电工作业安全技术.ppt
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1、电工作业安全技术,第一章 电气安全基本知识第一节 电气事故的分类一、了解我国目前电气事故的现状几十年来我国电力工业发展非常迅速,但与发达国家相比有很大差距;1、发达国家已向社会承诺无停电,我国目前只有广州市向社会承诺全年365天无停电。2、目前我国人均用电量只有美国人均用电量的1/25。3、触电死亡比率,发达国家1人/20亿度,我国1人/1亿度。,二、1、电流伤害事故电流通过人体而产生不同伤害的结果的事故。2、电磁场伤害事故人体在电磁场作业下,吸收辐射能量,发生生物学作用而受到不同程度的伤害。3、雷电事故因雷电而引起人身事故及设备事故。4、静电事故生产过程中产生的有害静电而酿成的事故。5、电路
2、故障因电能在传输及分配或转换过程中失控而引起的事故。,第二节 电流对人体的危害一、电流对人体的伤害的形式1、电击:电流通过人体,直接对人体的器官和神经系统造成的伤害。2、电伤:电能转化成其他形式的能作用于人体所造成的伤害。二、触电的形式 1、单相触电 2、两相触电 3、跨步电压触电 4、感应电压触电 5、剩余电荷触电,三、触电事故原因1、违反安全操作规程1.1 缺乏电气知识1.2 维护不良1.3 设备质量不良1.4 意外因素,2、触电事故的规律2.1 季节性全年基本集中在69月份2.2 低压事故多于高压事故2.3 移动式电气设备多于固定式电气设备触电2.4 非电工的触电多于电工触电2.5 农村
3、触电多于城市触电,第三节 电流对人体的作用一、电流对人体的生理作用二、人体电阻1、人体电阻的构成2、人体电阻的变化2.1 不同条件下的人体电阻2.2 人体电阻的变化与哪些因素有关。皮肤状况皮肤与带电体接触面积大小和压力大小通过人体电流持续时间的长短触电时接触电压的大小,三、影响触电后果的因素1、通过人体电流大小与伤害程度关系1.1 感知电流引起人的感觉的最小电流男性1.1mA 女性0.7mA1.2 摆脱电流人触电后能自主摆脱电源的最大电流男性16mA 女性10.5mA1.3 致命电流在较短时间危及生命的电流(引起心室颤动的最小电流)2、电流通过人体持续时间与伤害程度的关系3、触电时,电流通过人
4、体的途径与伤害程度的关系4、伤害程度与电流种类的关系,第四节 触电急救一、使触电人脱离电源的方法1、在低压系统中使触电人脱离电源的方法1.1 附近有配电箱等,直接拉开关切断电源,电源是插头,拉掉插头1.2 导线落在触电人身上,用绝缘物挑开导线1.3 附近无电源开关,可用绝缘柄的电工钳或干燥木柄斧头切断电线,或用干木板等绝缘物插入触电身下,以隔断电流1.4 触电者衣服干燥,没有紧缠身上,可以用一只手抓住其衣服拉离电源,二、现场急救1、人工呼吸法(口对口,口对鼻)吹2秒,停3秒(自行呼气)2、胸外心脏挤压法2.1 触电者仰卧坚实的地方2.2 救护者跨跪其腰侧2.3 两手相叠,手掌根放在心窝上2.4
5、 垂直向下挤压,每秒60次,第二章 绝缘、屏护和间距第一节 绝缘一、绝缘破坏1、击穿定义绝缘物在强电场及其他因素作用下,如电压超过某一程度时,将急速地发生破裂或分解,完全失去绝缘性能而遭到破坏。2、固体绝缘的击穿一般不能恢复绝缘性能3、气体和液体绝缘击穿,在电压撤除后绝缘性能还能恢复,二、绝缘的测量1、绝缘电阻的定义加于绝缘材料的直流电压与流经绝缘体的电流(泄漏电源)之比。,2.兆欧表正确使用方法和注意事项,三、绝缘指标1、配电线路指标1.1 新装大修后照明线路R0.5M运行线路R1000,潮湿环境R5001.2 新装大修后,高压架空线路每个绝缘子,R300M1.3 配电盘二次线路 R1M,潮
6、湿R0.5M1.4 电缆线路,2、吸收比 R60 R15开始测量起60秒的绝缘电阻与开始测量起15秒的绝缘电阻之比2.1 绝缘受潮:R15和R60比较接近,吸收比12.2 干燥材料:R60比R15大得多,吸收比1.3,3、耐压试验3.1 哪些设备需要做耐压试验高压装置和低压装置投入运行前做工频耐压试验电工安全用具定期做工频耐压试验油浸式电力电缆投入运行前做直流耐压试验,第二节 屏护一、屏护的定义:采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把带电体同外界隔绝开来的措施。二、什么情况下需要屏护1、开关电器可动部分2、高压设备3、变配电设备,第三节 间距一、间距定义保证电的安全距离。二、线路安全距离表26表212
7、,表218表226三、配电装置的最小安全净距表213表216四、常用电器距地面高度表217,第三章 保护接地和保护接零第一节 接地的基本概念一、接地的定义:所谓接地,就是把设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接起来。二、接地的分类:正常接地非人为的故障接地,三、接地电流和接地短路电源 正常接地电流1、接地电流 故障接地电流2、接地短路电流系统一相接地可能导致发生短路,这时的接地电阻称为接地短路电流。,四、流散电阻和接地电阻1、流散电阻电流自接地体向周围大地流散所遇到的全部电阻(图31所示)。2、接地电阻接地体的流散电阻与接地线的电阻(很小)之和。,五、对地电压和对地电压曲线1、对地电压带电体
8、与电位为零的大地之间的电位差。2、对地电压曲线用曲线表示接地体及其周围各点的对地电压,这种曲线就称为对地电压曲线。,六、接触电势和接触电压1、接触电势接地电流自接地体流散,在大地表面形成不同电位时,设备外壳、构架或墙壁与水平距离0.8米处之间的电位差。2、接触电压加于人体某两点之间的电压,七、跨步电势和跨步电压1、跨步电势地面上水平距离0.8米的两点之间的电位差。(人的跨距)2、跨步电压人站立在流过电流的大地上,加于人的两脚之间的电压。,八、低压配电系统1、TT系统TT系统为三相四线制中性点,直接接地,设备外壳直接接地系统。,2、TN系统2.1 TNC系统TNC系统为三相四线制中性点直接接地,
9、中性线和保护线合一的系统。,2.2 TNS系统TNS系统为三相五线制中性点直接接地系统。,2.3 TNCS系统TNCS系统为三相四线制中性点直接接地,有部分中性线与保护线合一,有部分中性线和保护线分开。,3、IT系统IT系统为三相三线制中性点不直接接地,电气设备的外壳接地的系统。,第二节 保护接地和保护接零工作原理一、保护接地原理,如图310,在中性点不接地的低压系统中,当一相碰壳时,人体接地设备外壳接地电流Ie通过人体和对地绝缘阻抗形成回路,如各相对绝缘阻抗相等,则漏电设备对地电压为:3uZTUe=|3Zr+Z|式中:u电网相电压 ZT人体阻抗(忽略人体容抗与感抗的影响,可用人体电阻Rb)Z
10、电网每相对地绝缘阻抗,R Jwc 1 Z=1 jwc+1/R R+Jwc 式中:R电网每相对地绝缘电阻 C电网每相对地分布电容 W=2f电源角频率,1、当绝缘电阻无限大(一般情况下绝缘电阻远远大于分布电容的容抗)则对地电压:3uRb 3uRb Ue=|3Rb-jc|9Rb2+1/w2c2,从上式可以看出,电网对地绝缘正常时,漏电设备对地电压很低,但高电网绝缘性能显著下降或电网分布很广时,对地电压可能上升到危险程度(从表31可以看出来)。表31 当Rb=1000 U=220V f=50Hz时Uc值 V,在上述情况可采用图311所示保护接地措施,这时漏电设备对地电压主要决定于保护接地电阻Rpt的大
11、小,由于Rpe与Rb并联,且RpeRb。3uRpe Ue|3Rpe+Z|因为Rpe|Z|,所以设备对地电压大大降低,只要适当控制Rpe大小(一般Rpe4)即可以限制漏电流设备对地电压在安全范围之内(如表32、表33所示),表33 当Rpe=10 U=220V f=50Hz时Ue值 V,2、中性点直接接地系统中的单纯保护接地分析如上图所示,忽略相线阻抗和电源内阻的影响。uIe=Rde+RPE设:u=220V,Rde=4,RPE=4 220则 Ie=27.5A 4+4在接地短路电流Ie的作用下,线路的保护装置动作,从而保障人身安全。,2.1 Ie=1.21.3熔体额定电流时,熔断时间很长2.2 I
12、e=3倍的熔体额定电流时,熔断时间50S2.3 Ie=4倍的熔体额定电流时,熔断时间15S2.4 Ie=5倍的熔体额定电流时,熔断时间5S2.5 短路电流27.5A,熔体额定电流6A以内,数秒内可熔断2.6 短路电流达不到熔体额定电流的45倍,熔体不能立即熔断就存在危险,可看表3536所示。,二、保护接零原理 1、保护接零系统的种类1.1 工作零线兼作保护零线TNC系统1.2 中性点起敷设专用保护线TNS系统1.3 建筑物进户处将零线一分为二TNCS系统,2、保护接零原理2.1 定义把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线紧密连接起来。2.2 工作原理,第三节 保护接地和保护接零的应
13、用范围一、保护接地和保护接零的应用范围1、应用范围1.1 保护接地适用于中性点不接地低压电网。1.2 保护接零适用于中性点直接接地低压电网。2、同一变压器或同一发电机供电的电网采用两种保护方式的危险性,二、需要接地或接零的设备和装置1、凡因绝缘损坏而可能带有危险电压的电气设备及装置的金属外壳和框架都应可靠接地或接零。2、允许不接地的电气装置2.1 电气设备安装超过2.2m高度的不导电建筑材料基座上2.2 电气设备安装在已接地的金属构架上2.3 用于保护进口线等的保护管(不超过4m)2.4 50V以下电气设备2.5 电度表和总熔丝盒,三、重复接地,1、重复接地的定义在TN系统中,将零线上的一处或
14、多处通过接地装置与大地再次连接。2、重复接地的作用2.1 减轻PE线或PEN线断开或接触不良时电击危险,2.2 减轻PEN线断线时负载中性点漂移,3.2.3 进一步降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压,2.4 缩短漏电故障持续时间增大单相短路电流(并联)动作加快2.5 改善架空线路的防雷性能对雷电流起分流作用降低冲击过电压改善防雷性能。,四、工作接地1、定义变压器低压中性点的接地。2、工作接地的作用,减轻一相接地的危险 减轻高压窜入低压的危险,保持系统电压的稳定性,第四节 接地装置一、自然接地体和人工接地体1、自然接地体凡与土壤有紧密接地的自然导体1.1 金属管道 建筑物金属结构1.2 混
15、凝土内部钢筋 生产用金属结构(起 重机轨道),2、人工接地体2.1 材料:钢管、圆钢、角钢、扁钢或废钢铁制成。2.2 方式:一般垂直埋设多岩处采用水平敷设,接地装置地面部分可采用螺丝连接接地装置地下部分必须焊接利用自然接地体,其伸缩缝或接头处应予跨接各设备的接地线不得串接,必须并排接向接地干线,2.4 接地装置的连接,2.5 接地装置防护,在腐蚀性土壤中,接地装置应采取防腐措施人工接地体周围不得堆放强腐蚀性物质为防腐蚀,接地体最好用镀锌元件焊接处应涂沥青防腐接地线应尽量安装在不易受机械损伤的地方,并应在便于检查的明显处接地线与铁路或公路交叉应穿管或用角钢保护接地线穿墙,应敷设在明孔,管道或其他
16、紧固保护管中接地线与建筑物伸缩缝交叉,应弯成弧状或另加补偿件,二、接地和接零装置的安全要求,1、导电的连续性1.1 必须保证从电气设备至接地体之间或电气设备至变压器低压中性点之间导电的连续性1.2 接零系统的零线上,不得装设熔断器或开关2、接地装置之间要连接可靠3、要有足够的机械强度,4、要有足够的导电能力和热稳定性,4.1 接地干线载流量不小于相干线的1/2,接地支线不小于相支线的1/34.2 零线电导应不小于最大相线电导的1/24.3 根据热稳定条件,零线或接地的最小截面应符合下式要求 IddS t C式中:S最小截面 cm2 Idd单机短路电流或接地短路电流 t短路持续时间 c材料性能参
17、数,5、防止机械损伤,6、防腐蚀7、地下安装距离7.1 接地体与建筑物距离应不小于1.5m7.2 与独立避雷针的接地体距离不小于3m7.3 接地体顶端离地面距离不小于0.6m,并在冻土层以下8、接地线和接零线不得串接,3、人工接地体的流散电阻3.1 理论计算公式垂直埋设,顶端深埋在地面以下,单根管形流散电阻计算公式 2l 1 4t+l ldR=(ln+ln)()2l d 2 4t-l 4tl式中:土壤电阻率 cm l管形接地体全长 cm d管形接地体直径 cm t管子中部离地面的深度 cm,其他形状的型钢的等效直径等边角钢等效直径:d=0.842b(b角钢宽度)不等边角钢等效直径:d=0.70
18、8 4 b1b2(b12+b22)(b1,b2角钢两边宽度)槽钢等效直径:d=0.92 9 b2h3(b2+h2)2(b,h槽钢宽度和高度)扁钢的等效直径:d=0.5b(b扁钢宽度),3.2 人工接地体的利用系数单一接地体的流散电阻,往往不能满足要求,也容易因腐蚀等原因而受到损坏。因此实际中总是要求多埋设一些接地体,并互相联结起来,组成复合接体。利用系数的定义单一接地体流散电阻并联值对总流散电阻的比值 Ro公式:=nRnRO单一接地体的流散电阻n单一接地体的根数Rn总流散电阻,的取值表312、表313、表314、表315、表316单一接地体之间距离越大,利用系数越高,距离超过110米,利用系数
19、为1单一接地体数目越式,利用系数越低,二、接地电阻测量1、接地电阻测量仪测量接地电阻2、测量接地电阻方法与注意事项2.1 先检查测量仪及其附件是否完好2.2 与配电网有导电性连接的接地装置,测量前最好与配电网要断开2.3 要正确接线2.4 水平设置,并选择适当的倍率2.5 测量连线避免与架空线平行,防止感应电压危险2.6 电流极下被测接地体间距离可取40m2.7 电压极下被测接地体间距离可取20m2.8 占地面积较大的网络接地体,电流极与被测接地体间距离为接地网对角线的23倍;电压极与被测接地体间距离可取电流极与被测接地体间距离的50%60%2.9 测量电极的排列应避免与地下金属管道平行2.1
20、0 雨天不测量,测量时,以大约每分钟120转的速度转动手柄时,即可产生适当的高变电流沿被测接地体和电流极构成回路,稳定后,可直接得出被测的接地电阻值。,三、接地装置检查和维护1、接地装置检查的周期变配电站接地装置于干燥季节每年检查一次车间电气设置接地装置于干燥季节每两年一次防雷接地装置每年雨季前一次,避雷针接地装置每5年一次手持电动工具接零线式接地线使用前检查有腐蚀性的土壤内的接地装置每五年局部挖开检查一次,2、接地装置定期检查内容检查各部连接处(牢固、松动、脱焊、腐蚀)检查接零线、接地线(损伤、化学腐蚀、脱漆)检查人工接地体周围(腐蚀性物质)检查地下50mm范围内接地线(腐蚀)测量接地电阻,
21、3、发现下列情况,接地装置需进行维修焊接处脱焊螺丝连接处松动接地线损伤、断股、腐蚀30%以上接地线露出地面接地电阻超过规定值,第四章 电工安全用具第一节 安全用具分类 基本绝缘安全用具 绝缘安全用具 辅助绝缘安全用具安全用具 检修安全用具 非绝缘安全用具 登高 护目镜,第二节 电气安全用具的作用一、验电器检验电气设备是否确无电压的一种安全用具二、带绝缘柄的工具电工钢丝钳(各种类型)螺丝刀电工刀三、绝缘手套四、常用低压辅助安全用具绝缘垫(毯)绝缘台绝缘鞋,五、临时接地线六、标示牌禁止类警告类准许类提醒类七、安全带八、其它安全用具围栏护目镜九、登高安全用具梯子和高凳脚扣和安全带,第五章 漏电保护漏
22、电保护装置又叫剩余电流保护装置或触电保安装置。漏电保护装置主要用于防止由于间接接触和由于直接接触引起的单相电击。漏电保护装置也用于防止由漏电引起的火灾,以及用于监测或切除各种一相接地故障。有的漏电保护装置还带有过载保护、过电压和欠电压保护、缺相保护等保护功能。漏电保护装置主要用于1000V以下的低压系统,但作为检测漏电情况,也用于高压系统。按照动作讯号,漏电保护装置主要分为电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置。,第一节 漏电保护装置的组成和工作原理一、基本组成漏电保护装置主要由三个基本环节组成,即检测元件、中间环节和执行机构。其组成方框图如下图51所示。,图51 漏电保护装置组成方框图,1、
23、检测元件 漏电保护装置的检测元件为一漏电电流互感器。在一封闭的环形铁芯上,穿入一次侧导体(或绕几匝成一次线圈)并绕制二次绕组,其结构原理简图如图52所示。,无漏电电流时,一次侧导体中流过的电流是负载电流,其相量和为零,则一次侧导体中的等效的激励磁势为零,铁芯中无交变磁通,二次绕组中无感应电势产生。当被保护电路出现漏电电流时,漏电电流互感器一次侧导体中的电流相量和不再等于零,此相量和称之为漏电电流。这时,漏电电流互感器一次侧导体中的等效激励磁势不再为零,铁芯中产生交变磁通,因此在二次绕组中将会产生感应电势。由此可见,漏电电流互感器的功能是将漏电电流信号转换为电压信号(或功率信号),以便送入中间环
24、节。,2、中间环节 中间环节的主要功能是对漏电信号进行处理,包括整形、变换和比较,有时还需要放大。因此,漏电保护装置的中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器(或继电器)等。中间环节有的由电子器件组成,称为电子式漏电保护装置,有的由电磁元件组成,称为电磁式漏电保护装置。下面介绍广泛应用的电磁漏电脱扣器和集成电子放大器。,2.1 漏电脱扣器。漏电脱扣器是漏电保护器的判断元件,它根据漏电电流互感器的输出信号(或经过放大之后的信号)决定漏电保护器是否动作。漏电脱扣器有拍合式和释放式两种型式。,图53为拍合式脱扣器的结构原理图。在正常工作状态时,衔铁处于打开位置,当激励线圈有电流流电过并达到预定值时,衔
25、铁被迅速吸合,同时带动打击臂,利用打击臂产生的机械冲击力使主开关销扣脱扣跳闸。图54为释放式脱扣器的结构原理图。正常情况下,衔铁在永久磁铁的吸力作用下,克服反作用弹簧的作用力而保持在与轭铁接触的吸合面上,当脱扣器线圈中有电流流过时,产生一交变磁通N,N有半周期,其方向与永久磁铁产生的直流磁通S相反,部分抵消了衔铁吸合面的吸力,当激磁电流达到一定值时,衔铁就在反作用弹自由式作用下被释放,2.2 电子放大器。电子放大器有分立元件和集成组件两种型式。图55为集成组件的方框图。整个电路由差动放大、电平判别、整形驱动、基准电压和稳压电源五部分组成,对信号起比较、放大作用,并触发可控硅导通,使脱扣器动作。
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