电气及静电安全技术.pptx
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1、主编:朱宝轩主讲:某某某化工安全技术概论化工安全技术概论化工安全技术概论化工安全技术概论第六章第六章 电气安全与静电防护技术电气安全与静电防护技术第一节第一节 电气安全电气安全第二节第二节 静电防护静电防护第三节第三节 防雷电防雷电电气安全案例解析:1999年7月30日,西宁铁二中小学部夏令营的60名师生到青岛一家著名企业的工业园参观。小学生霍鹏在碧波荡漾的如意湖边照相,不慎落水。为救小学生,霍鹏的同学、老师、导游、公司员工等19人纷纷跳下湖结果,有七个大人被夺去了生命。孩子都获救了。医生诊断结果:触电溺水身亡原因:如意湖内有三台潜水泵和7个水下射灯,事故是由其中一个潜水泵漏电所致。电气安全Q
2、:为什么身亡的七人都是大人?Q:潜水泵虽漏电,但通过湖水与大地相连,接了地,为什么还能电人?A:罪魁祸首是跨步电压电气安全ba20 mUNUEv可见,从漏电点到可见,从漏电点到20m20m外的大地,电压外的大地,电压是逐渐降低的。是逐渐降低的。v大人身高体长,在水大人身高体长,在水中所承受的电压也就中所承受的电压也就大。大。电气事故的类型电气事故电气事故触电事故触电事故人体人体触及触及带电体或带电体或接接近近带电体所造成的伤害带电体所造成的伤害雷电事故雷电事故因雷击造成的电气因雷击造成的电气设备的损坏等设备的损坏等静电事故静电事故是电力运行和生产过是电力运行和生产过程中产生的静电引发的事故程中
3、产生的静电引发的事故电磁场伤害事故电磁场伤害事故高频幅射引起的高频幅射引起的电路故障电路故障本身是设备与线路的本身是设备与线路的事故事故触电事故定义触电事故是指人体或动物碰触带电体时,电流通过人体或动物体而引起的病理、物理效应。由于人体组织有60%以上是由含有导电物质的水分组成的所以人体是良导电体。故当人体未有防护而直接触碰带电体形成电流回路时,电流就会通过人体,产生触电。触电事故触电事故的类型主要包括电击和电伤。1)电击电击电流通过人体,刺激肌体组织,使肌肉非自主地发电流通过人体,刺激肌体组织,使肌肉非自主地发生痉挛性收缩而造成的伤害。生痉挛性收缩而造成的伤害。按照人体触及带电体的方式,电击
4、可分为以下几种按照人体触及带电体的方式,电击可分为以下几种情况:情况:单相触电 两相触电 跨步电压触电触电事故(1)电击的特征:电流比电压对人体的效应更具直接性;触电是最主要的电气事故;是电流通过人体内部直接造成对内部组织的伤害;按电气设备的状态分:直接接触触电和间接接触触电按途径分:单线电击、两线电击、跨步电压电击大部分的触电事故都是由电击造成的。触电事故 (2)单相电击:人体直接接触到电气设备 电力线路中的一相带电导体,或者与高压系统中一相带电导体的距离小于该电压的放电距离,造成其对人体放电,这时电流将通过人体流入大地。A、电源中性点接地的单相触电这时人体处于相电压下,危险较大。通过人体电
5、流:OCBAR0R RrR0触电事故 式中:UP:电源相电压(220V)Ro:接地电阻 4 Rb:人体电阻 1000触电事故B、电源中性点不接地系统的单相触电人体接触某一相时,通过人人体接触某一相时,通过人体的电流取决于人体电阻体的电流取决于人体电阻RbRb与输电线对地绝缘电阻与输电线对地绝缘电阻R R 的的大小。大小。若输电线绝缘良好,绝缘若输电线绝缘良好,绝缘电阻电阻R R 较大,对人体的危害较大,对人体的危害性就减小。性就减小。但导线与地面间但导线与地面间的绝缘可能不良(的绝缘可能不良(R R 较小)较小),甚至有一相接地,这时人体甚至有一相接地,这时人体中就有电流通过。中就有电流通过。
6、R对地绝对地绝缘电阻缘电阻Ib(3)两相电击 这时人体处于线电压下,这时人体处于线电压下,通过人体的电流:通过人体的电流:通过人体的电流:通过人体的电流:触电后果更为严重触电后果更为严重触电后果更为严重触电后果更为严重2 2 2 2)接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体 当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触,将使其外壳带当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触,将使其外壳带电电。当当人触及带电设备的外壳时,相当于单相触电。大多数人触及带电设备的外壳时,相当于单相触电。大多数触电事故属于这一种。触电事故属于这一种。两相触电两相触电Ib为救他,立即断开电
7、源!图图 双极触电双极触电 零线零线火线火线这样是安全的!单单相相触触电电双双相相触触电电U双脚跨步双脚跨步0.8m20m接地点接地点电位分布电位分布跨步电压跨步电压(4 4)跨步电压触电跨步电压触电 在高压输电线断在高压输电线断线落地时,有强大线落地时,有强大的电流流入大地,的电流流入大地,在接地点周围产生在接地点周围产生电压降。如图所示。电压降。如图所示。当人体接近当人体接近接地点接地点时,两脚之间承受跨步电压而触电。跨时,两脚之间承受跨步电压而触电。跨步电压的大小与人和接地点距离,两脚之间的跨距,接地电步电压的大小与人和接地点距离,两脚之间的跨距,接地电流大小等因素有关。流大小等因素有关
8、。一般在一般在20m20m之外之外,跨步电压就降为零。如果误入接地点,跨步电压就降为零。如果误入接地点附近,应双脚并拢或单脚跳出危险区。附近,应双脚并拢或单脚跳出危险区。对地电压、接触电压和跨步电压对地电压、接触电压和跨步电压跨步电压电击电压电压(KVKV)10102035203544446011060110154154220220330330500500安全距离安全距离(M M)0.70.71.001.001.201.201.501.502.002.003.003.004.004.005.005.00人体与高压带电设备应保持的安全距离n电气设备的金属外壳由于设备使用时间太长,内部绝缘老化,造
9、成击穿;或由于安装不良,造成设备的带电部分碰壳;或其他原因会使电气设备的金属外壳带电。人若碰到带电外壳,就要触电,这就是接触电压触电。n接触电压是指人站在带电金属外壳旁,人手触及外壳时,其手、脚之间承受的电位差。接触电压触电触电事故2)电伤电伤是指触电时电流的热效应、化学效应以及电刺激引起的生物效应对人体造成的伤害。电伤多见于肌体外部,而且往往在肌体上留下难以愈合的伤痕。常见的电伤有:电灼伤 皮肤金属化 电烙印 机械损伤 电光眼触电事故v电流直接作用于人体。电流直接作用于人体。v特点:特点:伤害内部伤害内部 致命电流小致命电流小 无明显痕迹无明显痕迹 无预兆无预兆 迅速降低防卫能力迅速降低防卫
10、能力 急救困难急救困难触电伤害事故的特点触电事故2.2.4 触电事故的主要原因缺乏电气安全常识电气安装不符合要求设备有缺陷或故障触电事故触电事故分布规律(1)原因分布 直接接触电击和间接接触电击约各占1/2分布之一:缺乏安全意识超过95%明显违章47%直接关联漏电26%触及高处带电体20%移动式设备25%高压触电38%69月49%专业电工27%连接部位16%多重原因32%分布之二:操作使用中55%施工装拆中25%维护检修中18%触电事故(2)事故成因分布1)季节性明显,69月份最集中;2)低压设备触电事故多;3)便携式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)
11、冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多;7)青、中年人,以及非电工事故多;8)误操作事故多;触电事故伤害程度与电流的关系触电时,通过人体电流的大小是决定人体伤害程度的主要因素之一。按照人体对电流的生理反应强弱和电流对人体的伤害程度,可将电流分为三种。(1)感知电流 是指引起人体感觉但无有害生理反应的最小电流值。男性平均1.1mA,女性平均。(2)摆脱电流 是指人触电后能自主摆脱电源的最大电流。男性为9mA,女性6mA。(3)致命电流 指在较短时间内引起触电者心室颤动而危及生命的最小电流值。一般认为是50mA(通电时间在一秒以上)。触电事故电流对人体的作用人本身就是一种电气设备,这是因为:人的整个
12、神经系统是以电信号和电化学反应为基础的。上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。人只要求正常功能所必要的电能,由于这个能量非常小,因此,系统功能很容易被破坏。电流通过人体头部、脊髓和心脏等器官的危害;热效应会造成人体电灼伤;化学效应会造成电烙印和皮肤金属化;电磁场辐射会导致人头晕、乏力和神经衰弱。电流对人体的作用 心室颤动 数秒数分钟(分钟)死亡波前半部(约)心脏易损(激)区 心室颤动,幅值小,频率高(8001000次/每分钟以上),无规则,发生始于T波的前半部。收缩舒张心室颤动 电流对人体的作用 窒息 窒息缺氧或中枢神经反射室颤.特点:致命时间较长。1020分钟。电休克(昏迷)由于中枢
13、神经反射造成体内功能障碍,昏迷时间长后的死亡。电流对人体的作用电流对人体作用的影响因素电流的大小电流的种类电流的持续时间电流的途径个体特征电流对人体的作用(1)电流大小通常,1mA的工频电流通过人体时,就会使人有不舒服的感觉,1 0mA 电流人体尚可摆脱,称为摆脱电流,而在50mA的电流通过人体时,就会有生命危险。当流过人体的电流达到100mA时,就足以使人死亡。v感知电流感知电流引起感觉的最小电流。如轻微针刺,发麻。引起感觉的最小电流。如轻微针刺,发麻。v 平均平均(概率(概率50%50%),男:),男:1.1 mA ;女:;女:0.7 mAv摆脱电流摆脱电流能自主摆脱带电体的最大电流。能自
14、主摆脱带电体的最大电流。v 平均(概率平均(概率50%50%),),男:男:16mA;女:女:10.5 mAv 最低最低(概率(概率0.5%0.5%),),男男:9mA;女女:6 mAv室颤电流室颤电流引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。v I I颤颤 50 mA 50 mA 适用于当适用于当1s t 1s t 5s5s时时;电流对人体的作用工频电流工频电流(mA)(mA)直流电流直流电流(mA)(mA)男性男性女性女性男性男性女性女性感知电流感知电流1.11.10.70.75.25.23.53.5摆脱电流摆脱电流161610.510.576765151
15、致命电流致命电流5050500(3500(3秒秒),13001300(0.00.03 3秒)秒)电流的种类各种阙值电流的种类各种阙值电流对人体的作用电流对人体的作用通电途径心脏电流系数左手至左脚、右脚或双脚;双手至双脚左手至右手右手至左脚、右脚或双脚背至右手背至左手胸部至右手胸部至左手臂部至左手,右手或双手 1004080307131507(2)电流的途径电流对人体的作用(3)持续时间(3)持续时间t 吸收电能 伤害t 电流重合心脏易损(激)期,危险t 人体电阻 人体电流 伤害t 中枢神经反射 危险电流对人体的作用(4)个体特征 女性较男性敏感,儿童较成人敏感,体重小的较体重大的敏感,患有心脏
16、等疾病的时,遭受电击的危险性较大。电流对人体的作用有分散性特征。即使对于同一个人,多次实验的结果也不一样。电流对人体的作用人体触电时间和通过人体电流对人身肌体反应的曲线人体触电时间和通过人体电流对人身肌体反应的曲线电流对人体的作用小结:通过人体电流越小越安全;时间越长获救的可能性越小;左手至前胸的途径最为危险;工频交流伤害最大(25300HZ);老、弱、病、妇较为危险。在线路或设备安装有防止触电的速断保护装置下,人体电流允许电流可按30mA考虑,因此漏电保护开关的动作电流按30mA设计。电流对人体的作用人体电阻人体电阻人体电阻=体内电阻体内电阻+皮肤电阻皮肤电阻体内电阻一般体内电阻一般不低于不
17、低于500500主要由角质层()主要由角质层()角质层越厚,电阻越大角质层越厚,电阻越大人体电阻因人而异,通常以人体电阻因人而异,通常以80010008001000来考虑来考虑电流对人体的作用在在干干燥燥、电电流流途途径径从从左左手手到到右右手手、接接触触面面积积5050 100cm100cm2 2的的条条件件下下,人人体体电阻电阻()见下表。见下表。干燥:干燥:1000100030003000 ,潮湿:,潮湿:500500800800 。电流对人体的作用与皮肤状态有关。与皮肤状态有关。干燥:干燥:1000100030003000 ,潮湿:,潮湿:500500800800 。一般年纪愈大电阻愈
18、大,且男生电阻较女人为大。廋的人比胖的人电阻大,因此,胖子、小孩与女人较易触电。电流对人体的作用线破损火线露出水水晾衣服触电防护技术提高电气设备完好率采用漏电保护装置绝缘屏护和间距 安全电压电工安全用具保证安全载流量接地与接零基本防护原则应使危险的带电体不会被有意或无意地触及。基本防护措施绝缘、屏护和间距绝缘定义:绝缘是用不导电物把带电体封闭起来。绝缘材料的电阻率一般在109欧姆/厘米以上。常用的绝缘材料有陶瓷、橡胶、塑料、云母、玻璃、木材、布、纸、矿物油,以及某些高分子合成材料等。绝缘绝缘破坏在电气设备的运行过程中,绝缘材料会由于电场、热、化学、机械、生物等因素的作用,其性能发生破坏。(1)
19、绝缘击穿(2)绝缘老化(3)绝缘损坏绝缘击穿电压:使绝缘材料产生击穿的最小电压叫做击穿电压,此时的电场强度称材料的耐压强度。气体绝缘击穿后能自动恢复绝缘性能。多次液体击穿可能导致液体失去绝缘性能。固体绝缘击穿后不能恢复绝缘性能。绝缘(1)绝缘击穿施加于电介质上的电场强度高于临界值(击穿场强)时发生的破坏。气体电介质的击穿液体电介质的击穿固体电介质的击穿(2)绝缘老化绝缘老化过程十分复杂,主要有:热老化促使绝缘老化的主要因素是热。多发生在低压电气设备上。原因包括:低分子挥发成分的逸出;材料的解聚和氧化裂解、热裂解、水解;材料分子链继续聚合等过程。绝缘材料都有其极限耐热温度。电老化电老化:由局部放
20、电所致。多发生于高压电气设备。原因包括:局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子;材料局部发热等。(3)绝缘损坏绝缘损坏是指由于:绝缘材料选用不当、电气设备和线路安装不正确或使用不合理时,导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀;或受到外界热源、机械因素的作用,在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。另外,动物和植物也可能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。屏护屏护:采用遮栏、护罩、箱匣、金属管等装置把带电体与外界隔开。类型:有永久性与临时性装置固定式与移动式装置使用要求:应与警示标志及联锁装置配合使用屏护和间距v一般要求一般要求材料有足够的机械强度和良好的
21、耐火性能材料有足够的机械强度和良好的耐火性能变配电设备应有完善的屏护装置变配电设备应有完善的屏护装置屏护和间距屏护装置的安全屏护装置的安全条件条件尽管尽管屏护装置是简单装置屏护装置是简单装置,但为了保证其有效性但为了保证其有效性,须须 满足满足如下的条件如下的条件:屏屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能。护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能。屏护装置应有足够的尺寸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与带电体之间应保持必要的距离。遮栏遮栏、栅栏等屏护装置上应有、栅栏等屏护装置上应有 “止步止步,高压危险高压危险!”等标等标志。志。必要时应配合采用声光报警
22、信号和联锁装置。必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。网眼网眼遮栏与带电体之间的距离遮栏与带电体之间的距离额定电压/kv1102035最小距离/m0.150.350.6屏护和间距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。间距的作用是防止人体触及或接近带电体造成触电事故;避免车辆或其他器具碰撞或过分接近带电体造成事故;防止火灾、过电压放电及各种短路事故,以及方便操作。在间距的设计选择时,既要考虑安全的要求,同时也要符合人-机工效学的要求。不同电压等级、不同设备类型、不同安装方式、不同的周围环境所要求的间距不同。屏护和间距v线路间距线路间距架架空空线
23、线路路应应避避免免跨跨越越建建筑筑物物,必必须须跨跨越越时时,应取得有关部门的同意。应取得有关部门的同意。屏护和间距v临时线路间距临时线路间距临临时时线线路路应应用用电电杆杆或或沿沿墙墙用用合合格格瓷瓷瓶瓶固固定定架架设设,导导线线距距地地面面的的高高度度室室内内应应不不低低于于.米米,室室外外不不低低于于.米米,与与道道路路交交叉叉跨跨越越时时不不低低于于米。米。屏护和间距(单位:单位:m)屏护和间距设备间距变压器与四壁的间距应大于米;一般开关设备安装高度为米;拉线开关高度可取3米;明装插座离地面高度可取米;检修间距在高压无遮栏操作中,人体或工具与带电体的间距10KV以下应米、2035KV应
24、 米;在线路上工作时,人体或工具与带电导线的间距10KV以下应米、35KV应 米。屏护和间距安全电压:使通过人体的电流不超过允许范围的电压值,也称安全特低电压。安全电压是低压,但低压不一定是安全电压。安全电压保护原理:通过对系统中可能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。安全电压n电业安全工作规程中规定:电气设备对地电压在250V以上者称为高压,电气设备对地电压在250V及以下者称为低压。n我国规定的安全电压是指36V、24V、12V。n国际电工委员会(IEC)规定的接触电压限值(相当于安全电压)为50V、并规定25V以下不需考虑防止
25、电击的安全措施。n我国规定工频电压有效限值为50V,直流电压的限值为120V。潮湿环境中工频电压有效值限值为25V,直流电压限值为60V。安全电压(国家有关标准规定)凡特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42V安全电压;凡有电击危险环境使用的手执照明和局部照明应采用36V或24V安全电压;凡金属容器内、隧道内、水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄、行动不便的特别危险环境或特别潮湿环境应使用的手提照明灯采用12V安全电压;水下作业等特殊场所应采用6V安全电压。安全电压(1)种类和功能绝缘安全用具分为基本安全用具和辅助安全用具。绝缘杆和绝缘夹钳 二者都作为基本安全用具。绝缘手套和绝缘靴
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