第1章电气安全基础.ppt

第一章电气安全基础,第一节 工业企业供配电系统一、电力系统二、工业企业供配电第二节 电气事故一、电气事故概要二、电气事故的类型三、触电事故的分布规律第三节 电流对人体的作用一、人体阻抗二、电流对人体的作用,兵喀亡狰公屠齿熊这努夯窃小工矿桅驯均拷逞半纵运什执扬厢辫今规术琶第1章电气安全基础第1章电气安全基础,电力系统图,踞闽呼馆龋此荐擅茎巢摈函帝仍猜耀黑降宙鸳殖硅谱氯蛤扣辛缴懒无会聘第1章电气安全基础第1章电气安全基础,升压变电所,220kV,地区枢纽所,10kV,至用户,配电所,10kV,10kV,升压变电所,220kV,220kV,220kV,输电线路,220kV,10kV,为保证供电的可靠性和安全连续性，电力系统将各地区、各种类型的发电机变压器、输电线、配电和用电设备等连成一个环形整体。,贰丰乔磊怠割搜侵恫即侄祸货汹止匣升侵胯秧麻庙敌析纬茅久基袒泪入审第1章电气安全基础第1章电气安全基础,1.1 工业企业供配电系统,一、电力系统电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得到了广泛的应用。电力系统由发电厂、送电线路、变电所、配电网和电力负荷组成。1.发电发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主，近几年也在发展核能发电。发电机组发出的电压一般为 6 10 KV。2.输电输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户。输（送）电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。输电是联系发电厂和用户的中间环节。输电过程中,一般将发电机组发出的 610KV 电压经升压变压器变为 35500KV 高压，通过输电线可远距离将电能传送到各用户，再利用降压变压器将高压变为 610KV 高压。,给封闸菲叫纬挝祥吊议毋怨溯要蒋高第却鸡足癌婉醛范妮陪振聪傍缀定渤第1章电气安全基础第1章电气安全基础,3.配电 配电是由 10KV 级以下的配电线路和配电(降压)变压器所组成。它的作用是将电能降为 380/220V 低压再分配到各个用户的用电设备。三相交流电力网的电压等级：高压：1KV及以上的电压称为高压。有1,3,6,10,35,110,330,550KV等。低压：1KV及以下的电压称为低压。有220，380V、660V.对地电压而言，交流250V以上为高压，250V及其以下为低压。我国工频低压最常用的是380V和220V;在井下及其他场合，常采用 127V和660V电压，在安全要求高的场所，还采用50V以下的特低电压。直流电压：常用110V、220V、440V。直流1500V及其以下属低压。,1.1 工业企业供配电系统,缉伯又漏元梧枝授鳞肉刃袒莫纺测蛆痹埔饱绝匪橡瓷批慌岩铝庆鹃砷京倍第1章电气安全基础第1章电气安全基础,二、工业企业供电 1.组成：从电源线路进厂开始到用电设备进线端为止的整个电路系统，包括厂内的变配电所和所有高低压供配电线路。常见4种形式：进线为35KV及以上的大中型企业；进线电压为10KV的中型企业；进线电压为10KV的小型企业；进线电压为0.4KV,容量为不大于160KVA的小型企业。2.工业企业电力负荷分级及供电要求,1.1 工业企业供配电系统,庙扇铆破哼陌腆锭品尺咬箩骤豆雷篇乐郊汐炉猩红讶诚戎翻茁救菌伶纸邹第1章电气安全基础第1章电气安全基础,三、工业企业配电1.高压配电 高压配电线路的联接方式主要是放射式、树干式和环式等三种基本方式。注意了解三种基本配电形式的优缺点！2.低压配电线路 低压配电线路也有放射式、树干式和环式等三种基本方式。低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、用电线路组成。通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几百千伏安的范围，负责几十个用户的供电。为了合理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠性，一般都采用分级供电的方式。即按照用户地域或空间的分布，将用户划分成供电区和片，通过干线、支线向片、区供电。整个供电线路形成一个分级的网状结构。,1.1 工业企业供配电系统,辞彤鹏惶哮讶羞艺蔬曙咳触各诊输费琳巳戍咒绘晶霹柔歹簿莎坚尖遮仗夕第1章电气安全基础第1章电气安全基础,去教学楼,去宿舍 食堂,2层配电箱,11层配电箱,1层配电箱,去报告厅,实验楼,配电变压器,配电柜,慰赘稚愉贴戚菠墓几烷沈壹骸袋傲晤占即至踢奥肉沁群丰烩停荔骡胞荐搪第1章电气安全基础第1章电气安全基础,第二节电气事故,一、电气事故概要电气事故具有以下特点：1电气事故危害大2电气事故危险直观识别难3电气事故涉及领域广4电气事故的防护研究综合性强,舵涕叹稽纽渭喊素匡暇波橱由秃借将晒篷逐朋靠哆含燃扒莆辞哗申蛹疲砷第1章电气安全基础第1章电气安全基础,第二节电气事故,二、电气事故的类型 触电事故电击电伤静电危害事故雷电灾害事故电气火灾爆炸事故射频电磁场危害电气系统故障危害,剔省娠稍击藻陨社刑壶夫椎质副展寄似舟论拾微烦弥返弹锚吴起噬背忍趣第1章电气安全基础第1章电气安全基础,第二节电气事故,三、触电事故的分布规律 大量的统计资料表明，触电事故的分布是具有规律性的。触电事故的分布规律为制定安全措施，最大限度地减少触电事故发生率提供了有效依据。根据国内外的触电事故统计资料分析，触电事故的分布具有如下规律。1触电事故季节性明显2低压设备触电事故多3携带式设备和移动式设备触电事故多4.电气连接部位触电事故多5农村触电事故多。6冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多7青年、中年人以及非电工人员触电事故多8误操作事故多,仍毖拢徊蝎恫穗团湖彪未叁勋芝撬沤蜡蛆胚瞳蛹惠排厄宿哲令浩豫寺捕嚷第1章电气安全基础第1章电气安全基础,第二节电气事故,触电事故的分布规律并不是一成不变的，在一定的条件下，也会发生变化。例如，对电气操作人员来说，高压触电事故反而比低压触电事故多。而且，通过在低压系统推广漏电保护装置，使低压触电事故大大降低，可使低压触电事故与高压触电事故的比例发生变化。上述规律对于电气安全检查、电气安全工作计划、实施电气安全措施以及电气设备的设计、安装和管理等工作提供了重要的依据。,岂弦胳邑瑚酝渣率摘诀啮幼硬拔酌陛锁翅容鼠下啃躁鸣欠利裔肄殖散夏闰第1章电气安全基础第1章电气安全基础,第三节电流对人体的作用,电流通过人体、会引起人体的生理反应及机体的损坏，有关电流人体效应的理论和数对于制定防触电技术的标准，鉴定安全型电气设备，设计安全措施，分析电气事故，评价安全水平等是必不可少的。一、人体阻抗 人体总阻抗包括皮肤阻抗和人体内阻抗。发生触电时，人体总阻抗值由电流通路、接触电压、通电时间、频率、皮肤湿度、接触面积、施加压力和温度等因素决定。（1）皮肤阻抗（IEC479-1:1984）（2）人体内阻抗（3）人体总阻抗,雍宵躁呀廖诞拍双帅隅吱巍橙糖稗橙涡绍孜表揩排沏蒂难笺民屿秒晕采魂第1章电气安全基础第1章电气安全基础,1.皮肤阻抗 ZP,皮肤由外层的表皮和表皮下面的真皮组成。表皮最外层的角质层，其电阻很大，在干燥和清洁的状态下，其电阻率可达 1 1051 106 m。皮肤阻抗是指表皮阻抗，即皮肤上电极与真皮之间的电阻抗，以皮肤电阻和皮肤电容并联来表示。皮肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容。皮肤阻抗值与接触电压、电流幅值和持续时间、频率、皮肤潮湿程度、接触面积和施加压力等因素有关。当接触电压小于 50V 时，皮肤阻抗随接触电压、温度、呼吸条件等因素影响有显著的变化，但其值还是比较高的；当接触电压在 50100V 时，皮肤阻抗明显下降，当皮肤击穿后，其阻抗可忽略不计。,夸竣庭床暴今拍撩华酉脚挣阮党日忘宴帮极彝凯伺磨韩接符烹窿衔厉憎仆第1章电气安全基础第1章电气安全基础,2.体内阻抗 Zi,体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗，虽存在少量电容，但可以忽略不计。因此，体内阻抗基本上可以视为纯电阻。体内阻抗主要决定于电流途径。当接触面积过小，例如仅数平方毫米时，体内阻抗将会增大。如图所示为不同电流途径的体内阻抗值，图中数值是用与手一手内阻抗比值的百分数表示的。无括号的数值为单手至所示部位的数值；括号内的数值为双手至相应部位的数值。如电流途径为单手至双脚，数值将降至图上所标明的75%；如电流途径为双手至双脚，数值将降至图上所标明的50%。,侥彪口辈喝炒淘恐脾舀鹃沥肌诧所仆拼杯疤湾芒太朔欢仇紧蚕醋正妹糯镁第1章电气安全基础第1章电气安全基础,3.人体总阻抗 ZT,人体总阻抗是包括皮肤阻抗及体内阻抗的全部阻抗。接触电压大致在 50V 以下时，由于皮肤阻抗的变化，人体阻抗也在很大的范围内变化；而在接触电压较高时，人体阻抗与皮肤阻抗关系不大。在皮肤被击穿后，近似等于体内阻抗。另外，由于存在皮肤电容，人体的直流电阻高于交流阻抗。通电瞬间的人体电阻叫做人体初始电阻。在这一瞬间，人体各部分电容尚未充电，相当于短路状态。因此，人体初始电阻近似等于体内阻抗，其影响因素也与体内阻抗相同。根据试验，在电流途径从左手到右手或从单手到单脚、大接触面积的条件下，相应于 5%概率的人体初始电阻为 500。在皮肤干燥时，人体工频总阻抗一般为10003000。,役上墓偏滑锹部溅田婉青困刺罚帜泛牌骇庆皖欢腮早嫩缮输萝滩缸郡惨钓第1章电气安全基础第1章电气安全基础,二、电流对人体的作用,电流对人体的作用指的是电流通过人体内部对于人体的有害作用，如电流通过人体时会引起针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛乃至血压升高、昏迷、心律不齐、心室颤动等症状。电流通过人体内部，对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、持续时间、途径、种类及人体的状况等多种因素有关，特别是和电流大小与通电时间有着十分密切的关系。,站艳不瞒戴泼蔡堵罩吭烫絮栓摇泪舞炽柏择泼皱仍猜寸坤诚蒂吠镍铸浪那第1章电气安全基础第1章电气安全基础,左手-右手电流途径的实验资料 mA,鹅郝伦俩埃驱夜牙肢悄雀上挠除又招钩抗宠火叁毛俺雀齿苯噎婿逢仰檬杆第1章电气安全基础第1章电气安全基础,单手-双脚电流途径的实验资料,厂无易撼墟钨涎每疹臃泡瑟课臣阅桨希柄聋垦匡矛敬颠佳总汽允吝号名凰第1章电气安全基础第1章电气安全基础,1、伤害程度与电流大小的关系,电流大小 通过人体的电流大小不同，引起人体的生理反应也不同。对于工频电流，按照通过人体的电流大小和人体呈现的不同反应，可将电流划分为感知电流、摆脱电流和致命电流。(1)感知电流和感知阈值。感知电流是指电流流过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流的最小值称为感知阈值。不同的人，感知电流及感知阈值是不同的。成年男性平均感知电流约为 1.1mA(有效值，下同)；成年女性约为 0.7mA。对于正常人体，感知阈值平均为 0.5mA，并与时间因素无关。感知电流一般不会对人体造成伤害，但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。,口戌靡欲撩毅堆捅救啄苦阮簇拈恕比皮顽磕烽散贡创祸摘报拄蹭座婶矮皇第1章电气安全基础第1章电气安全基础,1、伤害程度与电流大小的关系,(2)摆脱电流和摆脱阈值。摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。摆脱电流的最小值称为摆脱阈值。成年男性平均摆脱电流约为 16mA；成年女性平均摆脱电流约为 10.5mA；成年男性最小摆脱电流约为9mA；成年女性最小摆脱电流约为6mA；儿童的摆脱电流较成人要小。对于正常人体；摆脱阈值平均为 10mA,与时间无关。,缴冬淆宵沟蚊辽条假沿助逻住颓图我完燕舶爹鸡宴瘁褐烘乔亨屡滋店姑郭第1章电气安全基础第1章电气安全基础,1、伤害程度与电流大小的关系,(3)室颤电流和室颤阈值。室颤电流是指引起心室颤动的最小电流，其最小电流即室颤阈值。由于心室颤动几乎终将导致死亡，因此，可以认为，室颤电流即致命电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50mA 左右；当电流持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百毫安。当电流持续时间小于 0.1S 时，只有电击发生在心脏易损期，500mA 以上乃至数安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 1-4 所示。,露冗钎旬闽祸粹偶捅叠搪骇际酥傲塌氧剪糙侄邮章勒换振宝苟躬终警竞淡第1章电气安全基础第1章电气安全基础,电流对人体的作用特征,上表从触电事故的统计资料分析得来的.可参考用电安全技术（石油化学工业出版社1977年出版）.,缚车哭弓铬澈丽淑肚莎架特蚀孕喉榆检胆娄蛹慎依蝶师淤柞甥凶认瞥湾遗第1章电气安全基础第1章电气安全基础,电流对人体的作用特征,电流对人体的效应由生理参数（人体的解剖特点、心脏功能状态等）和电气参数（电流的持续时间、通路、种类等）决定。(15100)Hz的正弦交流电流对人体的电流效应被划分为4个区域，人体不同区域内产生的生理效应各不相同，具体情况如表所示（IEC479-1:1984）。直流电流比交流电流易于摆脱。当产生相同的刺激效应时，恒定的直流电流（含有正弦纹波不超过10%有效值的直流）的强度要比交流电流（有效值）大24倍。直流电流对人体的效应由图所示，图中电流效应被划分为4个区域，人体在不同区域内产生的生理效应各不相同，具体情况如表所示。在上述研究的基础上，IEC60990:1999接触电流和保护导体电流的测量方法定义了4种最为重要的人体效应：感知、反应、摆脱、电灼伤。这4种效应中的每一种都有一个单独的阀值。,蓖众献华爬排夏骡膨绒养卓滓慢尼砌碧歼唉豢剪澜潦隙彬黍吹篇泌傻唇蕊第1章电气安全基础第1章电气安全基础,2、伤害程度与电流持续时间的关系,通过人体电流的持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。这主要是因为：(1)能量积累。(2)与易损期重合的可能性增大。(3)人体电阻下降。,羡骄搽送腔靳泥栽畏哲扁项源菲捆福蛔彭澄斗凡伙盂庆泰麦钧些岩莉然币第1章电气安全基础第1章电气安全基础,3.伤害程度与电流途径的关系,电流通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会使心脏停止跳动，从而导致血液循环中断而死亡。电流通过中枢神经或有关部位，会引起中枢神经严重失调而导致死亡。电流通过头部会使人昏迷，或对脑组织产生严重损坏而导致死亡。电流通过脊髓，会使人瘫痪等。上述伤害中，以心脏伤害的危险性为最大。因此，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。,簿束订潞炽吗历栈饶死抢示鲜子布弱佃巫诌授沙限柠唆黔狗卿真衫点呆戈第1章电气安全基础第1章电气安全基础,4.伤害程度与电流种类的关系,100Hz 以上交流电流、直流电流、特殊波形电流也都对人体具有伤害作用，其伤害程度一般较工频电流为轻。(1)100Hz 以上交流电流的效应。100Hz 以上的频率在飞机(400Hz)、电动工具及电焊(可达 450Hz)、电疗(45kHz)、开关方式供电(2OkHz1MHz)等方面被使用。高频电流的危险性可以用频率因数来评价。频率因数是指某频率与工频有相应生理效应时的电流阈值之比。某频率下的感知、摆脱、室颤频率因数是各不相同的。,痴剔仿见泰伺泞许惟左材既校折涅溺注迄海潭谢男霸粉趴闸院豌夯询玲灵第1章电气安全基础第1章电气安全基础,4.伤害程度与电流种类的关系,(2)直流电流的效应。直流电流与交流电流相比，容易摆脱，其室颤电流也比较高，因而，直流电击事故很少。国际电工委员会建议按图 1-6 划分直流电流对人体作用的区域范围。(3)特殊波形电流的效应。特殊波形电流最常见的有带直流成分的正弦电流、相控电流和多周期控制正弦电流等。(4)电容放电电流的效应。这里讨论的电容放电电流指持续时间(即电容放电时间常 数的 3 倍)小于 10 ms 的短持续时间脉冲电流。由于作用时间短暂，不存在摆脱阈值问题，但有一个疼痛阈值。,曲酪榴奇跨撮异篮丫巢拔唁或它吩袭宴鸳颠粪纬莎尔阉又浆呛为瘁棺敦骑第1章电气安全基础第1章电气安全基础,