注冊安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》課堂筆記8

　　第二節(jié) 電氣安全基礎(chǔ)知識

　　電氣事故包括人身事故和設(shè)備事故。人身事故和設(shè)備事故都可能導(dǎo)致二次事故，而且二者很可能是同時發(fā)生的。電氣事故是與電相關(guān)聯(lián)的事故。從能量的角度看，電能失去控制將造成電氣事故。按照電能的形態(tài)，電氣事故可分為觸電事故、雷擊事故、靜電事故、電磁輻射事故和電氣裝置事故。

　　一、觸電事故

　　觸電事故是由電流及其轉(zhuǎn)換成的其他形式的能量造成的事故。觸電事故分為電擊和電傷。電擊是電流直接作用于人體所造成的傷害。電傷是電流轉(zhuǎn)換成熱能、機械能等其他形式的能量作用于人體造成的傷害。觸電事故往往突然發(fā)生，在極短時間內(nèi)造成嚴(yán)重后果。

　?。ㄒ唬╇姄?、電傷及電流對人體的作用

　　1.電擊

　　通常所說的觸電指的是電擊。電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊。前者是觸及正常狀態(tài)下帶電的帶電體時發(fā)生的電擊，也稱為正常狀態(tài)下的電擊；后者是觸及正常狀態(tài)下不帶電，而在故障狀態(tài)下意外帶電的帶電體時發(fā)生的電擊，也稱為故障狀態(tài)下的電擊。

　　2．電傷

　　電傷分為電弧燒傷、電流灼傷、皮膚金屬化、電烙印、機械性損傷、電光眼等傷害。電弧燒傷是由弧光放電造成的燒傷，是最危險的電傷。電弧溫度高達(dá)8000℃．可造成大面積、大深度的燒傷，甚至燒焦、燒毀四肢及其他部位。

　　3．電流對人體的作用

　　電流通過人體內(nèi)部，能使肌肉產(chǎn)生突然收縮效應(yīng)，產(chǎn)生針刺感、壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、血壓升高、昏迷、心律不齊、心室顫動等癥狀。數(shù)十毫安的電流通過人體可使呼吸停止。數(shù)十微安的電流直接流過心臟會導(dǎo)致致命的心室纖維性顫動。電流對人體損傷的程度與電流的大小、電流持續(xù)時間、電流種類、電流途徑、人體的健康狀況等因素有關(guān)。

　　工頻電流作用于人體的效應(yīng)見表l—2.表中，0是沒有感覺的范圍； A1，A2，A3是不引起心室纖維性顫動，不致產(chǎn)生嚴(yán)重后果的范圍；B1，B2是容易產(chǎn)生嚴(yán)重后果的范圍。

　　（二）觸電事故預(yù)防技術(shù)

　　1．直接接觸電擊預(yù)防技術(shù)

　　1）絕緣

　　絕緣是用絕緣物把帶電體封閉起來。電氣設(shè)備的絕緣應(yīng)符合其相應(yīng)的電壓等級、環(huán)境條件和使用條件。電氣設(shè)備的絕緣不得受潮，表面不得有粉塵、纖維或其他污物，不得有裂紋或放電痕跡，表面光澤不得減退，不得有脆裂、破損t彈性不得消失·運行時不得有異味。

　　絕緣的電氣指標(biāo)主要是絕緣電阻。絕緣電阻用兆歐表測量。任何情況下絕緣電阻不得低于每伏工作電壓1OOOΩ．并應(yīng)符合專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　2）屏護(hù)

　　屏護(hù)是采用遮欄、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱閘等將帶電體同外界隔絕開來。屏護(hù)裝置應(yīng)有足夠的尺寸。應(yīng)與帶電體保證足夠的安全距離：遮欄與低壓裸導(dǎo)體的距離不應(yīng)小于0.8 m；網(wǎng)眼遮欄與裸導(dǎo)體之間的距離，低壓設(shè)備不宜小于0.15m，10 kV設(shè)備不宜小于0.35m.屏護(hù)裝置應(yīng)安裝牢固。金屬材料制成的屏護(hù)裝置應(yīng)可靠接地（或接零）。遮欄、柵欄應(yīng)根據(jù)需要掛標(biāo)示牌。遮欄出入口的門上應(yīng)根據(jù)需要安裝信號裝置和連鎖裝置。

　　3）間距

　　間距是將可能觸及的帶電體置于可能觸及的范圍之外。其安全作用與屏護(hù)的安全作用基本相同。帶電體與地面之間、帶電體與樹木之問、帶電體與其他設(shè)施和設(shè)備之間、帶電體與帶電體之間均應(yīng)保持一定的安全距離。安全距離的大小決定于電壓高低、設(shè)備類型、環(huán)境條件和安裝方式等因素。架空線路的間距須考慮氣溫、風(fēng)力、覆冰和環(huán)境條件的影響。

　　在低壓操作中，人體及其所攜帶工具與帶電體的距離不應(yīng)小于0.1 m.

　　在高壓作業(yè)中，人體及其所攜帶工具與帶電體的距離應(yīng)滿足表1——3所列各項最小距離的要求。

　?、俨蛔闼芯嚯x時，應(yīng)裝設(shè)臨時譴欄。

　?、诓蛔闼芯嚯x時，鄰近線路應(yīng)當(dāng)停電．

　　③火焰不應(yīng)噴向帶電體．

　　在架空線路進(jìn)行起重工作時，起重機具（包括被吊物）與線路導(dǎo)線之間的最小距離可參考表所列數(shù)值。

　　2．間接接觸電擊預(yù)防技術(shù)

　　1）保護(hù)接地（IT系統(tǒng)）

　　保護(hù)接地系統(tǒng)就是IT系統(tǒng)。其構(gòu)成如圖1—5所示。圖中，Ll，L2，L3是相線，N是中性點，Z是配電網(wǎng)對地絕緣阻抗，Rp是人體電阻，RE是保護(hù)接地電阻，IE是接地電流。所謂接地，就是將設(shè)備的某一部位經(jīng)接地裝置與大地緊密連接起來。保護(hù)接地的做法是將電氣設(shè)備在故障情況下可能呈現(xiàn)危險電壓的金屬部位經(jīng)接地線、接地體同大地緊密地連接起來；其安全原理是把故障電壓限制在安全范圍以內(nèi)。IT系統(tǒng)的字母I表示配電網(wǎng)不接地或經(jīng)高阻抗接地，字母T表示電氣設(shè)備外殼接地。

　　保護(hù)接地適用于各種不接地配電網(wǎng)。在這類配電網(wǎng)中，凡由于絕緣損壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地。

　　在380V不接地低壓系統(tǒng)中，一般要求保護(hù)接地電阻RE≤4Ω。當(dāng)配電變壓器或發(fā)電機的容量不超過100 kV·A時，要求RE≤10Ω。

　　在10 kV配電網(wǎng)中t如果高壓設(shè)備與低壓設(shè)備共用接地裝置，要求接地電阻不超過10Ω，并滿足下式要求：RE≤120/IE

　　2）TT系統(tǒng)

　　我國絕大部分地面企業(yè)的低壓配電網(wǎng)都采用如圖1—6所示星形接法的低壓中性點直接接地的三相四線配電網(wǎng)。這種配電網(wǎng)能提供一組線電壓和一組相電壓。圖中，中性點的接地RN叫做工作接地、中性點引出的導(dǎo)線叫做中性線也叫做工作零線。IT系統(tǒng)的第一個字母T表示配電網(wǎng)直接接地、第二個字母T表示電氣設(shè)備外殼接地。

　　TT系統(tǒng)的接地RE也能大幅度降低漏電設(shè)備上的故障電壓，但一般不能降低到安全范圍以內(nèi)。因此，采用TT系統(tǒng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置或過電流保護(hù)裝置，井優(yōu)先采用前者。

　　TT系統(tǒng)主要用于低壓用戶，即用于未裝備配電變壓器，從外面引進(jìn)低壓電源的小型用戶。

　　3）TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）

　　TN系統(tǒng)相當(dāng)于傳統(tǒng)的保護(hù)接零系統(tǒng)。典型的TN系統(tǒng)如圖1—7所示。圖中，PE是保護(hù)零線，Rs叫做重復(fù)接地。TN系統(tǒng)中的字母N表示電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與配電網(wǎng)中性點之間，亦即與保護(hù)零線之間緊密連接。保護(hù)接零的安全原理是當(dāng)某相帶電部分碰連設(shè)備外殼時，形成該相對零線的單相短路；短路電流促使線路上的短路保護(hù)元件迅速動作，從而把故障設(shè)備電源斷開，消除電擊危險。雖然保護(hù)接零也能降低漏電設(shè)備上的故障電壓，但一般不能降低到安全范圍以內(nèi)。其第一位的安全作用是迅速切斷電源。

　　TN系統(tǒng)分為TN——S，TN——C——S，TN—C三種類型。如圖1—8所示，TN——S系統(tǒng)是PE線與N線完全分開的系統(tǒng)；TN——C—S系統(tǒng)是干線部分的前一段PE線與N線共用為PFN線，后一段PE線與N線分開的系統(tǒng)；TN—C系統(tǒng)是干線部分PE線與N線完全共用的系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)注意，支線部分的PE線是不能與N線共用的。TN—S系統(tǒng)的安全性能最好。有爆炸危險環(huán)境、火災(zāi)危險性大的環(huán)境及其他安全要求高的場所應(yīng)采用TN—S系統(tǒng)；廠內(nèi)低壓配電的場所及民用樓房應(yīng)采用TN——C—S系統(tǒng)。

　　保護(hù)接零用于用戶裝有配電變壓器的，且其低壓中性點直接接地的220／380 V三相四線配電網(wǎng)。

　　應(yīng)用保護(hù)接零應(yīng)注意下列安全要求。

　?。?）在同一接零系統(tǒng)中，一般不允許部分或個別設(shè)備只接地、不接零的做法；否則，當(dāng)接地的設(shè)備漏電時，該接地設(shè)備及其他接零設(shè)備都可能帶有危險的對地電壓。如確有困難，個別設(shè)備無法接零而只能接地時，則該設(shè)備必須安裝漏電保護(hù)裝置。

　?。?）重復(fù)接地合格。重復(fù)接地指零線上除工作接地以外的其他點的再次接地。重復(fù)接地的安全作用是減輕PE線和PEN線斷開或接觸不良的危險性，進(jìn)一步降低漏電設(shè)備對地電壓，改善架空線路的防雷性能和縮短禍電故障持續(xù)時間。電纜或架空線路引入車間或大型建筑物處，配電線路的最遠(yuǎn)端及每1 km處，高低壓線路同桿架設(shè)時共同敷設(shè)的兩端應(yīng)作重復(fù)接地。每一重復(fù)接地的接地電阻不得超過10 Ω；在低壓工作接地的接地電阻允許不超過10Ω的場合，每一重復(fù)接地的接地電阻允許不超過30Ω，但不得少于3處。

　?。?）發(fā)生對PE線的單相短路時能迅速切斷電源。對于相線對地電壓220 v的TN系統(tǒng)，手持式電氣設(shè)備和移動式電氣設(shè)備末端線路或插座回路的短路保護(hù)元件應(yīng)保證故障持續(xù)時間不超過0.4 s；配電線路或固定式電氣設(shè)備的末端線路應(yīng)保證故障持續(xù)時間不超過5 s.

　?。?）工作接地合格。工作接地的主要作用是減輕各種過電壓的危險。工作接地的接地電阻一般不應(yīng)超過4Ω，在高土壤電阻率地區(qū)允許放寬至不超過10Ω。

　?。?）PE和PEN線上不得安裝單極開關(guān)和熔斷器；PE線和PEN線應(yīng)有防機械損傷和化學(xué)腐蝕的措施；PE線支線不得串聯(lián)連接，即不得用設(shè)備的外露導(dǎo)電部分作為保護(hù)導(dǎo)體

　　（6）保護(hù)導(dǎo)體截面面積合格。當(dāng)PE線與相線材料相同時，PE線可以按表1—5選取除應(yīng)采用電纜芯線或金屬護(hù)套作保護(hù)線者外，有機械防護(hù)的PE線不得小于2.5 m㎡，沒有機械防護(hù)的不得小于4 m㎡.銅質(zhì)PEN線截面積不得小于10 m㎡，鋁質(zhì)的不得小于16 m㎡，如系電纜芯線，則不得小于4 m㎡

　　（7）等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)指保護(hù)導(dǎo)體與建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)用的金屬裝備以及允許用作保護(hù)線的金屬管道等用于其他目的的不帶電導(dǎo)體之問的聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的組成如圖1～9所示。有條件的場所應(yīng)傲等電位聯(lián)結(jié)，以提高TN系統(tǒng)的可靠性。

　　3．其他電擊預(yù)防技術(shù)

　　1）雙重絕緣和加強絕緣

　　雙重絕緣指工作絕緣（基本絕緣）和保護(hù)絕緣（附加絕緣）。前者是帶電體與不可觸及的導(dǎo)體之間的絕緣，是保證設(shè)備正常工作和防止電擊的基本絕緣；后者是不可觸及的導(dǎo)體與可觸及的導(dǎo)體之間的絕緣，是當(dāng)工作絕緣損壞后用于防止電擊的絕緣。加強絕緣是具有與上述雙重絕緣相同水平的單一絕緣。

　　具有雙重絕緣的電氣設(shè)備屬于Ⅱ類設(shè)備。Ⅱ類設(shè)備的電源連接線應(yīng)按加強絕緣設(shè)計。Ⅱ類設(shè)備在其明顯部位應(yīng)有“回”形標(biāo)志。

　　Ⅱ類設(shè)備的工作絕緣的絕緣電阻不得低于2 MΩ，保護(hù)絕緣的絕緣電阻不得低于5MΩ，加強絕緣的絕緣電阻不得低于7 MΩ。

　　2）安全電壓

　　安全電壓是在一定條件下、一定時間內(nèi)不危及生命安全的電壓。具有安全電壓的設(shè)備屬于Ⅲ類設(shè)備。

　　安全電壓限值是在任何情況下，任意兩導(dǎo)體之間都不得超過的電壓值。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工頻安全電壓有效值的限值為50 v.我國規(guī)定工頻有效值的額定值有42 V、36 V、24 V、12 V和6 V.凡特別危險環(huán)境使用的攜帶式電動工具應(yīng)采用42 V安全電壓；凡有電擊危險環(huán)境使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用36V或24V安全電壓；金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)、水井內(nèi)以及周圍有大面積接地導(dǎo)體等工作地點狹窄，行動不便的環(huán)境應(yīng)采用12 V安全電壓；水上作業(yè)等特殊場所應(yīng)采用6 V安全電壓。

　　通常采用安全隔離變壓器作為安全電壓的電源。安全隔離變壓器的一次與二次之間有良好的絕緣；其間還可用接地的屏蔽進(jìn)行隔離。安全電壓邊應(yīng)與一次邊保持雙重絕緣的水平。

　　安全電壓回路的帶電部分必須與較高電壓的回路保持電氣隔離，并不得與大地、保護(hù)接零（地）線或其他電氣回路連接。安全電壓的插銷座不得與其他電壓的插銷座有插錯的可能。安全隔離變壓器的一次邊和二次邊均應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)元件。

　　如果電壓值與安全電壓值相符，而由于功能上的原因，電源或回路配置不完全符合安全電壓的要求，則稱之為功能特低電壓。應(yīng)用功能特低電壓須配合補充安全措施。

　　3）電氣隔離

　　電氣隔離指工作回路與其他回路實現(xiàn)電氣上的隔離。電氣隔離是通過采用l ：1，即一次邊、二次邊電壓相等的隔離變壓器來實現(xiàn)的。電氣隔離的安全實質(zhì)是阻斷二次邊工作的人員單相觸電時電流的通路。

　　電氣隔離的電源變壓器必須是隔離變壓器，二次邊必須保持獨立，應(yīng)保證電源電壓u≤500V、線路長度L≤200m.

　　4）漏電保護(hù)（剩余電流保護(hù)）

　　漏電保護(hù)裝置主要用于防止間接接觸電擊和直接接觸電擊。漏電保護(hù)裝置也用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)測一相接地故障。

　　電流型漏電保護(hù)裝置以漏電電流或觸電電流為動作信號。動作信號經(jīng)處理后帶動執(zhí)行元件動作，促使線路迅速分?jǐn)唷?/P>

　　電磁式電流型漏電保護(hù)的原理如圖1—10所示。圖中，OTA是零序電流互感器、FV是極化電磁鐵線圈、SB是試驗按鈕、S限流電阻。

　　電流型漏電保護(hù)裝置的動作電流分為0.006，0.01，0．015，O．03，0．05， 0.075，0.l，O.2，O.3，0.5，1，3，5，10，20A等15個等級，其中，30及30mA以下的屬高靈敏度，主要用于防止觸電事故，30mA以上、1000及1000mA以下的屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災(zāi)；1000mA以上的屬低靈敏度，用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地故障。為了避免誤動作保護(hù)裝置的額定不動作電流不得低于額定動作電流的1／2.

　　漏電保護(hù)裝置的動作時間指動作時最大分?jǐn)鄷r間。快速型和定時限型漏電保護(hù)裝置的動作時間應(yīng)符合表1—6的要求。

　　有金屬外殼的Ⅰ類移動式電氣設(shè)備和手持式電動工具，安裝在潮濕或強腐蝕等惡劣場所的電氣設(shè)備，建筑施工工地的施工電氣設(shè)備，臨時性電氣設(shè)備，賓館類的客房內(nèi)的插座、觸電危險性較大的民用建筑物內(nèi)的插座、游泳池或浴池類墻所的水中照明設(shè)備。安裝在水中的供電線路和電氣設(shè)備，以及醫(yī)院中直接接觸人體的醫(yī)用電氣設(shè)備（胸腔手術(shù)室的除外）等均應(yīng)安裝漏電保護(hù)裝置

　　漏電保護(hù)裝置的選用應(yīng)當(dāng)考慮多方面的因素。在浴室、游泳池、隧道等電擊危險性很大的場合，應(yīng)選用高靈敏度的漏電保護(hù)裝置。如果在作業(yè)場所遭受電擊后，有其他人幫助及時脫離電源，則漏電保護(hù)裝置的動作電流可以大于擺脫電流；如系快速型保護(hù)裝量，動作電流可按心室顫動電流選??；如果是前級保護(hù)，即分保護(hù)前面的總保護(hù)，動作電流可超過心室顫動電流。如果作業(yè)場所無他人配合工作，動作電流不應(yīng)超過擺脫電流。在觸電后可能導(dǎo)致嚴(yán)重二次事故的場合，應(yīng)選用6 mA動作電流。為了保護(hù)兒童或病人，應(yīng)采用10mA以下的動作電流。單相線路選用二級保護(hù)器，僅帶三相負(fù)載的三相線路可選用三級保護(hù)器，動力與照明合用的三相四線線路和三相照明線路必須選用四級保護(hù)器。

　　運行中的漏電保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)定期檢查和試驗。保護(hù)器外殼各部及其上部件、連接端子應(yīng)保持清潔，完好無損；膠木外殼不應(yīng)變形、變色；不應(yīng)有裂紋和燒傷痕跡；制造廠名稱（或商標(biāo)）、型號、額定電壓、額定電流、額定動作電流等應(yīng)標(biāo)志清楚，并應(yīng)與運行線路的條件和要求相符合。保護(hù)器外殼防護(hù)等級應(yīng)與使用場所的環(huán)境條件相適應(yīng)。接線端子不應(yīng)松動；連接部位不得變色。接線端子不應(yīng)有明顯腐蝕。保護(hù)器工作時不應(yīng)有雜音。漏電保護(hù)開關(guān)的操作手柄應(yīng)靈活、可靠，使用過程中也應(yīng)定期用試驗按鈕試驗其可靠性。

　　【例題】在觸電后可能導(dǎo)致嚴(yán)重二次事故的場合，漏電保護(hù)裝置應(yīng)選用＿＿＿mA動作電流。（ ）

　　A．5
　　B．6
　　C．30
　　D．100

　　【答案】 B

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