第一章安全用电 1 1人身安全1 2电气火灾1 3用电安全技术简介1 4触电急救与电气消防 安全是时时 事事 处处不能漠视的 不接触低压带电体不靠近高压带电体 第一章安全用电随着电能应用的不断拓展 以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业 社会和家庭生活中 与此同时 使用电气所带来的不安全事故也不断发生 为了实现电气安全 对电网本身的安全进行保护的同时 更要重视用电的安全问题 因此 学习安全用电基本知识 掌握常规触电防护技术 这是保证用电安全的有效途径 电气危害有两个方面 一方面是对系统自身的危害 如短路 过电压 绝缘老化等 另一方面是对用电设备 环境和人员的危害 如触电 电气火灾 电压异常升高造成用电设备损坏等 其中尤以触电和电气火灾危害最为严重 触电它可直接导致人员伤残 死亡 另外 静电产生的危害也不能忽视 它是电气火灾的原因之一 对电子设备的危害也很大 1 1人身安全1 触电危害触电是指人体触及带电体后 电流对人体造成的伤害 它有两种类型 即电击和电伤 1 电伤 非致命的电伤是指电流的热效应 化学效应 机械效应及电流本身作用造成的人体伤害 电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕 常见的有电灼伤 电烙伤和皮肤金属化等现象 2 电击电击是指电流通过人体内部 破坏人体内部组织 影响呼吸系统 心脏及神经系统的正常功能 甚至危及生命 在触电事故中 电击和电伤常会同时发生 1 电弧烧伤电弧的高温或电流产生的热量所引起的皮内深度烧伤 可以造成残废或死亡 严重的电弧烧伤大多发生在高压设备上 以及由带负载拉刀闸 短路而产生的强烈电弧所致 2 电烙伤当人体与带电体良好接触时 会使人体皮肤变硬 形成黄色或灰色肿块 电烙伤在低压触电时常见 3 皮肤金属化被电流熔化和蒸发的金属微粒渗入人体表皮所造成的损伤 2 影响触电危险程度的因素 1 电流大小对人体的影响通过人体的电流越大 人体的生理反应就越明显 感应就越强烈 引起心室颤动所需的时间就越短 致命的危害就越大 按照通过人体电流的大小和人体所呈现的不同状态 工频交流电大致分为下列三种 感觉电流 指引起人的感觉的最小电流 0 6 1 6mA 摆脱电流 指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流 10mA 致命电流 指在较短的时间内危及生命的最小电流 30 50mA 2 电流的类型各种形式的电流的电流和静电荷对人体均有伤害作用 3 电流的作用时间 人体触电 当通过电流的时间越长 愈易造成心室颤动 生命危险性就愈大 据统计 触电1 5min内急救 90 有良好的效果 10分钟内60 救生率 超过15分钟希望甚微 触电保护器的一个主要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mA s 实际产品一般额定动作电流30mA 动作时间0 1s 故小于30mA s可有效防止触电事故 4 电流路径电流通过头部可使人昏迷 通过脊髓可能导致瘫痪 通过心脏会造成心跳停止 血液循环中断 通过呼吸系统会造成窒息 因此 从左手到胸部是最危险的电流路径 从手到手 从手到脚也是很危险的电流路径 从脚到脚是危险性较小的电流路径 5 人体电阻人体电阻是不确定的电阻 皮肤干燥时一般为100K 左右 而一旦潮湿可降到1K 人体不同 对电流的敏感程度也不一样 一般地说 儿童较成年人敏感 女性较男性敏感 患有心脏病者 触电后的死亡可能性就更大 3 常见的触电方式人体触电方式主要有两种 直接或间接接触带电体以及跨步电压 直接接触又可分为单极接触和双极接触 1 单相触电当人站在地面上或其他接地体上 人体的某一部位触及一相带电体时 电流通过人体流入大地 或中性线 称为单极触电 如图1 所示 图1 1 1 a 为电源中性点接地运行方式时 单相的触电电流途径 图1 1 1 b 为中性点不接地的单相触电情况 一般情况下 接地电网里的单相触电比不接地电网里的危险性大 a 中性点直接接地 b 中性点不直接接地图1 1 1单相触电 通过人体电流 I u R r 220 1700 4 0 129A 129mA I u R r 220 1700 2000000 0 11mA 2 双相触电双相触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体 以及在高压系统中 人体距离高压带电体小于规定的安全距离 造成电弧放电时 电流从一相导体流入另一相导体的触电方式 如图1 1 所示 两相触电加在人体上的电压为线电压 因此不论电网的中性点接地与否 其触电的危险性都最大 图1 1 2双相触电 通过人体电流 I u R r 380 1700 0 0 223A 223mA 3 跨步电压触电当带电体接地时有电流向大地流散 在以接地点为圆心 半径20m的圆面积内形成分布电位 人站在接地点周围 两脚之间 以0 8m计算 的电位差称为跨步电压Uk 如图1 1 3所示 由此引起的触电事故称为跨步电压触电 高压故障接地处 或有大电流流过的接地装置附近都可能出现较高的跨步电压 离接地点越近 两脚距离越大 跨步电压值就越大 一般10米以外就没有危险 图1 1 3跨步电压 4 剩余电荷触电剩余电荷触电是指当人触及带有剩余电荷的设备时 带有电荷的设备对人体放电造成的触电事故 设备带有剩余电荷 通常是由于检修人员在检修中摇表测量停电后的并联电容器 电力电缆 电力变压器及大容量电动机等设备时 检修前 后没有对其充分放电所造成的 3 防止触电产生触电事故有以下原因 1 缺乏用电常识 触及带电的导线 2 没有遵守操作规程 人体直接与带电体部分接触 3 由于用电设备管理不当 使绝缘损坏 发生漏电 人体碰触漏电设备外壳 4 高压线路落地 造成跨步电压引起对人体的伤害 5 检修中 安全组织措施和安全技术措施不完善 接线错误 造成触电事故 6 其他偶然因素 如人体受雷击等 4 触电的防护 1 绝缘它是防止人体触及绝缘物把带电体封闭起来 瓷 玻璃 云母 橡胶 木材 胶木 塑料 布 纸和矿物油等都是常用的绝缘材料 220 0 25M380 0 5M应当注意 很多绝缘材料受潮后会丧失绝缘性能或在强电场作用下会遭到破坏 丧失绝缘性能 2 外壳保护为了防止人员误触电气元件裸露的带电部位 将电气元件安装在金属盒或盒内 对人起到安全防护作用 3 屏护即采用遮拦 护照 护盖箱闸等把带电体同外界隔绝开来 电器开关的可动部分一般不能使用绝缘 而需要屏护 高压设备不论是否有绝缘 均应采取屏护 4 间距就是保证必要的安全距离 间距除用防止触及或过分接近带电体外 还能起到防止火灾 防止混线 方便操作的作用 在低压工作中 最小检修距离不应小于0 1米 5 安全电压安全电压是指人体不戴任何防护设备时 触及带电体不受电击或电伤 人体触电的本质是电流通过人体产生了有害效应 然而触电的形式通常都是人体的两部分同时触及了带电体 而且这两个带电体之间存在着电位差 因此在电击防护措施中 要将流过人体的电流限制在无危险范围内 也即将人体能触及的电压限制在安全的范围内 国家标准制定了安全电压系列 称为安全电压等级或额定值 这些额定值指的是交流有效值 分别为 42V 36V 24V 12V 6V等几种 6 接地和接零保护A 接地保护按功能分 接地可分为工作接地和保护接地 工作接地是指电气设备 如变压器中性点 为保证其正常工作而进行的接地 保护接地是指为保证人身安全 防止人体接触设备外露部分而触电的一种接地形式 在中性点不接地系统中 设备外露部分 金属外壳或金属构架 必须与大地进行可靠电气连接 即保护接地 接地装置由接地体和接地线组成 埋入地下直接与大地接触的金属导体 称为接地体 连接接地体和电气设备接地螺栓的金属导体称为接地线 接地体的对地电阻和接地线电阻的总和 称为接地装置的接地电阻 保护接地常用在IT低压配电系统和TT低压配电系统的型式中 a 无接地 b 有接地图1 3 7保护接地原理图 B 保护接零 保护接零是指在电源中性点接地的系统中 将设备需要接地的外露部分与电源中性线直接连接 相当于设备外露部分与大地进行了电气连接 使保护设备能迅速动作断开故障设备 减少了人体触电危险 保护接零适用于TN低压配电系统型式 保护接零的工作原理 当设备正常工作时 外露部分不带电 人体触及外壳相当于触及零线 无危险 如图1 3 8所示 保护接零原理图 采用保护接零时注意 1 同一台变压器供电系统的电气设备不宜将保护接地和保护接零混用 而且中性点工作接地必须可靠 2 保护零线上不准装设熔断器 区别 将金属外壳用保护接地线 PEE 与接地极直接连接的叫接地保护 当将金属外壳用保护线 PE 与保护中性线 PEN 相连接的则称之为接零保护 3 重复接地 在电源中性线做了工作接地的系统中 为确保保护接零的可靠 还需相隔一定距离将中性线或接地线重新接地 称为重复接地 从图1 3 9 a 可以看出 一旦中性线断线 设备外露部分带电 人体触及同样会有触电的可能 而在重复接地的系统中 如图1 3 9 b 所示 即使出现中性线断线 但外露部分因重复接地而使其对地电压大大下降 对人体的危害也大大下降 不过应尽量避免中性线或接地线出现断线的现象 图1 3 9重复接地作用 为降低因绝缘破坏而遭到电击的危险 对于以上不同的低压配电系统型式 电气设备常采用保护接地 保护接零 重复接地等不同的安全措施 图1 3 6保护接地 工作接地 重复接地及保护接零示意图 以上分析的电击防护措施是从降低接触电压方面进行考虑的 但实际上这些措施往往还不够完善 需要采用其它保护措施作为补充 例如 采用漏电保护器 过电流保护电器等措施 1 漏电保护开关 1 定义 漏电保护器 漏电保护开关 是一种电气安全装置 将漏电保护器安装在低压电路中 当发生漏电和触电时 且达到保护器所限定的动作电流值时 就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护 漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置 在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时 漏电保护装置已切断电源 或者在人体已触及带电体时 漏电保护器能在非常短的时间内切断电源 减轻对人体的危害 2 种类 漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型 如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型 按动作机构分 有开关式和继电器式 按极数和线数分 有单极二线 二极 二极三线等等 按动作灵敏度可分为 高灵敏度 漏电动作电流在30mA以下 中灵敏度 30 1000mA 低灵敏度 1000mA以上 1 3用电安全技术简介 低压配电系统是电力系统的末端 分布广泛 几乎遍及建筑的每一角落 平常使用最多的是380 220V的低压配电系统 从安全用电等方面考虑 低压配电系统有三种接地形式 IT系统 TT系统 TN系统 TN系统又分为TN S系统 TN C系统 TN C S系统三种形式 1 IT系统IT系统就是电源中性点不接地 用电设备外壳直接接地的系统 如图1 3 1所示 IT系统中 连接设备外壳可导电部分和接地体的导线 就是PE线 2 TT系统TT系统就是电源中性点直接接地 用电设备外壳也直接接地的系统 如图1 3 2所示 通常将电源中性点的接地叫做工作接地 而设备外壳接地叫做保护接地 TT系统中 这两个接地必须是相互独立的 设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置 也可以若干设备共用一个接地装置 图1 3 2中单相设备和单相插座就是共用接地装置的 图1 3 1IT接地 图1 3 2TT系统接地 3 TN系统TN系统即电源中性点直接接地 设备外壳等可导电部分与电源中性点有直接电气连接的系统 它有三种形式 分述如下 1 TN S系统TN S系统如图1 3 3所示 图中中性线N与TT系统相同 在电源中性点工作接地 而用电设备外壳等可导电部分通过专门设置的保护线PE连接到电源中性点上 在这种系统中 中性线N和保护线PE是分开的 TN S系统的最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后 不能再有任何电气连接 TN S系统是我国现在应用最为广泛的一种系统 又称三相五线制 新楼宇大多采用此系统 图1 3 3TN S系统接地 2 TN C系统TN C系统如图1 3 4所示 它将PE线和N线的功能综合起来 由一根称为保护中性线P