電氣安全與靜電防護(hù)技術(shù)

1、第六章 電氣安全與靜電防護(hù)技術(shù),一、防雷技術(shù) 二、防靜電技術(shù) 三、防爆防火技術(shù) 四、電氣安全措施,1,一、防雷,雷電的產(chǎn)生與雷電的放電 防雷措施 適用規(guī)范,2,雷電的產(chǎn)生與雷電的放電,人們通常把發(fā)生閃電的云稱為雷雨云, 一般講的雷雨云就是指積雨云。 云的形成過程是空氣中的水汽經(jīng)由各種原因達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)而發(fā)生凝結(jié)的過程。 積雨云是一種在強(qiáng)烈垂直對(duì)流過程中形成的云。 積雨云形成過程中，在大氣電場(chǎng)以及溫差起電效應(yīng)、破碎起電效應(yīng)的同時(shí)作用下，正負(fù)電荷分別在云的不同部位積聚。當(dāng)電荷積聚到一定程度，就會(huì)在云與云之間或云與地之間發(fā)生放電，也就是人們平常所說(shuō)的閃電。,3,閃電的形狀最常見的是枝狀，此外還

2、有球狀、片狀、帶狀。閃電的形式有云天閃電、云間閃電、云地閃電。云間閃電時(shí)云間的摩擦就形成了雷聲。 在氣象學(xué)中，常用雷暴日數(shù)、年平均雷暴日數(shù)、年平均地面落雷密度，來(lái)表征某個(gè)地方雷電活動(dòng)的頻繁程度和強(qiáng)度。 我國(guó)一般按年平均雷暴日數(shù)將雷電活動(dòng)區(qū)分為少雷區(qū)（90天）。 我國(guó)的雷電活動(dòng)，夏季最活躍，冬季最少。全球分布是赤道附近最活躍，隨緯度升高而減少，極地最少。,4,雷電危害按雷電形式可分成直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵入三種。 1、直擊雷破壞 2、感應(yīng)雷破壞 A、靜電感應(yīng)雷： B、電磁感應(yīng)雷 3、雷電波引入的破壞：,5,雷電危害按雷電出現(xiàn)的物理效應(yīng)可分成電性質(zhì)破壞、熱性質(zhì)破壞和機(jī)械性質(zhì)破壞 1、電性質(zhì)破壞：

3、 2、熱性質(zhì)破壞： 3、機(jī)械性質(zhì)破壞：,6,當(dāng)人類社會(huì)進(jìn)入電子信息時(shí)代后，雷災(zāi)出現(xiàn)的特點(diǎn)與以往有極大的不同，可以概括為： （1）受災(zāi)面大大擴(kuò)大，從電力、建筑這兩個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè)，特點(diǎn)是與高新技術(shù)關(guān)系最密切的領(lǐng)域，如航天航空、國(guó)防、郵電通信、計(jì)算機(jī)、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等； （2）從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。 （3）雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了，它襲擊的對(duì)象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)并不太大，而由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響就難以估計(jì)。（4）產(chǎn)生上述特點(diǎn)的根本原因，也就是關(guān)鍵性的特點(diǎn)是雷災(zāi)的主要對(duì)象已集中在微電子器件設(shè)備上。,7,防雷措施,防雷裝置： 避雷針、避雷網(wǎng)、避雷

4、帶、 避雷線、 避雷器等。 包括：接閃器、引下線、接地裝置三部分。（反擊） 避雷針：保護(hù)范圍確定,h/2,h,ha,hx,r=1.5hP,r地面保護(hù)半徑m h避雷針高度m P高度影響系數(shù)；h30m取1，30120m取5.5/h，120取h120m rx避雷針在hx水平面上的保護(hù)半徑 hx被保護(hù)物高度m ha避雷針的有效高度m,rx,8,避雷器 分為閥型、管型和氧化鋅避雷器 接在被保護(hù)設(shè)備引入端，上端接帶電部分、下端接地。 正常時(shí)，避雷器內(nèi)部間隙保持絕緣，過電壓時(shí)間隙放電接地，截?cái)鄾_擊波，使引入被保護(hù)設(shè)備的電壓為避雷器“殘壓”，雷電過后，避雷器恢復(fù)絕緣狀態(tài)。,被保護(hù) 設(shè)備,過電壓,避雷器,接地,

5、線路,9,適用規(guī)范,石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范 GB 15599-95 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-94 石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50074-2002 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50160-92 交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合 DL/T 620-1997,10,石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范 GB 15599-95,1主題內(nèi)容與適用范圍本規(guī)范規(guī)定了石油和石油產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存、銷售、使用過程中避免或減少石油設(shè)備雷電危害的基本原則和措施。本規(guī)范適用于石油設(shè)備的雷電安全保護(hù)。 2引用標(biāo)準(zhǔn)（略） 3預(yù)防雷電危害的基本原則（略） 4預(yù)防雷電危害的技術(shù)措施（略） 5預(yù)防雷電危害的管理措施（略

6、）,11,二、防靜電,靜電的產(chǎn)生 石油靜電的產(chǎn)生 靜電的安全防護(hù) 適用規(guī)范,12,靜電的產(chǎn)生,靜電現(xiàn)象 靜電的產(chǎn)生 物質(zhì)奪取自由電子，需要能量。 如果物質(zhì)間進(jìn)行摩擦，產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。但兩個(gè)物質(zhì)表面接觸后，只要把他們迅速拉開，也足以產(chǎn)生靜電。 靜電產(chǎn)生的基本、重要的因素應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是，物質(zhì)相互密切接觸和迅速剝離。,13,產(chǎn)生靜電的內(nèi)因 物質(zhì)逸出功（電子脫離物質(zhì)表面所需要作的功）不同。 物質(zhì)電阻率不同。 產(chǎn)生靜電的外因 緊密接觸（25108 cm)與迅速分離。 附著帶電。 感應(yīng)起電。 極化起電。 流動(dòng)帶電。 噴出帶電。 飛沫帶電。 靜電的積累,14,電阻率與泄漏半衰期的關(guān)系,15,石油靜電的產(chǎn)生,輸油管

7、線中靜電的產(chǎn)生 流動(dòng)帶電。 管線材質(zhì)影響。如高分子塑料管與鋼管比較，前者帶靜電高8倍。 管線內(nèi)表面光潔度和使用時(shí)間等條件也對(duì)帶靜電傾向影響很大。 管線長(zhǎng)度與帶電量成正比，如管線設(shè)有過濾分離器、過濾網(wǎng)等，帶電量有時(shí)會(huì)增加10200倍。因此泵或過濾器等出口側(cè)的管線采取加大管徑和增設(shè)緩沖罐等措施，都是必要的。 泵轉(zhuǎn)速的影響。 油溫的影響。石油的導(dǎo)電率隨油溫的升高而增大；但也有相反的理論。,16,混入微粒子、空氣和水的影響。當(dāng)石油類中混入鐵銹等微粒子以膠狀分散時(shí)會(huì)增大帶電量；當(dāng)空氣和其他氣體泡混入石油類中時(shí)，在流動(dòng)開始瞬間，試驗(yàn)證明與正常流動(dòng)比產(chǎn)生約100倍的靜電；水的混入因情況不同而不同，一般也會(huì)增

8、加靜電。 混合和攪拌引起的靜電 當(dāng)貯罐內(nèi)存在水和雜質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量靜電。 噴出引起的靜電 若發(fā)生噴濺和泡沫會(huì)引起大量靜電，應(yīng)引起重視。 沉降引起的靜電 影響貯罐內(nèi)靜電產(chǎn)生量的幾個(gè)因素 底部裝油與噴濺裝油；油流出口與油面的距離；不同油品混合發(fā)生爆炸；罐底沉降水被攪起；蒸汽清洗油罐會(huì)產(chǎn)生很高的靜電電位；時(shí)間因素（最大靜電電位產(chǎn)生有延遲）。,17,鐵路槽車靜電主要來(lái)自泵和過濾器，一般過濾器設(shè)置在離裝油口100米外，使有充足的時(shí)間逸散電荷。 汽車油罐車靜電主要來(lái)自泵管道和過濾器，在注油過程中，油面電位隨油面升高而升高，到達(dá)一定值后又開始下降。 油輪靜電事故的產(chǎn)生：用水沖洗油油艙（測(cè)試表明沖洗很短時(shí)間，

9、油倉(cāng)中心電位高達(dá)40kV）；油艙裝油不滿，油或壓艙水搖晃帶電。 靜電危害的條件 靜電的產(chǎn)生 放電間隙的存在 爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)達(dá)到爆炸極限,石油產(chǎn)品的爆炸極限（在空氣中的濃度體積）,18,靜電的安全防護(hù),消除靜電的危害主要有兩個(gè)途徑：一是創(chuàng)造條件加速工藝過程中所產(chǎn)生靜電的泄漏或中和，限制靜電積累，使其不超過安全限度；二是控制工藝過程，限制靜電產(chǎn)生。,第一類方法,泄漏法,中和法,接地,增濕,加入抗靜電劑,涂導(dǎo)電涂層,感應(yīng)中和器,發(fā)射性中和器,材料選擇,工藝設(shè)計(jì)、操作,設(shè)備結(jié)構(gòu),第二類方法,19,防止形成危險(xiǎn)性混合物,以不可燃介質(zhì)代替可燃介質(zhì)：如用不可燃混合劑進(jìn)行化學(xué)脫脂。 降低爆炸性混合物濃度：通風(fēng)、

10、抽氣等 工藝控制 控制流速 增強(qiáng)靜電電荷的衰減：工藝過程總是包含靜電的產(chǎn)生和逸散兩個(gè)區(qū)域，因此可以采取不同的預(yù)防靜電危害措施。 利用材質(zhì)搭配控制靜電產(chǎn)生：如鋼鐵和晴綸摩擦，鋼鐵帶負(fù)電荷；鋼鐵與聚氯乙烯摩擦，鋼鐵帶正電荷。一種方法是系統(tǒng)中分別選擇不同材質(zhì)容器、管道等，使一處的某種電荷在另一處消除；另一方法是材料混合，使物料流動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生明顯靜電。如含有40尼龍和60達(dá)科隆的混合纖維同鍍鉻表面摩擦?xí)r不會(huì)產(chǎn)生靜電積累。,20,接地 增濕 增濕主要是增加靜電沿介質(zhì)表面的泄漏，而不是增加通過空氣的泄漏。對(duì)于表面容易形成水膜的介質(zhì)，如紙張、橡膠等非常有效。 化學(xué)防靜電 防靜電劑具有較好的導(dǎo)電性和較強(qiáng)的吸濕

11、性，在高絕緣材料中非常有效。由無(wú)機(jī)鹽表面活性劑發(fā)展到高分子、有機(jī)半導(dǎo)體、高聚物等化學(xué)防靜電劑。 用于聚酯薄膜滌綸片基的防靜電劑，烷基二苯醚磺酸甲鹽（DPE），使聚酯薄膜表面電子由1015歐降至107歐。 用于塑料的防靜電劑，酰胺基季胺硝酸鹽用于聚氯乙烯（SN）。 用于纖維的防靜電劑，種類較多。 用于石油的防靜電劑，甲基乙烯脂順丁烯二酸酐的共聚物。 靜電消除器 將氣體分子電離產(chǎn)生消除靜電所需的離子。 自感應(yīng)式、外接電源式（工頻高壓、高頻高壓、直流高壓、離子流）、放射線式、組合式。 防止人體帶靜電,21,適用規(guī)范,防止靜電事故通用導(dǎo)則 GB 12158-90 液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程 GB 133

12、48-92 易燃、可燃液體防靜電安全管理 Q/YZG*-*-2004,22,液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程 GB 13348-92,主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了液體石油產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存、使用過程中防止靜電危害的基 本方法和措施。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于液體石油產(chǎn)品。,23,三、防爆,爆炸性物質(zhì)的分類、分級(jí)與分組 爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域的劃分 防爆結(jié)構(gòu) 電氣防爆安全技術(shù)和管理 適用規(guī)范,24,爆炸性物質(zhì)的分類、分級(jí)與分組,1.爆炸性物質(zhì)的分類 爆炸性物質(zhì)分為三類： 類： 礦井甲烷； 類： 爆炸性氣體、蒸氣； 類： 爆炸性粉塵、纖維。 注：分類來(lái)源于中華人民共和國(guó)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程（試行)（勞動(dòng)人

13、事部、公安部、國(guó)家機(jī)械委員會(huì)、煤炭工業(yè)部、化學(xué)工業(yè)部、石油工業(yè)部、紡織工業(yè)部、輕工業(yè)部）1987年,25,2.爆炸性氣體的分級(jí),爆炸性氣體混合物， 按其最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）或最小點(diǎn)燃電流比（MICR）分級(jí),26,MESG（最大試驗(yàn)安全間隙）-爆炸性氣體在標(biāo)準(zhǔn)容器中（8000cm3、半球法蘭結(jié)合面的間隙長(zhǎng)度為25mm的球形容器）試驗(yàn)的傳爆間隙臨界值，即為間隙長(zhǎng)度為25mm時(shí)的傳爆間隙的最小值。,MICR（最小點(diǎn)燃電流比）-各種易燃物質(zhì)按照它們最小點(diǎn)燃電流值與實(shí)驗(yàn)室的甲烷的最小點(diǎn)燃值之比。,27,3.爆炸性氣體的分組,按其引燃溫度分組。共分、六組。,28,4.舉例,29,爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)

14、區(qū)域的劃分,爆炸性氣體環(huán)境應(yīng)根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間，按下列規(guī)定進(jìn)行分區(qū)： 0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境； 1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境； 2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。 注：正常運(yùn)行是指正常的開車、運(yùn)轉(zhuǎn)、停車，易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸，密閉容器蓋的開閉，安全閥、排放閥以及所有工廠設(shè)備都在其設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)工作的狀態(tài)。 按釋放源級(jí)別和通風(fēng)條件確定（連續(xù)級(jí)、第一級(jí)、第二級(jí)釋放源） 范圍：根據(jù)釋放源的級(jí)別和位置、易燃物質(zhì)的性質(zhì)、通風(fēng)條件、障礙物及生產(chǎn)條件、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比

15、較綜合確定。,30,防爆結(jié)構(gòu),隔爆型電氣設(shè)備（）：具有隔爆外殼的電氣設(shè)備， 是指把能點(diǎn)燃爆炸性混合物的部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，該外殼能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止向周圍的爆炸性混合物傳爆的電氣設(shè)備。 增安型電氣設(shè)備（）：正常運(yùn)行條件下，不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或危險(xiǎn)溫度， 并在結(jié)構(gòu)上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和規(guī)定過載條件下出現(xiàn)點(diǎn)燃現(xiàn)象的電氣設(shè)備。 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備（）：在正常運(yùn)行或在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。 正壓型電氣設(shè)備（）：具有保護(hù)外殼，且殼內(nèi)充有保護(hù)氣體， 其壓力保持高于周圍爆炸性混合物氣體的壓力，以避免外部爆炸性混

16、合物進(jìn)入外殼內(nèi)部的電氣設(shè)備。 無(wú)火花型電氣設(shè)備（）在正常運(yùn)行條件下不產(chǎn)生電弧或火花， 也不產(chǎn)生能夠點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點(diǎn)，且一般不會(huì)發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障的電氣設(shè)備。,31,設(shè)備選型,氣體爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所用電氣設(shè)備防爆類型選型表 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域適 用 的 防 護(hù) 型 式 電 氣 設(shè) 備 類 型 符 號(hào) 本質(zhì)安全型（級(jí)） 區(qū)其他特別為區(qū)設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備（特殊型）s 適用于區(qū)的防護(hù)類型 隔爆型 區(qū)增安型 本質(zhì)安全型（級(jí)） 充油型 正壓型 充砂型 其他特別為區(qū)設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備（特殊型）s 適用于區(qū)或區(qū)的防護(hù)類型 區(qū)無(wú)火花型 ,32,旋轉(zhuǎn)電機(jī)防爆結(jié)構(gòu)的選型,-為適用 -為慎用 X -為不適用,33

17、,爆炸性粉塵環(huán)境,分為：爆炸性粉塵（鎂、鋁等） 可燃性導(dǎo)電粉塵（石墨、焦炭、煤、鋅、鐵等） 可燃性非導(dǎo)電粉塵（聚乙烯、小麥、硫磺等） 可燃纖維（棉、麻等） 分組：引燃溫度分組T11（270）、T12（200270）、 T13（150200） 分區(qū)：爆炸性粉塵環(huán)境應(yīng)根據(jù)爆炸性粉塵混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間，按下列規(guī)定進(jìn)行分區(qū)： 10區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)期出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境； 11區(qū)：有時(shí)會(huì)將積留下的粉塵揚(yáng)起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境。 范圍：根據(jù)粉塵的量、釋放率、濃度和物理特性以及同類企業(yè)相似廠房的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等確定。 設(shè)備選型：除可燃性非導(dǎo)電粉塵和可燃纖維的11區(qū)環(huán)境采用防塵結(jié)構(gòu)（標(biāo)

18、志DP），10區(qū)及其它爆炸性粉塵環(huán)境11區(qū)均采用塵密結(jié)構(gòu)（標(biāo)志DT）；并按照粉塵的不同引燃溫度選擇不同易燃溫度組別的電氣設(shè)備。,34,4.舉例,Ex dBT3 Ex防爆標(biāo)志（EEx） d隔爆型 B爆炸性氣體分級(jí)（高于 A， 低于C） T3爆炸性氣體分組（高壓T2，低于T4）,35,火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境,分類：可燃液體：柴油、潤(rùn)滑油、變壓器油等； 可燃粉塵：鋁粉、焦炭粉、煤粉、合成樹脂粉等； 固體狀可燃物質(zhì)：煤、焦炭、木等； 可燃纖維：棉花纖維、合成纖維等。 危險(xiǎn)區(qū)域劃分：根據(jù)火災(zāi)事故發(fā)生的可能性和后果，以及危險(xiǎn)程度和物質(zhì)狀態(tài)不同劃分： 21區(qū)：具有閃點(diǎn)高于環(huán)境溫度的可燃液體，在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危

19、險(xiǎn)的環(huán)境。 22區(qū)：具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或可燃纖維，雖不可能形成爆炸混合物，但在數(shù)量和配置上可能引起火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境。 23區(qū)：具有固體狀可燃物質(zhì)，在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境。,36,火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的電氣裝置,37,安全柵,安全柵是構(gòu)成安全火花防爆系統(tǒng)的關(guān)鍵儀表，它的作用是一方面保證信號(hào)的正常傳輸；另一方面控制流入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量在爆炸性氣體或爆炸性混合物的點(diǎn)火能量以下，以確保系統(tǒng)的安全無(wú)火花性能。 安全柵是一種特殊的關(guān)聯(lián)設(shè)備，接在本安型和非本安型電路之間， 它包括安全柵元件或安全柵電路，如熔斷器、電阻器和并聯(lián)的二極管等。將供給本安型電路的電壓和電流限制在一定安全水平之內(nèi)。 常用的安全柵

20、有齊納式安全柵和隔離式安全柵。,38,齊納式安全柵,基于齊納二極管方向擊穿特性來(lái)工作的。 現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生故障，限流電阻將電流限制在安全范圍。 齊納二極管將電源電壓限制在安全電壓以內(nèi)，兩只齊納二極管是為了提高可靠性。 發(fā)生高電壓時(shí)，齊納二極管擊穿，同時(shí)快速熔斷器熔斷，保證過電壓與現(xiàn)場(chǎng)隔離。,限流電阻,快速熔斷器,齊納二極管,危險(xiǎn)側(cè),安全側(cè),39,隔離式安全柵,它在供電和信號(hào)傳輸線路中采用了變壓器隔離措施，具有電子限流和限壓功能，進(jìn)一步提高了安全可靠性。 分為檢測(cè)端（輸入式）安全柵和操作端（輸出式）安全柵,24DC,直流/ 交流 轉(zhuǎn)換 器,整流 濾波器,T1,解調(diào) 放大器,T2,調(diào)制器,整流 濾波器,限

21、能器,輸入 420mADC,輸出 420mADC 或15VDC,檢測(cè)端安全柵構(gòu)成框圖,24DC,直流/ 交流 轉(zhuǎn)換 器,T1,調(diào)制器,解調(diào) 放大器,整流 濾波器,限能器,輸出 420mADC,T2,操作端安全柵構(gòu)成框圖,輸入 420mADC,來(lái)至變送器,來(lái)至控制儀表,去現(xiàn)場(chǎng),去控制儀表,40,適用規(guī)范,爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 5005892 電氣裝置安裝工程爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB 502611996 中華人民共和國(guó)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程（試行) 勞人護(hù)(87)36號(hào) 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第13部分：爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢修 GB3836.1

22、2-1997 neq IEC79-19:1993,41,四、電氣安全措施,電流對(duì)人體的傷害 安全電流、電壓規(guī)范 人體觸電方式 防止人身觸電的技術(shù)措施 電氣滅火知識(shí) 適用規(guī)程,42,電流對(duì)人體的傷害,電擊：電流流過人體內(nèi)部對(duì)內(nèi)部組織的傷害。 心室顫動(dòng)血液循環(huán)停止、神經(jīng)中樞遏止呼吸、 胸肌收縮窒息，最危險(xiǎn)的傷害！ 高壓電擊穿空氣人體通過電流、低壓?jiǎn)蜗唷上?觸電、接觸電壓和跨步電壓觸電等情況 電傷：灼傷、電烙印和皮膚金屬化 灼傷：電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的電傷，電弧對(duì)皮膚燒傷。 電烙?。弘娏骰瘜W(xué)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)產(chǎn)生的電傷，直 接接觸、有明顯邊緣的腫塊、皮膚硬化。 皮膚金屬化：電弧下金屬高溫熔化、蒸發(fā)并飛濺滲

23、透到皮膚表層造成的電傷，皮膚粗糙硬化。,43,1.影響電流傷害程度的因素,電流大小 工頻電流對(duì)人體的影響 電流大小與傷害程度,44,人體電阻,一般認(rèn)為人體電阻為10002000歐姆（不計(jì)皮膚角質(zhì)層電阻） 與電壓的關(guān)系 不同條件下人體電阻,45,通電時(shí)間長(zhǎng)短,觸電電流大小與觸電時(shí)間的乘積（稱為電擊能量）來(lái)反映觸電的危害程度，一般超過50mA.s（毫安.秒）時(shí)人就有生命危險(xiǎn)。 電流頻率 一般來(lái)說(shuō)，5060Hz工頻交流電對(duì)人體傷害最為嚴(yán)重。,46,電壓高低,電壓升高電流增大；但不成正比。 電流途徑 人體狀況 性別：擺脫電流女性比男性低1/3； 年齡：小孩比成年人傷害重； 健康：心臟病、神經(jīng)疾病容易受

24、傷害； 心理、精神狀況；,47,2.安全電流、電壓規(guī)范,安全電流：一般把擺脫電流認(rèn)為是安全電流；科學(xué)實(shí)驗(yàn)和事故分析。 安全電流值：交流50Hz10mA；直流50mA。 安全電壓：為了防止觸電事故而采取的特定電源供電的電壓系列，是制定安全措施的依據(jù)。 人體電阻（1700歐）、接觸電壓擺脫電流（30mA）的關(guān)系；通常認(rèn)為低于40V的交流電壓為安全電壓。IEC為50V以下，并規(guī)定25V以下時(shí)不需要考慮防電擊的安全措施。 安全電壓等級(jí)：42、36、24、12、6V，超過24V時(shí)應(yīng)有安全措施。 應(yīng)用：,48,3.人體觸電方式單相觸電、兩相觸電（直接接觸觸電）、跨步電壓觸電、接觸電壓觸電，還有高壓觸電和雷

25、擊觸電。,單相觸電 中性點(diǎn)直接接地方式 Ir=Ux/(Rg+Rr)=Ux/Rr(RrRg) 與人體電阻比接地體電阻很小，電壓幾乎全部加在人體上。危險(xiǎn)！ 如果穿上絕緣鞋或站在絕緣墊上，通過人體電流就會(huì)很小。,單相觸電 中性點(diǎn)不接地方式 電流經(jīng)過人體與其他兩相的對(duì)地阻抗Z而形成回路，通過人體的電流Ir取決于電壓、人體電阻和導(dǎo)線對(duì)地絕緣阻抗。 如果導(dǎo)線對(duì)地絕緣較好，通過人體的電流就會(huì)較小。,Ux,Rg,N,C,A,B,Rr,Ir,Ux,Z,49,兩相觸電 Ir=U/Rr (U線電壓） 當(dāng)發(fā)生兩相觸電時(shí)，如線電壓為380V，則流過人體的電流高達(dá)268mA，只要經(jīng)過0.186s就可能致人于死地。（50m

26、A.s) 但一般發(fā)生的幾率較小。,跨步電壓觸電 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地或線路一相落地時(shí)，故障電流就會(huì)從接地點(diǎn)向四周擴(kuò)散，形成電壓梯度。 離接地點(diǎn)越近，電位越高，電位梯度越高；離接地點(diǎn)20米外，電位近似為0。 在20米內(nèi)，人體兩腳之間（0.8米）電位差形成跨步電壓跨步觸電。 “安規(guī)”規(guī)定，發(fā)生接地后，室內(nèi)不得接近故障點(diǎn)4米內(nèi)，室外不得接近故障點(diǎn)8米以內(nèi)；進(jìn)入時(shí)必須穿絕緣靴，戴絕緣手套。 后果，跨步電壓 流過人體兩腿 人體兩腿抽筋倒地 電流流過人體重要器官2秒可能死亡。,Ir,對(duì)地電位,100,50,距離m,10,20,50,接觸電壓觸電,接觸電壓是指：人站在發(fā)生接地短路故障設(shè)備旁邊，觸及漏電設(shè)備的外

27、殼時(shí)，其手腳之間所承受的電壓。由接觸電壓引起的觸電稱為接觸電壓觸電。 如圖：中間電動(dòng)機(jī)絕緣損壞，外殼帶電電位相同，但地電位不同，右邊人承受的接觸電壓等于電動(dòng)機(jī)外殼電位與地電位之差，接近于零；左邊人承受的接觸電壓幾乎為相電壓。,在安裝接地網(wǎng)時(shí)，應(yīng)考慮一個(gè)車間、一個(gè)變電站和生產(chǎn)裝置的所有設(shè)備均設(shè)接地體，或在地面下埋設(shè)接地網(wǎng)，這是防止接觸電壓觸電的有效措施。,20m,對(duì)地電壓（）,距離（m）,100,接觸電壓,電位分布,51,防止人身觸電的技術(shù)措施,人體觸電一般是由于人體靠近或接觸電氣設(shè)備帶電部分和人體觸及正常不帶電而絕緣損壞時(shí)外殼或金屬構(gòu)架帶電。 1、基本概念： 接地裝置：接地、接地體、接地線；電

28、氣地、對(duì)地電壓；接地電阻；零線、接零；接地短路、接地短路電流。 2、保護(hù)接地 為防止人身因電氣設(shè)備絕緣損壞而遭受觸電，將電氣設(shè)備的金屬外殼與接地體連接，稱為 保護(hù)接地。 適用于中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)。,52,中性點(diǎn)不接地 如不采用外殼接地，設(shè)備外殼長(zhǎng)期帶電，對(duì)地電壓接近相電壓。系統(tǒng)漏電流將全部流過人體，造成觸電事故。 采用了外殼接地后，接地短路電流將同時(shí)延著接地體和人體與電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗形成兩條通路。 Ir/Id=Rd/Rr Rd越小，流過人體電流越小，漏電設(shè)備對(duì)地電壓主要決定于接地保護(hù)Rr的大小。 一般使Rd4歐姆，就可以避免人體觸電，起到保護(hù)作用。,中性點(diǎn)直接接地（常見方式） 如不采用外殼

29、接地，通過人體電流為：Ir=Ux/(Rr+Ro) 如人體電阻按1000歐姆計(jì)，中性點(diǎn)接地電阻4歐姆，流過人體電流為接近220mA，非常危險(xiǎn)。 采用了外殼接地后，接地短路電流約為: Id=220/(4+4)=27.5A不足以使保護(hù)動(dòng)作(RrRd和Ro）； 根據(jù)電壓分布，近似求得作用于人體電壓為110V，流過人體電流近似為110mA。 實(shí)際使用采取附設(shè)接地網(wǎng)來(lái)降低人體接觸電壓！ 外殼不接地危險(xiǎn)，接地又不夠完善,Id,Ir,Rd,Rr,Ro,Rr,Ir,Id,53,中性點(diǎn)直接接地短路電流精確計(jì)算,R r,0,U x,Rd,Rd,Ro,Id,Ux,Rr,Rd,Rd,Ur,54,3、保護(hù)接零,為防止人身

30、因電氣設(shè)備絕緣損壞而遭受觸電，將電氣設(shè)備的金屬外殼與電網(wǎng)的零線相連接，稱為保護(hù)接零。 適用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（TNS，TNC）。當(dāng)采用保護(hù)接零時(shí)，除電源中性點(diǎn)必須采用工作接地外，零線要在規(guī)定的地點(diǎn)采取重復(fù)接地。 采用保護(hù)接零方式，設(shè)備發(fā)生外殼漏電，接地短路電流通過該相和零線構(gòu)成回路，由于零線阻抗很小，短路電流很大，使低壓斷路器或繼電保護(hù)動(dòng)作，切除故障。,Id,工作接地,重復(fù)接地,55,保護(hù)接零裝置的具體要求,采用重復(fù)接地，當(dāng)零線斷線后，保護(hù)接零設(shè)備就成為保護(hù)接地設(shè)備。 零線上不允許裝設(shè)熔斷器和斷路器，防止斷開后設(shè)備出現(xiàn)相電壓引起觸電。 為保證保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，使任一點(diǎn)短路的短路電流均大于保護(hù)

31、熔斷器額定電流的4倍，大于斷路器保護(hù)整定電流的1.5倍。 在同一低壓電網(wǎng)中（如同一變壓器供電電網(wǎng)），不允許將一部分設(shè)備保護(hù)接地，而將另一部分設(shè)備保護(hù)接零。當(dāng)保護(hù)接地設(shè)備漏電后，由于電壓分布，使零線帶電（Uo=RoUx/(Ro+Rd),所有保護(hù)接零設(shè)備外殼帶電（Uo=RdUx/(Ro+Rd)。 使用三眼插座時(shí)，不準(zhǔn)將插座內(nèi)的電源 零線與接地端串接在一起，否則零線松 脫或折斷，會(huì)使設(shè)備外殼帶電；若零線 與地線接反，也會(huì)使外殼帶電，造成觸 電事故。,56,4、工作接地,在正?；蚬收锨闆r下，為保證電氣設(shè)備安全可靠工作，即運(yùn)行需要電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)（通常為中性點(diǎn)）直接或通過特殊設(shè)備（如消弧線圈、電抗、電

32、阻）的接地。 作用： 1、滿足電氣設(shè)備運(yùn)行中的特殊需要，如防止高壓電壓串入低壓系統(tǒng)； 2、降低電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣水平，減少電氣設(shè)備制造成本和節(jié)省投資。如110kV以上系統(tǒng) 中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。 3、降低人體的接觸電壓。 4、迅速切斷電源。,57,5、漏電保護(hù),作用：防止電氣設(shè)備和輸電線路漏電引起人身觸電事故，它能夠在設(shè)備漏電、外殼呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓時(shí)自動(dòng)切斷電源。 分類：電壓型和電流型 電壓型漏電保護(hù)裝置原理圖 電機(jī)漏電保護(hù)裝置原理圖 電壓型漏電保護(hù)裝置原理如上圖所示。,V,J,HA,TA,HQ,C,試驗(yàn)回路,R,V,58,電流型漏電保護(hù)裝置,原理：向量和等于零 即：Ia+Ib+Ic+I

33、d=0 相線和零線全部穿入環(huán)形互感器 正常時(shí)互感器中總磁通為0 發(fā)生觸電和漏電時(shí)，一部分漏電流經(jīng)大地回到電源中性點(diǎn)，破壞了互感器中電流平衡，并感應(yīng)出二次電流，使電流繼電器動(dòng)作，切除電源。,HQ,C,I,YA,R,J,TA,QA,59,漏電保護(hù)（剩余電流保護(hù)器RCD）補(bǔ)充資料： 一般來(lái)說(shuō)，RDC的功能是提供間接接觸保護(hù)（即指由于人體接觸了因絕緣失效而觸電的保護(hù)措施）。只有當(dāng)RCD的剩余動(dòng)作電流In30mA、其動(dòng)作時(shí)間0.1s，且其他直接接觸保護(hù)方法失效時(shí)，RCD也可以提供直接接觸保護(hù)，即對(duì)人體直接接觸電氣設(shè)備或線路的帶電部分造成的電擊危險(xiǎn)進(jìn)行補(bǔ)充保護(hù)。 德國(guó)科學(xué)家柯賓認(rèn)為如果流過人體的電流很大，

34、即使通電時(shí)間很短，也可能出現(xiàn)危險(xiǎn)。反之，如果電流很小，通電時(shí)間稍長(zhǎng)，也不一定會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。也就是說(shuō)，電擊的危險(xiǎn)程度是與電流和時(shí)間的乘積有關(guān)，即：IT50mA.s（有效值）。 為了充分保證人身安全，對(duì)柯賓提出的理論進(jìn)行了修正，考慮了適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，即IT30mA.s（有效值）。 為了保證在未達(dá)到規(guī)定動(dòng)作值時(shí)不動(dòng)作，IEC將額定剩余不動(dòng)作電流In0定為1/2或略大于1/2額定剩余動(dòng)作電流。 有人從安全角度認(rèn)為In選得越小越好，但任何供電回路和用電設(shè)備都具有正常的泄漏電流，如果In太小，接近泄漏電流，RCD可能經(jīng)常誤動(dòng)，回路無(wú)法正常工作。,60,電氣滅火知識(shí),1、電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)的原因： 短路、操作等原因造成的電弧和電火花 導(dǎo)體連接不良造成分發(fā)熱 雷電、操作等產(chǎn)生的外過電壓、內(nèi)過電壓引起的放電、電弧和電火花 電氣設(shè)備損耗過大引起的發(fā)熱 正常運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱（如燈具、電爐等） 直流電機(jī)整流子運(yùn)行 產(chǎn)生的電火花 電焊等 電氣充油設(shè)備著火 2、電氣火災(zāi)的特點(diǎn)（與其他一般性火災(zāi)相比） 著火區(qū)域可能存在跨步電壓 充油電氣設(shè)備受熱后可能噴油、甚至爆炸,61,3、滅火前的電源處理,盡可能先切斷電源，切斷電源后的電氣火災(zāi)，多數(shù)可按照一般性火災(zāi)來(lái)?yè)渚取?充油電氣設(shè)備著火時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，然后撲救，地面油火不得用水噴射，防止油火漂浮水面而蔓延擴(kuò)大。 4、不切斷電源滅火的保安措施 與帶電部分保持足夠的