建筑电气安全技术

第7章建筑电气安全技术主要内容随着国民经济的迅速发展及人民生活水平的不断提高，电力已成为工农业生产、科研、城市建设、市政交通和人民生活不可缺少的能源。随着用电设备和负荷的增加，用电安全的问题愈来愈突出。这是因为电力的生产和使用有它的特殊性，在生产和使用过程中，若不注意安全，则会造成人身伤亡事故和国家财产的巨大损失。因此，安全用电在生产领域和生活领域更具有特殊的重大意义。下一页第7章建筑电气安全技术主要内容下一页尽管电气事故多种多样，其原因不外是以下三个方面：一、缺乏安全知识；二、电气设备的安装、使用和维修不符合安全规程；三、没有安全工作制度。电气安全技术的主要内容是掌握人身触电事故的规律性及防护技术，保证电气作业的技术措施和组织措施及有关电气安全用具的要求。第7章建筑电气安全技术7.5电涌保护技术主要内容返回目录7.1触电事故及救护7.2接地7.3建筑工程的防雷系统7.4漏电保护技术7.1触电事故及救护主要内容返回所谓触电，多是因为人体有意或无意地与正常带电体接触或与漏电的金属外壳接触，使人体的某两点之间被加上电压，例如，手和手的两点间或手与脚的两点间等，在这两点之间形成电流，即触电电流。7.1.1触电对人体的伤害形式7.1.2影响触电严重程度的因素7.1.3触电的规律及预防措施本节小结7.1.1触电对人体的伤害形式主要内容返回触电的伤害形式主要有两类：电击和电伤。1.电击电流通过人体造成内部器官损坏，产生呼吸困难，严重时，造成心脏停止跳动而死亡，而体表没有痕迹。这种情况叫做电击。2.电伤由于电流的热效应、化学效应、机械效应以及在电流作用下，使熔化蒸发的金属微粒侵袭人体皮肤而遭受灼伤、烙伤和皮肤金属化的伤害，叫做电伤，严重时也能致命。7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容下一页1.电流流经人体的效应电流对人体的危害是多方面的，电流通过心脏会造成功能紊乱即室性纤颤，使人体因大脑缺氧而迅速死亡；电流通过中枢神经系统的呼吸控制中心可使呼吸停止；电流的热效应会造成电灼伤；电流的化学效应会造成电烙印和皮肤金属化；电磁场能量也会由于辐射作用造成人体的不适应。电流对人体的危害程度与通过人体的电流强度、持续时间、电压、频率、通过人体的途径及人体的健康状况等因素有关。7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材电流通过人体的效应是研究触电安全技术、制定安全防护标准及设计医用等有关电气设备的基本依据之一，因此国内、外科技人员对此进行了大量的实验研究工作，并取得了相应成果。国际电工委员会（IEC）关于《电流通过人体效应》是众多研究成果中具有代表性和权威性的成果，目前我国正采用这项标准。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容2.影响触电对人体危害程度的因素（1）电流大小的影响：不同的电流会引起人体不同的反应，按习惯，人们通常把触电电流分为感知电流、反应电流、摆脱电流和心室纤颤电流等。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容1)感觉阈值。能引起人的感觉的最小电流称为感觉阈值，习惯上称为感知电流。通过对人体直接进行的大量实验表明，对于不同的人，不同的性别，感知电流是不同的。如取其平均值，则成年男性的平均感知电流约为1.1mA；成年女性的平均感知电流约为0.7mA。感觉阈值与电流的频率有关，随着频率的增加，感觉阈值的极值将相应增加。例如，对男性来说，当频率从50HZ增加到5000HZ时，感知电流从1.1mA增加至7mA。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容2)反映阈值:引起意外的不自主反应的最小电流称为反应阈值，习惯上称反应电流。这种预料不到的电流作用，可能导致高空摔跌或其它不幸。因此反应阀值可能会给工作人员带来危险，而感觉阈值则不会造成什么后果。在数值上反应阀值一般略大于感觉阈值。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容3)摆脱阈值人触电后，在不需要任何外来帮助的情况下能自主摆脱电源的最小电流称为摆脱阈值，习惯上也称摆脱电流。摆脱电流是一项十分重要的指标，大量实验表明，正常人在能摆脱电源所需的时间内，反复经受摆脱电流，不会有严重的不良后果。换句话说，在摆脱电流作用下，触电者既能自行脱离危险，又不会在该电流的短时间作用下产生危险。即，人体是能够经受摆脱电流作用的。从安全角度考虑，规定正常男子的允许摆脱阈值为9mA，正常女子为6mA下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容4)心室纤颤阈值触电后，引起心室纤颤概率大于5%的极限电流称作心室纤颤阈值，习惯上也叫心室纤颤电流。当触电时间小于5S，可用I=165／t-1/2来计算心室纤颤阈值。当触电时间大于5S，则以30mA作为引起心室纤颤的又一极限电流值。大量的实验表明，当触电电流大于30mA时，才有发生心室纤颤的危险。为供参考，现将动物实验所得的结果经过处理后，将电流及时间分成几个范围，分别按不同的范围确定不同的安全极限列于表7—1中。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容（2）电流持续时间的影响：触电时间越长，电流对人体引起的热伤害，化学伤害及生理伤害就愈严重。特别是电流持续时间的长短，和心室颤动有密切的关系，从现有的资料来说，最短的触电时间为8.3ms,超多5s的时间很少，从5s到30s，引起心室颤动的极限电流基本保持稳定，只略有下降；更长的触电时间，对引起心室颤动的影响不明显，而对窒息的危险性有较大的影响，从而使致命电流下降。另外，触电时间长，人体电阻因出汗等原因而降低，导致触电电流进一步增加，这也将是触电的危险性随之增加。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容（3）电流流经途径的影响：电流流经人体的途径。对于触电的伤害程度影响甚大。电流通过心脏，脊椎和中枢神经等要害部位时，触电的伤害最为严重。电流通过心脏会引起心室颤动，较大的电流还会使心脏停止跳动。电流通过中枢神经或脊椎时，会引起有关的生理机能失调，如窒息致死等。电流通过脊椎，会使人截瘫。电流通过头部使人昏迷，若电流较大，会对大脑产生严重的伤害而致死。因此从左手到胸部以及从左手到右脚是最危险的电流途径，从右手到胸部或右手到脚，从手到手等都是很危险的电流途径，从脚到脚一般危险性就较小，但不等于说就没危险。例如由于跨步电压而造成触电时，开始电流仅通过两脚间，触电后由于双足激烈痉挛摔倒，此时电流就会流经其他要害部位，同样会造成严重后果。另一方面，即使两脚触电，也会有一部分电流流经心脏，这同样会带来危险。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容（4）人体电阻的影响：在一定的电流的作用下，流经人体的电流大小和人体电阻成反比，因此人体电阻的大小将对触电后产生一定的影响。人体电阻，有表面电阻和体积电阻之分，表面电阻是沿着人体皮肤表面所呈现的电阻，体积电阻是从皮肤到人体内部所构成的电阻。体积电阻和表面电阻都将对触电后果产生影响，对电击来说，体积电阻影响最为显著，但表面电阻优势却能对电击后果产生一定的抑制作用，而使其转化为电伤。这是由于人体皮肤潮湿，表面电阻较小，使电流极大部分从皮肤表面通过的缘故。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容多汗的夏天，较多出现烧伤事故；夏天炎热季节发生长时间触电（低压触电）而未造成严重后果的事例也曾统计到过，这是由于较小的表面电阻在起主导影响之故。过去认为，人体越潮湿，触电伤害性越大，这种说法不十分确切，因为表面电阻对触电后果的影响是比较复杂的，只有当触电回路总的表面电阻较小时，才有可能产生抑制电击的积极影响。反之，当人体局部潮湿时，特别是如果仅仅只有触及带电部分处的皮肤潮湿时，那就会大大增加触电的危险性。这是因为人体局部潮湿，对触电回路的表面电阻值，不产生很大影响，触电电流不会大量从人体表面分流，而触电处皮肤潮湿，将会使人体体积电阻下降，以致使触电的危害性增大下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容人体体积电阻，是从皮肤到人体内部所构成的电阻。因此也可以说，体积电阻是由于皮肤电阻和体内电阻串联组成的，而决定体积电阻值的主要因素是皮肤电阻。必须指出的是这里所讲的皮肤电阻指的是皮肤沿体内方向的电阻值，不要和前述表面电阻相混淆。在讨论了人体表面电阻和人体体积电阻以后。可以容易的得出以下结论：人体电阻是表面电阻和体积电阻的并联值。显而易见，对人体电阻来说，皮肤电阻的数值仍将起着十分主要的作用，因此研究人体电阻，必须首先研究皮肤电阻。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容皮肤电阻随条件不同将在较大范围内变化，使得人体电阻的变化幅度也很大。当人体皮肤处于干燥、洁净和无损伤时，人体电阻可高达40～100KΩ。当潮湿如湿手、出汗或有损伤时，则人体电阻会降至1KΩ左右；若皮肤遭到完全破坏，人体电阻将下降到600～800Ω左右。人体电阻除了和皮肤的状态有关外，还和触电的状况有关。当接触面积加大，接触压力增加时，也会降低人体电阻；通过电流加大，通电的时间加长，会增加发热出汗，或许皮肤炭化，也会降低人体电阻；接触电压增高，会击穿角质层，并增加机体电解，也会降低人体电阻。另外，频率变化时，人体电阻将随频率的增加而降低，频率为100KHZ时的人体电阻约为50HZ时的50％左右。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容（5）电流频率的影响：电流的频率除了会影响人体的电阻外，还会对触电的伤害程度产生直接影响。25—300HZ的交流电对人体的伤害远大于直流电。同时对交流电来说，当低于或高于以上频率范围时，它的伤害程度就会显著减轻。直流对人体的影响，其感觉阈值最小值为2mA。与交流电流不同，300mA以内的直流电流没有确定的摆脱阈值，大于300mA可能摆脱不了。经试验平均摆脱阈值，男性约为76mA，女性约为51mA。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容在高频情况下，人体也能耐受较大的电流，当频率高于1000HZ时，其伤害程度比工频时将有明显减轻。10000HZ高频交流电的最小感知电流对于男性约为12mA，女性约为8mA；平均摆脱电流对于男性约为75mA，女性约为50mA；可能引起心室颤动的电流，通过电流时间0.03S约为1100mA，通电时间3S时约为500mA。在实际生产中，经常使用的频率为3KHZ、10KHZ或更高频设备，至今还未统计到触电死亡事例，仅有并不严重灼伤事例。但是高压高频的强电设备，如烘干、淬火所用的高频设备，也有使人触电致死的危险。下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容人体还能耐受很大的雷电冲击电流。数十至一百μs的冲击电流，使人能感受冲击的最小值为几十mA以上。10—100μs接近于100A的冲击电流仍不致引起心室颤动而使人致命。原苏联科学院动力研究所曾用牛进行跨步电压和接触电压的试验，他们将波长为40μs的脉冲电压，施加于牛的前后足之间以模拟跨步电压，施加于牛鼻子和前足之间以模拟接触电压，当脉冲电压的幅值为0.6－30kV时，跨步电压和接触电压对牛的内部机构没有任何伤害；当试验电压的幅值，分别提高到40－70kV和42-56kV时，牛的中枢神经系统和血液循环机能，会受到暂时的影响，经过体息后可以完全恢复，没有生命危险；下一页7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容返回（6）人体状况的影响：电流对人体的作用，女性较男性更为敏感，女性的感知电流和摆脱电流约比男性低三分之一；由于心室颤动电流约与体重成正比，因此小孩遭受电击较成人危险。另外，身体的健康情况与精神状态正常与否，对于触电伤害后果有一定的影响。如患有心脏病，神经系统疾病，结核病等病症的人。因电击引起的伤害程度比正常人来得严重。当跨步和接触电压的幅值分别提高到96kv和74kv时，牛的呼吸失常，心脏活动机能失调，并很难复原，有生命危险，此时牛体前后足之间的电流约为200A，通过鼻子和前足之间的电流约为160A。7.1.2影响触电严重程度的因素主要内容表7-1触电电流和人体的生理反应电流范围50，60HZ电流有效值（mA）通电时间人体的生理反应00－0.5连续无感觉A10.5—5（摆脱电流）连续开始有感觉，手指，手腕等处有痛感，没有痉挛，可以摆脱带电体