第七章電氣安全與靜電防護技術 第一節電氣安全技術一 電氣安全基本知識 1 我國交流電工頻 頻率為50赫茲 工頻交流電使用時有單相電和三相電之分一般電燈等用的是單相交流電 電壓為220伏電動機用的是三相電交流電 電壓為380伏 交流電 泛指電流在導線是來回流動的一種電 按頻率可分為低頻 高頻 甚高頻 特高頻等 按波形可分為正弦波 矩形波 鋸齒形波等 按電壓分可分為高壓電和低壓電 我們平時用的交流電包括在低頻交流電之中 頻率是50赫茲 就是說電流在導線中每秒鐘來回50次 按規定發電廠輸出相位不同的三根火線 相位不同即起步點不一樣 電壓相等 瞬時電壓是不相等的 即某一時刻的電壓是不相等的 相 就是火線 三相即三根火線 二相就是兩根火線 單相就是一根火線了 家用電路是單相 即一根火線 另一根是零線 有的電器是用兩相的 如電焊機 三相交流電不是交流電的一種 它的意思是說 三根火線 且是交流 不能說是交流電的一種 以三相發電機作為電源 稱為三相電源 以三相電源供電的電路 稱為三相電路 U V W稱為三相 相與相之間的電壓是線電壓 電壓為380V 相與中心線之間稱為相電壓 電壓是220V 動力電有四種接法 分別是 三相四線 三根火線加一根零線 三相 兩相和單相 一火一零 家用電路不是三相交流電 是單相交流電 高壓輸電是三根相線 35KV以上在鐵塔 電桿 頂上還有一或二根避雷線 所以三根線的是高壓輸電 四根線的是高壓輸電 避雷線 在頂上 比相線細 無絕緣子 或低壓380 220V輸電 四根一樣粗 在同一根橫擔上 用同樣的絕緣子 五根線的是高壓輸電 二根避雷線 在頂上 比相線細 無絕緣子 六根線的是兩回路高壓輸電 7根線的是高壓輸電 上排三根 低壓輸電 下排四根 兩根線的是低壓220V輸電 單相 一火一零 線再多的類推 一般都是3和4的倍數 高壓都是三根 低壓都是三相四線 這是約定制式 因為必須要有個通一制式才能共用 2電流對人體的傷害 分為電擊和電傷兩種類型電擊 是指電流通過人體時所造成的身體內部傷害 它會破壞人的心臟 呼吸及神經系統的正常工作 使人出現痙攣 窒息 心顫 驟停等癥狀 甚至危及生命 在低壓交流 指1000伏以下 中 在通電電流較小 通電時間不長的情況下 電流引起人的心室顫動是電擊致死的主要原因 在通電時間較長 通電電流更小的情況下 窒息也會成為電擊致死的原因 直接電擊 觸及正常運行帶電體 電擊間接電擊 電氣設備發生故障后觸及 根據大量觸電事故資料的分析和實驗 證實電擊所引起的傷害程度主要與以下幾個因素有關 1 與人體電阻的大小有關人體的電阻愈大 通過的電流愈小 傷害愈輕 研究結果表明 當皮膚完好且干燥時 人體電阻大約為10000 100000 當皮膚有損傷且潮濕時 人體電阻將降到800 1000 2 與電流通過人體的時間長短有關電流通過人體的時間愈長 傷害愈嚴重 3 與電流通過人體的途徑有關當電流通過心臟時 傷害最嚴重 4 與電流的大小有關通過人體的電流超過50mA時 就會有生命危險 一般地說 接觸36V以下的電壓時 通過人體的電流不會超過50mA 所以把36V作為安全電壓 如果在潮濕的場所 安全電壓還要規定的低一些 通常是24V或12V 電擊所引起的傷害程度還與人體與帶電體的接觸面積及電流的頻率等因素有關 2 電傷 指由電流的熱效應 化學效應 機械效應對人體造成傷害 一般指在電弧作用下或熔斷器熔絲熔斷時 對人體外部的傷害 可傷害人體內部 但多見人體表面 電流燒傷 電灼傷 電烙印皮膚金屬化電光眼 3引起觸電三種情形 1 單相觸電 中性點直接接地單相觸電當人體接觸導線時 人體承受相電壓 電流經下體 大地和中性點接地裝置形成閉合回路 觸電電流大小決定于相電壓和回路電流 中性點不接地電網中的單相觸電由于中性點不接地 有兩個回路的電流通過人體 一個是從W相導線出發 經人體 大地 線路對地阻抗Z到U相導線 另一個是同樣路徑到V相導線 觸電電流的數值決定于線電壓 人體電阻和線路的對地阻抗 2 兩相觸電人體同時與兩相導線接觸時 電流就由一相導線經下體至另一相導線 這種觸電方式為兩相觸電 兩相觸電最危險 電壓為全部工作電壓 且電流不經過大地 直接從V相經人體到W相 構成回路 故不論中性點接地與否 人體對地是否絕緣 都會使人觸電 3 跨步電壓 當一根導線斷落地上時 落地點的電位就是導線所具有的電位 電流會從落地點直接流入大地 電線落地點為圓心可劃出若干同心圓 它們表示落地點周圍的電位分布 離落地點越近 地面電位越高 人的兩腳若站在離落地點遠近不同的位置上 兩腳之間就存在電位差 這個電位差稱為跨步電壓 跨步電壓以落地電壓不同而不同 一般較少通過心臟 危險性較小 但往往腳發抽筋而跌倒 就發生生命危險 所以 碰到此種情況趕緊雙腳并攏 或用單腳著地跳出危險區 為什么鳥兒站在裸露的高壓電上不會電死 觸電的前提是動物身體兩點之間存在了超過安全電壓的電壓 使兩點之間有電流 超過安全電流 通過 方才會出現生命危險 鳥兒站在裸露的高壓電線上 因為是一根線 鳥的兩只腳之間的距離又很短 所以它的身體各部分完全等勢 不存在電壓 故不會電死 現代電工技術已可以進行高壓帶電作業了 高壓線路出現不大的故障 如果全線停電檢修 那不知會造成多大的損失 所以要在不停電的情況下進行檢修 高壓帶電作業 高壓帶電作業的具體操作如下 工人從頭到腳穿上金屬絲織成的銅網 衣服 用絕緣性能優良的梯子將人慢慢地升高 逐漸接近高壓電線 一根 這樣做的目的是使人全身的電勢慢慢地升高 直到接近高壓線時 使人整體是一個等勢體并且他的電勢逐漸與高壓線的電勢趨近直至相等 即身體的各部位之間不存在電勢差 這時再用手 也在銅網里 去抓高壓線 并攀登上去 還挺安全的呢 二電氣安全技術措施 1 隔離帶電體的防護措施有效隔離帶電體是防止人體遭受直接電擊事故的主要措施 有下列幾種方式 1 絕緣是用絕緣物將帶電體封閉起來的技術措施 良好的絕緣既是保證設備和線路正常運行的必要條件 也是防止人體觸及帶電體的基本措施 電工絕緣材料是指體積電阻在107 m以上的材料 電工絕緣材料品種如下 氣體絕緣材料 常用的有空氣 氮氣 二氧化碳液體絕緣材料 常用的有變壓器油 開關油 電容器油 電纜油 十二烷基苯 硅油 聚丁二烯等 固體絕緣材料 常用的有絕緣漆膠 漆布 漆管 絕緣云母制品 聚四氟乙烯 瓷和玻璃制品等 電氣設備的絕緣應符合其相應的電壓等級 環境條件和使用條件 電氣設備的絕緣應能長時間耐受電氣 機械 化學 熱力以及生物等有害作用而不失效 應當注意 電氣設備的噴漆及其他類似涂層盡管可能具有很高的絕緣電阻 但一律不能單獨當作防止電擊的技術措施 2 屏護是采用屏護裝置控制不安全因素 即采用遮攔 護罩 護蓋 箱等將帶電體用外界隔絕開來的技術措施 其中之一 距離 如架空線與地面 水面距離 架空線路與有火災爆炸危險廠房的距離等 安全距離大小決定與電壓的高低 設備的類型 安裝的方式等因素 2 采用安全電壓 安全電壓值取決于人體允許電流和人體電阻的大小 根據人體允許電流30mA和人體電阻1700 的條件下 我國規定工頻安全電壓的上限值為50V 同時規定安全電壓的額定值42 36 24 12 6V 通常說的安全電壓 是指36伏以下的電壓 因為人觸電時 電流是造成傷害的直接因素 電流越大 傷害越嚴重 經驗證明 通過人體的電流超過50毫安時 觸電傷害會危及人的生命 并且觸電人不容易自己脫離電源 人體的電阻一般在800歐姆到10000歐姆之間 按800歐姆計算人體的電阻 通過50毫安的電流 要在人體上加40伏的電壓 因此 在一般情況下規定36伏以下的電壓為安全電壓 但應該注意的是 人體的電阻在某些情況下會急劇下降 如工作場所非常潮濕或有腐蝕性氣體 人流汗或被導電溶液濺濕 有導電灰塵等 這時36伏也并不是安全電壓 而規定加在人體的電壓不超過12伏 所以12伏電壓稱為絕對安全電壓 安全電流為10mA 在有防止觸電保護裝置的情況下 人體允許通過的電流一般可按30mA考慮 人體對電流的反映 8 10mA手擺脫電極已感到困難 有劇痛感 手指關節 20 25mA手迅速麻痹 不能自動擺脫電極 呼吸困難 50 80mA呼吸困難 心房開始震顫 90 100mA呼吸麻痹 三秒鐘后心臟開始麻痹 停止跳動 3 保護接地 作用原理 是利用數值較小的接地裝置電阻 低壓系統一般應控制在4 以下 與人體電阻并聯 將漏電設備的對地電壓大幅度地降低至安全范圍內 此外 因人體電阻遠大于接地電阻 由于分流作用 通過人體的故障電流將遠比流經接地裝置的電流要小得多 對人體的危險程度也就極大地減少了 4 保護接零 保護接零時將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分用導線與低壓配電系統的零線相連接的技術保護措施 常簡稱為接零 與保護接地相比 保護接零能在更多的情況下保證人身的安全 防止觸電事故 5 采用漏電保護器 主要用于防止單相觸電事故 也可用于防止有漏電引起的火災 有的漏電保護器還具有過載保護 過電壓和欠電壓保護 缺相保護等功能 主要應用于1000V以下的低壓系流和移動電動設備的保護 也可用于高壓系流的漏電檢測 6 正確使用防護用具 電氣安全用具主要有如下幾鐘 絕緣桿絕緣夾鉗絕緣手套 有12KV 5KV兩種 絕緣靴 鞋 絕緣墊絕緣臺攜帶型接地線高壓驗電筆 注意每6個月要定期試驗一次 低壓驗電筆 第二節靜電防護技術 一 靜電的產生靜電并不是靜止的電 是宏觀上暫時停留在某處的電 摩擦能夠產生靜電 如化工 石油 紡織 造紙 印刷 電子等行業生產中 傳送或分離中的固體絕緣物料 輸送或攪拌中的粉體物料流動或沖刷的絕緣液體 高速噴射的蒸汽或氣體都會產生和積累危險的靜電 二 靜電的特點 1 靜電電壓高 2 靜電能量不大 3 尖端放電 易產生火花放電 4 感應靜電放電 導致很高電壓 危險的火花放電 5 絕緣體上靜電泄露很慢 增加危險程度 靜電電壓 幾千到幾十萬伏 但是電流相當相當微小 所以一般不會對人體有傷害 頂多疼以下 但是有些因為工業環境造成的靜電有可能電流非常大 會把人擊倒 靜電不是交流電 幾萬伏對人體沒有傷害 一般來說 感覺到頭發要站起來的時候 大概是1萬伏靜電 感覺像針扎 大概有4萬伏 三 靜電引起爆炸和火災 1 運輸液體與槽壁摩擦 積累到一定程度 放火花 發生燃燒 爆炸 由于輪胎絕緣 現用鐵鏈拖地放電 2 灌注產生靜電原因 液體與輸送管道摩擦產生靜電 液體注入容器時 因沖擊和飛濺產生靜電 3 取樣由于取樣器與液體的摩擦而產生靜電 有時會對容器放電產生火花而發生危險 一般提到取樣孔附近時 產生靜電火花 引起爆炸 4 過濾過濾物質與過濾器發生摩擦 會產生大量靜電 5 包裝稱量 在鐵桶中液體進管道時放電而引起燃燒 6 高速噴射 包括水蒸汽高壓噴射 7 研磨 攪拌 篩分或輸送粉體物體 8 膠帶傳動和輸送摩擦產生大量的靜電 這些靜電電位有時可高達幾千伏 幾萬伏 9 剝離橡膠和塑料工業在生產過程中 經常要進行剝離作用 迅速剝離作業中會產生較高的靜電電位 10 人體帶有靜電的危害人體運動產生靜電 身穿化纖服的衣褲 當在人造革面的椅子上的人 在他起立時 人體靜電電位有時可高達1萬伏以上 四 靜電安全防護 靜電引起燃燒爆炸的基本條件有四個 1 有產生靜電的來源2 靜電得以積累 并達到足以引起火花放電的靜電電壓3 靜電放電的火花能量達到爆炸性混合物的最小點燃能量 4 靜電火花周圍有可燃性氣體 蒸汽和空氣形成的可燃性氣體混合物所以 只有清楚以上四個條件中的任何一個 就能防止靜電引起火災爆炸 防止措施有七個 1 場所危險程度的控制2 工藝控制 控制流速 選用合適的材料 增加靜止時間 改進灌注方式3 接地 常用 4 增濕 水是條件 5 抗靜電劑它具有較好的導電性或較強的吸濕性 在高絕緣材料中 加入抗靜電劑 使材料的電阻率下降 加快靜電泄露 消除靜電危險 6 靜電消除劑它是一種能產生電子或離子的裝置 借助于產生的電子或離子中和物體上的靜電 從而達到清楚靜電危害的目的 7 人體的防靜電措施 穿防靜電服 帶用金屬線和導電性纖維混紡的手套 穿防靜電工作鞋 在易燃場所入口處安裝鐵鋁或銅等導電金屬的接地走道 操作人員從走道經過后 可以導除人體靜電 同時 入口門的扶手也可以采用金屬結構并接地 當手接觸門扶手時 可導除靜電 采用導電性地面 電阻率106歐 厘米以下制成的地面 雷電 雷電 由于云層相互摩擦 碰撞而使不同的云層帶不同的電 當電壓達到可以穿過空氣的程度以后 臨近的兩片云層會發生放電現象 產生電花和巨大的響聲 這就是我們所看到的閃電和雷鳴 雷擊是由雷雨云產生的一種強烈放電現象 電壓高山達1億至10億伏特 電流達幾萬安培 同時還放出大量熱能 瞬間溫度可達1萬攝氏度以上 其能量可催毀高樓大廈 能劈開大樹 擊傷人畜 夏季冒雨行走或在破裂電線旁最易被雷擊 特別是衣服被雨淋濕時更容易被雷擊 對人體的傷害 1 皮膚被燒焦 2 鼓膜或內臟被震裂 3 心室顫動 4 心跳停止 5 呼吸肌麻痹 人在雷雨天氣中如何防電擊 留在室內 關好門窗 在野外無法躲入有防雷設施的建筑物內時 千萬不要在離電源 大樹和電桿較近的地方避雨 盡量降低身體的高度 以減少直接雷擊的危險 雙腳要盡量靠近 以減少 跨步電壓 野外最好的防護場所是洞穴 溝渠等 不宜使用無防雷措施或防雷措施不足的電視 音響等電器 不要靠近打開的門窗 金屬管道 要拔掉電器用具插頭 關上電器和天然氣開關 不宜使用電吹風 不宜使用水龍頭 切勿接觸天線 水管 鐵絲網 金屬門窗 建筑物外墻等帶電設備或其它類似金屬裝置 不要收晾曬在金屬絲