电气安全学习.pptx
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1、2.较大危险环境较大危险环境空气相对湿度经常超过75的潮湿场所。环境温度经常或昼夜间周期性地超过35的炎热场所含导电性粉尘,即生产过程中排出工艺性导电粉尘(如煤尘、金属尘等),且得以沉积在导线上或透入机器、仪器内的场所。有金属、泥土、钢筋混凝土、砖等导电性地板或地面的场所。工作人员可能同时一方面接触接地的金属构架、金属结构、工艺装备,另一方面接触电气设备的金属壳体的场所。例如,有采暖设备和电气设备的干燥工作间,即使地板是绝缘的,但由于人体可能同时触及电气设备壳体和接地的采暖设备,仍应属于有较大危险的场所。机械厂的金工车间和锻工车间、冶金厂的压延车间、拉丝车间、电炉电极车间、炭刷车间、煤粉车间、
2、水泵房、空气压缩站、成品库、车库等,都属于有较大危险的场所。第八章用电设备安全 29:57第1页/共42页3.特别危险环境特别危险环境室内天花板、墙壁、地板等各种物体都潮湿,空气相对湿度接近100的特别潮湿的场所。室内经常或长时间存在对电气设备的绝缘或导电部分产生破坏作用的腐蚀性蒸汽、气体、液体等化学活性介质或有机介质的场所。具有两种及两种以上有较大危险环境特征的场所。例如,有导电性地板的潮湿场所、有导电性粉尘的炎热场所等。很多生产厂房,包括铸造车间、酸洗车间、电镀车间、电解车间、漂染车间、化工厂的大多数车间以及发电厂的所有车间、室外电气装置设置区域、电缆沟等,都属于特别危险场所。各种环境在不
3、同程度上要受到季节、天气等外界因素的影响,任何环境都不可能是一成不变的。因此,环境危险等级的划分不是绝对的。但是潮气、粉尘、高温、腐蚀性气体和蒸汽都会损伤电气设备的绝缘,增加触电的危险,必须十分重视这些不安全因素。第八章用电设备安全 29:58第2页/共42页应根据空气介质的状态及环境触电危险程度选用适当形式的电气设备。电气设备的结构应能防护所在环境各种不安全因素的影响。选用电气设备时,除了要注意触电危险性之外,还应注意工作环境爆炸和火灾的危险性。二、特殊环境对电气设备的要求二、特殊环境对电气设备的要求1.防爆电器防爆电器在化工、石油工业及煤矿的生产过程中,会出现具有各种爆炸性的混合物。当它们
4、接触到火种或达到危险温度时,就会引起爆炸。为使电气设备在爆炸危险环境中能安全可靠地运行,目前可采用两种办法:一种是改变电气设备周围的工作环境,从而可以应用无防护措施的一般低压电气设备;另一种是针对电气设备采取相应的防护措施,以使其达到安全可靠地运行。防爆型电气设备在具有爆炸性危险的环境中工作时,可使其电弧、电火花或炽热体等不与爆炸混合物相接触,或能限制其作用范围。防爆型电气设备的型式,可根据使用环境的条件加以选用(参见第六章内容)。第八章用电设备安全 29:58第3页/共42页2.化工防腐低压电器化工防腐低压电器化工防腐型低压电器,主要适用于氮、氯、碱等化工厂的具有化工腐蚀的环境中。化工防腐型
5、低压电器基本上是在一般用途低压电器的基础上派生的。因此,除应满足相应基本系列低压电器的要求外,还应满足化工腐蚀环境的特殊要求。(1)化工防腐型低压电器的使用环境条件空气最高温度40;最大相对湿度为90(25);有凝露;在周围空气中有一种或一种以上的化学腐蚀介质,经常或不定期存在有酸雾、碱雾或少量腐蚀粉尘等。(2)化工防腐型低压电器的防护措施防腐型低压电器主要是通过采用密闭式、封闭式或油浸式结构来提高其防护性能。在结构上常采用的几点措施:外壳制成不易积水、积尘的形式,螺孔不穿过外壳;进出线应可靠密封。此外,在材料上应尽量选用耐腐蚀的材质,或按要求进行防护处理;对绝缘材料也要按有关规定选用。第八章
6、用电设备安全 29:58第4页/共42页三、电气设备外壳防护等级三、电气设备外壳防护等级电机和低压电器的外壳防护等级的标志由字母“IP”及两个数字组成,按如下方法标志:IP。第一位数字表示第一种防护型式的等级(是对固体异物进入内部以及对人体触及内部带电部分或运动部分的防护),第二位数字表示第二种防护型式的等级(是对水进入内部的防护)。如只需考虑标志一种防护型式时,另一位数字用“”代替,例如IP4。外壳防护等级的标志有附加字母(电机产品的附加字母):表示气候防护式电机;表示管道通风式电机;表示在静止状态下进行第二种防护型式试验的电机;表示在运转状态下进行第二种防护型式试验的电机。第一种防护分为7
7、级。各级防护性能见表8-1。第八章用电设备安全 29:58第5页/共42页第八章用电设备安全 29:58表表8-1防止固体进入内部的防护等级及其性能防止固体进入内部的防护等级及其性能第6页/共42页第八章用电设备安全 29:58表表8-2防止水进入内部的防护等级及其性能防止水进入内部的防护等级及其性能 第7页/共42页8.2电动机电动机是工业企业最常用的用电设备,是将电能转换为机械能的设备。作为动力机,电动机具有结构简单、价格低廉、效率高、操作方便等优点。因此,在各方面被广泛采用。工业企业中电动机消耗的电能占总能耗量的50以上。可见电动机的安全运行是保证正常生产的基本条件之一。一、电动机的种类
8、和选用一、电动机的种类和选用1.电动机的种类电动机的种类电动机种类很多,有直流电动机和交流电动机。交流电动机又分为同步电动机和异步电动机(即感应电动机),而异步电动机又分绕线式电动机和鼠笼式电动机。电动机的电磁机构由定子部分和转子部分组成。直流电动机的定子上装有极性固定的磁极,直流电源经整流子(换向器)接入转子(电枢),转子电流与定子磁场相互作用产生机械力矩使转子旋转。直流电动机结构复杂,可靠性较低,但有良好的调速性能和启动性能。直流电动机主要用于电机车、轧钢机、大中型提升机等调速或启动要求高的设备。第八章用电设备安全 29:58第8页/共42页交流电动机的定子(电枢)上装有不同型式的交流绕组
9、,接通交流电源后即产生旋转磁场,同步电动机转子上装有极性固定的磁极。定子接通交流电源后,转子开始旋转,至转速达到同步转速(旋转磁场转速)的95时,转子经滑环接通直流电源,电动机进入同步运转。同步电动机的结构也比较复杂,但直流电动机可以通过励磁电流的调节改变定子电流的相位,使同步电动机成为容性负载。因此,同步电动机可为电网提供无功功率。同步电动机主要用于不需调速的、不需频繁启动的大型设备。异步电动机转子上都不接电源,由定子产生的旋转磁场在转子绕组中产生感应电势和感应电流,感应电流再与旋转磁场作用产生电磁转矩,拖动转子旋转。工作在电动机状态的异步电动机,转速必定低于同步转速,否则,其间不发生感应(
10、转子不切割磁力线),不产生电磁转矩。绕线式电动机转子绕组经滑环与外部电阻器等元件连接,用以改变启动特性和调速。绕线式电动机主要用于启动、制动控制频繁和启动困难的场合,如起重机械和一些冶金机械等。笼式电动机的转子绕组是笼状短路绕组,结构简单、工作可靠、维护方便,但启动性能和调速性能差。鼠笼式电动机广泛用于各种机床、泵、风机等多种机械的电力拖动,是应用最多的电动机。第八章用电设备安全 29:58第9页/共42页2.电动机的选择电动机类型的选择,取决于生产机械的负载性质、使用环境条件、生产工艺及电网供电情况等因素。电动机规格的选择,主要是通过校验电动机的发热、最小启动转矩、最大过载转矩等参数,来确定
11、电动机的额定功率、电压、转速等。电动机的功率必须与生产机械负荷的大小及其持续和间断的规律相适应。电动机功率太小,势必造成电动机过负荷工作,造成电动机过热。过热对电动机的绝缘是很不利的,不仅会加速绝缘的老化,缩短电动机的使用年限,而且还可能由于绝缘损坏造成触电事故。(1)根据环境条件选用相应防护型式的电动机常用电动机有以下几种主要的结构型式。开启式。这种设备的转动部分和导电部分无专用防护装置,人很容易触及其带电部分。这种设备只用于触电危险性小而不易接近的场所,用于干燥、无尘、无腐蚀性气体或蒸汽、无爆炸性混合物的环境。第八章用电设备安全 29:58第10页/共42页防护式。这种设备的带电部分有网罩
12、加以防护,人不易触及其带电部分。对滴水、溅水、杂物进入有不同程度的防护能力,但潮气、粉尘等则能侵入。不宜用于多尘、水土飞溅等恶劣环境。因此,这种设备也只宜用于触电危险性小的环境。其代表性产品是系列异步电动机。封闭式。这种设备的带电部分有封闭的外壳,潮气、粉尘等不易侵入。这种设备可用于多尘、水土飞溅、有火灾危险或触电危险性大的环境。其代表性产品是系列和系列异步电动机。防爆式。这种设备有专门的防爆结构,可用于触电危险性大或有火灾、爆炸危险的环境。其代表性产品是B系列防爆式异步电动机。在选用电气设备时,要注意工作环境是否有爆炸和火灾的危险性。凡制造、处理或储存爆炸性物质,或者能产生爆炸性混合气体或爆
13、炸性粉尘的场所,如乙炔站、蓄电池充电、煤气站、电石库等均属有爆炸危险的环境。凡制造、加工或存放易燃物质的场所,如油库、木工厂等,均属有火灾危险的环境。第八章用电设备安全 29:58第11页/共42页(2)根据负载性质选择电动机的类型不需要调速的机械(包括长期工作制、短时工作制和重复短时工作制的机械),应首先考虑采用交流电动机。对于负载平稳且无特殊要求的长期工作制机械,应采用一般笼式异步电动机。在需要重载启动时,小容量的可考虑采用高启动转矩的笼式异步电动机;大容量的则采用绕线式异步电动机。带周期性波动负载的长期工作制机械,为了削平电动机的尖峰负载,一般都采用电动机带飞轮工作。为了充分发挥飞轮的作
14、用,小容量机械宜采用高转差率的笼式异步电动机。大、中容量机械则采用绕线式异步电动机。对于只需要恒定转速或为了补偿电网功率因数的场合,应优先考虑采用同步电动机。只需要几种转速且不需要连续调节的机械,可采用多速笼式异步电动机。第八章用电设备安全 29:58第12页/共42页需要较大的启动转矩和恒定功率调速的机械(如电车、牵引机车等),常采用串励电动机。对启动、制动及调速有较高要求时,宜选用直流他励电动机或带有调速装置的交流电动机。要求调速范围很宽的机械,最好将机械变速和电气调速两者结合起来考虑,这样易于收到技术和经济指标都高的效果。自冷式电动机,散热效能随电动机转速而变化,不宜长期在低速运行。如果
15、由于调速的需要而长期低速运行超过电动机所允许的条件时,应增设外通风措施,以免使电动机在低速运行时过热而损坏。二、电动机的安全运行二、电动机的安全运行电动机的温升不允许超过允许的极限温升。电压波动不得太大。因电动机的转矩与电压的平方成正比,所以电压波动对转矩的影响很大。一般情况下波动不得超过5的范围。第八章用电设备安全 29:58第13页/共42页三相电压不平衡不得太大。因三相电压不平衡会引起电动机额外的发热,特别是当电动机绕组采用形接法时更为严重。一般三相电压不平衡不得超过5。三相电流不平衡不得太大。如果电流不平衡不是电源造成的,则可能是因电动机内部有某种程度的故障。当各相电流均未超过额定电流
16、时,最大不平衡电流不得超过额定电流的10。电动机运行时的声响和振动不得太大。对于新安装的电动机,同步转速为3000/min的,要求振动幅度不超过0.06;1500/min的不超过0.1;1000/min的不超过0.13;750/min以下的不超过0.16。绕线式电动机的电刷与滑环之间应接触良好,没有火花产生。三相电动机不允许单相运行,因单相运行时容易引起过热,应当立即切断电源。机械部分不被卡住。电动机必须保持足够的绝缘电阻。在热状态下,1KV以下的电动机,其绝缘电阻应不低于0.5。第八章用电设备安全 29:58第14页/共42页三、电动机故障三、电动机故障电动机或启动器内冒烟起火、剧烈振动、温
17、度超过额定值并继续上升、转速明显下降、缺相运行、内部发生撞击声时,应停止运行。异步电动机的常见表表8-3异步电动机故障分析和处理方法异步电动机故障分析和处理方法第八章用电设备安全 29:58第15页/共42页第八章用电设备安全 29:58第16页/共42页第八章用电设备安全 29:58第17页/共42页8.3手持电动工具和移动式电气设备手持电动工具和移动式电气设备一、单相电气设备防触电分类一、单相电气设备防触电分类按防止人身触电的程度,单相电气设备分为以下五类。1. 0类类这类设备仅仅依靠基本绝缘来防止触电,无接地元件(螺栓、端子等)或其他防止触电的保护元件。0类设备的外壳可以用绝缘材料制成。
18、这时,外壳本身构成全部基本绝缘,或构成基本绝缘的一部分。外壳也可以用金属材料制成,这时,外壳与其内带电部件之间有基本绝缘隔开。0类设备的不带电金属部件与电网的保护导体之间没有电气连接。如果有绝缘材料外壳的0类设备有接地端子,则属于类结构。0类设备可以有双重绝缘或加强绝缘的类结构部件,也可以有在超低安全电压下工作的类结构的部件。2. 0类类这类设备也是依靠基本绝缘来防止触电的,也可以有双重绝缘或加强绝缘的部件,以及在安全电压下工作的部件。但是,这种设备的金属外壳上装有接地(零)的端子,只不过不提供带有保护芯线的橡皮套软线。第八章用电设备安全 29:58第18页/共42页 0I类设备类设备是指任何
19、部件至少都是基本绝缘并装有接地端子的设备。其电源软线不带接地导线,插头没有接地插脚,不能插入有接地插孔的电源插座。目前国内还存在这类家用电器(其他电器中没有0I类)。这类设备实际上是按I类设计的,只是I类电器电源线与保护(接地)线固定在一起,且同用一个插头,插入插座后保护(接地)线即可接地,而0I类的电源线没有保护接地导线,另设保护接地端子,或保护接地端子上连接的保护接地线不能直接同电源线一起插入带有接地插孔的电源插座上去与保护接干线接通。这类电器若不接通保护接地线,则按0类对待,若接通保护接地线,则按I类对待。GB4706家用和类似用途电器的安全特殊要求中有以下七类产品认可“0I类”的存在(
20、只是“认可”这些产品不一定有“0I类”):电水壶;电动剃须刀;电推剪及类似器具;家用电冰箱和食品冷冻箱;电烤箱;面包烘烤器;华夫烙饼摸;皮肤及毛发护理器具;电池驱动的电动剃须刀、电推剪及充电电池组;电熨斗。第八章用电设备安全 29:58第19页/共42页3. 类类这类设备除依靠基本绝缘外,还有一个附加的安全措施,基本绝缘失效后,可能意外带电的金属部件不致带来触电的危险。接零和接地都可作为这类设备的附加安全措施。接零可在漏电时实现速断,并能降低这些金属部件上可能出现的对地电压。接地措施如图8-1所示。当设备漏电时,在电源相电压作用下,故障电流通过其接地电阻和电源中性点工作接地电阻构成回路。当故障
21、电流满足下列条件时式中re熔断器的额定熔断电流第八章用电设备安全 29:58reddIRRU4I0图图8-1类设备的保护接地类设备的保护接地 第20页/共42页则保险丝可以在限定时间内熔断,切断电源,起到保护作用。设两个接地电阻都是4,则对于相电压220V的低压电网,可求得re27.546.9(A)即只能选用6.9A以下的保险丝,也就是说,用电容量大致限制在1500以下。否则,保护的有效性将大大降低。类设备也可以有双重绝缘或加强绝缘的类结构部件,也可以有在超低安全电压下工作的类结构部件。第八章用电设备安全 29:58 A5 .2744220Id第21页/共42页4. 类类这类设备具有双重绝缘和
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