安全生产技术基础班讲义第二章

第二章电气安全技术基本要求：运用电气安全相关技术和标准，辨识和分析作业场所存在的电气安全隐患，解决防触电、防静电、防雷击和电气防火防爆等电气安全技术问题。主要内容第一节电气危险因素及事故种类第二节触电防护技术第三节电气防火防爆技术第四节雷击和静电防护技术第五节电气装置安全技术第六节安全技术规程、规范与标准电气事故类别及其预防电气危险因素分为触电危险、雷电危险、电气火灾爆炸危险、静电危险、射频电磁辐射事故危害和电气系统故障。从能量的角度看，电能失去控制将造成电气事故。按照电能的形态，电气事故可分为触电事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。第一节电气危险因素及事故种类一、触电分为电击和电伤。（一）电击（直接作用于人体）是电流通过人体，刺激机体组织，使肌体产生针刺感，产生针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、血压异常高、昏迷、心律不齐、心室颤动等伤害形式。会破坏心脏，肺部，神经系统，危及生命。一）电击伤害机理当电流作用于心脏或管理心脏和呼吸机能的脑神经中枢时，能破坏心脏等重要器官工作。二）电流效应的影响因素电流对人体的伤害程度与通过人体的电流大小，种类，持续时间，通过途径及人体状况有关。1电流值电流大小感知电流摆脱电流室颤电流成年男子：0.5-1毫安成年5-10毫安电流持续时间超过心脏周期时为50毫安，短于时为数百毫安，数十微安的电流直接流过心脏会导致致命的心室纤维性颤动当持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百毫安①感知电流。指引起感觉的最小电流。感觉为轻微针刺，发麻等。男性约为1.1mA；女性约为0.7mA。②摆脱电流。指能自主摆脱带电体的最大电流。超过摆脱电流时，由于受刺激肌肉收缩或中枢神经失去对手的正常指挥作用，导致无法自主摆脱带电体。男性约为16mA；女性约为10.5mA；就最小值而言，男性约为9mA；女性约为6mA。③室颤电流。指引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。心室颤动在短时间内导致死亡。当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50mA左右；当持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百mA。当电流持续时间小于0.1s时，只有电击发生在心室易损期，500mA以上乃至数A的电流才能够引起心室颤动。室颤电流与电流持续时间的关系大致如图2—1（“z”形曲线）所示。2、电流持续时间时间愈长，越容易引起心室颤动，危险性就越大。3、电流途径流经心脏的电流多，电流路线短的途径是危险性最大的途径。最危险的路径：左手到前胸，4、电流种类工频交流电伤害程度最重。5、个体特征三）人体阻抗是定量分析人体电流的重要参数之一。电气安全问题考虑的基本因素1、组成和特征人体皮肤，血液，肌肉，细胞组织及其结合部，构成含有电阻和电容的阻抗。皮肤电阻占很大比例。皮肤阻抗：决定于接触电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力、皮肤潮湿程度和温度等。皮肤电容很小，在工频条件下，将人体阻抗看作纯电阻。体内电阻：基本上可以看作纯电阻，主要决定于电流途径和接触面积。2、数值及变动范围。干燥的情况下，人体电阻约为1000～3000欧姆；潮湿的情况下，人体电阻约为500～800欧姆。3、其它影响因素接触电压的增大、电流强度及作用时间的增大、频率的增加等因素都会导致人体阻抗下降。皮肤表面潮湿、有导电污物、伤痕、破损等也会导致人体阻抗降低。接触压力、接触面积的增大均会降低人体阻抗。四）电击类型1、根据电击时所触及的带电体是否为正常带电状态，电击分为直接接触电击和间接接触电击两类。2、按照人体触及带电体的方式，电击可分为单相电击、两相电击和跨步电压电击三种。1、根据电击时所触及的带电体是否为正常带电状态，电击分为直接接触电击和间接接触电击两类。（1）直接接触电击。指在电气设备或线路正常运行条件下，人体直接触及了设备或线路的带电部分所形成的电击。（2）间接接触电击。指在设备或线路故障状态下，原本正常情况下不带电的设备外露可导电部分或设备以外的可导电部分变成了带电状态，人体与上述故障状态下带电的可导电部分触及而形成的电击。2、按照人体触及带电体的方式，电击可分为单相电击、两相电击和跨步电压电击三种。触电分类单相触电：是指人体在地面或其他接地导体上，人体的某一部分触及一相带电体的触电事故。两相触电：是指人体两处同时触及两相带电体的触电事故。跨步电压触电：人在接地点周围，两脚之间出现的电压引起的触电事故。（二）电伤一）电烧伤1、电流灼伤2、电弧烧伤二）电烙印三）皮肤金属化四）机械损伤五）电光性眼炎电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。伤害多见于机体的外部，往往在机体表面留下伤痕。电伤的危险程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等多种伤害。（1）电烧伤。是最为常见的电伤。大部分触电事故都含有电烧伤成分。电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。1）电流灼伤。指人体与带电体接触，电流通过人体时，因电能转换成的热能引起的伤害。皮肤受到比体内严中得多的灼伤。电流愈大、通电时间愈长、电流途径上的电阻愈大，则电流灼伤愈严重。一般发生在低压电气设备上。数百毫安的电流即可造成灼伤。2）电弧烧伤。指由弧光放电造成的烧伤，是最严重的电伤。电弧发生在带电体与人体之间，有电流通过人体的烧伤称为直接电弧烧伤；电弧发生在人体附近对人体形成的烧伤以及被熔化金属溅落的烫伤称为间接电弧烧伤。弧光放电时电流很大，能量也很大，电弧温度高达数千度，可造成大面积的深度烧伤。严重时能将机体组织烘干、烧焦。电弧烧伤既可以发生在高压系统，也可以发生在低压系统。在低压系统，带负荷（尤其是感性负荷）拉开裸露的闸刀开关时，产生的电弧会烧伤操作者的手部和面部；当线路发生短路，开启式熔断器熔断时，炽热的金属微粒飞溅出来会造成灼伤；误操作引起短路也会导致电弧烧伤等。在高压系统，由于误操作，会产生强烈的电弧，造成严重的烧伤；人体过分接近带电体，其间距小于放电距离时，直接产生强烈的电弧，造成电弧烧伤。（2）电烙印。指电流通过人体后，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕，如同烙印。斑痕处皮肤呈现硬变，表层坏死，失去知觉。（3）皮肤金属化。是由高温电弧使周围金属熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层内部所造成的。受伤部位呈现粗糙、张紧，可致局部坏死。（4）机械损伤。多数是由于电流作用于人体，使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。。（5）电光性眼炎。其表现为角膜和结膜发炎。弧光放电时的红外线、可见光、紫外线都会损伤眼睛。在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因是紫外线。二、电气火灾和爆炸电气火灾爆炸是由电气引燃源引起的火灾和爆炸。电气装置在运行中产生的危险温度、电火花和电弧是电气引燃源主要形式。（一）电气引燃源一）危险温度1、短路电气设备运行时发热和温度都限制在一定范围内，但在异常情况下可能产生危险温度。（1）短路。发生短路时，电流增大为正常时的数倍乃至数十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，产生危险温度。雷电放电电流极大，有类似短路电流但比短路电流更为强烈的热效应，也可产生危险温度。2、过载①电气线路或设备设计选型不合理，或没有考虑足够的裕量，以致在正常使用情况下出现过热。②电气设备或线路使用不合理，负载超过额定值或连续使用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成过热。③设备故障运行造成设备和线路过负载，如三相电动机单相运行或三相变压器不对称运行均可能造成过负载。④电气回路谐波能使线路电流增大而过载。3、漏电接地电流和集中在某一点的漏电电流，可引起局部发热，产生危险温度。4、接触不良不可拆卸的接点连接不牢、焊接不良或接头处夹有杂物，可拆卸的接头连接不紧密或由于振动而松动，可开闭的触头没有足够的接触压力或表面粗糙不平等，均可能增大接触电阻，产生危险温度。特别是不同种类金属连接处，由于二者的理化性能不同，连接将逐渐恶化，产生危险温度。5、铁心过热电气设备铁芯短路、线圈电压过高、通电后不能吸合，可产生危险温度。6、散热不良电气设备散热油管堵塞、通风道堵塞、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近，使散热失效，可产生危险温度。7、机械故障电动机、接触器被卡死，电流增加数倍，可产生危险温度。8、电压异常电压过高，除使铁芯发热增加外，对于恒电阻负载，还会使电流增大，增加发热；电压过低，除使电磁铁吸合不牢或吸合不上外，对于恒功率负载，还会使电流增大，增加发热。两种情况都可产生危险温度。9、电热器具和照明器具电热器具和照明器具的工作温度较高。电炉电阻丝的工作温度达800℃，电熨斗和电烙铁的工作温度达500~600℃，100W白炽灯泡表面温度达170～220℃，1000W卤钨灯表面温度达500～800℃等。白炽灯泡灯丝温度高达2000～3000℃10、电磁辐射能量二）电火花和电弧⊙工作电火花及电弧⊙事故电火花及电弧电火花是电极间的击穿放电；大量电火花汇集起来即构成电弧。电弧温度高达10000℃。电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，构成二次引燃源。电火花分为工作火花和事故火花。工作火花指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。例如，刀开关、断路器、接触器、控制器接通和断开线路时会产生电火花；插销拔出或插入时产生的火花；直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处、绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处也会产生电火花等。事故火花是线路或设备发生故障时出现的电火花，包括短路、漏电、松动、接地、断线、分离时形成的电火花及变压器、多油断路器等高压电气设备绝缘表面发生的闪络等。事故火花还包括由外部原因产生的雷电火花、静电火花、电磁感应火花等。（二）、电气装置及电气线路发生燃爆一）油浸式变压器火灾爆炸二）电动机着火三）电缆火灾爆炸⊙电缆绝缘损坏⊙电缆头故障使绝缘物自燃⊙电缆接头存在隐患⊙堆积在电缆上的粉尘起火⊙可燃气体从电缆沟窜入变、配电室⊙电缆起火形成蔓延（二）、电气装置及电气线路发生燃爆（1）油浸式变压器火灾爆炸变压器油箱内充有大量的用于散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。变压器油的闪点在130～140摄氏度之间。变压器发生故障时，在高温或电弧的作用下，变压器内部故障点附近的绝缘油和固态有机物发生分解，产生易燃气体。如故障持续时间过长，易燃气体愈来愈多，使变压器内部压力急剧上升，若安全保护装置（气体继电器、防爆管等）未能有效动作时，会导致油箱炸裂，发生喷油燃烧。燃烧会随着油流的蔓延而扩展，形成更大范围的火灾危害。多油断路器等充油设备也可能发生爆炸。（2）电动机着火异步电动机的火灾危险性是由于其内部和外部的诸如制造工艺和操作运行等种种原因造成的。其原因主要有：电源电压波动、频率过低；电机运行中发生过载、堵转、扫膛（转子与定子相碰）；电机绝缘破坏，发生相间、匝间短路；绕组断线或接触不良；以及选型和启动方式不当等。三相异步电动机如果发生某相断线，则形成了缺相运行。此时，电动机绕组中的电流会明显上升，但又达不到保护电动机的熔断器的熔断电流值。因此，大电流长时间作用引起定子绕组过热，导致电动机烧毁。异步电动机形成引燃的主要部位是绕组、铁心和轴承以及引线。其原因既有电气方面的原因也有机械方面的原因。（3）电缆火灾爆炸当导线电缆发生短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障状态时，所产生的热量将远远超过正常状态。火灾案例表明，有的绝缘材料是直接被电火花或电弧引燃；有的绝缘材料是在高温作用下，发生自燃；有的绝缘材料是在高温作用下，加速了热老化进程，导致热击穿短路，产生的电弧，将其引燃。电缆火灾的常见起因如下：1）电缆绝缘损坏。运输过程或敷设过程中造成了电缆绝缘的机械损伤、运行中的过载、接触不良、短路故障等都会使绝缘损坏，导致绝缘击穿而发生电弧。2）电缆头故障使绝缘物自燃。施工不规范，质量差，电缆头不清洁等降低了线间绝缘。3）电缆接头存在隐患。电缆接头的中间接头因压接不紧、焊接不良和接头材料选择不当，导致运行中接头氧化、发热、流胶；结缘剂质量不合格，灌注时盒内存有空气，电缆盒密封不好，进入了水或潮气等，都会引