电工安全基础知识（PPT31页)

电工安全基础知识主讲人：高阳二零一四年三月学习重点：1.了解基本物理量、定律和知识2.掌握电气防火与防爆的安全要求3.掌握防雷防静电与触电的安全要求4.掌握电工安全用具与安全标识的使用方法和规定5.节约用电第一节基本物理量、定律和知识一、基本物理量、定律1.电流电流是带电微粒有规律的运动。通常以正电荷移动的方向作为电流的正方向。大小和方向不随时间变化的电流称为直流电流；大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流。电流的符号是I、i，单位是安培（A）。2.电阻和电阻率电阻是表征物质阻碍电流通过能力的一个物理量。电阻的符号是R、r,单位是欧姆（Ω）。电阻率是单位长度、单位截面积材料的电阻，是表明材料导电性能的参数。电阻率的符号是ρ，单位是Ω·m、Ω·mm²/km等。例如，20℃时导电用铜的电阻率约为17.48~17.9Ω·mm²/km，20℃时导电用铝的电阻率约为28.3~29Ω·mm²/km。3.电压电压是两点之间的电位差，亦即在两点之间产生电流的能力。电压的符号是U、u，单位是V。我国现行标准规定：额定电压1000V及以上属高压装置，1000V以下属低压装置。4.电动势电动势是电源两端的电位差，其数值等于单位正电荷在外力作用下，由电源负极移至电源正极所做的功。电动势的符号是E、e，单位是V。5.电场强度电场强度是表征电场强弱和方向的一个物理量，一般可理解为单位距离上的电压。电场强度的符号是E，单位是V/m。当空气中电场强度超过25~30KV/cm时，既可能发生击穿放电。6.电功率和电能电功率是表明电器设备做功能力的物理量，是单位时间内所做的功。平均功率的符号是P，单位是W。电能是电功率的积累。电能的常用符号是W，单位是J，1KW·h=3.6*106J。7.频率和角频率频率是交流电每秒钟交变的周期数。频率的符号是f，单位是Hz。通用交流电的频率均为50Hz。角频率是交流电每秒钟交变的弧度数。角频率的符号ω，单位是rad/s。角频率与频率的关系是ω=27πf。8.电感和感抗电感分为自感和互感。自感是载流线圈或导体自身电流所产生磁链与该电流的比值。两个线圈的互感是一个线圈中的电流在另一个线圈中产生的磁链与前一个线圈中电流的比值。自感的符号是L，互感的符号是M，两者的单位均是H。交流电流流过自感和互感时均在其上产生电压降。自感和互感对交流电流的阻挡作用称为感抗。感抗是电抗的一种。电抗的符号是X，单位是Ω。自感和互感感抗的表达式分别为XL=ωL和XM=ωM。9.电容和容抗两个相互绝缘的导体之间即存在电容，其大小等于导体上电量与导体间电压的比值。电容的符号是C，单位是F。交流电流流过电容时在其上产生电压降。电容对交流电流的阻挡作用称为容抗。容抗是电抗的一种。容抗的表达式为XC=1/ωC。10.阻抗阻抗是电阻与电抗的组合。11.磁感应强度磁感应强度也称磁通密度，是表明磁场强弱及其方向的物理量。其大小为单位长度的单位直线电流在均匀磁场中所受的作用力，其方向为载流导体在磁场中受力的方向。磁感应强度的符号是B，单位是T，1T=1*104GS。12.磁通磁通是表征磁介质或真空中磁场分布情况的物理量，磁通在磁路中相当于电路中的电流，可看作是某一面积上磁力线的总和。磁通的符号是Ф，单位是Wb，1Wb=1*108MX。如某一面积S与磁感应强度B垂直，则Ф=BS。13.磁阻磁阻是磁路中磁通遇到的特殊阻力。磁阻的符号是Rm，单位是H-1。14.磁场强度磁场强度也能表明磁场强弱及其方向，但磁场强度与介质性质无关。磁场强度的符号是H，单位是A/m。二、基本知识发电厂一般建在燃料、水力等丰富的地方，与用户距离一般很远。为降低输电线路的电能损耗，发电厂的电能经过升压变压器再经输电线路传输（高压输电）；经高压输电线路送到距用户较近的降压变电所，经降压分配给用户。连接发电厂和用户之间的环节称电力网。发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统：1.发电厂水力发电厂：利用水流的位能生产电能：水流位能→机械能→电能。火力发电厂：利用燃料（通常是煤）的化学能生产电能：煤被粉碎成煤粉，煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机旋转发电：煤的化学能→热能→机械能→电能。核能发电厂：利用原子核的裂变能生产电能：核裂变能→热能→机械能→电能。（核能是巨大的能源，且核电站的建设具有重要的经济和科研价值，很多国家都很重视核电建设，核电在整个发电量中的比重正逐年增长。）风力发电厂：利用风力的动能生产电能。地热发电厂：利用地球内部蕴藏的大量地热生产电能，建在有足够地热资源的地方。太阳能发电厂：利用太阳光的热能生产电能。太阳能发电厂建在常年日照时间长的地方。2.电力网电力网:联接发电厂和电能用户的中间环节，由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成。电力线路是输送电能的通道，是将发电厂、变电所和电力用户联系起来的纽带；变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，一般可分为升压变电所和降压变电所两大类。电网示意图3.电力用户不同的用户，对供电可靠性的要求不一样。（1）一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治、经济上造成重大损失的用（2）二级负荷二级负荷为中断供电将造成主要设备损坏，大量产品被废，连续生产过程被打乱，需较长时间才能恢复从而在政治、经济上造成较大损失的负荷。（3）三级负荷不属于一级和二级负荷的一般负荷。对特别重要的一级负荷，除采用两个独力电源外，还应增设应急电源。对于二级负荷，一般由两个回路供电,两个回路的电源线应尽量引自不同的变压器或两段母线。对于三级负荷无特殊要求，采用单电源供电即可。4.电力系统运行的特点（1）电能的生产、输送、分配和消费是同时进行的。（2）系统中发电机、变压器、电力线路和用电设备等的投入和撤除都是在一瞬间完成的，所以，系统的暂态过程非常短暂。第二节防火防爆安全要求一、防火安全要求1.电气火灾直接原因（1）电气设备过热。引起电气设备过热主要是电流产生的热量造成的，包括以下几种情况：电气设备过热短路过载接触不良铁芯发热散热不良（2）电火花或电弧。电火花是电极间的击穿放电，电火花能引起可燃物燃烧，构成危险的火源。电火花主要包括工作火花和事故火花两类。工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产生的火花。如直流电机电刷与整流子滑动接触处、交流电机电刷与滑环滑动接触处电刷后方的微小火花、开关或接触器开合时的火花等。事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花。如发生短路或接地时出现的火花、绝缘损坏时出现的闪光、保险丝熔断时的火花等。电弧是大量电火花汇集而成的，它同样可以引起可燃物燃烧，而且还能使金属熔化飞溅，构成火源。2.电气防火安全要求电气防火安全要求主要为克服电气设备过热和电路引起的火花或电弧而采取的措施。（1）电器设备。1.电器设备的额定功率大于负载的功率；2.电线的载面积允许电流电流要大于负载电流；3.电气设备的绝缘要符合安全要求；4.电气设备的安装要符合一定的安全距离；5.不可拆卸的接头及活动接头要接触良好；6.要加强电气设备的日常维护保养工作。（2）照明灯具及附件。灯具完整、无损伤，附件齐全，普通灯具有安全认证标志。（3）开关、插座。不同极性带电部件间有合理电气间隙和爬电距离；开关、插座、接线盒及其面板塑料绝缘材料具有阻燃性能。（4）电线、电缆。采用国标标准生产的材料，具有安全认证标志。二、防爆安全要求1.危险环境不同危险环境应选用不同类型的防爆电气设备，并采用不同的防爆措施。因此，首先必须正确划分所在环境危险区域的大小和级别。（1）气体、蒸汽爆炸危险环境。气体、蒸汽爆炸危险环境0区☞正常运行时连续出现或长时间出现爆炸气体、蒸汽或薄雾的区域。1区☞正常运行时预计周期性出现或偶然出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域。2区☞正常运行时不出现，即使出现也只是短时间偶然出现爆炸气体、蒸汽或薄雾的区域。（2）粉尘、纤维爆炸危险环境。2.防爆安全要求电气的爆炸是与火灾有联系的，发生火灾的同时发生爆炸。因此，防爆安全除按防火安全要求外，还要注意以下几点：（1）防爆电气设备的选用。应当根据安装地点的危险等级、危险物质的组别和级别、电气设备的种类和使用条件选用爆炸危险环境的电气设备。（2）防爆电气线路的安装。爆炸危险环境和火灾危险环境，电气线路的安装位置、敷设方式、导线材质、粉尘、纤维爆炸危险环境10区☞正常运行时连续出现或长时间出现爆炸性粉尘、纤维的区域。11区☞正常运行时不出现，仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。连接方法等均应与区域危险等级相适应。（3）防爆安全技术。①消除或减少爆炸性混合物。②隔离。③消除引燃源。④接地措施。第三节防雷防静电及触电的安全要求一、防雷安全要求雷电的种类较多，按危害方式分为直击雷、感应雷和雷电侵入波，按形状分为线形、片形和球形三种。1.雷电的危害雷电的危害分为电作用的破坏、热作用的破坏、机械作用的破坏。（1）电作用的破坏：雷电数十万至数百万伏的冲击电压可能毁坏电气设备的绝缘，造成大面积停电。（2）热作用的破坏：巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换成大量的热能，使金属熔化飞溅而引起火灾或爆炸。（3）机械作用的破坏：巨大的雷电流通过被击物时，瞬间产生大量的热，使被击物内部的水分或其它液体急剧汽化，剧烈膨胀大量气体，指示被击物破坏或爆炸。2.防雷措施（1）建筑物防雷措施。建筑物防雷措施各类建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。建筑物可利用基础内钢筋网作为接地体。可利用外缘柱内外侧两根主筋作为防雷引下线。应将45m以上外墙的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接以防侧击雷建筑物上面可装设避雷针、避雷带、避雷网、消雷器。（2）架空线路防雷措施。（3）变、配电所的防雷措施。装设避雷针、消雷器来保护整个变、配电所建筑物，使之免遭直击雷。二、防静电安全要求与流电相比，静电是相对静止的电荷。静电现象是一种常见的带电现象，如雷电、电容器残留电荷、摩擦带电等。静电既有有利的一面也有有害的一面。架空线路防雷措施提高线路本身的绝缘水平用三角形顶线作保护线装设自动重合闸装置1.静电的危害静电的危害方式有爆炸和火灾、电击、妨碍生产。（1）爆炸和火灾：静电电量虽然不大，但因其电压很高而容易发生放电，产生静电火花。在具有可燃液体的作业场所，可能因静电火花引起火灾；在具有爆炸性粉尘或爆炸性气体、蒸汽的作业场所，可能因静电火花引起爆炸。（2）电击：当人体接近带电体的时候，带静电荷的人体在接近接地体的时候就有可能发生电击。由于静电能量很小，静电电击不至于直接使人致命，但可能因电击坠落摔倒引起二次事故。（3）妨碍生产：在某些生产过程中，如不清除静电，将会妨碍生产或降低产品质量。例如，纺织行业，静电使纤维缠结、吸附尘土，降低纺织品质量；在印刷行业，静电使纸张不齐，不能分开，影响印刷速度和质量；静电还可能引起电子元件误动作。2.防静电安全要求消除静电危害的措施大致有接地法、泄漏法、中和法和工艺控制法。（1）接地法。接地是消除静电危害最简单的方法。接地主要用来消除导电体上的静电，不宜用来消除绝缘体上的静电。静电接地装置应当连接牢靠，并有足够的机械强度，可以同其他目的接地用一套接地装置。（2）泄漏法。采取增湿措施和采用抗静电添加剂，促使静电电荷从绝缘体上自行消散，这种方法称为泄漏法。（3）静电中和法。静电中和法是消除静电危害的重要措施。静电中和法是静电电荷密集的地方设法产生带电离子，将该处静电电荷中和掉。静电中和法可用来消除绝缘体上的静电。静电中和法依其产生相反电荷或带电离子的方式不同，主要有以下几种类型：静电中和法感应中和器接电源中和器射线中和器离子风中和法（4）工艺控制法。前面说到的增湿法就是一种从工艺上消除静电危险的措施。不过，增湿不是控制静电的产生，而是加速静电电荷的泄露，避免静电电荷积累到危险程度。在工艺上，还可以采用适当措施，限制静电的产生，控制静电电荷的累积。三、触电当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象称为触电。触电分电击和电伤。电击是指电