，那不知会造成多大的损失，所以要在不停电的情况下进行检修-高压带电
10、作业，高压带电作业的具体操作如下。工人从头到脚穿上金属丝织成的铜网“衣服“，用绝缘性能优良的梯子将人慢慢地升高，逐渐接近高压电线（一根），这样做的目的是使人全身的电势慢慢地升高，直到接近高压线时，使人整体是一个等势体并且他的电势逐渐与高压线的电势趋近直至相等，即身体的各部位之间不存在电势差，这时再用手（也在铜网里）去抓高压线，并攀登上去，还挺安全的呢！,二 电气安全技术措施,1、 隔离带电体的防护措施 有效隔离带电体是防止人体遭受直接电击事故的主要措施。有下列几种方式： （1）绝缘 是用绝缘物将带电体封闭起来的技术措施。良好的绝缘既是保证设备和线路正常运行的必要条件，也是防止人体触及带电体的基
11、本措施。 电工绝缘材料是指体积电阻在107m以上的材料。,电工绝缘材料品种如下： 气体绝缘材料：常用的有空气、氮气、二氧化碳 液体绝缘材料：常用的有变压器油，开关油，电容器油，电缆油，十二烷基苯，硅油，聚丁二烯等。 固体绝缘材料：常用的有绝缘漆胶，漆布，漆管，绝缘云母制品，聚四氟乙烯，瓷和玻璃制品等。,电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级，环境条件和使用条件。电气设备的绝缘应能长时间耐受电气、机械、化学、热力以及生物等有害作用而不失效。 应当注意，电气设备的喷漆及其他类似涂层尽管可能具有很高的绝缘电阻，但一律不能单独当作防止电击的技术措施。,（2）屏护 是采用屏护装置控制不安全因素。即采用遮拦
12、、护罩、护盖、箱等将带电体用外界隔绝开来的技术措施。 其中之一：距离：如架空线与地面，水面距离，架空线路与有火灾爆炸危险厂房的距离等。安全距离大小决定与电压的高低，设备的类型，安装的方式等因素。,设备的带电部分对地和其他带电部分相互之间必须保持一定的安全距离。电压在10KV及以上者，不得小于3米，电压在10KV及以下者，不得小于1.5米。 发现导线断落地面或悬在空中时应立即派人看守，任何人不得接近断头，距离是室外8米以内，室内4米以内，并立即通知电力部门或本单位负责人前往处理。,1997 年 9 月 17 日上午，某厂降压站值班人员反映 1 号主变黄相电流互感器油位不到位，主管工程师便到 11
13、0 千伏降压站，把 111 护栏的门锁（未锁）拿下来进去看黄相电流互感器的油位。瞬间一声响，高压击穿，其胸部、上肢、下肢 60% 被电弧 II 、 III 度烧伤致残。电站主管工程师未办任何手续，也未经值班负责人同意，在无人监护下只身进入护栏内察看油标，超越了安全距离而导致放电烧伤实不应该。 类似事故还有。 1995 年 11 月 14 日（厂修日）上午，某厂 110 千伏变电站站长，可谓电站“权威”，为乘 110 千伏停电时间更换当日停电操作中被拉断的 214 隔离开关操作机构座，在独自进入 214 高压柜（柜顶备用 10 千伏母排在运行中）时，隔离开关因触动而合闸，只身在三相 10 千伏高
14、压包围之中，被放电电弧烧伤，一上月后左臂截肢致残。,2、采用安全电压： 安全电压值取决于人体允许电流和人体电阻的大小。 根据人体允许电流30mA 和人体电阻1700的条件下，我国规定工频安全电压的上限值为50V。 同时规定安全电压的额定值 42，36，24，12，6V。,通常说的安全电压，是指36伏以下的电压。因为人触电时，电流是造成伤害的直接因素，电流越大，伤害越严重。经验证明，通过人体的电流超过50毫安时，触电伤害会危及人的生命，并且触电人不容易自己脱离电源。人体的电阻一般在800欧姆到10000欧姆之间。按800欧姆计算人体的电阻，通过50毫安的电流，要在人体上加40伏的电压。因此，在一
15、般情况下规定36伏以下的电压为安全电压。但应该注意的是，人体的电阻在某些情况下会急剧下降。,如工作场所非常潮湿或有腐蚀性气体；人流汗或被导电溶液溅湿；有导电灰尘等。这时36伏也并不是安全电压，而规定加在人体的电压不超过12伏，所以12伏电压称为绝对安全电压。安全电流为10mA.,在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般可按30mA考虑。 人体对电流的反映: 810mA 手摆脱电极已感到困难,有剧痛感(手指关节). 2025mA 手迅速麻痹,不能自动摆脱电极,呼吸困难. 5080mA 呼吸困难,心房开始震颤. 90100mA 呼吸麻痹,三秒钟后心脏开始麻痹,停止跳动.,3、保护接地,
16、保护接地：适用于不接地电网，电气设备外露金属部分直接接地，并使接地电阻足够小，当电气设备外露金属部分意外带电时，由于接地电阻足够小，可使其所带电压降到安全电压以下。,作用原理：是利用数值较小的接地装置电阻（低压系统一般应控制在4以下）与人体电阻并联，将漏电设备的对地电压大幅度地降低至安全范围内。 此外，因人体电阻远大于接地电阻，由于分流作用，通过人体的故障电流将远比流经接地装置的电流要小得多，对人体的危险程度也就极大地减少了。,IT系统：用于不接地电网，电气设备外露金属部分直接接地。 TT系统：通常为三相四线制中线接地，电气设备外露金属部分单独直接接地而不与中线相连。 TN系统：电网接地，电气设备外露金属部分和电网的接地极相连而不另接地，又分为TN-S系统：三相五线制，电网除火线、中线外另有接地的保护线PE，电气设备外露金属部分和电源的PE线相连； TN-C系统：三相四线制，电网中线接地作保护线PEN，电气设备外露金属部分和电源的PEN线相连； TN-C-S系统：系统中部分保护线
