电气安全工程培训讲义.ppt
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1、电气安全工程电气安全工程 电气安全电气安全主要包括主要包括人身安全人身安全与与设备安全设备安全两两个方面:个方面:人身安全人身安全是指在从事工作和电气设备是指在从事工作和电气设备操作使用过程中人员的安全;操作使用过程中人员的安全;设备安全设备安全是指电是指电气设备及有关其他设备、建筑等的安全。气设备及有关其他设备、建筑等的安全。具体的归纳起来电气安全工作的主要内容有以下具体的归纳起来电气安全工作的主要内容有以下6 6个方面:个方面:(1 1)研究并采取各种有效的安全技术措施。研究并采取各种有效的安全技术措施。(2 2)研究并推广先进的电气安全技术,提高电气安研究并推广先进的电气安全技术,提高电
2、气安全水平。全水平。(3 3)制定并贯彻安全技术标准和安全技术规程。制定并贯彻安全技术标准和安全技术规程。(4 4)建立并执行各种安全管理制度。建立并执行各种安全管理制度。(5 5)开展有关电气安全思想和电气安全知识的教育开展有关电气安全思想和电气安全知识的教育工作。工作。(6 6)分析事故实例,从中找出事故原因和规律。分析事故实例,从中找出事故原因和规律。电气安全工作的意义电气安全工作的意义电气装置设计、安装和检验的最基本要求电气装置设计、安装和检验的最基本要求是:是:保证人身安全和财产安全。保证人身安全和财产安全。人身安全人身安全主要是指防止人身遭受主要是指防止人身遭受电击电击引起引起的伤
3、亡事故;的伤亡事故;财产安全财产安全主要是指防电气火灾、电气设备主要是指防电气火灾、电气设备损坏和工作不正常引起的经济损失。损坏和工作不正常引起的经济损失。据统计,以相同的耗电量相比较,中据统计,以相同的耗电量相比较,中国电击死亡的人数是发达国家的几十倍,国电击死亡的人数是发达国家的几十倍,甚至上百倍;中国电气火灾每年发生的次甚至上百倍;中国电气火灾每年发生的次数几乎接近全部火灾发生总数的数几乎接近全部火灾发生总数的3030,而,而发达国家这一数值不超过百分之几。电气发达国家这一数值不超过百分之几。电气火灾以成为影响中国社会安定和经济发展火灾以成为影响中国社会安定和经济发展的一个必须认真对待的
4、问题的一个必须认真对待的问题内内 容容1 1电气安全概述电气安全概述2 2 触电事故基本对策及概念触电事故基本对策及概念 3 3 触电事故常用对策触电事故常用对策 4 4 电气防火防爆电气防火防爆5 5 防雷防雷6 6 静电危害防护电磁辐射防护静电危害防护电磁辐射防护1 1 电气安全概述电气安全概述电在造福于人类的同时,也会给人类带来灾难。统计资料表明:在工伤事故中,电气事故占有不少的比例。以建筑施工死亡人数为例2005年全国建筑施工触电死亡人数占其全部事故死亡人数的6.54%。我国约每用1.5亿度电就触电死亡1人,而美、日等国约每用2040亿度电才触电死亡1人。据统计,电气火灾约占全部火灾的
5、20%。造成巨大的人员伤亡和经济损失。例如近年来北京市每年发生的数千起火灾中,电气火灾居于首位,成为最大的火灾隐患。一、电气事故分类电气事故分类触电事故触电事故触电事故电流形式(存在形式)的能量引起1.事故案例为救一人,七人丧命为救一人,七人丧命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。小学生霍某在碧波荡漾的如意湖边照相,不慎落水。为救小学生,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。Q&AQ:为什么身亡
6、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跨步电压2.跨步电压(跨步电压(UN)和接地电阻的概念)和接地电阻的概念ba20mUNUE电气火灾爆炸由电火花和电弧的能量所引发。二、电气事故分类二、电气事故分类电气火灾爆炸电气火灾爆炸事故案例事故案例2006年1月17日,日本爱媛县今治市的太阳石油公司四国事业所的10万m3原油储罐发生火灾,造成5人死亡,2人受伤。事故原因在日本,室外储罐火灾事故自1975年至今,已经发生了十余起。大部分都造成了人员伤亡。雷击由大自然的力量分离和积累的电荷能量所引起。据不完全统计,2005年全国共发生雷电灾害
7、1.1万多起,其中,雷击致人伤亡事故700多起,引起火灾或爆炸事故200多起,造成建筑物损坏1100多起,引起供电故障2700多起。2005年全年雷电灾害共造成1300多人伤亡,造成直接经济损失约6亿元,间接经济损失数十亿元。三、电气事故分类三、电气事故分类雷击事故雷击事故1.事故案例事故案例 1989年8月12日山东青岛市黄岛油库火灾、爆炸。引发的大火烧了104小时才扑灭,死亡19人(其中消防人员14人);烧掉原油3.6万吨,油库区沦为一片废墟。直接和间接损失达7千万元。2.危险及危害危险及危害a.引起爆炸和火灾 b.电击电伤c.毁坏设备、设施:汽化的力(水汽化力)d.造成大规模停电。静电事
8、故人为的正负电荷形式的能量四、电气事故分类四、电气事故分类静电事故静电事故1.事故案例事故案例例例1:加油站发生的故事。(视频播放)例例2:1987年哈尔滨亚麻厂大爆炸,死亡59人2.静电危害静电危害静电虽能量不大,不会直接使人致命,但:静电放电引发火灾爆炸静电放电引发火灾爆炸在火灾和爆炸危险场所是十分危险的因素。静电电击静电电击能量虽小,但妨碍生活、工作,妨碍生产、击穿电路元、器件。五、电气事故分类电磁辐射危害电磁辐射危害电磁波形式的能量造成的泛指100kHz以上的频率,100kHz以上才能辐射电磁波广播、通讯设备(数百kHz数千MHz);(如手机:中国GSM系统运行在900MHz上,CDM
9、A则运行在800MHz和1900MHz这两个频率上,新发展起来的WCDMA(3G)则运行在2000MHz基础上。)1.电磁辐射伤害电磁辐射伤害:人体在高频电磁场的作用下,吸收辐射能量,中枢神经系统、心血管系统等会受到伤害。2.电磁辐射危害电磁辐射危害:感应放电,(如高大的金属构架接受电磁波会发生谐振,产生感应电压,较高的电压,能给人明显的电击,或产生火花放电。)在有爆炸性混合物的场所是十分危险达到因素。较高的感应电压会使塔式起重机的工人在挂吊钩时引起危险。心脏起搏器 电磁干扰,产生误动作:航空(起降时打手机危险)日本数控机床轧死人六、电气事故分类电路故障及事故电路故障及事故电能失控,整个电流流
10、通的回路中任何一个环节上的事故及故障。2002年9月23日,内蒙古丰镇市二中因晚上放学时楼梯照明灯损坏,因拥挤,造成21名学生死亡,43名学生受伤。最大15岁,最小13岁。异常停电事故案例2 触电事故基本对策及概念触电事故基本对策及概念一、触电事故的种类1.电击电击 直接接触直接接触电击:触及正常状态下带电的带电体。间接接触间接接触电击:触及正常状态下不带电、而在故障下意外带电的带电体。单线单线电击:人占在地面上,与一线接触。(可以是直接或间接)两线两线电击:人与地面隔离,两手各触一线。(可以是直接或间接;可以是两相,也可以是单相)跨步电压跨步电压电击:(前面已经介绍)2.电伤:电伤:电弧烧伤
11、、电流灼伤、皮肤金属化、电气机械性伤害等。二、电流对人体的作用二、电流对人体的作用人本身就是一种电气设备,人本身就是一种电气设备,这是因为:人人的的整整个个神神经经系系统统是是以以电电信信号号和和电电化化学学反反应应为为基基础础的。的。上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。人人只只要要求求正正常常功功能能所所必必要要的的电电能能,由由于于这这个个能能量量非常小,因此,系统功能很容易被破坏。非常小,因此,系统功能很容易被破坏。1.1.电击致命原因电击致命原因心室颤动心室颤动数秒数分钟(分钟)死亡波前半部(约0.1s)心脏易损(激)区心室颤动,
12、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。收缩舒张心室颤动窒窒息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。电电休休克克(昏迷)由于中枢神经反射造成体内功能障碍,昏迷时间长后的死亡。2.电流效应的影响因素电流效应的影响因素(一)电流值(一)电流值(工频)感知电流感知电流引起感觉的最小电流。如轻微针刺,发麻。平均(概率50%),男:1.1 mA;女:0.7 mA摆脱电流摆脱电流能自主摆脱带电体的最大电流。平均(概率50%),男:16mA;女:10.5 mA最低(概率0.5%),男:9mA;女:6 mA室颤电流室颤电流引起心室发生心室纤维性颤
13、动的最小电流。I颤50mA适用于当1st5s时;I颤50/tmA适用于当0.01st1s时。(二)电流持续时间(二)电流持续时间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(三)电流途径(三)电流途径不同途径,危险性不同,但没有不危险的途径。最危险的是:左手到前胸。判断危险性,既要看电流值,又要看途径。(四)电流种类(四)电流种类高频电流高频电流烧伤比工频电流严重,但电击的危险性较小。冲击电流冲击电流指作用时间0.110ms的电流。种类:方脉冲、正弦波、电容放电脉冲。影响室颤的主要影响因素影响室颤的主要影响因素是It和I2t的值。(I有效值)直流电流直
14、流电流持续时间心脏周期时,室颤阈值为交流的数倍;持续时间200ms时,室颤阈值与交流大致相同。(五)个体特征(五)个体特征因人而异,健康情况、健壮程度、性别、年龄。3.人体电阻人体电阻人体阻抗等值电路RS1、RS2皮肤电阻(皮肤外面的电极与真皮之间的电阻)CS1、CS2皮肤电容(皮肤外面的电极与真皮之间的电容,数PF数F),Ri体内电阻(约为500)CS1RiRS2RS1CS2人体电阻的数值及影响因素人体电阻的数值及影响因素变化范围皮肤表皮最外层角角质质层层其厚度一般不超过0.05 0.2mm,但其电阻率很大,可达11051106m。但数十V即可击穿角质层,使人体阻抗急剧下降。不考虑角质层。干
15、燥的情况下,人体电阻:10003000;潮湿的情况下,人体电阻:500800。影响因素电气参数:U(接触电压)RP,IRP,fXCP;皮肤表面状态:潮湿、导电污物、伤痕、破损;皮肤表面接触状态:接触压力、面积。三、直接接触电击防护三、直接接触电击防护基本防护原则防护原则应使危险的带电体不会被有意或无意地触及。基本防护措施基本防护措施1.绝缘绝缘用绝缘物将带电体封闭起来。2.屏护屏护采用遮栏、护罩、护盖、箱匣隔绝带电体。3.间距间距带电体与地面之间、或与其他设备之带电体与地面之间、或与其他设备之间、或与带电体之间必要的安全距离。间、或与带电体之间必要的安全距离。四、间接接触电击防护基本措施四、间
16、接接触电击防护基本措施防止间接接触电击的技术措施:防止间接接触电击的技术措施:保护接地保护接地保护接零保护接零1.保护接地(保护接地(IT系统)系统)保护接地是最古老的电气安全措施。保护接地是防止间接接触电击的基本安全技术措施对表达IT、TT和TN系统结构及保护方式的两位字母解释:前一位字母:前一位字母:I表示电力系统所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地。T则表示电力系统一点(通常是中性点)直接接地。后一位字母:后一位字母:T表示电气装置的外露可导电部分直接接地(与电力系统的任何接地点无关)。N表示电气装置的外露可导电部分通过保护线与电力系统的中性点联结。保护接地(保护接地(IT系统)系统)保
17、护原理保护原理(适用于各种不接地网)RE与RP(人体电阻)呈并联关系,且RE/RPRE REZ,UP(人体电压)在安全范围内。L1L2L3REIPZIT系统应用范围系统应用范围采用不接地系统,允许带故障运行2h,利用此时间寻找故障点检修;供电连续性、可靠性较有保证。110kV配电网(6kV高压电动机外壳接地保护)煤矿井下低压配电网380V、660V、110V(照明)对安全有特殊要求。(有些液化站气采用)保护接地适用于不接地电网。在这种电网中,凡由于绝缘破坏或其他原因可能呈现危险电压的金属部分,除另有规定外均应接地。保护接地电阻的允许值:低压系统RE4。2.TT系统系统TT系统系统设备外壳及配电
18、网均直接接地。设备外壳及配电网均直接接地。在设备无接地保护(无在设备无接地保护(无RE即即RE为为)的)的情况下,当设备发生碰壳故障时人体电压情况下,当设备发生碰壳故障时人体电压接近于相电压,很危险。接近于相电压,很危险。TT系统保护原理原理 而当有而当有RE保护时保护时,人体电压近似取决于,人体电压近似取决于RE在与在与RN分配分配相电压时的分压大小,同相电压时的分压大小,同相比,可见相比,可见危险性得到了降低危险性得到了降低。但是但是!即使把即使把RE做得很低,如做得很低,如RE1,假设假设RN 4时,时,UP仍有仍有44 V之多,之多,危险并未消除危险并未消除。NL1L2L3RERPRN
19、NTT系统中,单凭RE的作用一般不能将触电危险性到安全范围以内。另外,由于故障回路串联有RE和RN,故障电流不会很大,可能不足以使过电流保护电器动作,故障得不到迅速切除。因此,TT系统,必须配合使用漏电保护装系统,必须配合使用漏电保护装置或过电流保护装置,并优先使用前者。置或过电流保护装置,并优先使用前者。TT系统应用范围及要求主要用于低压共用用户。上海市住宅配电为TT系统。农村低压电网用电设备分散,线路长时采用。3.保护接零(保护接零(TN系统)系统)保护原理保护原理漏电单相短路单相短路电流ISS单相短路保护元件动作迅速切断电源实现保护。ISSL1L2L3RNPENNTN-C系统L3L1L2
20、PEN外露可导电部分电力系统接地点TN-S系统L3L1L2NPE外露可导电部分电力系统接地点TN-C-S系统系统L3L1L2PEN外露可导电部分电力系统接地点PEN应用与类型适用适用保护接零适用于低压中性点直接接地的三相四线配电网。此系统中,凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接零。三种方式:三种方式:TN-S系统、系统、TN-C-S系统、系统、TN-C系统系统TN-S可用于爆炸、火灾危险性较大或安全要求高的场所,宜用于独立附设变电站的车间。也适用于科研院所、计算机中心、通信局站等。正常工作条件下,外露导电部分和保护导体呈零电位最“干净”的系统。TN-C-S宜用于厂内设有总变电站,
21、厂内低压配电场的所及民用楼房。TN-C可用于爆炸、火灾危险性不大,用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。3 3 触电事故常用对策触电事故常用对策一、等电位联结一、等电位联结目的目的构成等电位空间1.主等电位联结主等电位联结(MainEquipotentialBonding)在建筑物的进线处将PE干线、设备PE干线、进水管、总煤气管、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。2.辅助等电位联结辅助等电位联结(SupplementeryEquipotentialBonding)在某一局部将上述管道构件相连结。(作为补充,进一步提高安全水平)1保护线;
22、2总等电位联结线;3接地线;4辅助等电位联结线;B总等电位联结(接地)端子板;N外露导电部分;C装置外导电部分;P金属水管干线;T接地极建筑物内总等电位联结图建筑物内总等电位联结图二、双重绝缘和加强绝缘二、双重绝缘和加强绝缘1.双重绝缘双重绝缘是兼有工作绝缘和保护绝缘的绝缘。工工作作绝绝缘缘又称基本绝缘或功能绝缘,是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘。位于带电体与不可触及金属件之间。保保护护绝绝缘缘又称附加绝缘,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与可触及金属件之间。2.加加强强绝绝缘缘是基本绝缘经改进,在绝缘强度和机械性能上具备了与双重
23、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典型结构双重绝缘和加强绝缘典型结构(a)(b)123121234545124(c)(d)(e)(f)1工作绝缘;2保护绝缘;3不可触及的金属;4可触及的金属;5加强绝缘4.双重绝缘和加强绝缘的绝缘电阻双重绝缘和加强绝缘的绝缘电阻在直流电压为500V的条件下进行测试。工作绝缘的绝缘电阻不得低于2M;保护绝缘的绝缘电阻不得低于5M;加强绝缘的绝缘电阻不得低于7M。5.识别和选用识别和选用具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备。类设备无须再采取接地、接零等安全措施。标标志志:“回回”作为类设备技术信息一部分。手持
24、电动工具应优先选用手持电动工具应优先选用类设备。类设备。三、特低电压三、特低电压特特低低电电压压又称安安全全特特低低电电压压,是属于兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措施。1.保护原理保护原理通过对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。2.2.特低电压额定值特低电压额定值特低电压额定值(工频有效值)的等级:特低电压额定值(工频有效值)的等级:42V、36V、24V、12V和6V选用选用:根据使用环境、人员和使用方式等因素确定。3.3.特低电压特低电压&安全电源安全电源根据国际电工委员会相关的导则中有关慎用“安全”一词
25、的原则,上述安全电压的说法仅作为特低电压保护型式的上述安全电压的说法仅作为特低电压保护型式的表示表示,即:不能认为仅采用了“安全”特低电压电源就能防止电击事故的发生!安全特低电压必须由安全电源供电由安全电源供电。可以作为安全电源的主要有:安全隔离变压器蓄电池及独立供电的柴油发电机即使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。具有隔离作用的双线圈变压器具有隔离作用的双线圈变压器 变压器工作原理图变压器工作原理图 不具有隔离作用的自耦变压器不具有隔离作用的自耦变压器不属于安全电源不属于安全电源!单相自耦变压器单相自耦变压器四、漏电保护四、漏电保护漏漏电电保保护护利用漏电保
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