化工安全單元六電氣安全與靜電防護技術一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術1、電流對人體的傷害當人體接觸帶電體時，電流會對人體造成程度不同的傷害，即發生觸電事故。觸電事故可分為電擊和電傷兩種類型。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（1）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、心臟驟停等癥狀，甚至危及生命。絕大部分觸電死亡事故都是由電擊造成的。通常所說的觸電事故基本上是指電擊事故。電擊后通常會留下較明顯的特征：電標、電紋、電流斑。電擊又可分為直接電擊和間接電擊。直接電擊是指人體直接接觸及正常運行的帶電體所發生的電擊；間接電擊則是指電氣設備發生故障后，人體觸及意外帶電部位所發生的電擊。故直接電擊也稱為正常情況下的電擊，間接電擊也稱為故障情況下的電擊。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（2）電傷是指由電流的熱效應、化學效應或機械效應對人體造成的傷害。電傷可傷及人體內部，但多見于人體表面，且常會在人體上留下傷痕。電傷可分為以下幾種情況。①電烙印。是指電流通過人體后，在接觸部位留下的斑痕。斑痕處皮膚變硬，失去原有彈性和色澤，表層壞死，失去知覺。②電光眼。表現為角膜炎或結膜炎。在弧光放電時，紫外線、可見光、紅外線均可能損傷眼睛。對于短暫的照射，紫外線是引起電光眼的主要原因。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術③電弧燒傷。又稱為電灼傷，是電傷中最常見也最嚴重的一種。多由電流的熱效應引起，但與一般的水、火燙傷性質不同。具體癥狀是皮膚發紅、起泡，甚至皮肉組織破壞或被燒焦。通常發生在：低壓系統帶負荷拉開裸露的閘刀開關時；線路發生短路或誤操作引起短路時；開啟式熔斷器熔斷時熾熱的金屬微粒飛濺出來時；高壓系統因誤操作產生強烈電弧時（可導致嚴重燒傷）；人體過分接近帶電體（間距小于安全距離或放電距離）而產生的強烈電弧時（可造成嚴重燒傷而致死）。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術④皮膚金屬化。是指由于電流或電弧作用產生的金屬微粒滲入了人體皮膚造成的，受傷部位變得粗糙堅硬并呈特殊顏色（多為青黑色或褐紅色）。需要說明的是，皮膚金屬化多在弧光放電時發生，而且一般都傷在人體的裸露部位，與電弧燒傷相比，皮膚金屬化并不是主要傷害。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術2、引起觸電的三種情形發生觸電事故的情況是多種多樣的，但歸納起來主要包括以下三種情形：單相觸電，兩相觸電，跨步電壓、接觸電壓和雷擊觸電。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術①中性點直接接地系統中的單相觸電如右圖所示。當人體接觸導線時，人體承受相電壓。電流經人體、大地和中性點接地裝置形成閉合回路。觸電電流的大小取決于相電壓和回路電阻。中性點直接接地系統中的單相觸電（1）單相觸電在電力系統的電網中，有中性點直接接地系統中的單相觸電和中性點不接地系統中的單相觸電兩種情況。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術②中性點不接地系統中的單相觸電如右圖所示。因為中性點不接地，所以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。觸電電流的數值取決于線電壓、人體電阻和線路的對地阻抗。中性點不接地系統中的單相觸電一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（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人體至另一相導線，這種觸電方式稱為兩相觸電，如右圖所示。兩相觸電最危險，因施加于人體的電壓為全部工作電壓（即線電壓），且此時電流將不經過大地，直接從V相經人體到W相，而構成了閉合回路。故不論中性點接地與否、人體對地是否絕緣，都會使人觸電。兩相觸電一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（3）跨步電壓、接觸電壓和雷擊觸電當一根帶電導線斷落地上時，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。離落地點越遠，電流越分散，地面電位也就越低。對地電位的分布曲線如右圖所示。以電線落地點為圓心可劃出若干同心圓，它們表示了落地點周圍的電位分布。離落地點越近，地面電位越高。對地電位的分布曲線一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術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，這個電位差就稱為跨步電壓。落地電線的電壓越高，距落地點同樣距離處的跨步電壓就越大。跨步電壓觸電如右圖所示。此時由于電流通過人的兩腿而較少通過心臟，故危險性較小。但若兩腳發生抽筋而跌倒時，觸電的危險性就顯著增大。此時應趕快將雙腳并攏或用單腳著地跳出危險區。跨步電壓觸電一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術導線斷落地面后，不但會引起跨步電壓觸電，還容易產生接觸電壓觸電，如右圖所示。接觸電壓觸電此外，雷電時發生的觸電現象稱為雷擊觸電。人和牲畜也有可能由于跨步電壓或接觸電壓而導致觸電。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術3、影響觸電傷害程度的因素電流對人體的傷害程度，亦即影響觸電后果的因素主要包括：通過人體的電流大小、通電時間與電流途徑、電流的頻率高低、人體的健康狀況等。其中，以通過人體的電流大小和觸電時間的長短最主要。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術3、影響觸電傷害程度的因素（1）傷害程度與電流大小的關系通過人體的電流越大，人體的生理反應越明顯，感覺越強烈，引起心室顫動所需的時間越短，致命的危險性就越大。對于常用的工頻交流電，按照通過人體的電流大小，將會呈現出不同的人體生理反應，詳見下表。工頻電流所引起的人體生理反應一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術①感知電流。引起人體感覺的最小電流稱感知電流。人體對電流最初的感覺是輕微的發麻和刺痛。實驗表明，對不同的人感知電流也不同：成年男性的平均感知電流約1.1mA，成年女性約0.7mA。感知電流一般不會造成傷害，但若增大時，感覺增強反應加大，可能會導致墜落等間接事故。②致命電流。在較短時間內會危及生命的電流稱為致命電流。電擊致死的主要原因大都是由于電流引起了心室顫動而造成的。因此，通常也將引起心室顫動的電流稱為致命電流。根據人體對電流的生理反應，還可將電流劃分為以下三級。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術③擺脫電流。當電流增大到一定程度，觸電者將因肌肉收縮、發生痙攣而緊抓帶電體，將不能自行擺脫電源。觸電后能自主擺脫電源的最大電流稱為擺脫電流。對一般男性平均為16mA，女性約為10mA；兒童的擺脫電流較成人小。實例表明，當電流略大于擺脫電流、觸電者中樞神經麻痹、呼吸停止時，若立即切斷電源則可恢復呼吸。可見，擺脫電流的能力是隨著觸電時間的延長而減弱的。故一旦觸電若不能及時擺脫電源，其后果將十分嚴重。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（2）傷害程度與通電時間的關系引起心室顫動的電流與通電時間的長短有關。顯然，通電時間越長，便越容易引起心室顫動，觸電的危險性也就越大。電流對人體作用區域與通電時間的關系可參考右圖。圖中a以左的Ⅰ區是沒有感覺的區域，a是人體有感覺的起點；a與b之間的Ⅱ區是開始有感覺但一般沒有病理傷害的區域；b與c之間的Ⅲ區是有感覺但一般不引起心室顫動的區域；c與d之間的Ⅳ區是有心室顫動危險的區域；d以右的Ⅴ區是心室顫動危險很大的區域。電流對人體作用區域與通電時間的關系一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（3）傷害程度與電流途徑的關系人體受傷害程度主要取決于通過心臟、肺及中樞神經的電流大小。電流通過大腦是最危險的，會立即引起死亡，但這種觸電事故極為罕見。絕大多數場合是由于電流刺激人體心臟引起心室纖維性顫動致死。因此大多數情況下，觸電的危險程度是取決于通過心臟的電流大小。由試驗得知，電流在通過人體的各種途徑中，流經心臟的電流占人體總電流的百分比如下表所示。不同途徑流經心臟的電流占人體總電流的百分比一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（4）傷害程度與電流頻率高低的關系觸電的傷害程度還與電流的頻率高低有關。直流電由于不交變，其頻率為零。而工頻交流電則為50Hz。由實驗得知，頻率為30～300Hz的交流電最易引起人體心室顫動。工頻交流電正處于這一頻率范圍，故觸電時也最危險。在此范圍之外，頻率越高或越低，對人體的危害程度反而會相對小一些，但并不是說就沒有危險性。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術4、人體電阻和人體允許電流（1）人體電阻當電壓一定時，人體電阻越小，通過人體的電流就越大，觸電的危險性也就越大。電流通過人體的具體路徑為：皮膚→血液→皮膚。人體電阻包括內部組織電阻（簡稱體內電阻）和皮膚電阻兩部分。體內電阻較穩定，一般不低于500Ω。皮膚電阻主要由角質層（厚約0.05～0.2mm）決定。影響人體電阻的因素很多。除皮膚厚薄外，皮膚潮濕、多汗、有損傷、帶有導電粉塵等都會降低人體電阻。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術4、人體電阻和人體允許電流（2）人體允許電流由實驗得知，在擺脫電流范圍內，人若被電擊后一般多能自主地擺脫帶電體，從而擺脫觸電危險。因此，通常便把擺脫電流看作是人體允許電流。如前所述，成年男性的允許電流約為16mA；成年女性的允許電流約為10mA。在線路及設備裝有防止觸電的電流速斷保護裝置時，人體允許電流可按30mA考慮；在空中、水面等可能因電擊導致墜落、溺水的場合，則應按不引起痙攣的5mA考慮。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術5、電壓對人體安全的影響和選用要求（1）電壓對人體安全的影響通常確定對人體的安全條件并不采用安全電流而是用安全電壓。因為影響電流變化的因素很多，而電力系統的電壓卻是較為固定的。當人體接觸電流后，隨著電壓的升高，人體電阻會有所降低；若接觸了高壓電，則因皮膚受損破裂而會使人體電阻下降，通過人體的電流也就會隨之增大。實驗證實，電壓對人體的影響及允許接近的最小安全距離見下表。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（2）不同場所對使用電壓的要求不同類型的場所（建筑物），在電氣設備或設施的安裝、維護、使用以及檢修等方面，也都有不同的要求。按照觸電的危險程度，可將它們分成以下三類：①無高度觸電危險的建筑物。②有高度觸電危險的建筑物。③有特別觸電危險的建筑物。不同場所里，各種攜帶型電氣工具要選擇不同的使用電壓。具體是：無高度觸電危險的場所，不應超過交流220V；有高度觸電危險的場所，不應超過交流36V；有特制觸電危險的場所，不應超過交流12V。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術6、觸電事故的規律及其發生原因觸電事故往往發生得很突然，且常常是在極短時間內就可能造成嚴重后果。但觸電事故也有一定的規律，掌握這些規律并找出觸電原因，對如何適時而恰當地實施相關的安全技術措施、防止觸電事故的發生，以及安排正常生產等都具有重要意義。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術6、觸電事故的規律及其發生原因根據對觸電事故的分析，從觸電事故的發生頻率上看，可發現以下規律。（1）有明顯的季節性一般每年以二、三季度事故較多，其中6～9月最集中。主要是因為這段時間天氣炎熱、人體衣著單薄且易出汗，觸電危險性較大；還因為這段時間多雨、潮濕，電氣設備絕緣性能降低；操作人員常因氣溫高而不穿戴工作服和絕緣護具。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（2）低壓設備觸電事故多國內外統計資料均表明：低壓觸電事故遠高于高壓觸電事故。主要是因為低壓設備遠多于高壓設備，與人接觸的機會多；對于低壓設備思想麻痹；與之接觸的人員缺乏電氣安全知識。因此應把防止觸電事故的重點放在低壓用電方面。但對于專業電氣操作人員往往有相反的情況，即高壓觸電事故多于低壓觸電事故。特別是在低壓系統推廣了漏電保護器之后，低壓觸電事故大為降低。一、電氣安全基本知識項目一電氣安全技術（3）攜帶式和移動式設備觸電事故多主要是這些設備因經常移動，工作條件較差，容易發生故障；而且經常在操作人員緊握之下工作。（4）電氣連接部位觸電事故多大量統計資料表明，電氣事故點多數發生在分支線、接戶線、地爬線、接線端、壓線頭、焊接頭、電線接頭、電纜頭、燈座、插頭、插座、控制器、開關、接觸器、熔斷器等處。主要是由于這些連接部位機械牢固性較差，電氣可靠性也較低，容易出現故障的緣故。（5）單相觸電事故多據統計，在各類觸電方式中，單相觸電占觸電事故的70%以上。所以，防止觸電的技術措施也應重點考慮單相觸電的