《电气安全基础》PPT课件.ppt

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1、第一章电气安全基础 第一第一节 工工业企企业供配供配电系系统一、一、电力系力系统二、工二、工业企企业供配供配电第二第二节 电气事故气事故一、一、电气事故概要气事故概要二、二、电气事故的气事故的类型型三、触三、触电事故的分布事故的分布规律律第三第三节 电流流对人体的作用人体的作用一、人体阻抗一、人体阻抗二、二、电流流对人体的作用人体的作用电力系统图水力水力发电厂发电厂升压变电所升压变电所220kV地区枢纽所地区枢纽所10kV至至用用户户配配电电所所10kV10kV升压升压变电所变电所220kV220kV220kV输电线路输电线路220kV35kV35kV负荷负荷变电所变电所35kV火力火力发电厂

2、发电厂10kV为保证供电的可为保证供电的可靠性和安全连续性，靠性和安全连续性，电力系统将各地区、电力系统将各地区、各种类型的发电机各种类型的发电机变压器、输电线、变压器、输电线、配电和用电设备等配电和用电设备等连成一个环形整体。连成一个环形整体。1.1 工业企业供配电系统一、一、电力系力系统电力是力是现代工代工业的主要的主要动力，在各行各力，在各行各业中都得到了广泛的中都得到了广泛的应用。用。电电力系力系力系力系统统由由由由发电发电厂、送厂、送厂、送厂、送电线电线路、路、路、路、变电变电所、配所、配所、配所、配电电网和网和网和网和电电力力力力负负荷荷荷荷组组成。成。成。成。1.1.1.1.发电

3、发电发电发电发电是将水力、火力、是将水力、火力、风力、核能和沼气等非力、核能和沼气等非电能能转换成成电能能的的过程。我国以水利和火力程。我国以水利和火力发电为主，近几年也在主，近几年也在发展核能展核能发电。发电机机组发出的出的电压一般一般为 6 10 KV。2.2.2.2.输电输电输电输电输电就是将就是将电能能输送到用送到用电地区或直接地区或直接输送到大型用送到大型用电户。输（送）（送）电网是由网是由35KV及以上的及以上的输电线路与其相路与其相连接的接的变电所所组成，它成，它是是电力系力系统的主要网的主要网络。输电是是联系系发电厂和用厂和用户的中的中间环节。输电过程中程中,一般将一般将发电机

4、机组发出的出的 610KV 电压经升升压变压器器变为 35500KV 高高压，通，通过输电线可可远距离将距离将电能能传送送到各用到各用户，再再利用降利用降压变压器将高器将高压变为 610KV 高高压。3.3.配电配电配电配电配电是由配电是由10KV级以下的配电线路和配电级以下的配电线路和配电(降压降压)变压器所组成。变压器所组成。它的作用是将电能降为它的作用是将电能降为380/220V低压再分配到各个用户的用电低压再分配到各个用户的用电设备设备。三相交流电力网的电压等级：三相交流电力网的电压等级：高压：高压：高压：高压：1KV1KV及以上的电压称为高压。及以上的电压称为高压。及以上的电压称为高

5、压。及以上的电压称为高压。有有1,3,6,10,35,110,330,550KV等。等。低压：低压：低压：低压：1KV1KV及以下的电压称为低压。及以下的电压称为低压。及以下的电压称为低压。及以下的电压称为低压。有有220，380V、660V.对地电压而言，交流对地电压而言，交流对地电压而言，交流对地电压而言，交流250V250V以上为高压，以上为高压，以上为高压，以上为高压，250V250V及其以下为低压。及其以下为低压。及其以下为低压。及其以下为低压。我国工频低压最常用的是我国工频低压最常用的是我国工频低压最常用的是我国工频低压最常用的是380V380V和和和和220V;220V;在井下及

6、其他场合，常采用在井下及其他场合，常采用在井下及其他场合，常采用在井下及其他场合，常采用127V127V和和和和660V660V电压，在安全要求高的场所，还采用电压，在安全要求高的场所，还采用电压，在安全要求高的场所，还采用电压，在安全要求高的场所，还采用50V50V以下的特低电压。以下的特低电压。以下的特低电压。以下的特低电压。直流电压：常用直流电压：常用直流电压：常用直流电压：常用110V110V、220V220V、440V440V。直流。直流。直流。直流1500V1500V及其以下属低压。及其以下属低压。及其以下属低压。及其以下属低压。1.1 工业企业供配电系统二、工业企业供电二、工业企

7、业供电二、工业企业供电二、工业企业供电1.1.组成：从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整组成：从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整组成：从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整组成：从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整个电路系统，包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。个电路系统，包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。个电路系统，包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。个电路系统，包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。常见常见常见常见4 4种形式：种形式：种形式：种形式：进线为进线为进线为进线为35KV35KV及以上的大中型企业；及以上的大中型企业；及以上的大中

8、型企业；及以上的大中型企业；进线电压为进线电压为进线电压为进线电压为10KV10KV的中型企业；的中型企业；的中型企业；的中型企业；进线电压为进线电压为进线电压为进线电压为10KV10KV的小型企业；的小型企业；的小型企业；的小型企业；进线电压为进线电压为进线电压为进线电压为0.4KV,0.4KV,容量为不大于容量为不大于容量为不大于容量为不大于160KVA160KVA的小型企业。的小型企业。的小型企业。的小型企业。2.2.工业企业电力负荷分级及供电要求工业企业电力负荷分级及供电要求工业企业电力负荷分级及供电要求工业企业电力负荷分级及供电要求1.1 工业企业供配电系统三、工业企业配电三、工业企

9、业配电1.1.高压配电高压配电高压配电高压配电高压配电线路的联接方式主要是高压配电线路的联接方式主要是放射式放射式、树干式树干式和和环式环式等三种基本方式。等三种基本方式。注意了解三种基本配电形式的优缺点！注意了解三种基本配电形式的优缺点！2.2.低压配电线路低压配电线路低压配电线路低压配电线路低压配电线路也有低压配电线路也有放射式放射式、树干式树干式和和环式环式等三种基等三种基本方式。本方式。低压配电线路是由配电室低压配电线路是由配电室(配电箱配电箱)、低压线路、用电线、低压线路、用电线路组成。路组成。通常一个通常一个低压配电线路低压配电线路的的容量容量在几十千伏安在几十千伏安到几百千伏安的

10、范围，负责几十个用户的供电。为了到几百千伏安的范围，负责几十个用户的供电。为了合理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠合理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠性，一般都采用分级供电的方式。性，一般都采用分级供电的方式。即按照用户地域或空间的分布，将用户划分即按照用户地域或空间的分布，将用户划分成供电区和片，通过干线、支线向片、区供电。整个成供电区和片，通过干线、支线向片、区供电。整个供电线路形成一个分级的网状结构。供电线路形成一个分级的网状结构。1.1 工业企业供配电系统变电所变电所配电室配电室放射式配电线路放射式配电线路变电所变电所配电室配电室树干式配电线路树干式配电线路去教学楼

11、去教学楼去宿舍去宿舍食堂食堂干线干线干线干线干线干线2#生活区生活区配电柜配电柜1#教学区教学区配电柜配电柜3#实验区实验区配电柜配电柜实验楼总实验楼总配电箱配电箱X房间房间配电箱配电箱X房间房间配电箱配电箱分支线分支线分支线分支线分支线分支线2层配电箱层配电箱11层配电箱层配电箱1层配电箱层配电箱1#主配主配电柜电柜10kV去报告厅去报告厅实验楼实验楼配电变压器配电变压器配电柜配电柜第二节电气事故一、电气事故概要电气事故具有以下特点：1电气事故危害大2电气事故危险直观识别难3电气事故涉及领域广4电气事故的防护研究综合性强第二节电气事故二、电气事故的类型触电事故电击电伤静电危害事故雷电灾害事故

12、电气火灾爆炸事故射频电磁场危害电气系统故障危害第二节电气事故三、触电事故的分布规律大量的统计资料表明，触电事故的分布是具有规律性的。触电事故的分布规律为制定安全措施，最大限度地减少触电事故发生率提供了有效依据。根据国内外的触电事故统计资料分析，触电事故的分布具有如下规律。1触电事故季节性明显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.电气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误操作事故多第二节电气事故触电事故的分布规律并不是一成不变的，在一定的条件下，也会发生变化。例如，对电气操作人员来说，高压触电事故反

13、而比低压触电事故多。而且，通过在低压系统推广漏电保护装置，使低压触电事故大大降低，可使低压触电事故与高压触电事故的比例发生变化。上述规律对于电气安全检查、电气安全工作计划、实施电气安全措施以及电气设备的设计、安装和管理等工作提供了重要的依据。第三节电流对人体的作用电流通过人体、会引起人体的生理反应及机体的损坏，有关电流人体效应的理论和数对于制定防触电技术的标准，鉴定安全型电气设备，设计安全措施，分析电气事故，评价安全水平等是必不可少的。一、人体阻抗一、人体阻抗人体总阻抗包括皮肤阻抗和人体内阻抗。发生触电时，人体总阻抗值由电流通路、接触电压、通电时间、频率、皮肤湿度、接触面积、施加压力和温度等因

14、素决定。（1）皮肤阻抗（IEC479-1:1984）（2）人体内阻抗（3）人体总阻抗1.皮肤阻抗ZP皮肤由外层的表皮和表皮下面的真皮组成。表皮最外层的角质层，其电阻很大，在干燥和清洁的状态下，其电阻率可达11051106m。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。皮肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容。皮肤阻抗值与接触电压、电流幅值和持续时间、频率、皮肤潮湿程度、接触面积和施加压力等因素有关。当接触电压小于50V时，皮肤阻抗随接触电压、温度、呼吸条件等因素影响有显著的变化，但其值还是比较高的；当接触电压在50100V时，皮肤阻抗明显下降，当皮肤击穿

15、后，其阻抗可忽略不计。2.体内阻抗Zi体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗，虽存在少量电容，但可以忽略不计。因此，体内阻抗基本上可以视为纯电阻。体内阻抗主要决定于电流途径。当接触面积过小，例如仅数平方毫米时，体内阻抗将会增大。如图所示为不同电流途径的体内阻抗值，图中数值是用与手一手内阻抗比值的百分数表示的。无括号的数值为单手至所示部位的数值；括号内的数值为双手至相应部位的数值。如电流途径为单手至双脚，数值将降至图上所标明的75%；如电流途径为双手至双脚，数值将降至图上所标明的50%。3.人体总阻抗 ZT 人体总阻抗是包括皮肤阻抗及体内阻抗的全部阻抗。接触电压大致在 50V 以下时，由于皮肤阻抗的变

16、化，人体阻抗也在很大的范围内变化；而在接触电压较高时，人体阻抗与皮肤阻抗关系不大。在皮肤被击穿后，近似等于体内阻抗。另外，由于存在皮肤电容，人体的直流电阻高于交流阻抗。通电瞬间的人体电阻叫做人体初始电阻。在这一瞬间，人体各部分电容尚未充电，相当于短路状态。因此，人体初始电阻近似等于体内阻抗，其影响因素也与体内阻抗相同。根据试验，在电流途径从左手到右手或从单手到单脚、大接触面积的条件下，相应于 5%概率的人体初始电阻为 500。在皮肤干燥时，人体工频总阻抗一般为10003000。二、电流对人体的作用电流对人体的作用指的是电流通过人体内部对于人体的有害作用，如电流通过人体时会引起针刺感、压迫感、打

17、击感、痉挛、疼痛乃至血压升高、昏迷、心律不齐、心室颤动等症状。电流通过人体内部，对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、持续时间、途径、种类及人体的状况等多种因素有关，特别是和电流大小与通电时间有着十分密切的关系。左手-右手电流途径的实验资料 mA感觉情况感觉情况初试者百分数初试者百分数5%50%50%95%95%手表面有感觉手表面有感觉0.70.71.21.21.71.7手表面有麻痹似的连续针刺感手表面有麻痹似的连续针刺感1.O1.O2.O2.O3.03.0手关节有连续针刺感手关节有连续针刺感1.51.52.52.53.53.5手有轻微颤动手有轻微颤动,关节有受压迫感关节有受压迫感2.O2

18、.O3.23.24.44.4上肢有强力压迫的轻度痊孪上肢有强力压迫的轻度痊孪2.52.54.04.05.55.5上肢有轻度在孪上肢有轻度在孪3.23.25.25.27.27.2手硬直有瘟孪手硬直有瘟孪,但能伸开但能伸开,已感到有轻度疼痛已感到有轻度疼痛4.24.26.26.28.28.2上肢部、手有剧烈瘟孪上肢部、手有剧烈瘟孪,失去知觉失去知觉,手的前表面有手的前表面有连续针刺感连续针刺感4.34.36.66.68.98.9手的肌肉直到肩部全面痊孪手的肌肉直到肩部全面痊孪,还可能摆脱带电体还可能摆脱带电体7.07.011.011.015.015.0单手-双脚电流途径的实验资料感觉情况感觉情况初

19、试者百分数初试者百分数5%50%95%手表面有感觉手表面有感觉0.92.23.5手表面有麻痹似的针刺感手表面有麻痹似的针刺感1.83.45.0手关节有轻度压迫感手关节有轻度压迫感 ,有强度的连续针刺感有强度的连续针刺感2.94.86.7前肢有压迫感前肢有压迫感4.06.08.0前肢有压迫感前肢有压迫感,足掌开始有连续针刺感足掌开始有连续针刺感5.37.610.0手关节有轻度瘟孪手关节有轻度瘟孪 ,手动作困难手动作困难5.58.511.5上肢有连续针刺感上肢有连续针刺感 ,腕部、特别是手关节有强度痉孪腕部、特别是手关节有强度痉孪6.59.512.5肩部以下有强度连续针刺感肩部以下有强度连续针刺感

20、,肘部以下僵直肘部以下僵直 ,还可以摆脱带电体还可以摆脱带电体7.511.014.5手指关节、躁骨、足眼有压迫感手指关节、躁骨、足眼有压迫感,手的大姆指手的大姆指 (全部全部 )痉痉孪孪8.812.315.8只有尽最大努力才可能摆脱带电体只有尽最大努力才可能摆脱带电体10.01418.01、伤害程度与电流大小的关系电流大小通过人体的电流大小不同，引起人体的生理反应也不同。对于工频电流，按照通过人体的电流大小和人体呈现的不同反应，可将电流划分为感知电流、摆脱电流和致命电流。(1)感知电流和感知阈值。感知电流是指电流流过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流的最小值称为感知阈值。不同的人，感知电流及

21、感知阈值是不同的。成年男性平均感知电流约为1.1mA(有效值，下同)；成年女性约为0.7mA。对于正常人体，感知阈值平均为，并与时间因素无关。感知电流一般不会对人体造成伤害，但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。1、伤害程度与电流大小的关系(2)摆脱电流和摆脱阈值。摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。摆脱电流的最小值称为摆脱阈值。成年男性平均摆脱电流约为16mA；成年女性平均摆脱电流约为；成年男性最小摆脱电流约为9mA；成年女性最小摆脱电流约为6mA；儿童的摆脱电流较成人要小。对于正常人体；摆脱阈值平均为10mA,与时间无关。1、伤害程度与电流大小的关系(3)室颤电流和

22、室颤阈值。室颤电流是指引起心室颤动的最小电流，其最小电流即室颤阈值。由于心室颤动几乎终将导致死亡，因此，可以认为，室颤电流即致命电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50mA 左右；当电流持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百毫安。当电流持续时间小于0.1S 时，只有电击发生在心脏易损期，500mA 以上乃至数安的电流才能够引起心室颤动。室颤电流与电流持续时间的关系大致如图1-4 所示。电流对人体的作用特征电流对人体的作用特征电流（电流（mA）作作用用特特征征50Hz60Hz交流交流直直流流0615开始有感觉开始有感觉手轻微颤抖手轻微颤抖无感觉无感觉2

23、3手指强烈颤抖手指强烈颤抖无感觉无感觉57手部痉挛手部痉挛感觉痒和热感觉痒和热810手已难于摆脱电极，但还能摆脱手已难于摆脱电极，但还能摆脱.手指尖到手腕剧痛手指尖到手腕剧痛热感觉增强热感觉增强2025手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧痛，呼吸困难痛，呼吸困难热感觉大大增强，手部肌肉不强热感觉大大增强，手部肌肉不强烈收缩烈收缩5080呼吸麻痹，心房开始震颤呼吸麻痹，心房开始震颤强烈的热感觉，手部缺肉收缩、强烈的热感觉，手部缺肉收缩、痉挛，呼吸困难痉挛，呼吸困难90100呼吸麻痹，延续呼吸麻痹，延续3秒就会造成心脏秒就会造成心脏麻痹麻痹呼吸麻痹呼吸麻痹300以上以上作用作用

24、01秒以上时，呼吸和心脏秒以上时，呼吸和心脏麻痹，机体遭组织到电流的热破麻痹，机体遭组织到电流的热破坏坏上表从触电事故的统计资料分析得来的.可参考用电安全技术（石油化学工业出版社1977年出版）.电流对人体的作用特征电流对人体的作用特征电流对人体的效应由生理参数（人体的解剖特点、心脏功能状态等）和电气参数（电流的持续时间、通路、种类等）决定。(15100)Hz的正弦交流电流对人体的电流效应被划分为4个区域，人体不同区域内产生的生理效应各不相同，具体情况如表所示（IEC479-1:1984）。直流电流比交流电流易于摆脱。当产生相同的刺激效应时，恒定的直流电流（含有正弦纹波不超过10%有效值的直流

25、）的强度要比交流电流（有效值）大24倍。直流电流对人体的效应由图所示，图中电流效应被划分为4个区域，人体在不同区域内产生的生理效应各不相同，具体情况如表所示。在上述研究的基础上，IEC60990:1999接触电流和保护导体电流的测量方法定义了4种最为重要的人体效应：感知、反应、摆脱、电灼伤。这4种效应中的每一种都有一个单独的阀值。2、伤害程度与电流持续时间的关系通过人体电流的持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。这主要是因为：(1)能量积累。(2)与易损期重合的可能性增大。(3)人体电阻下降。3.伤害程度与电流途径的关系电流通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会使心脏停止跳动，从而导致

26、血液循环中断而死亡。电流通过中枢神经或有关部位，会引起中枢神经严重失调而导致死亡。电流通过头部会使人昏迷，或对脑组织产生严重损坏而导致死亡。电流通过脊髓，会使人瘫痪等。上述伤害中，以心脏伤害的危险性为最大。因此，流经心脏的电流多、电流路线短的途径是危险性最大的途径。4.伤害程度与电流种类的关系100Hz以上交流电流、直流电流、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。(1)100Hz以上交流电流的效应。100Hz以上的频率在飞机(400Hz)、电动工具及电焊(可达450Hz)、电疗(45kHz)、开关方式供电(2OkHz1MHz)等方面被使用。高频电流的危险性可以用频率因数来评价。频率因数是指某频率与工频有相应生理效应时的电流阈值之比。某频率下的感知、摆脱、室颤频率因数是各不相同的。4.伤害程度与电流种类的关系(2)直流电流的效应。直流电流与交流电流相比，容易摆脱，其室颤电流也比较高，因而，直流电击事故很少。国际电工委员会建议按图1-6划分直流电流对人体作用的区域范围。(3)特殊波形电流的效应。特殊波形电流最常见的有带直流成分的正弦电流、相控电流和多周期控制正弦电流等。(4)电容放电电流的效应。这里讨论的电容放电电流指持续时间(即电容放电时间常数的3倍)小于10ms的短持续时间脉冲电流。由于作用时间短暂，不存在摆脱阈值问题，但有一个疼痛阈值。