安全生产技术培训讲义（电气部分）
安全生产技术培训讲义（电气部分） 安全技术——电气安全 一、 电气安全概述 二、 触电事故及其对策 三、 电气防火防爆 四、 防雷 五、 静电危害防护 六、 电磁辐射防护 一、电气安全概述 电在造福于人类的同时，也会给人类带来灾难。 统计资料表明：在工伤事故中，电气事故占有不少的比例。例如：触电死亡人数占全部 事故死亡人数的5%左右。 世界上每年电气事故伤亡人数不下几十万人。 我国约每用1.5亿度电就触电死亡1人，而美、日等国约每用20~40亿度电才触电死亡1人 。 二、 触电事故及其对策 触电事故的种类 电击 直接接触电击：触及正常状态下带电的带电体。 间接接触电击：触及正常状态下不带电、而在故障下意外带电的带电体。 单线电击：人占在地面上，与一线接触。（可以是直接或间接） 两线电击：人与地面隔离，两手各触一线。（可以是直接或间接；可以是两相，也可以 是单相） 跨步电压电击 电伤：电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电气机械性伤害等。 电流对人体的作用 人本身就是一种电气设备，这是因为： 人的整个神经系统是以电信号和电化学反应为基础的。 上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。 人只要求正常功能所必要的电能，由于这个能量非常小，因此，系统功能很容易被破坏 。 电击致命原因 ① 心室颤动 数秒～数分钟（6～8 min）→　死亡 ② 窒息 窒息→缺氧或中枢神经反射→室颤. 特点:致命时间较长。10～20 min。 ③ 电休克（昏迷） 　由于中枢神经反射造成体内功能障碍，昏迷时间长后的死亡。 电流效应的影响因素 （一）电流值（工频） 感知电流——引起感觉的最小电流。如轻微针刺，发麻。 平均（概率50%），男：1.1 mA ；女：0.7 mA 摆脱电流——能自主摆脱带电体的最大电流。 平均（概率50%）， 男：16mA； 女：10.5 mA 最低（概率0.5%），男： 9mA； 女： 6 mA 室颤电流——引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。 I颤 ＝ 50 mA 适用于当1s ≤ t ＜5s时； I颤 ＝ 50/t mA 适用于当0.01 s＜ t ＜1s时。 电流效应的影响因素 （二）电流持续时间 t↑ → 吸收电能↑ → 伤害↑ t↑ → 电流重合心脏易损（激）期，危险↑ t↑ → 人体电阻↓→ 人体电流↑ → 伤害↑ t↑ → 中枢神经反射↑ → 危险↑ 电流效应的影响因素 （三）电流途径 不同途径，危险性不同，但没有不危险的途径。 最危险的是：左手到前胸。 判断危险性，既要看电流值，又要看途径。 电流效应的影响因素 （四）电流种类 高频电流——烧伤比工频电流严重，但电击的危险性较小。 冲击电流——指作用时间＜0.1~10ms的电流。 种类：方脉冲、正弦波、电容放电脉冲。影响室颤的主要影响因素是It和I2t的值。（I — 有效值） 直流电流——持续时间＞心脏周期时，室颤阈值为交流的数倍； 持续时间＜200 ms时，室颤阈值与交流大致相同。 电流效应的影响因素 （五）个体特征 因人而异，健康情况、健壮程度、性别、年龄。 人体电阻 人体电阻的数值及影响因素 变化范围 皮肤表皮最外层——角质层其厚度一般不超过0.05 ~ 0.2mm，但其电阻率很大，可达1×105 ~ 1×106 Ω·m。但数十V即可击穿角质层，使人体阻抗急剧下降。 除去角质层，干燥的情况下，人体电阻：1000~3000Ω； 潮湿的情况下，人体电阻： 500 ~ 800Ω。 影响因素 – 电气参数： U（接触电压）↑ → RP↓， I ↑ → RP↓， f ↑ → XCP↓； – 皮肤表面状态： 潮湿、导电污物、伤痕、破损； – 皮肤表面接触状态： 接触压力、面积。 直接接触电击防护 基本防护原则——应使危险的带电体不会被有意或无意地触及。 基本防护措施——绝缘、屏护和间距 间接接触电击防护 防止间接接触电击的技术措施： 保护接地（基本技术措施） 保护接零（基本技术措施） 加强绝缘 电气隔离 不导电环境 等电位联结 特低电压 漏电保护器 接地的基本概念 种 类 故障接地； 正常接地 （人为接地）； 正常接地又分为： 工作接地 （兼作电流回路、保持零电位） 安全接地 （只在故障时发挥作用） 保护接地（IT系统） – 保护接地是最古老的电气安全措施。 – 保护接地是防止间接接触电击的基本安全技术措施 保护接地（IT系统） 保护原理（适用于各种不接地网） ∵ RE与RP （人体电阻） 呈并联关系，且RE // RP ≈ RE ∵ RE＜＜│Z│， ∴ UP （人体电压）↓↓——在安全范围内。 保护接零（TN系统） 保护原理 漏电→单相短路→单相短路电流ISS→单相短路保护元件动作→迅速切断电源→实现保护。 应用与类型 适用 保护接零适用于低压中性点直接接地的三相四线配电网。 此系统中，凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接零。 三种方式：TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统 TN- S——可用于爆炸、火灾危险性较大或安全要求高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。 也适用于科研院所、计算机中心、通信局站等。正常工作条件下，外露导电部分和保护 导体呈零电位——最“干净”的系统。 TN-C-S——宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电场的所及民用楼房。 TN- C——可用于爆炸、火灾危险性不大，用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所 。 等电位联结 – 目的——构成等电位空间 主等电位联结（Main Equipotential Bonding） ——在建筑物的进线处将PE干线、设备PE干线、进水管、总煤气管、采暖和空调竖管、建 筑物构筑物金属构件和其他金属管道、装置外露可导电部分等相连结。 辅助等电位联结（Supplementery Equipotential Bonding） ——在某一局部将上述管道构件相连结。（作为补充，进一步提高安全水平） 双重绝缘和加强绝缘 – 工作绝缘——又称基本绝缘或功能绝缘，是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘 。位于带电体与不可触及金属件之间。 – 保护绝缘——又称附加绝缘，是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下，可防止 触电的独立绝缘。位于不可触及金属件与可触及金属件之间。 双重绝缘—— 是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。 加强绝缘—— 是基本绝缘经改进，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一 绝缘。在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。 识别和选用 具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于Ⅱ类设备。 Ⅱ类设备无须再采取接地、接零等安全措施。 标志：“回”—— 作为 Ⅱ 类设备技术信息一部分。 手持电动工具应优先选用Ⅱ类设备。 特低电压 特低电压——又称安全特低电压，是属于兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措 施。 保护原理： —— 通过对系统中可能会作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑 制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。 特低电压 额定值 我国国家标准GB3805-83《安全电压》规定了特低电压的系列： 特低电压额定值（工频有效值）的等级： 42V、36V、24V、12V和6V 选用：根据使用环境、人员和使用方式等因素确定。 特低电压&安全电源 根据国际电工委员会相关的导则中有关慎用“安全”一词的原则，上述安全电压的说法仅 作为特低电压保护型式的表示，即：不能认为仅采用了“安全”特低电压电源就能防止电 击事故的发生！ 安全特低电压必须由安全电源供电。 可以作为安全电源的主要有： 安全隔离变压器 蓄电池及独立供电的柴油发电机 即使在故障时仍能够确保输出端子上的电压不超过特低电压值的电子装置电源等。 全生产技术培训讲义（电气部分二） 漏电保护 漏电保护 —— 利用漏电保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。 漏电保护装置——又称为剩余电流保护装置，简称RCD（Residual Current Operated Protective Device）。 漏电保护装置是一种低压安全保护电器。 漏电保护装置的原理 漏电保护装置的选用 防止人身触电事故 用于直接接触电击防护时：应选用额定动作电流为30mA及其以下的高灵敏度、快速型。 需要安装漏电保护装置的场所（1） 触电、防火要求较高的场所和新、改、扩建工程使用各类低压用电设备、插座，均应安 装漏电保护器。 对新制造的低压配电柜（箱、屏）、动力柜（箱）、开关箱（柜）、操作台、试验台， 以及机床、起重机械、各种传动机械等机电设备的动力配电箱，在考虑设备的过载、短 路、失 压、断相等保护的同时，必须考虑漏电保护。用户在使用以上设备时，应优先采用带漏 电保护的电器设备 ； 需要安装漏电保护装置的场所（2） 建筑施工场所、临时线路的用电设备 ； 手持式电动工具（除Ⅲ类外〕、移动式生活日用电器（除Ⅲ类外）、其他移动式机电设备 ，以及触电危险性大的用电设备，心须安装漏电保护器 ； 潮湿、高温、金属占有系数大的场所及其他导电良好的场所，如机械加工、冶金、化工 、船舶制造、纺织、电子、食品加工、酿造等行业的生产作业场所，以及锅炉房、水泵 房、食堂、浴室、医院等辅助场所 。 三、电气防火防爆 1. 电气引燃源 主要分为两类： 危险温度 电火花和电弧 1） 危险温度（见下页图） 2）电火花及电弧 电火花——电极之间的击穿放电。大量电火花将汇集成电弧，电弧高温可达8000℃，能使 金属熔化、飞溅，构成火源。 分为： 工作火花——正常时应无引燃危险，但异 常时如：三相刀开关不同时 闭合等 事故火花——短路、断线 其他火花——雷电、静电、电磁感应 2. 危险物质 1）分类（按爆炸性物质种类分类） 爆炸性物质分三类 Ⅰ类：矿井甲烷（CH4） Ⅱ类：爆炸性气体、蒸气 Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维 2） 分级、分组 分级——（按爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR） ）分级： Ⅱ类爆炸性气体（分三级）： ⅡA ； ⅡB ； ⅡC Ⅲ类爆炸性粉尘（分两级）： Ⅲ A ； Ⅲ B 名词解释 最大试验安全间隙（MESG）——两个容器由长为25mm、宽（即间隙）为某值的接合面连通 ，在规定试验条件下，一个容器内燃爆时，不致使另一个容器内燃爆的最大连通间隙。 此参数是衡量爆炸性物品传爆能力的性能参数。 最小点燃电流比（MICR）——在温度为20～40℃，1atm，电压为24V,电感为95mH的试验条 件下，采用IEC标准火花发生器对空心电感组成的直流电路进行3000次的火花试验，能够 点燃最易点燃混合物的最小电流。此最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流 之比即最小点燃电流比。 分组——（按引燃温度即自燃点）分组： Ⅱ类爆炸性气体（分6组）： T1、T2、T3、T4、T5、T6 Ⅲ类爆炸性粉尘（分3组）： T11 、 T12 、 T13 见表：爆炸性气体的分类、分级和分组 见表： 爆炸性粉尘的分级和分组 3. 危险环境（危险区域等级） 1）气体、蒸气爆炸危险环境 根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，对危险场所分区，分为：0区、1区 、2区。 0区（0级危险区域）—— 正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐内部液面上部空间。 2区（2级危险区域）——正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性 气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐外3m内。 注意：释放源和通风条件的影响 释放源 释放源——是划分爆炸危险区域的基础。释放源分为： 连续级释放源：连续释放、长时间释放或短时间频繁释放； 一级释放源：正常运行时周期性释放或偶然释放； 二级释放源：正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放； 多级释放源：包含上述两种以上特征。 通风条件 通风条件——是划分爆炸危险区域的重要因素。通风分为三种类型： 自然通风 一般机械通风 局部机械通风 图例：释放源接近地坪时易燃物质重于空气、 通风不良的生产装置区 4. 防爆电气设备和防爆电气线路 防爆电气设备类型 按照使用环境，防爆电气设备分成两类： Ⅰ类——煤矿井下用电气设备； Ⅱ类——工厂用电气设备。 按防爆结构型式，防爆电气设备分为以下类型（括弧内字母为该类型标志字母）： (1) 隔爆型（d） (2) 增安型（e） (3) 充油型（o） (4) 充砂型（q） (5) 本质安全型（ia、ib）分为ia级和级 ia——在正常工作、发生一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备， 主要用于0区； ib——正常工作及发生一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于1区。 (6) 正压型（p） (7) 无火花型(n) (8) 特殊型（s） 防爆电气设备的标志 防爆型电气设备外壳的明显处，须设制清晰的永久性凸纹标志。设备铭牌的右上方应有 明显的“Ex”标志。 防爆标志表示法： 防爆型式 类别 级别 组别 例如：dⅡBT3——表示Ⅱ类B级T3组的隔爆型电气设备； iaⅡAT5——表示Ⅱ类A级T5组的...
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