安全用电常识人身触电及防护ppt课件.ppt
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1、第16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
2、难点。,第三篇 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
3、电子设备的危害也很大。,一、电流对人体的效应 电对人体的伤害,主要来自电流,电流流过人体时,电流的热效应会引起肌体烧伤、炭化或在某些器官上产生损坏其正常功能的高温;肌体内的体液或其他组织会发生分解作用,从而使各种组织的结构和成分遭到严重破坏;神经组织或其他组织因受到刺激而兴奋,内分泌失调,使人体内部的生物电破坏;产生一定的机械外力引起肌体的机械性损伤。 因此,当电流流过人体时,人体会产不同程度的刺麻、酸疼、打击感,并伴随不自主的肌肉收缩、心慌、惊恐等症状,严重时会出现心律不齐、昏迷、心跳及呼吸停止甚至死亡的严重后果。,1.1 人身触电二.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
4、害。 它有两种类型, 即电击和电伤。 ( 一) 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。 (二)电击致命的 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。,电伤包括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,
5、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。,( 一) 电伤非致命的,(二)电击致命的,电击是指电流流过人体内部造成人体内部器官的伤害。当电流流过人体时,会造成人体内部器官(如呼吸系统、血液循环系统、中枢神经系统等)生理或病理变化,工作机能紊乱,严重时会导致人体休克乃至死亡。 1、 电击使人致死的原因有三个方面:一 是流过心脏的电流过大、持续时间过长,引起“心室纤维性颤动”而致死;二 是因电流作用使人产生窒息而死亡;三 是因电流作用使心脏停止 跳动而死亡。 研究表明“心室纤维性颤动”致死是最根本、占比例最大的
6、原因。电击是触电事故中后果最严重的一种,绝大部分触电死亡事故都是电击造成的。通常所说的触电事故,主要是指电击。,2、电击伤害影响危险程度的因素 (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感知电流通过时,人体有麻酥、灼热感。人对交、直流电流的感知阈值分别约为05、2mA。 摆脱电流: 指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流摆脱电流通过时,主要是疼痛、心律障碍感。 致命电流: 指在较短的时
7、间内危及生命的最小电流由于导致触电死亡的主要原因是发生“心室纤维性颤动”,将致命电流的最小值称为致颤阈值,电流对人体的伤害与流过人体电流的持续时间有着密切的关系。电流持续时间越长,其对应的致颤阈值越小,电流对人体的危害越严重。 这是因为:一方面,时间越长,体内积累的外能量越多,人体电阻因出汗及电流对人体组织的电解作用而变小,使伤害程度进一步增; 另一方面,人的心脏每收缩、舒张一次,中间约有01s的间隙,在这01s的时间内,心脏对电流最敏感,若电流在这一瞬间通过心脏,即使电流很小(几十毫安),也会引起心室颤动。显然,电流持续时间越长,重合这段危险期的几率越大,危险性也越大。 一般认为,工频电流1
8、520mA以下及直流50mA以下,对人体是安全的,但如果持续时间很长,即使电流小到810mA,也可能使人致命。,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。,3 人体电阻 人体电阻是不确定的电阻,皮肤干燥时大,而一旦潮湿可降低见(表16-1),一般认为10002000 ,安全程度要求较高的场合按不受
9、外界影响的500来考虑。4、作用于人体的电压 作用于人体的电压对流过人体的电流有着直接的影响 当人体电阻一定时,作用于人体电压越高,则流过人体的电流越大,其危险性越大。 但实际上,流过人体的电流不与电压成正比,由表16-1,随着作用于人体电压升高,人体电阻下降,导致流过人体的电流迅速增加,对人体的伤害也更严重。,5 、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。,6、电流种类及频率的影响 当电压在250300V
10、以内时,触及频率为50HZ的交流电,比触及相同电压的直流电的危险性大34倍 5060HZ的交流电对人体危险性最大,7、人体状态的影响 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。,三. 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与带电体小于安全距离。直接接触又可分为单极接触和双极接触(一)直接触电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, 如图所示。图16-1(a)为电源中性点接地运行方式时,单相的触电电流途径
11、。图16-1(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。,以380220V的低压配电系统为例,中性点接地系统当人体触及某一相导体时,相电压作用于人体,电流经过人体、大地、系统中性点接地装置、中性线形成闭合回路,如图161(a)所示。由于中性点接地装置的电阻只。比人体电阻小得多,所以相电压几乎全部加在人体上。设人体电阻Rb为1000,电源相电压Uph为220V,则通过人体的电流Ib约为220mA,远大于人体的摆脱阈值,足以使人致命 一般情况下,人脚上穿有鞋子,有一定的限流作用。人体与带电体之间以及站立点与地之间也有接触电阻,所以实际电流较220m
12、A要小,人体触电后,有时可以摆脱。 但人体触电后由于遭受电击的突然袭击,慌乱中易造成二次伤害事故(如空中作业触电时摔到地面等)。 所以,电气工作人员工作时应穿合格的绝缘鞋,在配电室的地面上应垫有绝缘橡胶垫,以防触电事故的发生。,以380220V的低压配电系统为例。中性点不接地系统的单相触电。图16-1(b) 当人站立在地面上,接触到该系统的某一相导体时,由于导线与地之间存在对地电抗Zc(由线路的绝缘电阻R和对地电容C组成),则电流以人体接触的导体、人体、大地、另两相导线对地电抗友构成回路,通过人体的电流与线路的绝缘电阻及对地电容的数值有关。在低压系统中,对地电容C很小,通过人体的电流主要决定于
13、线路的绝缘电阻R。正常情况下,R相当大,通过人体的电流很小,一般不致造成对人体的伤害。 但当线路绝缘下降,及减小时,单相触电对人体的危害仍然存在。而在高压系统中,线路对地电容较大,通过人体的电容电流较大,将危及触电者的生命。,2).两相触电 两相触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体,电流从一相导体流入另一相导体的触电方式,如图16-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, 加在人体上的电压为线电压,它是相电压的3倍。通过人体的电流与系统中性点运行方式无关,其大小只决定于人体电阻和人体相接触的两相导体的接触电阻
14、之和。 因此,它比单相触电的危险性更大,例如,380220V低压系统线电压为380V,设人体电阻R1为1000,则通过人体的电流约Ib为380mA,大大超 过人的致颤阈值,足以致人死亡。 电气工作中两相触电多在带电作 业时发生,由于相间距离小,安全措施不周全,使人体或通过作业工具同时触及两相导体,造成两相触电。,1).跨步电压触电 在靠近接地点处沿电流散流方向取两点,其电位差较远离接地点处同样距离的两点间的电位差大,当离开接地故障点20m以外时,这两点间的电位差即趋于零。电位的零点:人们将两点之间的电位差为零的地方,称为电位的零,即电气上的“地”。,(二)间接触电 由电气设备绝缘损坏发生接地故
15、障,设备金属外壳及接地点周围出现对地电压引起的。它包括跨步电压触电和接触电压触电,图1.1-3 跨步电压,跨步电压Uk:显然,该接地体周围对“地”而言,接地点处的电位最高(为Ud),离开接地点处,电位逐步降低,其电位分布呈伞形下降,此时,人在有电位分布的故障区域内行走时,其两脚之间(一般为08m的距离)呈现出电位差,此电位差称为跨步电压Uk,跨步电压触电:由跨步电压引起的触电叫跨步电压触电。 在距离接地故障点810m以内,电位分布的变化率较大,人在此区域内行走,跨步电压高,就有触电的危险;在离接地故障点810m以外,电位分布的变化率较小,人一步之间的电位差较小,跨跨步电压低,危险 明显降低;,
16、人在受到跨步电压的作用时,电流将从一只脚经腿、跨部、另一只脚与大地构成回路,虽然电流没有通过人体的全部重要器官,但当跨步电压较高时,触电者脚发麻、抽筋,跌倒在地。跌倒后,电流可能会改变路径(如从手至脚)而流经人体 的重要器官,使人致命。注意: 发生高压设备、导线接地故障时,室内不得接近接地故障点4m以内(因室内狭窄,地面较为干燥,离开4m之外一般不会遭到跨步电压的伤害), 室外不得接近故障点8m以内。如果要进人此范围内工作,为防止跨步电压触电,进人人员应穿绝缘鞋。,2). 接触电压触电 在正常情况下,电气设备的金属外壳是不带电的,由于绝缘损坏,设备漏电使设备的金属外壳带电 接触电压:是指人触及
17、漏电设备的外壳,加于人手与脚之间的电位差Uj,,接触电压触电:由接触电压引起的触电叫接触电压触电。设备外壳不接地,单相触电情况同设备外壳接地,则接触电压为设备外壳对地电位与人站立点的对地电位之差措施:应带绝缘手套、穿绝缘鞋,(三).与带电体的距离小于安全距离的触电 人体距离带电体特别是高压带电体小于规定的安全距离,虽然人体没有接触带电体,也可能发生触电事故。 因为空气间隙的绝缘强度是有限的,太近时空气将被击穿,带电体对人体放电,并在人体与带电体间产生电弧,此时人体将受到电弧灼伤和电击双重伤害措施:工作人员距离带电体距离不允许小于安全距离,产生触电事故有以下原因:(1) 缺乏用电常识, 触及带电
18、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。,第二节.防止人身触电的技术措施,补充基本概念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。 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
19、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。,一、安全接地 安全接地是防止接触电压触电和跨步电压触电的根本方法。 安全接地包括电气设备外壳 (或构架)保护接地、保护接零或零线的重复接地。,(一)保护接地 方法:是将一切正常时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分(如
20、各种电气设备的金属外壳、配电装置的金属构架等)与独立的接地装置相连,从而防止工作人员触及时发生触电事故。它是防止接触电压触电的一种技术措施。 原理:保护接地是利用接地装置足够小的接地电阻值,降低故障设备外壳可导电部分对地电压,减小人体触及时流过人体的电流,达到防止接触电压触电的目的。,1中性点不接地系统的保护接地 在中性点不接地系统中,用电设备一相绝缘损坏,外壳带电。如果设备外壳没有接地,如图164(a)所示,则设备外壳上将长期存在着电压(接近于相电压),当人体触及到电气设备外壳时,就有电流流过人体,其值为,但若采用保护接地,如图164(b)所示,保护接地电阻R0与人体电阻Rb并联,由于R0R
21、b,则设备对地电压及流过人体的电流可近似为16-3和16-4,式中 R0保护接地电阻。, 比较式(162)与式(163)可知,由于ZcRb、Ro,所以其分母近似相等;而分子因RbR0,使得接地后对地电压大大降低。 同样由式(161)与式(16-4)得知,保护接地后,人体触及设备外壳时流过的电流也大大降低。 由此可见,只要选择适当的R0,即可避免人体触电。,同样,在6一10kV中性点不接地系统中,若采用保护接地,尽管其电压等级较高,也能减小因设备发生碰壳人体触及设备时流过人体的电流,减小触电的危险性。 如果进一步采取相应的防范措施,增大人体同路的电阻,如人脚穿胶鞋,也能将人体电流限制在50mA之
22、内,保证人身安全。,例如,220380V中性点不接地系统,绝缘阻抗ZC取绝缘电阻7000,有设备发生单相碰壳。若没有保护接地,有人触及该设备外壳,人体电阻Rb为10000 ,则流过人体电流约为66mA;但如果该设备有保护接地,接地电阻只Ro4 ,则流过人体的电流约为0.26mA,显然,该电流不会危及人身安全。,2中性点直接接地系统的保护接地 中性点直接接地系统中,若不采用保护接地,当人体接触一相碰壳的电气设备时,人体相当于发生单相触电,如图165(a)所示,流过人体的电流及接触电压为,以380220V低压系统为例,人体电阻及Rb1000,,Rn4 ,则流过人体的电流Ib220mA,作用于人体电
23、压Uc220V,此时足以使人致命。,若采用保护接地,如图165(b)所示,电流将经人体电阻Rb和设备接地电阻R0的并联支路、电源中性点接地电阻Rn、电源形成回路,设保护接地电阻R04,流过人体的电流及接触电压为,110mA的电流虽比未装保护接地时小,但对人身安全仍有致命的危险。所以,在中性点直接接地的低压系统中,电气设备的外壳采用保护接地仅能减轻触电的危险程度,并不能保证人身安全;在高压系统中,其作用就更小。,(二)保护接零和零线重复接地 1、保护接零 在中性点直接接地的低压供电网络,一般采用的是三相四线制的供电方式。将电气设备的金属外壳与电源(发电机或变压器)接地中性线(零线)作金属性连接,
24、这种方式称为保护接零,如图166所示。,分析: 由于接地中性线阻抗很小,接地短路电流Ik较大,足以使线路上(或电源处)的自动开关或熔断器以很短的时限将设备从电网中切除,使故障设备停电。 另外,人体电阻远大于接零回路中的电阻,即使在故障未切除前,人体触到故障设备外壳,接地短路电流几乎全部通过接零回路,也使流过人体的电流接近于零,保证了人身安全。,采用保护接零时,当电气设备某相绝缘损坏碰壳,接地短路电流流经短路线和接地中性线构成回路;,2零线的重复接地 运行经验表明,在保护接零的系统中,只在电源的中性点处接地还不够安全,为了防止接地中性线的断线而失去保护接零的作用,还应在零线的一处或多处通过接地装
25、置与大地连接,即零线重复接地,如图167所示。,在保护接零的系统中,若零线不重复接地,当零线断线时,只有断线处之前的电气设备的保护接零才有作用,人身安全得以保护;在断线处之后,当设备某相绝缘损坏碰壳时,设备外壳带有相电压,仍有触电的危险。即使相线不碰壳,在断线处之后的负荷群中,如果出现三相负荷不平衡(如一相或两相断开),也会使设备外壳出现危险的对地电压,危及人身安全。 采用了零线的重复接地后,若零线断线,断线处之后的电气设备相当于进行了保护接地,其危险性相对减小。,(三)安全接地注意事项 电气设备的保护接地、保护接零和零线的重复接地都是为了保证人身安全的,故统称为安全接地。为了使安全接地切实发
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