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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 实训1-1 触电急救 实训1-2 消防训练,安全是时时、事事、处处不能漠视的,一、教学目的 1、掌握用电安全技术(包括接地保护、接零保护和漏电保) 2、了解一般情况下对人体的安全电流和电压,了解触电事故的发生,了解安全用电的原则。 3、 培养逻辑思维和利用知识解决实际问题的能力。二、重点、难点 安全用电的技术是学生今后生产、生活中保障自身安全的准则之一,因此是本章内容的重点。 对于触电事故的发生,无论是高压触电还是低压触电都具有不可实验与体验性,要求具有较强的理解能力和分析能力,所以是本章的难点。,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.金属溅伤 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(5.2-3.5mA) 。 摆脱电流: 指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流(9-6mA) 。 致命电流: 指在较短的时间内危及生命的最小电流(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15min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30 mA,动作时间0.1s,故小于30 mA.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100 K左右,而一旦潮湿可降到1 K。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). 单极触电 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,2).双极触电 双极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 双极触电,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20 m的圆面积内形成分布电位。人站在接地点周围, 两脚之间(以0.8 m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。220/0.25M 380/0.5M 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:301000mA; 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380220V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TNS系统、TNC系统、TNCS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。,图1.3-1 IT接地,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
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