電氣安全第1章

電氣安全徐義忠5225103113962305532上課課時(shí)：32課時(shí)成績(jī)分布：平時(shí)30%，期末：70%。平時(shí)成績(jī)由作業(yè)和課堂表現(xiàn)進(jìn)行總評(píng)。第一章電氣安全基礎(chǔ)第一節(jié)電氣安全問(wèn)題立論第二節(jié)電氣危害第三節(jié)絕緣技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)接地技術(shù)基礎(chǔ)第五節(jié)環(huán)境技術(shù)基礎(chǔ)第六節(jié)電氣產(chǎn)品的安全認(rèn)證第一節(jié)電氣安全問(wèn)題立論一、電氣安全問(wèn)題的背景1、社會(huì)背景各類(lèi)“電”系統(tǒng)產(chǎn)生的危害2、自然背景自然界雷電、靜電等產(chǎn)生的危害3、技術(shù)發(fā)展規(guī)律背景理論（如物理學(xué)）研究突破→趨利應(yīng)用→形成工程體系→負(fù)面作用顯現(xiàn)→避害對(duì)策4、學(xué)科背景問(wèn)題本身的基礎(chǔ)性、所涉及學(xué)科的廣泛性與理論深度、工程體系的系統(tǒng)性與綜合性二、電氣安全問(wèn)題的工程現(xiàn)狀1）對(duì)比知不足——與IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，與先進(jìn)國(guó)家單位用電量事故率對(duì)比。2）學(xué)習(xí)與進(jìn)步——與先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。接軌力度：從等效采用，到等同采用。3）努力的方向——更新觀念，糾正錯(cuò)誤，普及知識(shí)，發(fā)展技術(shù)。

三、本課程研究范圍和重點(diǎn)面向非專(zhuān)業(yè)場(chǎng)所，面對(duì)非專(zhuān)業(yè)人員，研究各類(lèi)電氣危害產(chǎn)生的機(jī)理和特性參數(shù)計(jì)算，并提出有效的技術(shù)防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：兩個(gè)“非”，“技術(shù)措施”第二節(jié)電氣危害一、電氣危害分類(lèi)

二、電氣危害的主要加害源簡(jiǎn)介

1、供配電系統(tǒng)危害對(duì)象：系統(tǒng)自身；系統(tǒng)所處環(huán)境中的其他事物。

2、雷電、靜電等危害對(duì)象：所處環(huán)境中的其他事物，包括電氣電子系統(tǒng)和建（構(gòu)）筑屋等。

三、電氣危害的特點(diǎn)

1、非直觀性。

2、途徑廣。

3、能量大小懸殊，譜密度多樣。

4、作用時(shí)間長(zhǎng)短不一。

5、關(guān)聯(lián)性。危害間、危害與防護(hù)措施間、不同防護(hù)措施相互之間。

四、電氣危害的規(guī)律1、電氣危害總是緣于電能的非期望分配。理解某種危害產(chǎn)生機(jī)理的最基本依據(jù)。2、電氣危害的發(fā)生一定伴生著電氣參量的變化。變化：量值大小，特征、組合特性等。判斷某種危害是否發(fā)生的關(guān)鍵。第三節(jié)絕緣技術(shù)基礎(chǔ)一、絕緣材料絕緣材料——導(dǎo)電能力很小的一類(lèi)材料的總稱(chēng)，又稱(chēng)電介質(zhì)。本質(zhì)特征：材料中基本沒(méi)有可自由移動(dòng)的載流子。參數(shù)界定：電阻率不低于107Ω·m。用途：對(duì)帶電導(dǎo)體進(jìn)行封閉、隔離。物態(tài)：氣體、液體、固體絕緣。典型材料：空氣、變壓器油、塑料……1、絕緣材料的電氣參數(shù)（1）絕緣電阻率。ρ>107Ω·m。與溫度反相關(guān)，溫度特性與導(dǎo)體相反。（2）介質(zhì)損耗因數(shù)。1）介質(zhì)損耗。交變電壓作用下絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的有功功率損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)介損。2）介損機(jī)理探討。交變電壓作用下介質(zhì)中主要會(huì)產(chǎn)生泄漏和極化兩種現(xiàn)象。泄漏即介質(zhì)中少量載流子在電壓作用下發(fā)生的定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電流，由此產(chǎn)生的損耗叫做電導(dǎo)損耗或泄漏損耗。

極化又分有損與無(wú)損極化。

無(wú)損極化：中性分子在外電場(chǎng)作用下正、負(fù)電荷中心分離但外電場(chǎng)消失后會(huì)重新重合，無(wú)能量消耗，又稱(chēng)彈性極化。

有損極化：偶極子在外電場(chǎng)作用下重新取向，外電場(chǎng)消失后不復(fù)原，有能量消耗，又稱(chēng)非彈性極化。介質(zhì)等效電路。三個(gè)支路解釋。理想介質(zhì)實(shí)際介質(zhì)3）介質(zhì)損耗角δ。介損功率與介質(zhì)體積、外加電壓等有關(guān)，不能表征材料的性質(zhì)。介損角δ只與材料有關(guān)。工程上一般測(cè)量介損角正切值tanδ，稱(chēng)為介損因數(shù)。理想介質(zhì)相量圖實(shí)際介質(zhì)（3）介電強(qiáng)度。指絕緣不被擊穿所能承受的最大電場(chǎng)強(qiáng)度，又稱(chēng)介質(zhì)強(qiáng)度。介電強(qiáng)度不僅與絕緣材料本身的性質(zhì)有關(guān)，還與外加電場(chǎng)的形式有關(guān)。如直流與交流電壓作用下，介質(zhì)的介電強(qiáng)度可能不同。介質(zhì)介電強(qiáng)度受環(huán)境條件影響較大，如溫度、濕度、壓力等。舉例：正常條件下空氣介電強(qiáng)度為3kV/mm。小結(jié)：絕緣材料的最常見(jiàn)電氣參數(shù)為：絕緣電阻率、介質(zhì)損耗角（或介損因數(shù)）和介電強(qiáng)度。這些參數(shù)只與介質(zhì)材料有關(guān)，與介質(zhì)形狀、體積等無(wú)關(guān)。介質(zhì)材料電氣參數(shù)受溫度、濕度等環(huán)境條件影響較大。2、絕緣材料耐熱分級(jí)在保證壽命的前提下，根據(jù)絕緣材料所能長(zhǎng)期承受的最高工作溫度，可將它們分為若干等級(jí)。耐熱等級(jí)YAEBFH長(zhǎng)期允許使用的最高溫度/°C90105120130155180絕緣耐熱分級(jí)有時(shí)又稱(chēng)為絕緣等級(jí)，注意不要與絕緣強(qiáng)度參數(shù)混淆。使絕緣壽命減半的額外溫升，Y級(jí)絕緣為8℃，B級(jí)為10℃，H級(jí)為12℃。二、絕緣結(jié)構(gòu)及分類(lèi)1、絕緣結(jié)構(gòu)的概念由一種或若干種絕緣材料構(gòu)成的絕緣體，稱(chēng)為絕緣結(jié)構(gòu)。絕緣結(jié)構(gòu)可理解為由絕緣材料所加工成的零件在電氣設(shè)備上的特定應(yīng)用方式。絕緣結(jié)構(gòu)按功能可分為工作絕緣和保護(hù)絕緣。

2、按保護(hù)功能區(qū)分的絕緣形式（1）基本絕緣。帶電部件上對(duì)觸電起基本保護(hù)作用的絕緣結(jié)構(gòu)。（介紹工作絕緣）（2）附加絕緣。為在基本絕緣損壞情況下防止觸電而附加在基本絕緣之外的一種獨(dú)立絕緣結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)輔助絕緣。（3）雙重絕緣。由基本和附加絕緣共同構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)?；窘^緣和附加絕緣是可以分開(kāi)的，各自本身就是一個(gè)獨(dú)立的絕緣結(jié)構(gòu)。（4）加強(qiáng)絕緣。相當(dāng)于雙重絕緣保護(hù)程度的單獨(dú)絕緣結(jié)構(gòu)，由一種或若干種絕緣材料構(gòu)成，但不能分拆，是一個(gè)整體。a、b、c、d——雙重絕緣e、f——加強(qiáng)絕緣三、絕緣檢測(cè)1、絕緣電阻測(cè)試1）測(cè)試設(shè)備。兆歐表。2）測(cè)試內(nèi)容。吸收比，絕緣電阻。吸收比：屏蔽極應(yīng)用偏轉(zhuǎn)角為Rx的一元函數(shù)絕緣電阻＝R∞2、介損角正切值tanδ測(cè)試1）測(cè)試設(shè)備。介損電橋，又稱(chēng)西林電橋。2）測(cè)試結(jié)果。介損角正切值。正接線—試件不接地反接線—試件接地第四節(jié)接地技術(shù)基礎(chǔ)一、電氣地與電氣接地

電氣“地”：可用作為參考電位且電容無(wú)窮大的物體。用作參考電位:任何擾動(dòng)下，電位都保持不變。（這一點(diǎn)實(shí)際上不可能完全做到）電容無(wú)窮大：可提供或接受任意多的電荷。

電氣“接地”：將電氣系統(tǒng)或裝置上導(dǎo)體的某一部分與電氣“地”進(jìn)行電氣連接的技術(shù)措施。二、接地的分類(lèi)功能性接地，保護(hù)性接地，電磁兼容接地。1、功能性接地為保證系統(tǒng)（設(shè)備）正常工作，或?yàn)楸ＷC系統(tǒng)（設(shè)備）正確可靠地實(shí)現(xiàn)其功能所作的接地。過(guò)去又稱(chēng)為工作接地。例如：系統(tǒng)中性點(diǎn)接地，單極直流輸電系統(tǒng)大地回流極接地。2、保護(hù)性接地以人身和（或）設(shè)備安全為目的的接地。如：安全保護(hù)接地防雷接地防靜電接地陰極保護(hù)接地3、電磁兼容接地為達(dá)到電磁兼容的要求所作的接地。又稱(chēng)高頻接地。三、接地裝置原理構(gòu)成及接地電阻1、構(gòu)成：由接地體（金屬）、接地線構(gòu)成接地體周?chē)耐寥?、巖石等雖然不是接地裝置的構(gòu)成部分，但對(duì)接地的電氣性能影響很大，可視為與接地裝置相關(guān)的外部因素。接地體作用：獲取基準(zhǔn)電位，提供電荷通。接地線作用：將接地體連接點(diǎn)引至地面以上并與接地系統(tǒng)或設(shè)備相連。

2、接地電阻

R——直流接地電阻；

Ra——工頻接地電阻；

Rsh——沖擊接地電阻；

UE——接地點(diǎn)與無(wú)窮遠(yuǎn)大地參考點(diǎn)間直流電壓；

IE——流入接地點(diǎn)的直流電流；

α——沖擊系數(shù)，一般小于1。

四、地電位與地面（地中）電位分布地電位：即參考0電位，指距接地點(diǎn)無(wú)窮遠(yuǎn)處的大地電位。相當(dāng)于等效電路圖中接地電阻下端電位。地面（地中）某一點(diǎn)電位：當(dāng)接地體有電流通過(guò)時(shí)，附近地面（地中）某一點(diǎn)以無(wú)窮遠(yuǎn)大地為參考點(diǎn)的實(shí)際電位。最高值等于等效電路圖中接地電阻上端電位。地中等位面（剖面圖）地面等位線（俯視圖）

關(guān)于接地裝置的利用方式問(wèn)題第五節(jié)環(huán)境技術(shù)基礎(chǔ)一、環(huán)境技術(shù)與電氣安全的關(guān)系研究電氣設(shè)備（系統(tǒng)）性能與環(huán)境狀況之間關(guān)系的技術(shù)，叫做環(huán)境技術(shù)。環(huán)境技術(shù)主要包括兩方面的內(nèi)容：（1）環(huán)境條件。（2）環(huán)境試驗(yàn)。二、環(huán)境條件我國(guó)傳統(tǒng)的稱(chēng)謂為“環(huán)境條件”。IEC關(guān)于“外部條件”的概念內(nèi)涵更深刻，而環(huán)境條件屬于外部條件的一個(gè)組成部分。根本區(qū)別：是否包括環(huán)境中人及與人相關(guān)的因素。按IEC“外部條件”進(jìn)行介紹。三、環(huán)境試驗(yàn)（1）自然暴露試驗(yàn)。最準(zhǔn)確，最難實(shí)施，很難重復(fù)，時(shí)效性最差。（2）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。時(shí)效性較好，有一定可重復(fù)性，結(jié)果可行度取決于試驗(yàn)內(nèi)容和方法。（3）人工模擬試驗(yàn)。可隨時(shí)重復(fù)進(jìn)行，時(shí)效性好，結(jié)果可信度高度存疑。

第六節(jié)電氣產(chǎn)品的安全認(rèn)證一、電氣產(chǎn)品安全認(rèn)證的基本概念

1、認(rèn)證與認(rèn)證制度認(rèn)證（Certification）：由權(quán)威機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)事人提供的資料和其他信息，對(duì)某一事物、行為或活動(dòng)的本質(zhì)或特征，經(jīng)確認(rèn)屬實(shí)后給予的證明。要件：被認(rèn)證對(duì)象、認(rèn)證機(jī)構(gòu)、認(rèn)證依據(jù)。認(rèn)證制度：為實(shí)施認(rèn)證活動(dòng)而建立的一套規(guī)則、程序和管理制度，一般以法律或行政法