电气安全与设备管理基础知识.ppt
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1、电气安全及其设备管理基础知识,主讲:黄循超机电工程师、安全培训教师注册安全工程师联系电话:邮箱:,主 要 内 容,一、电气安全基础知识二、电气管理基础知识三、事故案例分析,第一部分:电气安全基础知识,是安全领域中与电关联的部分内容。范围:是与电相关联的安全工程技术、安 全管理科学、安全理论研究、安全教育和安全实践。任务:研究各种电气事故及预防措施。研究解决其他安全问题的电气方法。,第一章 电气事故及其防范对策,第一节 电气事故概要,电气事故与电有关的事故 按事故对象分:人身事故 设备事故 停电事故等,按引起事故的电能的形态划分:触电事故 雷电事故 静电事故 电磁辐射事故 电路故障事故,单相触电
2、事故 两相触电事故 漏电触电事故 跨步电压事故,1、触电事故,单相触电当人体直接碰触到带电设备的某一相,电流通过人体流入大地,这种触电现象为单相触电。,两相触电 当人体的两个部位同时碰触到带电电源的两相时,电流从电源的一相经过人体流入另一相,这种触电现象为两相触电。,漏电触电,电气设备和用电设备在运行时,常因绝缘损坏而使其金属外壳带电,当人们不注意碰上时,将有电流从带电部位经过人体流入大地或接地体,这种触电称为漏电触电。,跨步电压触电,当运行中的电气设备在发生接地短路时,接地电流通过接地点以半球面形状向地中扩散,在地面上形成电位分布,人在接地点附近行走,两脚间(跨步为0.8左右)就有电位差,这
3、就是跨步电压。因跨步电压引起的触电称为跨步电压触电。,跨步电压触电示意图,雷电事故是由自然界中正、负电荷形式的能量造成的事故,是一种自然现象。雷电除了能毁坏建筑物设施和设备外,还可能伤及人、畜并引起火灾和爆炸。电力设施和许多建筑物,特别是有火灾和爆炸危险的建筑物,均应有完善的防雷措施。,2、雷电事故,是由在客观范围内相对静止的正、负电荷形式的能量造成的事故。静电放电会产生静电火花,能引起现场爆炸物和混合物发生爆炸。静电还能给人一定程度的电击。防静电事故是许多生产行业中必须采取的安全措施。,3、静电事故,4、电磁辐射事故,辐射频率:100kHz 辐射设备:无线电设备、高频金属加热设备、高频介质加
4、热设备 辐射危害:伤害人身、高频感应放电 辐射治理:认识、检测、轮换、屏蔽等,由电磁波形式的电能造成的事故,5、电路故障事故,电能失控 短路、断线、过载、接地 设备损坏等,由于电能在传递、分配和转换过程中失去控制或电气元件损坏造成的事故,火灾、爆炸,第二节 触电事故分析,由电流形式的电能造成的事故,分为电击和电伤。,1.电击和电伤,电击:电流流过人体内部对内部组织的伤害。,分为:直接接触电击、间接接触电击直接接触电击:指直接触及或过分接近正常运行时带电的带电体。间接接触电击:触及正常情况下不带电而发生故障时带电的金属导体(电动机、变压器外壳)。,电击特点:伤害内部 致命电流小 无明显痕迹 电击
5、是电气事故中最危险的伤害!电伤:电流转换成其他形式的能量对人 体造成的伤害。,电伤:烧伤、灼伤、电烙印和皮肤金属化烧伤:电流热效应产生的电伤,电弧对皮肤烧伤。灼伤:电流通过人体,在体内转化成热量,造成的伤害。电烙印:直接接触带电体,由于电流化学效应产生的电伤,有明显边缘的肿块、皮肤硬化。皮肤金属化:电弧下金属高温熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层造成的电伤,皮肤粗糙硬化。,电伤:即伤害外部也伤害内部,统计结果表明:带有电伤的触电事故占75%,带有电击性质的事故占80%,也就是相当一部分触电事故是既有电击又有电伤的事故,即双重伤害。,2.电流对人体作用的影响因素,(1)电流大小的影响,感知电流 引起
6、人有任何感觉(针刺、麻)的最小电流(有效值,下同)。概率为50%时,成年男子感知电流约为1.1mA,成年女子约为0.7mA。摆脱电流 人触电后能自行摆脱带电体的最大电流。概率为50%时,成年男子和成年女子的摆脱电流分别约为16mA和10.5mA;概率为99.5%时,成年男子和成年女子的摆脱电流约为9mA和6mA。,室颤电流 引起心室发生显微性颤动的最小电流,是短时间作用的最小致命电流。显微性颤动:8001000次/分钟 人的室颤电流约为50mA。,电流大小与伤害程度,(2)电流持续时间的影响 电流持续时间越长,则体内积累局外电能越多;电流持续时间越长,必然重合心脏易损期;电流持续时间越长,人体
7、电阻降低,通过人体电流增加;电流持续时间越长,中枢神经反射越强烈。,(3)电流途径的影响 人体在电流的作用下,没有绝对安全的途径。流过心脏的电流越多的途径是电击危险性越大的途径。,电流途径,(4)电流种类的影响 不同种类电流都有致命危险。不同种类电流的危险程度不同。工频电流、高频电流、直流电流、冲击电流、残留电荷及感应电都有电击致命的危险。30100HZ,(5)个体特征的影响 健康、健壮、性别、年龄不同则危险程度不同。,3.人体电阻,在干燥、电流途径从左手到右手、接触面积50100cm2的条件下,人体电阻见下表。(),干燥 10003000 潮湿 500800,4.触电事故现状与影响因素,基本
8、特点:无预兆-事先无法察觉 迅速降低防卫能力-失去反抗能力 急救困难-伤在心脏,(1)现状,每用电12108kWh死亡1人。并且呈现上升趋势,(2)发生率,季节电压人员设备部位环境性质-违章操作,带有违章性质的触电死亡事故不下50%,(3)触电事故影响因素,缺乏安全意识超过95%明显违章51%直接关联漏电26%触及高处带电体20%移动式设备30%高压触电38%69月49%专业电工27%连接部位16%,第三节 触电事故对策,1.直接接触电击防护,直接触电,直接触电:指直接触及或过分接近正常运行时带电的带电体。,措施:绝缘、屏护、间距,非带电金属部分,带电金属部分,电源,(1)绝缘,1)固体绝缘:
9、有机塑料、橡胶 无机瓷、玻璃 混合有机无机的混合2)液体绝缘:变压器油。3)气体绝缘:SF6、空气。,绝缘是电气设备工作的必须,也是安全的保障。,击穿:固体绝缘击穿后产生裂纹,无法恢复,液体、气体绝缘则可以恢复;老化:绝缘材料经过长时间使用后,逐渐失去原有的电气性能和机械性能(变脆)。损坏:坚硬物体、热源、化学腐蚀、动物撕咬。,绝缘的破坏,双重绝缘结构,加强绝缘,工作绝缘 称基本绝缘,带电体与不可触及金属件之间的绝缘。保护绝缘 附加绝缘,不可触及金属件与可触及金属件之间的绝缘。双重绝缘 兼有工作绝缘和保护绝缘的绝缘。加强绝缘 具有与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘。,绝缘电阻 工作绝缘的绝缘电
10、阻不得低于2M;保护绝缘的不得低于5M;加强绝缘的不得低于7M。,屏护和间距的作用 屏护和间距的主要作用是防止触电(防止触及或过分接近带电体),防止短路及短路火灾、防止机械破坏以及便于安全操作。,(2)屏护和间距,2.间接接触电击防护,间接触电:触及正常情况下不带电而发生故障时带电的金属导体(电动机、变压器外壳)。,间接触电,措施:接地、接零保护,(1)I T系统,做法,将在故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密连接起来。,字母I表示配电网不接地或经高阻抗接地、字母T表示电气设备外壳接地。,假定:单相漏电压220V、人体电阻1500、线对地电容0.25uF则:设备外
11、壳不接地保护时,设备外壳电压73.2V,经过人体电流48.9mA;设备外壳接地保护时:设备外壳电压0.21V,经过人体电流0.14mA。,IT接地制式特别适用于防爆区的配电,因为发生一相碰电或碰地时,不会产生电火花,此时配电系统设置的报警设备会报警,通过检查来及时排除故障。目前煤矿井下配电部分均采用IT接地制式的配电方式。,(2)TT系统,大幅度降低UE,一般不能降低至安全范围以内!,TT系统必须采用漏电保护,(3)TN系统(接零保护),做法 TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电中性点之间金属性的连接,亦即与配电网保护零线的紧密连接。,原理 某相带电部分碰连设备外壳
12、时,通过设备外壳形成该相对零线的单相短路,短路电流能促使线路上的短路保护元件迅速动作,从而把故障部分设备断开电源,消除电击危险。,TN-S、TN-C-S、TN-C,工作零线即中性线,用N表示;保护零线即保护导体,用PE表示;工作零线与保护零线的共用线用PEN表示。,保护方式应协调,零线断线的危险之一,零线断线的危险之二,电阻:4:1电压:4:1 304V:76V,保护接零装置的要求,采用重复接地,当零线断线后,保护接零设备就成为保护接地设备。零线上不允许装设熔断器和断路器,防止断开后设备出现相电压引起触电。为保证保护装置迅速动作,使任一点短路的短路电流均大于保护熔断器额定电流的4倍,大于断路器
13、保护额定电流的1.5倍。,在同一低压电网中(如同一变压器供电电网),不允许将一部分设备保护接地,而将另一部分设备保护接零。当保护接地设备漏电后,由于电压分布,使零线带电致所有保护接零设备外壳带电。使用三眼插座时,不准将插座内的电源零线与接地端串接在一起,否则零线松脱或折断,会使设备外壳带电;若零线与地线接反,也会使外壳带电,造成触电事故。,3.其他防护,(1)使用安全电压,限值和额定值,限值 限值为任何运行情况下,任何两导体间可能出现的最高电压值。我国标准规定工频安全电压限值为50V。,额定值 工频有效值的额定值有42V、36V、24V、12V和6V。危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安
14、全电压;有电击危险环境中使用的局部照明灯和携带式照明灯应采用36V或24V安全电压;金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压;水下作业等场所应采用6V安全电压。,(2)使用电气隔离,安全原理 电气隔离是采用电压比为1:1,即一次边、二次边电压相等的的隔离变压器实现工作回路与其他电气回路电气上的隔离。安全条件 隔离变压器必须具有加强绝缘的结构;二次边保持独立,即不接大地、不接保护导体、不接其他电气回路。二次边线路电压U500V、线路长度L200m;,3.其他防护,(3)采用电流型漏电保护装置,测试钮,额定电流50A额定感度电流30mA动作时间0.1秒以内,3.其
15、他防护,漏电断路器,保护功能:电气漏电保护注意事项:选用适宜开关规格,三相,单相,漏电保护装置的技术参数,动作电流 我国标准规定电流型漏电保护装置的额定动作电流可分为6、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15个等级。15、50、75、200mA不推荐优先采用。动作时间快速型和定时限型漏电保护装置的动作时间应符合下表的要求。防止触电的漏电保护装置的动作电流与动作时间的乘积不应超过30mAs。,漏电保护器错误接线,漏电保护装置负载侧线路必须保持独立。N线必须穿过保护器;PE线和PEN线不得穿过保护器。,问:如何做
16、好卫生间的电气安全工作?,1、卫生间内实施局部等电位联结。(所有金属管道、结构件、楼板内的钢筋、进入浴室的PE线)2、卫生间内电源线保护管用塑料管。3、卫生间分干湿两间,湿间不装电气设备(包括插座)。4、卫生间内插座源离水源,并具有漏电保护功能。5、卫生间内的电气设备,例如洗衣机的金属外壳必须与局部等电位联结相连通。,第二章 雷电与静电安全,第一节 雷电安全知识,一、雷电的种类,二、雷电的特点,三、雷电的危害,四、防雷措施,第一节 雷电种类,直击雷,直击雷,静电感应雷,静电感应雷,电磁感应雷,电磁感应雷,球雷,球形雷是雷电时形成发红光或黄光等的火球。其存在的时间几秒到几分钟,直径约为20cm左
17、右,运动速度约为2m/S。在雷电季节,它可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。球雷发生的概率大约占雷电放电的2%3%。,二、雷电的特点,雷电流幅值很大。雷电流幅值可高达数十至数百千安。冲击过电压很高。直击雷冲击过电压可高达数百到数千千伏。冲击性强。雷电放电时间极短(数微秒),从而表现出很强的冲击性。,三、雷电的危害,爆炸和火灾 电击 毁坏设备和设施 大规模停电,(1)爆炸和火灾,爆炸与火灾是雷电最主要的危害,因此在这些场所要求防雷做得更加严密一些。,原因:,雷电放电形成的电弧温度高达2万度;,数十到数百千安的雷电流在它的通道上产生极大的热量,可能引燃成灾;,雷电冲击波传到室内可能引发二次放电;,雷
18、电高电压击穿电气绝缘造成短路,引发火灾。,(2)电击,电击类别:雷雨天气在堤坝、湖边、山顶、空旷地区;雷雨天气在大树、高墙下避雨;雷雨天气人在室内离从室外引进的架空电线太近,容易形成二次放电。,直接对人造成伤亡,(3)毁坏设备和设施,电磁力,静电力,汽化力,(4)大规模停电,电力设施高低压架空线路,防雷装置:接闪器、引下线和接地装置组成。,直击雷防护,接闪器的保护范围按滚球法计算;,上部的针、线、网、带、都是接闪器,形成避雷针、避雷线、避雷网、避雷带。,四、防雷措施,避雷针,滚球,滚球法:,保护伞,R 滚球半径,第一类防雷建筑物。指制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量危险物质,遇电
19、火花会引起爆炸,从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物。,第二类防雷建筑物。指对国家政治或国民经济有重要意义的建筑物以及制造,使用和贮存爆炸危险物质,但电火花不易引起爆炸,或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。,第三类防雷建筑物。指需要防雷的除第一类、第二类防雷建筑物以外的建筑物。,感应雷防护,静电感应雷,电磁感应雷,雷电侵入波防护,二次放电防护,雷电第一次击中在架空线路上,然后雷电波顺着导线引进室内,到开关、表计再次形成放电,就是二次放电。引起火灾、爆炸。,措施:1)拉开距离-独立避雷针 2)等电位联结 3)避雷器,问:人在野外或室内活动时应如何防雷?,在野外碰到雷雨时,一定要避开高大建筑物,躲
20、到一个有防雷场所的地方避雨,千万不要躲在大树、电线杆及铁塔下。在室内碰到雷雨时,赶快把窗户关上;千万不要摸房间内的金属管线、金属水管,不要洗澡。为防止雷电流沿电源线进入室内损坏家用电器,要把家用电器的电源插座拔下。,生活中防雷注意事项,第二节 静电安全知识,工艺过程中或人们行动中所产生的相对静止的正电荷和负电荷。,(1)静电产生,液体起电,(2)静电起电影响因素,材质和杂质 工艺设备和工艺参数 环境条件,(3)静电特点,静电电压高 静电泄漏慢 多种静电放电,电晕放电、刷形放电、传播型放电、火花放电、雷型放电,几万伏至几十万伏,(4)静电危害,爆炸和火灾,(4)静电危害,电击,(4)静电危害,妨
21、碍生产,(5)防静电措施,控制环境危险程度,取代易燃介质降低爆炸性混合物的浓度,工艺控制,材料的选用流速控制,(5)防静电措施,消除附加静电,工艺控制,(5)防静电措施,接地(最常用措施),(5)防静电措施,增湿,(5)防静电措施,抗静电添加剂,(5)防静电措施,感应式中和器高压式中和器放射线式中和器离子式中和器,静电中和器,(5)防静电措施,在工艺过程中静电最强的部位装上该装置,使其发生电子与离子的交流,从而消除静电。,第三章 电气火灾与事故急救,第一节 电气火灾原因,因电能引起火源而发生的。其直接原因主要是漏电、短路、过载、接触不良、过负荷、电弧、电火花等,造成高温发热,并引燃周围可燃物酿
22、成火灾。,1、未具正确用电安全观念,最常见的就是随意增加回路中的插座数所产生的危险。常造成线路、插座超负荷。,2、用电设备维护不佳,如将电线置放在床、衣柜等重物下亦造成火灾。这是因为电线内部是由许多铜线所制成,当电线被长期压住时,内部容易断裂,使之接触不良,造成打火引发火灾。,另:将电线进行捆扎易引起高温起火。,3、电器使用方法不当,在床边使用白炽灯泡台灯,不慎接触床巾或用其来烘干棉织品,很容易发生危险。如以电暖器烘干衣物或将除湿机放置在衣柜中运转,导致无法有效散热等行为,造成火灾。,4、配置装置施工不良,例如使用钉子将电线固定在墙上或地板时,不小心破坏电线绝缘表面,产生漏电短路。,5、电器设
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