HSE安全工程师必备资料之-电气安全

1电气安全技术华东理工大学信息学院张万顺编写2一研究电气安全的必要性二电气事故的特点三电气事故的危害四电气技术事故的产生与防止（工程）五触电事故的产生与防止六电气火灾事故的产生与防止七雷电静电的事故产生与防止八触电急救电气安全技术3一研究电气安全的必要性1、人的安全：世界上最宝贵的就是“人”，有人就有一切，包含物质财富，也包含人类的延续，人的安全最为重要。2、物质安全：物质是人类生存和生命延续的基础，物质财富又是国家强大的象征，当然也是极为重要的。正因为如此，从中央到地方，都极为重视“安全”。二、电的特点1、抽象性：一般而言，“电”是看不见的，嗅不着的，故电气事故往往带有一定的神秘感，甚至叫人难以捉摸。物体致人伤亡，一见就知，电击伤亡有时难以分析，静电引起爆炸就更难分析。至于电磁场辐射伤人就更神秘了！42、广泛性(1)生产相关：变电、配电、送电、用电；A传动：交流电动机（三相与单相）、直流电动机、特种电机（同步电机、微电机）；B电能：电解、电镀（总称“电加工”）、电加热、电制冷。C自动化：生产自动化（温度、流量、压力、pH…）管理自动化（物料进、产品出、火、毒…）。(2)生活相关：1°照明系统；2°省力系统3°娱乐系统；4°安全系统5３综合性：（1）有工程技术的问题如：电灯安装：Ａ对Ｂ错；如：冰箱安装：Ｃ对Ｄ错；如：Ｂ,Ｄ发生事故，是工程技术问题（2）有组织管理问题落地电扇等隔年使用，如不检验，发生事故，是管理者的责任。SABSSCSDL（相线）（中线）N6三、电气事故的危害１：电致伤与电致亡（１）电致伤〔电击伤，电灼伤〕1°电击伤：时间短，（ms级），速度快！轻则水泡，中等导致局部残废，重则变为植物人。例：上海某局的电工给局长修电视机案例：电子电路C+-显象管S整流7电击伤现象：Ｓ关断，立即动手修理，触电致残。原因：虽然电源切断，但C上仍有高电压。21英寸电视内有四种电压（DC）12VDC（灯丝）120VDC（第一加速）；400VDC（第二加速）21000VDC（第三加速）；正确做法：应该用带有绝缘柄的螺丝刀短接电容两端，使其放电完毕，然后再修！注：上海第九毛纺厂文革中产生过类事故也是如此！82°电灼伤：特点：时间不长，几秒左右。结果：电弧烧伤与熔化金属残渣烧伤,总称电灼伤。1974年8月华东理工大学：发生严重电灼伤。注：电弧是导电物质。M3~L1L2L3压缩机保护盖开关极片熔丝FU三相交流电动机9现象、原因及正确做法现象：通电后FU烧掉，再通电，FU又烧掉，急忙之中，用0.5mm2铜丝代FU，防护罩没有盖，就用力合闸，导致严重电灼伤。原因：新出厂的压缩机，活塞环太紧，处于“闷车”状态，启动电流太大，负载正常：IST本身就大，IST=（4－7）IN,（IN额定电流）。负载过重：IST就更大了。[IST为启动电流].IST产生极大火花,又没有保护盖隔离，火花之间彼此短路，ＦＵ失去作用，造成事故。正确做法：应该人工先拉着皮带转动几下，再通电运转。10（２）触电致亡１.现象：１９９５年７月２５日发生在华东理工大学：用红外灯加热化学反应液体，因为温度不够高，关掉开关Ｓ，剪掉铁丝，双手紧抓蛇型铁管，当改变弯角时发生触电事故。１７秒后他人拉闸断电，灯碎人亡。NL暴露面铁丝S11２.原因Ａ：开关Ｓ接错：灯不亮但灯头外边带电(与火线相连接)Ｂ：违章使用灯头：红外灯泡螺丝部分比一般灯泡长１０ｍｍ，应该使用特定灯头，这里只使用了普通灯头,灯泡直径５０ｍｍ，求出暴露面积为５００ｍｍ２，即带电面积也是５００ｍｍ２。Ｃ：违反单手操作带电设备章程。（双手紧握...）Ｄ：违背操作电器时,必穿电工鞋的要求。122：电气火灾事故致人伤亡，致物质损坏最近几十年，电气火灾事故迅速上升，伤亡人数触目惊心，物质财富损失惨重。案例1：世界上最惨的电器火灾案是乌拉圭失火案，夺走了５００多条人命。案例2：乌鲁木齐大礼堂火灾案：夺走几十条人命！案例3：河南焦作卡拉OK厅失火案：夺走39条人命！案例4：2000年元旦河南洛阳歌舞厅失火，夺走300多条命！13四、电气技术事故的产生与防止１．两种电网（１）中性点不接地的电网（少用），如上图。（２）中性点接地的电网（多用）如下图。L1L2L3L1L2L3L1L2L3L1L2L3220VN主方（高压）380V副方（380V）工作地Ro=414２．两种供电方式（中性点接地的电网）L1L2L3I1.I2..I3Z1Z2Z3N’NRo（1）三相三线制供电。*当Z1=Z2=Z3[大小相等，性质相同]→平衡负载，0321III故中线可省→三相三线制供电。注:：尽管中线省,但负载两端电压依然是220V。15（2）三相四线制供电故中线必设→三相四线制供电。注:因为有中线,各相负载两端的电压都是220V。)(0321NIIII*除[Z1=Z2=Z3]外,都是不平衡负载，如Z1=Z2≠Z3。I1.I2..I3Z1Z2Z3L1L3NINROL216３．两种事故*因为中线断，导致各负载两端电压不平衡。额定）（欠压）（过压）(220220220U21332R1321RRRRRUUUUURRRN’是负载的中点（集合点）。L1L2L3R2R1R3NN’40Ω10Ω20ΩN是电网的中点17事故解释注：电阻性负载怕过压，（Ｕ↑→Ｉ↑烧坏）电感性负载怕欠压，（Ｔ∝Ｕ２，拖不动）T是电动机的转矩。（过压）（欠压）有中线）253127380U127204020380U(220UR3R2R1V*因为中点散，导致各相负载两端电压不平衡。R1R2L2L3R3NI220V380V20Ω10Ω40Ω18四、电气触电事故的产生与防止•触电事故是由电流作用于人体而产生的，随着电流的强度增加，人体会有麻痹、针刺、颤抖、痉挛、打击、疼痛甚至呼吸困难、血压升高、心跳不规则、心室颤动、血液循环中止。•当电流通过大脑的呼吸中枢时，会遏止呼吸、以致窒息。•当电流通过胸部时，会使胸肌收缩，导致呼吸停止。19１．触电事故的产生（１）人的电气参数R体：不受外界影响：数值500ΩR皮：受外界影响较大：数值一般取500Ω；C皮：人体皮肤电容：一般较小，可以忽略；故：人体电阻表示为Rr，数值为1000Ω。R体C皮IUR皮注：U大于100V，Rr=1000Ω，U小于100V，Rr变大。万用表内的电池为1.5V或9V，故所测人体电阻是不对的。20（２）影响人体电阻的因素1°皮肤的厚薄（老人大、小孩小：男人大，女人小）。2°皮肤的干燥与潮湿（气候、工作性质、人的身体本身）。3°皮肤的完整与破损（完整大，破损小）。4°电压的高与低（高压下，人体电阻更小）。5°接触面积大，接触压力大，也使人体电阻变小。6°触电时间长，发热出汗，也降低人体电阻。21（３）人体对电流的响应1°感知电流：引起人的感觉的最小电流（成年男：1.1ma，成年女：0.7ma）。2°摆脱电流：触电后能主动摆脱电源的最大电流。（成年男子为16ma，成年女子为10.5ma）3°致命电流：指短时间内危及生命的最小电流（ms）。电流不超过数百ma时，电击致死的主要原因是电流引起心室颤动所造成，一般认为在50ma以上。22（４）影响事故的因素1°体电阻不变，触及电压高则电流大。2°触及电压不变，体电阻小，则电流大。3°触电时间长，则出汗，体电阻下降，电流大4°电流流经人体途径。A：左手→右手B：左手→右脚（交叉流）C：右手→右脚D：左手→左脚（单边流）A与B最厉害，因为途径心脏；C与D相对轻度，因为没经过心脏。注：带电操作时，要求“单手”操作。23影响事故的因素５°电流的种类：DC、AC及非周期性电都有害。但实验证明：工频50Hz最厉害。DCtACtt非周期24(5)触电事故的规律研究总结规律,可以更有效地防止事故的产生。1°夏天多发：A：天热多汗，体阻下降。B：衣着少，暴露面大（动工要求穿电工服。C：电器用得多，概率大。D：天热，潮湿，绝缘差。2°低压电器设备事故多（接触多，概率高）国际：1000V以上为高压，1000V以下为低压。中国：250V以上为高压，250V以下为低压。3°手提式、移动式电器事故多发（手提式砂轮机、冲击钻等。25触电事故的规律4°电气连接部件多发事故。①机械牢固性差，导致松动。如摇头电扇，洗衣机等。［东风电视机……］②电气接头氧化、腐蚀、脱落。［内蒙牛场］5°化工（潮、酸、碱使体电阻下降）、机械（多震动，接头易松）、矿山（潮、机械松动）多发事故，建筑工地更多发事故（乱拉线、潮湿、衣着少、多汗水）！6°文化水平低导致事故多发［２００３／８／２６洗车工……］。偷电行为导致事故多发［２００７／８／３偷电……］。26触电事故的规律７°违章操作，事故多发。A：无证上岗［９９年泖港……］B：有证误操作［９３年华理……］C：管理不当［９０年梅陇食品店落地扇］D：制度不严［酒后上岗误操作…..］LNSFU1234自来水管标准偷电123427（６）触电的形式1°单相触电（不接地电网；接地电网）A、不接地电网R2，R1是线路对地绝缘电阻；Rr为人体电阻；Rd为地面电阻（鞋）。MR1R2R2R1UIr1221Rd火线碰壳IIrRdRrRrU28讨论设Rr=1000Ω，R=0，则由公式可知：a.若穿标准电工鞋：Rd≈100K,Ir≈1mA(安全)；b.若穿普通鞋：Rd≈10K,Ir≈10mA(麻电);c.若不穿鞋,或鞋湿：Rd≈0K,Ir≈100mA(危险)；可见,穿电工鞋的重要性.29B、接地电网若不穿鞋,或鞋湿：Rd破坏（Rd=0），则：MRo=4ΩIrRdRrMUmaRRRRRUIorOdrr220220可见，比不接地的电网更危险。302°二相触电A定义:两只手分别触及两根相线;B电流:a.两相分别对地的电流为：L1L2RrRd注:因为Rd存在，Ir不会太大.b.两相间电流：Ir＝380/1000＝380（ma）因为电流是交叉流,故与穿电工鞋无关,故最危险！！！31案例分析A2001年9月华理学生做实验发生触电事故分析:现象：带电拆线，触电致伤，如右图所示。分析：实验电路如左图所示：线圈阻抗：Z=U12/0.032=380/0.032=11.8(K)人体电流：Ir=380/(11.8+Rr)=380/(11.8+1)≈30(mA)L2L3L1L2A带电拆线实验KMKM380V线圈0.032A32案例分析B2005.1.9南京航空航天大学做电工实验时发生的触电事故分析。L1L2女男Km][3750001000220][3801000380U(212单相触电（触电致伤）（女）两相触电（穿心而亡）男）mARRUmARdrr注：女同学没穿电工鞋，Rd取5K。333°跨步触电甲乙XU乙U甲当电网火线（相线）因故着地后，会产生跨步触电．Ｘ是线着点，电势最高，沿半径方向指数衰减，两脚间所处的电势差，称跨步电压．这个电压会导致触电，显然：两脚间间距越大，Ｕ越大，危险就大．为此“小步走”安全．，故甲比乙危险．乙甲UU远离Ｘ点（２２０Ｖ，１０m：高压线，３０m），危险没有了！342保护(1)接地保护与接零保护1°接地保护：A定义：变压器中性点不接地的电网，由于绝缘的破坏，或发生火线碰壳，呈现危险，为了安全，将电器外壳与大地连接，这种保护称接地保护。L18ΩIRr1000IrRD]100088[IIr公式可见,Ir很小,故安全。ML2L1L3C1C2C3RrRdIrRD=8Ir，B原理:以火线碰壳为例比较说明。a接地安全，由下图可见。35不保护接地危险L1IIrRr1000b不保护接地，如上图所示，以火线碰壳为例比较说明。Rd破坏(Rd=0)，Ir经二个电容构成回路,如下图所示，Ir=I。Ir数值较大,危险造成!!!MC2C3C1L1L2L3RdIrRrIr362°接零保护A定义：变压器中性点接地的电网中，由于绝缘破坏或发生火线碰壳，呈现危险，为了安全，将电器外壳与电网中线（零线）连接，称接零保护。B原理：以火线碰壳比较说明。a保护接零安全当火线碰壳时，短路电流I