电气安全与静电防护技术精.ppt

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1、电气安全与静电防护技术1 1第1页，本讲稿共68页一、防雷雷雷电电的的产产生与雷生与雷电电的放的放电电 防雷措施防雷措施适用适用规规范范2 2第2页，本讲稿共68页雷电的产生与雷电的放电雷电的产生与雷电的放电雷电的产生与雷电的放电雷电的产生与雷电的放电 人们通常把发生闪电的云称为雷雨云人们通常把发生闪电的云称为雷雨云,一般讲一般讲的雷雨云就是指积雨云。的雷雨云就是指积雨云。云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形成的云。积雨云是一种在强烈垂直对流过程

2、中形成的云。积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，也就就会在云与云之间或云与地之间发生放电，也就是人们平常所说的是人们平常所说的 闪电闪电。3 3第3页，本讲稿共68页 闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪电时云间的摩的形式有云

3、天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。擦就形成了雷声。在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（159090天）。天）。我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。跃，随纬度升高而减少，极地最少。4 4第4页，

4、本讲稿共68页雷电危害按雷电形式按雷电形式可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。1、直击雷破坏2、感应雷破坏A、静电感应雷：B、电磁感应雷3、雷电波引入的破坏：5 5第5页，本讲稿共68页雷电危害雷电危害按雷电出现的物理效应按雷电出现的物理效应按雷电出现的物理效应按雷电出现的物理效应可分成电性可分成电性质破坏、热性质破坏和机械性质破坏质破坏、热性质破坏和机械性质破坏1 1、电性质破坏：、电性质破坏：2 2、热性质破坏：、热性质破坏：3 3、机械性质破坏：、机械性质破坏：6 6第6页，本讲稿共68页当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往有

5、极大的不同，可以概括为：以往有极大的不同，可以概括为：（1 1）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关系最密域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；电子工业、石油化工、金融证券等；（2 2）从二维空间入侵变为三维空间入侵。）从二维空间入侵变为三维空间入侵。（3 3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大

6、，而由此击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。（产生的间接经济损失和影响就难以估计。（4 4）产生上）产生上述特点的根本原因，也就是关键性的特点是雷灾的主要对述特点的根本原因，也就是关键性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。象已集中在微电子器件设备上。7 7第7页，本讲稿共68页 防雷措施防雷措施防雷措施防雷措施防雷装置：防雷装置：避雷针、避雷网、避雷带、避雷针、避雷网、避雷带、避雷线、避雷线、避雷器等。避雷器等。包括：接闪器、引下线、接地装置三部分。（反击）包括：接闪器、引下线、接地装置三部分。（反击）避雷针：保护范围确定避雷针：保护范

7、围确定h/2hhahxr=1.5hPr地面保护半径mh避雷针高度mP高度影响系数；h30m取1，30120m取5.5/h，120取h120mrx避雷针在hx水平面上的保护半径hx被保护物高度mha避雷针的有效高度mrx8 8第8页，本讲稿共68页 避雷器避雷器 分为阀型、管型和氧化锌避雷器分为阀型、管型和氧化锌避雷器 接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。正常时，避雷器内部间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断冲击波，正常时，避雷器内部间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断冲击波，使引入被保护设备的电压为避雷器使引入被保护设备的电压

8、为避雷器“残压残压”，雷电过后，避雷器恢复绝缘状，雷电过后，避雷器恢复绝缘状态。态。被保护被保护设备设备过电压避雷器接地线路9 9第9页，本讲稿共68页 适用规范适用规范适用规范适用规范石油与石油设施雷电安全规范石油与石油设施雷电安全规范GBGB15599-9515599-95 建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 GB50057-94GB50057-94石油库设计规范石油库设计规范GB50074-2002GB50074-2002 石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范GB50160-92GB50160-92交流电气装置的过电压保护和绝缘配合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T

9、620-1997DL/T620-19971010第10页，本讲稿共68页 石油与石油设施雷电安全规范石油与石油设施雷电安全规范石油与石油设施雷电安全规范石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95 GB 15599-95 GB 15599-95 GB 15599-951 1主题内容与适用范围主题内容与适用范围 本规范规定了石油和石油产品在生产、运输、本规范规定了石油和石油产品在生产、运输、贮存、销售、使用过程中避免或减少石油设备雷电贮存、销售、使用过程中避免或减少石油设备雷电危害的基本原则和措施。危害的基本原则和措施。本规范适用于石油设备的雷电安全保护。本规范适用于石油设备的雷电安全保护

10、。2 2引用标准（略）引用标准（略）3 3预防雷电危害的基本原则（略）预防雷电危害的基本原则（略）4 4预防雷电危害的技术措施（略）预防雷电危害的技术措施（略）5 5预防雷电危害的管理措施（略）预防雷电危害的管理措施（略）1111第11页，本讲稿共68页二、防静电静电的产生石油静电的产生静电的安全防护适用规范1212第12页，本讲稿共68页 静电的产生静电的产生静电的产生静电的产生 静电现象静电现象 静电的产生静电的产生 物质夺取自由电子，需要能量。物质夺取自由电子，需要能量。如果物质间进行摩擦，产生电子转移。但两个物质表面接如果物质间进行摩擦，产生电子转移。但两个物质表面接触后，只要把他们迅

11、速拉开，也足以产生静电。触后，只要把他们迅速拉开，也足以产生静电。静电产生的基本、重要的因素应当认为是，物质相互密切静电产生的基本、重要的因素应当认为是，物质相互密切接触和迅速剥离。接触和迅速剥离。1313第13页，本讲稿共68页 产生静电的内因产生静电的内因物质逸出功（电子脱离物质表面所需要作的功）不同物质逸出功（电子脱离物质表面所需要作的功）不同。物质电阻率不同。物质电阻率不同。产生静电的外因产生静电的外因紧密接触（紧密接触（2510251088cm)cm)与迅速分离。与迅速分离。附着带电。附着带电。感应起电。感应起电。极化起电。极化起电。流动带电。流动带电。喷出带电。喷出带电。飞沫带电。

12、飞沫带电。静电的积累静电的积累1414第14页，本讲稿共68页 电阻率与泄漏半衰期的关系电阻率与泄漏半衰期的关系电阻率电阻率cmcm半衰期半衰期s s101017171200012000101016161200120010101515120120101014141212101013131.21.2101012120.120.12101011110.0120.012101010100.00120.001210109 90.000120.000121515第15页，本讲稿共68页 石油静电的产生石油静电的产生石油静电的产生石油静电的产生 输油管线中静电的产生输油管线中静电的产生流动带电。流动带电。

13、管线材质管线材质影响。如高分子塑料管与钢管比较，前者带静电高影响。如高分子塑料管与钢管比较，前者带静电高8 8倍。倍。管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大。管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大。管线长度管线长度与带电量成正比，如管线设有过滤分离器、过滤网等，带电量有与带电量成正比，如管线设有过滤分离器、过滤网等，带电量有时会增加时会增加1010200200倍。因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大管径和增倍。因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大管径和增设缓冲罐等措施，都是必要的。设缓冲罐等措施，都是必要的。泵转速的影响。泵转速的影响。油温的影响。油温的影响。石

14、油的导电率随油温的升高而增大；石油的导电率随油温的升高而增大；但也有相反的理论但也有相反的理论。流速，流速，mm3 3/min/min泵内静电，泵内静电，AA管线内静电，管线内静电，AA1001002002003003004004000.0230.0230.0300.0300.0850.0850.0900.0900.0280.0280.0680.0680.1000.1000.2200.2201616第16页，本讲稿共68页混入微粒子、空气和水的影响。混入微粒子、空气和水的影响。当石油类中混入铁锈等微粒子以当石油类中混入铁锈等微粒子以胶状分散时会增大带电量；当空气和其他气体泡混入石油类中时，胶状

15、分散时会增大带电量；当空气和其他气体泡混入石油类中时，在流动开始瞬间，试验证明与正常流动比产生约在流动开始瞬间，试验证明与正常流动比产生约100100倍的静电；水倍的静电；水的混入因情况不同而不同，一般也会增加静电。的混入因情况不同而不同，一般也会增加静电。混合和搅拌引起的静电混合和搅拌引起的静电当贮罐内存在水和杂质时，会产生大量静电。当贮罐内存在水和杂质时，会产生大量静电。喷出引起的静电喷出引起的静电若发生喷溅和泡沫会引起大量静电，应引起重视。若发生喷溅和泡沫会引起大量静电，应引起重视。沉降引起的静电沉降引起的静电影响贮罐内静电产生量的几个因素影响贮罐内静电产生量的几个因素底部装油与喷溅装油

16、；油流出口与油面的距离；不同油品混合发生爆底部装油与喷溅装油；油流出口与油面的距离；不同油品混合发生爆炸；罐底沉降水被搅起；蒸汽清洗油罐会产生很高的静电电位；时间炸；罐底沉降水被搅起；蒸汽清洗油罐会产生很高的静电电位；时间因素（最大静电电位产生有延迟）。因素（最大静电电位产生有延迟）。1717第17页，本讲稿共68页 铁路槽车静电主要来自泵和过滤器，一般过滤器设置在离装油口铁路槽车静电主要来自泵和过滤器，一般过滤器设置在离装油口100100米外，米外，使有充足的时间逸散电荷。使有充足的时间逸散电荷。汽车油罐车静电主要来自泵管道和过滤器，在注油过程中，油面电位随汽车油罐车静电主要来自泵管道和过滤

17、器，在注油过程中，油面电位随油面升高而升高，到达一定值后又开始下降。油面升高而升高，到达一定值后又开始下降。油轮静电事故的产生：用水冲洗油油舱（测试表明冲洗很短时间，油仓中心电位油轮静电事故的产生：用水冲洗油油舱（测试表明冲洗很短时间，油仓中心电位高达高达40kV40kV）；油舱装油不满，油或压舱水摇晃带电。）；油舱装油不满，油或压舱水摇晃带电。静电危害的条件静电危害的条件 静电的产生静电的产生 放电间隙的存在放电间隙的存在 爆炸危险物质达到爆炸极限爆炸危险物质达到爆炸极限产品产品上限浓度上限浓度下限浓度下限浓度汽油汽油煤油煤油柴油柴油丙烷丙烷丁烷丁烷7.67.65.05.013.513.59

18、.59.59.59.51.41.40.70.76.06.02.22.22.12.1石油产品的爆炸极限（在空气中的浓度体积）1818第18页，本讲稿共68页 静电的安全防护静电的安全防护静电的安全防护静电的安全防护 消除静电的危害主要有两个途径：一是创造条件加速工艺过程中所产生静电消除静电的危害主要有两个途径：一是创造条件加速工艺过程中所产生静电的泄漏或中和，限制静电积累，使其不超过安全限度；二是控制工艺过程，的泄漏或中和，限制静电积累，使其不超过安全限度；二是控制工艺过程，限制静电产生。限制静电产生。第一类方法泄漏法中和法接地增湿加入抗静电剂涂导电涂层感应中和器发射性中和器材料选择工艺设计、操

19、作设备结构第二类方法1919第19页，本讲稿共68页 防止形成危险性混合物防止形成危险性混合物 以不可燃介质代替可燃介质：如用不可燃混合剂进行化学脱脂。以不可燃介质代替可燃介质：如用不可燃混合剂进行化学脱脂。降低爆炸性混合物浓度：通风、抽气等降低爆炸性混合物浓度：通风、抽气等 工艺控制工艺控制 控制流速控制流速 增强静电电荷的衰减：工艺过程总是包含静电的产生和逸散两个区域，因此增强静电电荷的衰减：工艺过程总是包含静电的产生和逸散两个区域，因此可以采取不同的预防静电危害措施。可以采取不同的预防静电危害措施。利用材质搭配控制静电产生：如钢铁和晴纶摩擦，钢铁带负电荷；钢铁利用材质搭配控制静电产生：如

20、钢铁和晴纶摩擦，钢铁带负电荷；钢铁与聚氯乙烯摩擦，钢铁带正电荷。一种方法是系统中分别选择不同材质与聚氯乙烯摩擦，钢铁带正电荷。一种方法是系统中分别选择不同材质容器、管道等，使一处的某种电荷在另一处消除；另一方法是材料混合，容器、管道等，使一处的某种电荷在另一处消除；另一方法是材料混合，使物料流动时不会产生明显静电。如含有使物料流动时不会产生明显静电。如含有4040尼龙和尼龙和6060达科隆的混合纤维达科隆的混合纤维同镀铬表面摩擦时不会产生静电积累。同镀铬表面摩擦时不会产生静电积累。过程过程产生区产生区逸散区逸散区液体在系统流动液体在系统流动过滤器过滤器管道、接受容器管道、接受容器2020第20

21、页，本讲稿共68页 接地接地 增湿增湿增湿主要是增加静电沿介质表面的泄漏，而不是增加通过空气的泄漏。对于表面容易形增湿主要是增加静电沿介质表面的泄漏，而不是增加通过空气的泄漏。对于表面容易形成水膜的介质，如纸张、橡胶等非常有效。成水膜的介质，如纸张、橡胶等非常有效。化学防静电化学防静电防静电剂具有较好的导电性和较强的吸湿性，在高绝缘材料中非常有效。由无机盐表面防静电剂具有较好的导电性和较强的吸湿性，在高绝缘材料中非常有效。由无机盐表面活性剂发展到高分子、有机半导体、高聚物等化学防静电剂。活性剂发展到高分子、有机半导体、高聚物等化学防静电剂。用于聚酯薄膜涤纶片基的防静电剂，烷基二苯醚磺酸甲盐（用

22、于聚酯薄膜涤纶片基的防静电剂，烷基二苯醚磺酸甲盐（DPEDPE），使聚酯薄），使聚酯薄膜表面电子由膜表面电子由10101515欧降至欧降至10107 7欧。欧。用于塑料的防静电剂，酰胺基季胺硝酸盐用于聚氯乙烯（用于塑料的防静电剂，酰胺基季胺硝酸盐用于聚氯乙烯（SNSN）。）。用于纤维的防静电剂，种类较多。用于纤维的防静电剂，种类较多。用于石油的防静电剂，甲基乙烯脂顺丁烯二酸酐的共聚物。用于石油的防静电剂，甲基乙烯脂顺丁烯二酸酐的共聚物。静电消除器静电消除器将气体分子电离产生消除静电所需的离子。将气体分子电离产生消除静电所需的离子。自感应式、外接电源式（工频高压、高频高压、直流高压、离子流）、放

23、射线式、组合式。自感应式、外接电源式（工频高压、高频高压、直流高压、离子流）、放射线式、组合式。防止人体带静电防止人体带静电2121第21页，本讲稿共68页适用规范适用规范防止静电事故通用导则防止静电事故通用导则GBGB 12158-9012158-90液体石油产品静电安全规程液体石油产品静电安全规程GBGB 13348-9213348-92易燃、可燃液体防静电安全管理易燃、可燃液体防静电安全管理 Q/YZG*-*-2004Q/YZG*-*-20042222第22页，本讲稿共68页液体石油产品静电安全规程液体石油产品静电安全规程 GB 13348-92主题内容与适用范围主题内容与适用范围本标准

24、规定了液体石油产品在生产、运输、本标准规定了液体石油产品在生产、运输、贮存、使用过程中防止静电危害的基贮存、使用过程中防止静电危害的基本方法和措施。本方法和措施。本标准适用于液体石油产品。本标准适用于液体石油产品。2323第23页，本讲稿共68页三、防爆爆炸性物质的分类、爆炸性物质的分类、分级与分组分级与分组爆炸性气体环境危险爆炸性气体环境危险区域的划分区域的划分防爆结构防爆结构电气防爆安全技术和电气防爆安全技术和管理管理适用规范适用规范2424第24页，本讲稿共68页爆炸性物质的分类、分级与分组爆炸性物质的分类、分级与分组1.爆炸性物质的分类爆炸性物质的分类爆炸性物质分为三类：爆炸性物质分为

25、三类：类：类：矿井甲烷；矿井甲烷；类：类：爆炸性气体、蒸气；爆炸性气体、蒸气；类：类：爆炸性粉尘、纤维。爆炸性粉尘、纤维。注：分类来源于注：分类来源于中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试行行)（劳动人事部、公安部、国家机械委员会、煤炭工业部、（劳动人事部、公安部、国家机械委员会、煤炭工业部、化学工业部、石油工业部、纺织工业部、轻工业部）化学工业部、石油工业部、纺织工业部、轻工业部）19871987年年 2525第25页，本讲稿共68页2.爆炸性气体的分级爆炸性气体的分级爆炸性气体混合物，爆炸性气体混合物，按其最大试验安全间隙按其最大试验安全间隙（

26、MESGMESG）或最小点燃电流比（）或最小点燃电流比（MICRMICR）分级）分级级别级别MESGMESG（mm)mm)MICRMICRA A0.90.90.80.8B B0.5MESG0.0.5MESG0.9 90.45MICR0.80.45MICR0.8C C0.50.50.450.452626第26页，本讲稿共68页MESGMESG（最大试验（最大试验安全间隙）安全间隙）-爆炸性爆炸性气体在标准容器中气体在标准容器中（8000cm8000cm3 3、半球、半球法兰结合面的间隙法兰结合面的间隙长度为长度为25mm25mm的球的球形容器）试验的传形容器）试验的传爆间隙临界值，即爆间隙临界值

27、，即为间隙长度为为间隙长度为25mm25mm时的时的传爆传爆间间隙的最小值。隙的最小值。MICRMICR（最小（最小点燃电流比）点燃电流比）-各种易燃物质各种易燃物质按照它们最小按照它们最小点燃电流值与点燃电流值与实验室的甲烷实验室的甲烷的最小点燃值的最小点燃值之比。之比。2727第27页，本讲稿共68页3.爆炸性气体的分组爆炸性气体的分组按其引燃温度分组。共分、按其引燃温度分组。共分、六组。、六组。组别组别引燃温度引燃温度t t（）T1T1450t450tT2T2300t450300t450T3T3200t300200t300T4T4135t200135t200T5T5100t135100t

28、135T6T685t10085t1002828第28页，本讲稿共68页4.举例举例分分类类MESGMESGMICRMICR引燃温度（引燃温度（）与组别）与组别 T1T1T2T2T3T3T4T4T5T5T6T6450t450t300300t450t450200200t300t300135135t200t200100100t135t13585850.80.8乙烷、乙烷、苯、二苯、二甲苯甲苯 丁烷、丁烷、丙烯、丙烯、乙苯乙苯己烷、己烷、柴油、柴油、汽油、汽油、石脑油石脑油乙醛、乙醛、B B0.5MES0.5MESG0.9G0.90.45MICR0.45MICR0.80.8焦炉煤焦炉煤气、丙气、丙炔炔

29、乙烯、乙烯、丁二烯丁二烯硫化氢、硫化氢、二甲醚二甲醚四氟乙四氟乙烯、二烯、二乙醚乙醚C C0.50.50.45270270）、）、T12T12（200200270270）、）、T13T13（150150200200）分区：爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，分区：爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：按下列规定进行分区：1010区：连续出现或长期出现爆炸性粉尘混合物的环境；区：连续出现或长期出现爆炸性粉尘混合物的环境；1111区：有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。区：有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现

30、爆炸性粉尘混合物的环境。范围：根据粉尘的量、释放率、浓度和物理特性以及同类企业相似厂房的实践经验等范围：根据粉尘的量、释放率、浓度和物理特性以及同类企业相似厂房的实践经验等确定。确定。设备选型：除可燃性非导电粉尘和可燃纤维的设备选型：除可燃性非导电粉尘和可燃纤维的1111区环境采用防尘结构（标志区环境采用防尘结构（标志DPDP），），1010区区及其它爆炸性粉尘环境及其它爆炸性粉尘环境1111区均采用尘密结构（标志区均采用尘密结构（标志DTDT）；并按照粉尘的不同引燃）；并按照粉尘的不同引燃温度选择不同易燃温度组别的电气设备。温度选择不同易燃温度组别的电气设备。3434第34页，本讲稿共68页

31、4.举例举例ExdBT3Ex防爆标志（EEx）d隔爆型B爆炸性气体分级（高于A，低于C）T3爆炸性气体分组（高压T2，低于T4）3535第35页，本讲稿共68页 火灾危险环境火灾危险环境分类：可燃液体：柴油、润滑油、变压器油等；分类：可燃液体：柴油、润滑油、变压器油等；可燃粉尘：铝粉、焦炭粉、煤粉、合成树脂粉等；可燃粉尘：铝粉、焦炭粉、煤粉、合成树脂粉等；固体状可燃物质：煤、焦炭、木等；固体状可燃物质：煤、焦炭、木等；可燃纤维：棉花纤维、合成纤维等。可燃纤维：棉花纤维、合成纤维等。危险区域划分：根据火灾事故发生的可能性和后果，以及危险程度和危险区域划分：根据火灾事故发生的可能性和后果，以及危险

32、程度和物质状态不同划分：物质状态不同划分：2121区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。能引起火灾危险的环境。2222区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上可能引起火灾危险环境。形成爆炸混合物，但在数量和配置上可能引起火灾危险环境。2323区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险环境。环境。3636第36页，本讲稿共68页 火灾危险环境的电气装置火灾危

33、险环境的电气装置2121区区2222区区2323区区电机电机固定安装固定安装IP44IP44IP54IP54IP21IP21移动式、移动式、携带式携带式IP54IP54IP54IP54电器和电器和仪表仪表固定安装固定安装充油型、充油型、IP54IP54、IP44IP44IP54IP54IP44IP44移动式、移动式、携带式携带式IP54IP5444IP44IP照明照明灯具灯具固定安装固定安装IP2XIP2XIP54IP54IP2XIP2X移动式、移动式、携带式携带式IP5XIP5X配电装置配电装置接线盒接线盒3737第37页，本讲稿共68页 安全栅安全栅安全栅安全栅安全栅是构成安全火花防爆系统

34、的关键仪表，它的作用安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，它的作用是一方面保证信号的正常传输；另一方面控制流入危险是一方面保证信号的正常传输；另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全无火花性能。下，以确保系统的安全无火花性能。安全栅是一种特殊的关联设备，接在本安型和非本安型安全栅是一种特殊的关联设备，接在本安型和非本安型电路之间，电路之间，它包括安全栅元件或安全栅电路，如熔断它包括安全栅元件或安全栅电路，如熔断器、电阻器和并联的二极管等。将供给本安型电路的电器、电阻器和并联的二极管等。将供给本安型

35、电路的电压和电流限制在一定安全水平之内。压和电流限制在一定安全水平之内。常用的安全栅有齐纳式安全栅和隔离式安全栅。常用的安全栅有齐纳式安全栅和隔离式安全栅。3838第38页，本讲稿共68页 齐纳式安全栅齐纳式安全栅基于齐纳二极管方向击穿特性来工作的。基于齐纳二极管方向击穿特性来工作的。现场发生故障，限流电阻将电流限制在安全范围。现场发生故障，限流电阻将电流限制在安全范围。齐纳二极管将电源电压限制在安全电压以内，两只齐纳二极管齐纳二极管将电源电压限制在安全电压以内，两只齐纳二极管是为了提高可靠性。是为了提高可靠性。发生高电压时，齐纳二极管击穿，同时快速熔断器熔断，保证发生高电压时，齐纳二极管击穿

36、，同时快速熔断器熔断，保证过电压与现场隔离。过电压与现场隔离。限流电阻快速熔断器齐纳二极管危险侧安全侧3939第39页，本讲稿共68页 隔离式安全栅隔离式安全栅 它在供电和信号传输线路中采用了变压器隔离措施，具有电子限流和限它在供电和信号传输线路中采用了变压器隔离措施，具有电子限流和限压功能，进一步提高了安全可靠性。压功能，进一步提高了安全可靠性。分为检测端（输入式）安全栅和操作端（输出式）安全栅分为检测端（输入式）安全栅和操作端（输出式）安全栅 24DC24DC直流直流/交流交流转换转换器器整流整流滤波器滤波器T1T1解调解调放大器放大器T2T2调制器调制器整流整流滤波器滤波器限能器限能器输

37、入输入4 420mADC20mADC输出输出4 420mADC20mADC或或1 15VDC5VDC检测端安全栅构成框图检测端安全栅构成框图24DC24DC直流直流/交流交流转换转换器器T1T1调制器调制器解调解调放大器放大器整流整流滤波器滤波器限能器限能器输出输出4 420mADC20mADCT2T2操作端安全栅构成框图操作端安全栅构成框图输入输入4 420mADC20mADC来至变送器来至变送器来至控制仪表来至控制仪表去现场去现场去控制仪表去控制仪表4040第40页，本讲稿共68页 适用规范适用规范适用规范适用规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50

38、058GB500589292电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范规范GB50261GB5026119961996中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试行中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试行)劳人护劳人护(87)36(87)36号号爆炸性气体环境用电气设备第爆炸性气体环境用电气设备第1313部分：爆炸性气体环境用电部分：爆炸性气体环境用电气设备的检修气设备的检修GB3836.12-1997neqIEC79-19:1993GB3836.12-1997neqIEC79-19:19934141第41页，本讲稿共68页四

39、、电气安全措施电流对人体的伤害电流对人体的伤害安全电流、电压规范安全电流、电压规范人体触电方式人体触电方式防止人身触电的技术防止人身触电的技术措施措施电气灭火知识电气灭火知识适用规程适用规程4242第42页，本讲稿共68页电流对人体的伤害电流对人体的伤害电击：电流流过人体内部对内部组织的伤害。电击：电流流过人体内部对内部组织的伤害。心室颤动心室颤动血液循环停止、神经中枢血液循环停止、神经中枢遏止呼吸、遏止呼吸、胸肌收缩胸肌收缩窒息，最危险的伤害！窒息，最危险的伤害！高压电击穿空气高压电击穿空气人体通过电流、低压单相、两相人体通过电流、低压单相、两相 触电、接触电压和跨步电压触电等情况触电、接触

40、电压和跨步电压触电等情况电伤：灼伤、电烙印和皮肤金属化电伤：灼伤、电烙印和皮肤金属化 灼伤：电流热效应产生的电伤，电弧对皮肤烧伤。灼伤：电流热效应产生的电伤，电弧对皮肤烧伤。电烙印：电流化学效应和机械效应产生的电伤，直电烙印：电流化学效应和机械效应产生的电伤，直 接接触、有明显边缘的肿块、皮肤硬化。接接触、有明显边缘的肿块、皮肤硬化。皮肤金属化：电弧下金属高温熔化、蒸发并飞溅渗皮肤金属化：电弧下金属高温熔化、蒸发并飞溅渗 透到皮肤表层造成的电伤，皮肤粗糙硬化。透到皮肤表层造成的电伤，皮肤粗糙硬化。4343第43页，本讲稿共68页1.1.影响电流伤害程度的因素影响电流伤害程度的因素影响电流伤害程

41、度的因素影响电流伤害程度的因素 电流大小电流大小 工频电流对人体的影响工频电流对人体的影响电流大小与伤害程度电流大小与伤害程度电流电流mAmA通过时间通过时间生理反应生理反应0-0.50-0.5连续通电连续通电没有感觉没有感觉0.5-50.5-5连续通电连续通电有感觉、痛感，可摆脱有感觉、痛感，可摆脱5-305-30数分钟内数分钟内痉挛不能摆脱，呼吸困难痉挛不能摆脱，呼吸困难血压上升，极限血压上升，极限30-5030-50数秒至数数秒至数分钟分钟心跳不规则、昏迷、强烈心跳不规则、昏迷、强烈痉挛，心室颤动痉挛，心室颤动50-50-数百数百短于心率短于心率强烈冲击但无心室颤动强烈冲击但无心室颤动长

42、于心率长于心率昏迷、心室颤动，有痕迹昏迷、心室颤动，有痕迹超过超过数百数百短于心率短于心率心室颤动、昏迷，有痕迹心室颤动、昏迷，有痕迹长于心率长于心率心脏停止跳动，昏迷，可心脏停止跳动，昏迷，可能致命能致命名称名称定义定义成年男性成年男性成年女性成年女性感知感知电流电流有感觉的最有感觉的最小电流小电流工工频频1.11.10.70.7直直流流5.25.23.53.5摆脱摆脱电流电流能够自主地能够自主地摆脱电源的摆脱电源的最大电流最大电流工工频频161610.510.5直直流流76765151致命致命电流电流在较短时间在较短时间内危及生命内危及生命的最小电流的最小电流工工频频30305050直直流

43、流13001300（0.3s0.3s）5050（3s3s）4444第44页，本讲稿共68页 人体电阻人体电阻 一般认为人体电阻为一般认为人体电阻为1000100020002000欧姆（不计皮肤角质层电阻）欧姆（不计皮肤角质层电阻）与电压的关系与电压的关系 不同条件下人体电阻不同条件下人体电阻接触电压接触电压V V12.512.531.331.362.562.51251252202202502503803805005001001000 0人体电阻人体电阻 16500165001100011000624062403533530 02222222 22002000 01411417 71131130

44、 0640640流过电流流过电流mAmA0.80.82.842.84101035.235.29999125125268268443443接触电压接触电压V V人体电阻人体电阻 皮肤干燥皮肤干燥皮肤潮湿皮肤潮湿皮肤湿润皮肤湿润皮肤浸入水中皮肤浸入水中1010252550501001002502507000700050005000400040003000300015001500350035002500250020002000150015001000100012001200100010008758757707706506506006005005004404403753753253254545第45页

45、，本讲稿共68页 通电时间长短通电时间长短触电电流大小与触电时间的乘积（称为电击能量）来反映触电的危害程度，一般超过触电电流大小与触电时间的乘积（称为电击能量）来反映触电的危害程度，一般超过50mA.s50mA.s（毫安（毫安.秒）时人就有生命危险。秒）时人就有生命危险。电流频率电流频率一般来说，一般来说，505060Hz60Hz工频交流电对人体伤害最为严重。工频交流电对人体伤害最为严重。允许电流允许电流mAmA505010010020020050050010001000持续时间持续时间s s5.45.41.351.350.350.350.0540.0540.01350.0135电流频率电流频

46、率危害程度危害程度电流频率电流频率危害程度危害程度1010252550505050100100有有5050的死亡率的死亡率有有9595的死亡率的死亡率有有4545的死亡率的死亡率120120200200500500有有3131的死亡率的死亡率有有2222的死亡率的死亡率有有1414的死亡率的死亡率4646第46页，本讲稿共68页 电压高低电压高低电压升高电压升高电流增大；但不成正比。电流增大；但不成正比。电流途径电流途径 人体状况人体状况性别：摆脱电流女性比男性低性别：摆脱电流女性比男性低1/31/3；年龄：小孩比成年人伤害重；年龄：小孩比成年人伤害重；健康：心脏病、神经疾病容易受伤害；健康：

47、心脏病、神经疾病容易受伤害；心理、精神状况；心理、精神状况；电流通过人体的途径电流通过人体的途径流经心脏电流于总电流流经心脏电流于总电流的比例（）的比例（）一只手到另一只手一只手到另一只手左手到脚左手到脚右手到脚右手到脚一只脚到另一只脚一只脚到另一只脚3.33.36.46.43.73.70.40.44747第47页，本讲稿共68页2.2.安全电流、电压规范安全电流、电压规范安全电流、电压规范安全电流、电压规范 安全电流：一般把摆脱电流认为是安全电流；科学实验和事故分析。安全电流：一般把摆脱电流认为是安全电流；科学实验和事故分析。安全电流值：交流安全电流值：交流50Hz10mA50Hz10mA；

48、直流；直流50mA50mA。安全电压：为了防止触电事故而采取的特定电源供电的电压系列，是制定安全措安全电压：为了防止触电事故而采取的特定电源供电的电压系列，是制定安全措施的依据。施的依据。人体电阻（人体电阻（17001700欧）、接触电压欧）、接触电压摆脱电流（摆脱电流（30mA30mA）的关系；通常认为低于）的关系；通常认为低于40V40V的交流电的交流电压为安全电压。压为安全电压。IECIEC为为50V50V以下，并规定以下，并规定25V25V以下时不需要考虑防电击的安全措施。以下时不需要考虑防电击的安全措施。安全电压等级：安全电压等级：4242、3636、2424、1212、6V6V，超

49、过，超过24V24V时应有安全措施。时应有安全措施。应用：应用：安全电压（交流有效值）安全电压（交流有效值）选用举例选用举例额定值额定值空载上限值空载上限值42425050在有触电危险的场所使用的移动工具在有触电危险的场所使用的移动工具36364343在矿井、多导电粉尘等在矿井、多导电粉尘等242412126 6262615158 8可供某些人体可能偶然触及带电体的设可供某些人体可能偶然触及带电体的设备选用。潮湿、塔罐灯场所的行灯。备选用。潮湿、塔罐灯场所的行灯。4848第48页，本讲稿共68页3.3.人体触电方式人体触电方式单相触电、两相触电（直接接触触电）、跨步电压触电、接触单相触电、两相

50、触电（直接接触触电）、跨步电压触电、接触电压触电，还有高压触电和雷击触电。电压触电，还有高压触电和雷击触电。单相触电单相触电 中性点直接接地方式中性点直接接地方式Ir=Ux/(Rg+Rr)=Ux/Rr(RrRg)Ir=Ux/(Rg+Rr)=Ux/Rr(RrRg)与人体电阻比接地体电阻很小，电压几与人体电阻比接地体电阻很小，电压几乎全部加在人体上。危险！乎全部加在人体上。危险！如果穿上绝缘鞋或站在绝缘垫上，如果穿上绝缘鞋或站在绝缘垫上，通过人体电流就会很小。通过人体电流就会很小。单相触电单相触电 中性点不接地方式中性点不接地方式电流经过人体与其他两相的对地阻抗电流经过人体与其他两相的对地阻抗Z