第一讲安全用电

湖南工学院《电工电子实习》课程基本知识训练电气信息工程系电工电子实习课程组李祖林第一讲电工实习基础知识（一）一、安全用电二、常用电工工具与仪器一、安全用电0、安全概述1、人身安全2、设备安全3、电气火灾4、用电安全技术5、电子实训操作安全6、触电急救与电气消防湖南工学院(1)安全第一,预防为主(2)安全要素：a、安全意识b、安全技术c、安全制度(3)安全内容a、人身和电器设备b、雷电与静电c、电磁兼容(4)实习安全电击机械损伤烫伤0、安全概述电击（触电）机械损伤烫伤意外事故实习中的安全1、人身安全（一）触电危害1)电伤电伤是由于发生触电而导致的人体外表创伤，通常有以下三种：(1)灼伤(2)电烙伤(3)皮肤金属化湖南工学院2)电击电流通过人体，严重干扰人体正常的生物电流，造成肌肉痉挛(抽筋)。3)影响触电危险程度的因素(1)电流的大小。表1-1电流对人体作用电流/mA对人体的作用＜0.7无感觉1有轻微感觉1～3有剌激感，一般电疗仪器取此电流3～10感到痛苦，但可自行摆脱10～30引起肌肉痉挛，短时间无危险，长时间有危险30～50强烈痉挛，时间超过60s即有生命危险50～250产生心脏室性纤颤，丧失知觉，严重危害生命＞250短时间内(1s以上)造成心脏骤停，体内造成电灼伤(2)电流的类型。电流的类型不同对人体的损伤也不同。直流电一般引起电伤，而交流电则电伤与电击同时发生。(3)电流的作用时间。电流对人体的伤害同作用时间密切相关。可以用电流与时间乘积(也称电击强度)来表示电流对人体的危害。(4)人体电阻。（二）触电原因人体触电，主要原因有两种：直接或间接接触带电体以及跨步电压。前者又可分为单极接触和双极接触。1)单极接触一般工作和生活场所供电为 380 V/220 V中性点接地系统，当处于地电位的人体接触带电体时，人体承受相电压如图1.1所示。这种接触往往是人们粗心大意、忽视安全造成的。图1.2是几个发生触电事故的实例。图1.2触电示例(a)安装错误；(b)带电操作；(c)导线绝缘损伤图1.3所示为有人在实验室用调压器取得低电压做实验而发生触电。如果碰巧电源插座的零线插到调压器2端，则不会触电，当然这是侥幸的。图1.3错误使用自耦调压器(a)错误使用自耦调压器；(b)原理电路2)双极接触人体同时接触电网的两根相线发生触电，如图1.4所示。这种接触电压高，大都是在带电工作时发生的，而且一般保护措施都不起作用，因而危险极大。3)静电接触在检修电器或科研工作中有时发生电器设备已断开电源，但在接触设备某些部位时发生触电，这在有高压大容量电容器的情况下有一定危险。特别是质量好的电容器能长期储存电荷，容易被忽略。图1.4双极接触触电示意图4)跨步电压在故障设备附近，例如电线断落在地上，在接地点周围存在电场，当人走进这一区域时，将因跨步电压而使人触电，如图1.5所示。图1.5跨步电压使人触电（三）防止触电1)安全制度在工厂企业、实验室等用电单位，几乎无一例外地制定有各种各样的安全用电制度。我们一定要记住：在你走进车间、实验室时，千万不要忽略安全用电制度，不管这些制度粗看起来如何“不合理”，如何“妨碍”工作。2)安全措施预防触电的措施很多，这里提出的几条措施都是最基本的安全保障。(1)对正常情况下带电的部分，一定要加绝缘防护，并且置于人不容易碰到的地方。例如输电线、配电盘、电源板等。(2)所有金属外壳的用电器及配电装置都应该装设保护接地或保护接零。对目前大多数工作生活用电系统而言是保护接零。(3)在所有使用市电场所装设漏电保护器。(4)随时检查所用电器插头、电线，发现破损老化及时更换。(5)手持电动工具尽量使用安全电压工作。我国规定常用安全电压为36V或24V，特别危险场所用12V。3)安全操作(1)任何情况下检修电路和电器都要确保断开电源，仅仅断开设备上的开关是不够的，还要拔下插头。(2)不要湿手开关、插拔电器。(3)遇到不明情况的电线，先认为它是带电的。(4)尽量养成单手操作电工作业的习惯。(5)不在疲倦、带病等状态下从事电工作业。(6)遇到较大体积的电容器时要先行放电，再进行检修。4）不速之客——雷电雷电（thunderbolt）①雷电ABC◇全球平均每秒有30到近百次雷电。◇每次雷击所产生的能量大约为55万千瓦小时。◇根据记录，直击雷电流最大为210KA，而平均都有30KA◇每年全球在雷害事故中的直接经济损失有数十亿美元◇据统计，每年有20%-30%的电脑故障的因感应雷引起趋利避害——防雷（建筑、防雷设备与元器件）②人身防雷简介室内三不要（阻止球雷进入室内）◇不要开门窗◇不要摸金属管道或淋浴◇不要靠近建筑物的外墙和用电设备以及打电话室外六不宜不宜躲在大树下避雨。如果迫不得已需要在大树下停留，也应该与枝叶保持2米以上的距离，双脚并拢并且下蹲。不宜在旷野高举雨伞等有尖端的物体。不宜进行户外球类活动。不宜在水面或水陆交界处作业。如钓鱼、划船、游泳。不宜停留在建筑物的顶上。不宜进入旷野中临时性的岗亭或棚屋等无防雷设施的低矮建筑物2.设备安全（一）设备接电前检查将用电设备接入电源，这个问题似乎很简单，其实不然。有的数十万元昂贵设备，接上电源一瞬间变成废物；有的设备本身若有故障会引起整个供电网异常，造成难以挽回的损失。因此，建议设备接电前应进行“三查”。(1)查设备铭牌。(2)查环境电源。检查电压、容量是否与设备吻合。(3)查设备本身。检查电源线是否完好，外壳是否可能带电。图1.6用万用表检查用电设备（二）电器设备基本安全防护所有使用交流电源的电器设备均存在绝缘损坏而漏电的问题。按电工标准将电器设备分为四类，各类电器设备特征及安全防护见表1-3。类型主要特性基本安全防护使用范围及说明O型一层绝缘，二线插头，金属外壳，且没有接地(零)线用电环境为电气绝缘(绝缘电阻大于50kΩ)或采用隔离变压器O型为淘汰电器类型，但一部分旧电器仍在使用I型金属外壳接出一根线，采用三线插头接零(地)保护三孔插座，保护零线可靠连接较大型电器设备多为此类II型绝缘外壳形成双重绝缘，采用二线插头防止电线破损小型电器设备III型采用8V/36V，24V/12V低压电源的电器使用符合电气绝缘要求的变压器在恶劣环境中使用的电器及某些工具表1-3电器设备分类及基本安全防护（三）设备使用异常的处理用电设备在使用中可能发生以下几种异常情况：(1)设备外壳或手持部位有麻电感觉。(2)开机或使用中熔断丝烧断。(3)出现异常声音，如噪声加大，有内部放电声，电机转动声音异常等。(4)异味最常见为塑料味，绝缘漆挥发的气味，甚至烧焦的气味。(5)机内打火，出现烟雾。(6)仪表指示超范围。有些指示仪表数值突变，超出正常范围。异常情况的处理办法：(1)凡遇上述异常情况之一，应尽快断开电源，拔下电源插头，对设备进行检修。(2)对烧断熔断器的情况，决不允许换上大容量熔断器继续工作，一定要查清原因后再换上同规格熔断器。(3)及时记录异常现象及部位，避免检修时再通电查找。(4)对有麻电感觉但未造成触电的现象不可忽视。这种情况往往是绝缘受损但未完全损坏，如图1.7所示相当于电路中串联一个大电阻，暂时未造成严重后果，但随着时间推移，绝缘将会逐渐地被完全破坏，电阻R0急剧减小，危险也会增大，因此必须及时检修。图1.7设备绝缘受损漏电示意图注意琳琅满目、无所不在的后面——电气产品安全1）产品使用安全认证旧认证标志新的国家强制性产品认证标志名称为“中国强制认证”(ChinaCompulsoryCertlfication)，英文缩写为“CCC”，也可简称“3C”标志。“S”代表安全认证3.电气火灾随着现代电气化日益发展，在火灾总数中，电气火灾所占比例不断上升，而且随着城市化进程，电气火灾损失的严重性也在上升，研究电气火灾原因及其预防意义重大。表1-4是有关电气火灾的基本分析。表1-4电气火灾及预防原因分析预防线路过载输电线的绝缘材料大部分是可燃材料。过载则温度升高，引燃绝缘材料(1)使输电线路容量与负载相适应；(2)不准超标更换熔断器；(3)线路装过载自动保护装置线路或电器火花、电弧由于电线断裂或绝缘损坏引起放电，可点燃本身绝缘材料及附近易燃材料、气体等(1)按标准接线，及时检修电路；(2)加装自动保护电热器具电热器具使用不当，点燃附近可燃材料正确使用，使用中有人监视电器老化电器超期服役，因绝缘材料老化，散热装置老化引起温度升高停止使用超过安全期的产品静电在易燃、易爆场所，静电火花引起火灾严格遵守易燃、易爆场所安全制度4.用电安全技术简介（一）接地和接零保护1)接地在中性点不接地的配电系统中，电气设备宜采用接地保护。这里的“接地”同电子电路中简称的“接地”(在电子电路中“接地”是指接公共参考电位“零点”)不是一个概念，这里是真正的接大地。即将电气设备的某一部分与大地土壤作良好的电气连接，一般通过金属接地体并保证接地电阻小于4Ω。接地保护原理如图1.8所示。如没有接地保护，则流过人体电流为rr3UIZR式中，Ir为流过人体电流，U为相电压，Rr为人体电阻，Z为相线对地阻抗。当接上保护地线时，相当于给人体电阻并上一个接地电阻Rg，此时流过人体的电流为g'rrgrRIIRR由于RgRr，故可有效保护人身安全。由此也可看出，接地电阻越小，保护越好，这就是为什么在接地保护中总要强调接地电阻要小的缘故。图1.8接地保护示意图2)接零保护对变压器中性点接地系统(现在普遍采用电压为380V/220V三相四线制电网)来说，采用外壳接地已不足以保证安全。参考图1.8，因人体电阻Rr远大于设备接地电阻Rg，所以人体受到的电压就是相线与外壳短路时，外壳的对地电压Ua，而Ua取决于下式：g0gRURRaU＝式中，R0为工作接地的接地电阻；Rg为保护接地的接地电阻；Ua为相电压。如果R0＝4Ω，Rg＝4Ω，U＝220V，则Ua≈110V，这个电压对人来说是不安全的。因此，在这种系统中，应采用保护接零，即将金属外壳与电网零线相接。一旦相线碰到外壳即可形成与零线之间的短路，产生很大的电流，使熔断器或过流开关断开，切断电流，因而可防止电击危险。这种采用保护接零的供电系统，除工作接地外，还必须有重复接地保护，如图1.9所示。图1.10表示民用220V供电系统的保护零线和工作零线。在一定距离和分支系统中，必须采用重复接地，这些属于电工安装中的安全规则，电源线必须严格按有关规定制作。图1.9重复接地图1.10单相三线制用电器接线应注意的是这种系统中的保护接零必须是接到保护零线上，而不能接到工作零线上。保护零线同工作零线，虽然它们对地的电压都是零伏，但保护零线上是不能接熔断器和开关的，而工作零线上则根据需要可接熔断器及开关。这对有爆炸、火灾危险的工作场所为减轻过负荷的危险是必要的。图1.11所示为室内有保护零线时，用电器外壳采用保护接零的接法。（二）漏电保护开关漏电保护开关也叫触电保护开关，是一种切断保护型的安全技术，它比保护接地或保护接零更灵敏，更有效。漏电保护开关有电压型和电流型两种，其工作原理有共同性，即都可把它看作是一种灵敏继电器，如图1.12所示，检测器JC控制开关S的通断。对电流型则检测漏电流，超过安全值即控制S动作切断电源。当电器正常工作时，流经零序互感器的电流大小相等，方向相反，检测输出为零，开关闭合电路正常工作。当电器发生漏电时，漏电流不通过零线，零序互感器检测到不平衡电流并达到一定数值时，通过放大器输出信号将开关切断。图1.13中按钮与电阻组成检测电路，选择电阻使此支路电流为最小动作电流，即可测试开关是否正常。按国家标准规定，电流型漏电保护开关电流时间乘积为不少于30mA·s。实际产品一般额定动作电流为30mA，动作时间为0.1s。如果是在潮湿等恶劣环境下，可选取动作电流更小的规格。另外还有一个额定不动作电流，一般取5mA，这是因为用电线路和电器都不可避免地存在着微量漏电。选择漏电保护开关更要注重产品质量。一般来说，经国家电工产品认证委员会认证，带有安全标志的产品是可信的。（三）过限保护1)过压保护装置过压