電氣安全技術1一、電氣事故及危害電的應用改變了人們的生產方式和生活方式，改變了世界。但是，如果人們不掌握電的規律，不分析電的潛在危險性，電將帶來種種危害和災難。不同形態的電能，不同應用電能的方式，不同電氣設施，有著不同的危險因素，并可能帶來不同的危害。21.電氣事故電氣事故包括人身事故和設備事故。人身事故和設備事故都可能導致二次事故，而且二者很可能同時發生。電氣事故是與電能相關聯的事故。電能失去控制將造成電氣事故。按照電能的形態，電氣事故分為觸電事故、電氣火災爆炸事故、雷擊事故、靜電事故、電磁輻射事故和電路事故等。（1）觸電事故。觸電事故是由電流形態的能量造成的事故。觸電事故分為電擊和電傷。電擊是電流直接通過人體造成的傷害。電傷是電流轉換成熱能、機械能等其他形態的能量作用于人體造成的傷害。在觸電傷亡事故中，盡管85%以上的死亡事故是電擊造成的，但其中大約70%含有電傷的因素。3（2）電氣火災爆炸事故。電氣火災爆炸事故是源自電氣引燃源（電火花和電弧，電氣裝置危險溫度）的能量所引發的火災爆炸事故。（3）雷擊事故。雷擊事故是由自然界正、負電荷形態的能量，在強烈放電時造成的事故。（4）靜電事故。靜電事故是工藝過程中或人們活動中產生的，相對靜止的正電荷和負電荷形態的電能造成的事故。4（5）電磁輻射事故。電磁輻射事故是由電磁波形態的能量造成的事故。輻射電磁波指頻率100kHz以上的電磁波。除無線電設備外，高頻金屬加熱設備（如高頻淬火設備、高頻焊接設備）和高頻介質加熱設備（如高頻熱合機、絕緣物料干燥設備）也都是有輻射危險的設備。（6）電路事故。電路事故是由電能傳遞、分配、轉換失去控制或電氣元件損壞等電路故障發展所造成的事故。斷線、短路、接地、漏電、突然停電、誤合閘送電、電氣設備損壞等都屬于電路故障。電路故障得不到控制即可發展成為事故。52.觸電事故要素（1）電擊。按照發生電擊時電氣設備的狀態，電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊。直接接觸電擊是觸及正常狀態下帶電的帶電體時（如誤觸接線端子）發生的電擊，也稱為正常狀態下的電擊。絕緣、屏護、間距等屬于防止直接接觸電擊的安全措施。間接接觸電擊是觸及正常狀態下不帶電，而在故障狀態下意外帶電的帶電體時（如觸及漏電設備的外殼）發生的電擊，也稱為故障狀態下的電擊。接地、接零、等電位連接等屬于防止間接接觸電擊的安全措施。6按照人體觸及帶電體的方式和電流流過人體的途徑，電擊可分為單線電擊、兩線電擊和跨步電壓電擊。單線電擊是人體站在導電性地面或接地導體上，人體某一部位觸及帶電導體由接觸電壓造成的電擊。單線電擊是發生最多的觸電事故。其危險程度與帶電體電壓、人體電阻、鞋襪條件、地面狀態等因素有關。兩線電擊是不接地狀態的人體某兩個部位同時觸及不同電位的兩個導體時，由接觸電壓造成的電擊。其危險程度主要決定于接觸電壓和人體電阻。7跨步電壓電擊是人體進入地面帶電的區域時，兩腳之間承受的跨步電壓造成的電擊。故障接地點附近（特別是高壓故障接地點附近）、有大電流流過的接地裝置附近、防雷接地裝置附近，以及可能落雷的高大樹木或高大設施所在的地面均可能發生跨步電壓電擊。（2）電傷。按照電流轉換成作用于人體的能量的不同形式，電傷分為電弧燒傷、電流灼傷、皮膚金屬化、電烙印、電氣機械性傷害、電光性眼炎等傷害。8電弧燒傷是由弧光放電造成的燒傷，是最危險的電傷。電弧溫度高達8000℃，可造成大面積、大深度的燒傷，甚至燒焦、燒毀四肢及其他部位。發生弧光放電時，熔化的熾熱金屬飛濺出來還會造成燙傷。高壓電弧和低壓電弧都能造成嚴重燒傷，高壓電弧的燒傷更為嚴重一些。電流灼傷是電流通過人體由電能轉換成熱能造成的傷害。電流越大、通電時間越長，電流途徑上的電阻越大，電流灼傷越嚴重。9皮膚金屬化是電弧使金屬熔化、汽化，金屬微粒滲入皮膚造成的傷害。電烙印是電流通過人體后，在人體與帶電體接觸的部位留下的永久性斑痕。電氣機械性傷害是電流作用于人體時，由于中樞神經強烈反射和肌肉強烈收縮等作用造成的機體組織斷裂、骨折等傷害。電光性眼炎是發生弧光放電時，由強烈的紫外線對眼角膜和結膜上皮造成損害引起的炎癥。103.電流對人體的作用（1）電流對人體作用的生理反應。電流對人體的作用事先沒有任何預兆，傷害往往發生在瞬息之間，人體一旦遭到電擊后，防衛能力迅速降低。小電流對人體的作用主要表現為生物學效應，給人以不同程度的刺激，使人體組織發生變異。電流對機體除直接起作用外，還可能通過中樞神經系統起作用。因此，當人體觸及帶電體時，一些沒有電流通過的部位也會發生強烈反應，甚至重要器官的正常工作會受到影響。電流通過人體，會引起麻感、針刺感、打擊感、痙攣、疼痛、呼吸困難、血壓異常、昏迷、心律不齊、窒息、心室纖維性顫動等癥狀。11數十至數百毫安的小電流通過人體短時間使人致命的最危險原因是引起心室纖維性顫動。呼吸麻痹和中止、電休克雖然也可能導致死亡，但其危險性比引起心室纖維性顫動的危險性小得多。發生心室纖維性顫動時，心臟每分鐘顫動1000次以上，但幅值很小，而且沒有規則，血液實際上中止循環，如搶救不及時，數秒鐘至數分鐘將由診斷性死亡轉為生物性死亡。人的心電圖和血壓圖如圖所示。圖的左半部是正常時的心電圖和血壓圖；圖3-1-1的右半部是發生心室纖維性顫動后的心電圖和血壓圖。心室纖維性顫動是在心電圖上T波的前半部發生的。1213人的心電圖和血壓圖

電流的瞬時作用引起的心室纖維性顫動，呼吸可能持續2~3min。在其喪失知覺之前，有的人還能叫喊幾聲或者跑幾步。但是，由于血液已中止循環，大腦和全身迅速缺氧，病情將急劇惡化。（2）電流對人體作用的影響因素。電流通過人體內部，對人體傷害的嚴重程度與通過人體電流的大小、電流通過人體的持續時間、電流通過人體的途徑、電流的種類以及人體狀況等多種因素有關。各影響因素之間，特別是電流大小與通電時間之間有著十分密切的關系。1450Hz是人們接觸最多的頻率，對于電擊來說也是最危險的頻率。如不單獨說明，下面說到的電流都是指50Hz工頻電流，所說的數值都是指有效值。1）電流大小的影響。按照人體所呈現的不同狀態，將通過人體的電流劃分為三個閾值。①感知電流。在一定概率下，通過人體的使人有感覺的最小電流稱為感知電流。人對電流最初的感覺是輕微麻感和微弱針刺感。感知概率為50%的平均感知電流，成年男子約為1.1mA，成年女子約為0.7mA。最小感知電流約為0.5mA，且與時間無關。15感知電流一般不會對人體構成生理傷害，但當電流增大時，感覺增強，反應加劇，可能導致摔倒、墜落等二次事故。②擺脫電流。通過人體的電流超過感知電流時，肌肉收縮增加，刺痛感覺增強，感覺部位擴展。至電流增大到一定程度時，由于中樞神經反射，觸電人將因肌肉強烈收縮，發生痙攣而緊抓帶電體。在一定概率下，人觸電后能自行擺脫帶電體的最大電流稱為該概率下的擺脫電流。擺脫電流與個體生理特征、電極形狀、電極尺寸等因素有關。16擺脫概率為50%的擺脫電流，成年男子約為16mA，成年女子約為10.5mA；擺脫概率為99.5%的擺脫電流，則分別約為9mA和6mA。擺脫電流是人體可以忍受但一般尚不致造成嚴重后果的極限。電流超過擺脫電流以后，會感到異常痛苦、恐慌和難以忍受；如時間過長，則可能昏迷、窒息，甚至死亡。17③室顫電流。通過人體引起心室發生纖維性顫動的最小電流稱為室顫電流。電流致命的原因是比較復雜的，例如，高壓觸電事故中，可能由于強烈電弧燒傷使人致命；低壓觸電事故中，可能由于窒息時間過長使人致命。在電流不超過數百毫安的情況下，電擊致命的主要原因是心室纖維性顫動。室顫電流除決定于電流持續時間、電流途徑、電流種類等電氣參數外，還決定于機體組織、心臟功能等個體特征。2）電流持續時間的影響。電擊持續時間越長，越容易引起心室纖維性顫動，即電擊危險性越大。其原因有四：18①電流持續時間越長，積累局外電能越多，室顫電流明顯減小。②心臟跳動周期中，只有相應于心臟收縮與舒張之交0.1~0.2s的T波（特別是T波的前半部）對電流最敏感。心臟跳動的這一特定時間間隔即心臟易損期。電擊持續時間延長，必然重合心臟易損期，電擊危險性增大。③電擊持續時間延長，人體電阻由于出汗、擊穿、電解而下降，如接觸電壓不變，將導致通過人體的電流增大，電擊危險性增大。④電擊持續時間越長，中樞神經反射越強烈，電擊危險性越大。193）電流途徑的影響。人體在電流的作用下，沒有絕對安全的途徑。電流通過心臟會引起心室纖維性顫動乃至心臟停止跳動而導致死亡；電流通過中樞神經，會引起中樞神經強烈失調而導致死亡；電流通過頭部，會使人昏迷，嚴重損傷大腦，使人不醒而死亡；電流通過脊髓，會使人截癱；電流通過人的局部肢體，可能引起中樞神經強烈反射導致嚴重后果。心臟是最薄弱的環節，流過心臟的電流越多，且電流路線越短的途徑是電擊危險性越大的途徑。20如表所列心臟電流系數，可用于判斷不同電流途徑下心室纖維性顫動的危險性。表中，從左手至腳的電流途徑為參照途徑，其相應的心臟電流系數為1。由表可知，左手至胸部途徑的心臟電流系數為1.5，是最危險的途徑。除表中所列途徑以外，頭至手、頭至腳也是很危險的電流途徑；左腳至右腳的電流途徑也有危險，而且這條途徑還可能使人站立不穩而導致電流通過全身。4）電流種類。直流電流、高頻交流電流、沖擊電流以及特殊波形電流都對人體具有傷害作用，其傷害程度一般較工頻電流為輕。2122心臟電流系數

5）個體特征的影響。身體健康、肌肉發達者擺脫電流較大。患有心臟病、中樞神經系統疾病、肺病的人電擊后的危險性較大。精神狀態和心理因素對電擊后果也有影響。女性的感知電流和擺脫電流約為男性的2/3。兒童遭受電擊后的危險性較大。（3）人體阻抗。人體阻抗是由皮膚、血液、肌肉、細胞組織及其結合部所組成的，是含有電阻和電容的阻抗。人體電容只有數百皮法（pF），工頻條件下可以忽略不計，將人體阻抗看作是純電阻。23在干燥的情況下，當接觸電壓在100~220V范圍內時，人體電阻大致在2000~3000Ω；在潮濕的情況下，人體電阻為500~800Ω。皮膚狀態對人體電阻的影響很大。如皮膚長時間濕潤，則角質層變得松軟而飽含水分，皮膚電阻幾乎消失。大量出汗后，人體電阻明顯降低。金屬粉、煤粉等導電性物質污染皮膚，乃至滲入汗腺也會大大降低人體電阻。角質層或表皮破損，也會明顯降低人體電阻。電流持續時間延長，人體電阻由于出汗等原因而下降。接觸面積增大、接觸壓力增大、溫度升高時，人體電阻也會降低。此外，人體電阻還與個體特征有關。244.觸電事故分析為防止觸電事故，必須認真進行觸電事故調查工作，找出觸電事故發生的規律。對于每一起觸電事故，包括未遂事故在內，均應仔細調查。調查工作應在事故發生后立即進行，事故報告未填寫完畢以前，應保護事故現場，除移去受害人之外，不得做任何變動。應及時記錄發生事故的時間、地點，發生事故的設備情況（包括設備名稱、型號、規格以及事故前和事故后的狀態）、生產環境、周圍空間和地面等關聯情況均應記錄清楚。特別是事故發生的詳細經過，包括觸電人在觸電前、觸電時、觸電后的情況，觸電部位，傷勢和救護過程等，應記錄清楚。25根據對觸電事故的分析，從發生率上看，可找到觸電事故有以下規律：（1）錯誤操作和違章作業造成的觸電事故多。其主要原因是安全教育不夠、安全制度不嚴和安全措施不完善，一些人缺乏足夠的安全意識。（2）中青年工人、非專業電工、合同工和臨時工觸電事故多。其主要原因是這些人是主要操作者，經常接觸電氣設備；并且這些人中有的經驗不足，有的缺乏用電安全知識，有的責任心不夠強。26（3）低壓設備觸電事故多。其主要原因是低壓設備遠遠多于高壓設備，與之接觸的人比與高壓設備接觸的人多得多，而且多數是缺乏電氣安全知識的非電專業人員。應當注意，近幾年來高壓觸電事故有增加的趨勢；在專業電工中，高壓觸電事故多于低壓觸電事故。（4）移動式設備和臨時性設備觸電事故多。其主要原因是這些設備是在人的緊握之下運行，不但接觸電阻小，而且一旦觸電就難以擺脫電源；同時，這些設備需要經常移動，工作條件差，設備和電源線都容易發生故障或損壞。27（5）電氣連接部位觸電事故多。很多觸電事故發生在接線端子、纏接接頭、壓接接頭、焊接接頭、電纜頭、燈座、插頭、插座等電氣連接部位。其主要原因是這些連接部位機械牢固性較差、接觸電阻較大、絕緣強度較低。（6）每年6—9月觸電事故多。統計資料表明，每年二、三季度事故多。特別是6—9月，事故最為集中。其主要原因是這段時間天氣炎熱、人體衣單而多汗，觸電危險性較大；而且這段時間多雨、潮濕，地面導電性增強，電氣設備的絕緣電阻降低，容易構成電流回路；還有，這段時間大部分農村是農忙季節，農村季節性臨時用電增加。28（7）潮濕、高溫、混亂、多移動式設備、多金屬設備環境中的事故多。例如，冶金礦業、建筑、機械等行業容易存在這些不安全因素，乃至觸電事故較多。（8）農村觸電事故多。部分省市統計資料表明，農村觸電事故約為城市的3倍。主要原因是農村設備條件較差、技術水平較低和安全知識不足。應當注意，很多觸電事故都不是由單一原因，而是多重原因造成的。29在一定的條件下，觸電事故的規律也會發生一定的變化。例如，低壓觸電事故多于高壓觸電事故在一般情況下是成立的，但對于專業電氣工作人員來說，情況往往是相反的。又如，在低壓系統推廣了漏電保護裝置以后，低壓觸電事故大大降低，以致低壓觸電事故與高壓觸電事故的比例發生了一些變化。30二、觸電防護技術所有電氣裝置都必須具備防止電擊危害的直接接觸防護措施和間接接觸防護措施。1.直接接觸電擊防護措施絕緣、屏護和間距是直接接觸電擊的基本防護措施。其主要作用是防止人體接觸或過分接近帶電體。（1）絕緣。絕緣是指利用絕緣材料對帶電體進行封閉和隔離。絕緣材料導電能力很小，一般分為氣體絕緣材料、液體絕緣材料、固體絕緣材料。絕緣電阻是衡量絕緣性能優劣的最基本指標，絕緣電阻應符合專業標準的規定。31（2）屏護與間距1）屏護。屏護是對電擊危險因素進行隔離的手段，如采用遮欄、護罩、護蓋、箱匣等將危險的帶電體與外界隔離，防止人體觸及。屏護裝置應有足夠的尺寸，與帶電體之間保持必要的距離。如遮欄高度不低于1.7m，下部離地間距不大于0.1m，對于低壓設備，遮欄與裸導體間距不應小于0.8m；柵欄的高度戶內應不低于1.2m，戶外應不低于1.5m，欄條間距不應大于0.2m。322）間距。間距是指帶電體與地面之間、與其他設備設施之間、與其他帶電體之間必要的安全距離。間距的作用是防止人體觸及或過分接近帶電體，避免車輛或其他器具碰撞或過分接近帶電體，防止火災、過電壓放電及各種短路事故。①用電設備間距。車間明裝配電箱底口距地面的高度取1.2m，暗裝配電箱取1.4m；明裝電度表底口距地面的高度取1.8m。常用開關電器的開關安裝高度為1.3~1.5m；開關手柄與建筑物之間應保留0.15m的距離；墻用平開關離地面高度取1.4m；明裝插座離地面高度取1.3~1.8m，暗裝插座取0.2~0.3m。33室內燈具高度應大于2.5m，受限的可減為2.2m，低于2.2m時，應采取適當的安全措施；當燈具位于桌面上方等人碰不到的地方時，可減為1.5m。戶外燈具高度應大于3m，安裝在墻上時可減為2.5m。②檢修間距。低壓操作時，人體及所攜帶的工具與帶電體之間的距離不得小于0.1m。高壓作業時，各種作業類別所要求的最小間距見表。間距不符合表的要求時，作業前應采取裝設臨時遮欄、臨時停電等安全措施。3435高壓作業的最小距離

2.間接接觸觸電防護措施（1）IT系統。IT系統就是保護接地系統。I表示配電網不接地或經高阻抗接地，T表示電氣設備外殼接地。其結構如圖所示。3637IT系統

IT系統的保護原理是給人體并聯一個非常小的電阻，以保障人員觸及帶電的設備外殼時，減少通過人體的電流。如圖3-1-2所示，當設備因絕緣損壞與外殼短路，工作人員觸及帶電的設備外殼時，因人體的電阻遠較接地極的電阻大，大部分電流流經接地極入地，而通過人體的電流極其微小，從而保障了人身的安全。在380V不接地低壓系統中，一般接地電阻RE≤4Ω；當供電源容量不超過100kV·A時，接地電阻RE≤10Ω；10kV配電網中，高低壓設備共用接地裝置時，接地電阻RE≤10Ω，并滿足RE≤120/IE（IE為接地電流）。38（2）TT系統。TT系統的結構如圖所示，這種配電網引出三條相線（L1、L2、L3）和一條中性線（N線，工作零線），俗稱三相四線配電網。前后兩個T分別表示配電網中性點和電氣設備金屬外殼接地。3940TT系統

這種中性點直接接地的配電網，如電氣設備金屬外殼未采取任何安全措施，則當外殼故障帶電時，故障電流將沿低阻值的工作接地構成回路。由于工作接地的接地電阻很小，設備外殼將帶有接近相電壓的故障對地電壓，電擊的危險性很大。盡管電氣設備外殼進行了接地保護，由于RE與RN同在一個數量級，仍無法完全排除間接電擊的危險。因此，TT系統必須裝設剩余電流動作保護裝置或過電流保護裝置，并優先采用前者。（3）TN系統。TN系統相當于傳統的保護接零系統，典型的TN系統如圖所示。圖中PE是保護接零線，RS表示重復接地。T表示配電網中性點直接接地，N表示設備外殼與配電網中性點直接連接。4142TN系統

TN系統的保護原理是：當某相與電氣設備外殼短路時，形成該相對零線的短路，短路電流促使線路上的短路保護元件迅速動作，把故障設備的電源斷開，消除電擊的危險。保護接零系統用于用戶裝有配電變壓器的，且其低壓中性點直接接地的220/380V的配電網。433.兼防直接接觸電擊和間接接觸電擊的措施（1）雙重絕緣1）電氣設備防觸電保護分類①0類電氣設備。僅靠基本絕緣作為防觸電保護的設備，當設備有能觸及的可導電部分時，該部分不與設施固定布線中的保護（接地）線相連接，一旦基本絕緣失效，則安全性完全取決于使用環境。②Ⅰ類電氣設備。設備的防觸電保護不僅靠基本絕緣，還包括一種附加的安全措施，即將能觸及的可導電部分與設施固定布線中的保護接地導線相連接，使可能觸及的導電部分在基本絕緣損壞時不能變成帶電體。44③Ⅱ類電氣設備。防止電擊保護不僅依靠基本絕緣，而且還包含附加的安全保護措施，例如，雙重絕緣或加強絕緣，不提供保護接地或不依靠電氣設備條件。④Ⅲ類電氣設備。防止電擊保護依靠安全特低電壓（SELV）供電，電氣設備中不產生高于特低電壓的電壓。2）雙重絕緣和加強絕緣措施。雙重絕緣和加強絕緣是在基本絕緣的直接接觸電擊防護的基礎上，通過結構上附加絕緣或加強絕緣，使之具備了間接接觸電擊防護功能的安全措施。典型的雙重絕緣和加強絕緣的結構如圖所示。4546雙重絕緣和加強絕緣典型結構

1—工作絕緣2—保護絕緣3—不可觸及的金屬4—可觸及的金屬5—加強絕緣

各種絕緣的意義如下：①工作絕緣。工作絕緣又稱基本絕緣或功能絕緣，是保證電氣設備正常工作和防止觸電的基本絕緣，位于帶電體與不可觸及金屬件之間。②保護絕緣。保護絕緣又稱附加絕緣，是在工作絕緣因機械破損或擊穿等而失效的情況下，可防止觸電的獨立絕緣，位于不可觸及金屬件與可觸及金屬件之間。③雙重絕緣。雙重絕緣是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。④加強絕緣。加強絕緣是基本絕緣經改進后，在絕緣強度和機械性能上具備了與雙重絕緣同等防觸電能力的單一絕緣，在構成上可以包含一層或多層絕緣材料。47具有雙重絕緣和加強絕緣的設備屬于Ⅱ類電氣設備。3）雙重絕緣和加強絕緣的安全條件。由于具有雙重絕緣或加強絕緣，Ⅱ類電氣設備無須再采取接地、接零等安全措施。因此，對雙重絕緣和加強絕緣的設備可靠性要求較高。雙重絕緣和加強絕緣的設備應滿足以下安全條件：①絕緣電阻。工作絕緣的絕緣電阻不得低于2MΩ，保護絕緣的絕緣電阻不得低于5MΩ，加強絕緣的絕緣電阻不得低于7MΩ。48②外殼防護和機械強度。Ⅱ類電氣設備應能保證在正常工作時以及在打開門蓋和拆除可拆卸部件時，人體不會觸及僅由工作絕緣與帶電體隔離的金屬部件。其外殼上不得有易于觸及上述金屬部件的孔洞。Ⅱ類電氣設備應在明顯位置標上作為Ⅱ類電氣設備技術信息的“回”形標志。③電源連接線。Ⅱ類電氣設備的電源連接線應符合加強絕緣要求，電源插頭上不得有起導電作用以外的金屬件，電源連接線與外殼之間至少應有兩層單獨的絕緣層。一般場所使用的手持電動工具應優先選用Ⅱ類電氣設備。在潮濕場所或金屬構架上工作時，除選用安全電壓的工具之外，也應盡量選用Ⅱ類工具。49（2）安全電壓。安全電壓又稱安全特低電壓，是屬于兼有直接接觸電擊防護和間接接觸電擊防護的安全措施。其保護原理是：通過對系統中可能作用于人體的電壓進行限制，從而使觸電時流過人體的電流受到抑制，將觸電危險性控制在沒有危險的范圍內。由特低安全電壓供電的設備為Ⅲ類電氣設備。1）安全電壓的額定值。安全電壓額定值（工頻有效值）的等級規定為：42V、36V、24V、12V和6V。502）安全電壓額定值的選用。特別危險環境中使用的手持電動工具應采用42V安全電壓；有電擊危險環境中使用的手持照明燈和局部照明燈應采用36V或24V安全電壓；金屬容器內、特別潮濕處等特別危險環境中使用的手持照明燈應采用12V安全電壓；水下作業等場所應采用6V安全電壓。（3）剩余電流動作保護。剩余電流動作保護又稱漏電保護，是一種低壓安全保護電器，主要用于單相電擊保護，也用于防止由漏電引起的火災，還可用于檢測和切斷各種一相接地故障。511）漏電保護裝置的原理。電氣設備漏電時，將呈現出異常的電流和電壓信號，漏電保護裝置通過檢測此異常電流或異常電壓信號，經信號處理，促使執行機構動作，借助開關設備迅速切斷電源，從而實現預防電擊事故的目的。2）漏電保護裝置的主要技術參數：①額定漏電動作電流。它是指在規定的條件下，漏電保護裝置必須動作的漏電動作電流值，該值反映了漏電保護裝置的靈敏度。52國家標準規定的額定剩余動作電流的優選值包括6mA、10mA、30mA、100mA、200mA、300mA、500mA、1A、2A、3A、5A、10A、20A、30A共14個等級。其中，30mA及以下屬于高靈敏度，主要用于防止各種人身觸電事故；30mA以上至1A屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災；1A以上屬低靈敏度，用于防止漏電火災和監視一相接地事故。②漏電動作分斷時間。它是指從突然施加漏電動作電流開始到被保護電路完全被切斷為止的全部時間。533）必須安裝剩余電流動作保護裝置的場所或設備：①Ⅰ類移動式電氣設備。②生產用的電氣設備。③施工工地的電氣機械設備。④安裝在戶外的電氣裝置。⑤臨時用電的電氣設備。⑥機關、學校、賓館、飯店、企事業單位和住宅等除壁掛式空調的電源插座外的其他電源插座或插座回路。54⑦游泳池、噴水池、浴池的電氣設備。⑧醫院中可能直接接觸人體的醫用電氣設備。⑨其他需要安裝剩余電流動作保護裝置的場所。⑩低壓配電線路采用二級或三級保護時，在總電源端、分支線首端或末端（農村集中安裝的電能表箱、農業生產設備的電源配電箱）。4）漏電保護裝置的選用。漏電保護裝置的選用要綜合考慮保護對象特征、技術上的有效性、經濟上的合理性。不合理的選型不僅達不到保護目的，還會造成漏電保護裝置的拒動作或誤動作。正確合理地選用漏電保護裝置，是實施漏電保護措施的關鍵。55①防止人身觸電事故。用于直接接觸電擊防護的漏電保護裝置應選用額定動作電流為30mA及以下的高靈敏度、一般型漏電保護裝置。在浴室、游泳池、隧道等場所，漏電保護裝置的額定動作電流不宜超過10mA。在觸電后，可能導致二次事故的場合，應選用額定動作電流為6mA的一般型漏電保護裝置。對于固定式的電機設備、室外架空線路等，應選用額定動作電流為30mA及以下的漏電保護裝置。56②防止火災。木質灰漿結構的一般住宅和規模小的建筑物，可選用額定動作電流為30mA及以下的漏電保護裝置。除住宅以外的中等規模建筑物，分支回路可選用額定動作電流為30mA及以下的漏電保護裝置，主干線可選用額定動作電流為200mA以下的漏電保護裝置。鋼筋混凝土類建筑，內裝材料為木質時，可選用額定動作電流200mA以下的漏電保護裝置，內裝材料為不燃物時，應區別情況，可選用額定動作電流200mA到數安的漏電保護裝置。③防止電氣設備燒毀。在考慮防止電氣設備燒毀的同時，要兼顧預防電擊事故的發生。因此，通常選用100mA到數安的漏電保護裝置。57三、防爆電氣設備1.爆炸性環境用電氣設備分類爆炸性環境用電氣設備分為以下三類：（1）Ⅰ類電氣設備。Ⅰ類電氣設備用于煤礦瓦斯氣體環境。（2）Ⅱ類電氣設備。Ⅱ類電氣設備用于除煤礦瓦斯氣體以外的其他爆炸性氣體環境。（3）Ⅲ類電氣設備。Ⅲ類電氣設備用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環境。582.防爆電氣設備結構形式及符號用于爆炸性氣體環境的防爆電氣設備結構形式及符號見表。5960防爆電氣設備結構形式及符號

3.防爆電氣設備標志防爆電氣設備標志應設置在設備外部主體部分的明顯處，且應設置在設備安裝之后能看到的位置。標志應包括：制造商的名稱或注冊商標、制造商規定的型號標識、產品編號或批號、頒發防爆合格證的檢驗機構名稱或代碼、防爆合格證號、Ex標志、防爆結構形式符號、類別符號、表示溫度組別的符號或最高表面溫度及單位（℃）、保護等級、防護等級。舉例說明如下：61（1）ExdⅡBT3Gb。表示該設備為防爆電氣設備，防爆結構形式為隔爆型，適用于ⅡB類T3組爆炸性氣體環境，設備保護等級是Gb。（2）ExpⅢCT120℃DbIP65。表示該設備為防爆電氣設備，防爆結構形式為正壓型，適用于具有導電性粉塵的爆炸環境，最高表面溫度低于120℃，設備保護等級是Db，外殼防護等級是IP65。624.爆炸性危險環境電氣設備的選用爆炸性危險環境電氣設備選用應遵循如下原則：（1）應根據電氣設備使用環境的區域、電氣設備的種類、防護級別和使用條件等選擇電氣設備。（2）所選用的防爆電氣設備的類別和組別不應低于危險環境內爆炸性混合物的類別和組別。635.防爆電氣線路在爆炸性危險環境中，電氣線路安裝位置、敷設方式、導體材質、連接方法等的選擇均應根據環境的危險等級進行。（1）敷設位置。電氣線路應當敷設在爆炸危險性較小或距離釋放源較遠的位置。（2）敷設方式。爆炸性危險環境中電氣線路主要有防爆鋼管配線和電纜配線。在敷設時的最小截面、接線盒、管子連接要求等方面應滿足對爆炸性危險區域的防爆技術要求。64（3）隔離密封。敷設電氣線路的溝道以及保護管、電纜或鋼管在穿過爆炸性危險環境等級不同的區域之間的隔墻或樓板時，應采用非燃性材料并嚴密封堵。（4）導線材料選擇。爆炸性危險環境危險等級1區的范圍內，配電線路應采用銅芯導線或電纜。在有劇烈振動處應選用多股銅芯軟線或多股銅芯電纜。煤礦井下不得采用鋁芯電力電纜。爆炸性危險環境危險等級2區的范圍內，電力線路應采用截面積4mm2及以上的鋁芯導線或電纜，照明線路可采用截面積2.5mm2及以上的鋁芯導線或電纜。65（5）電氣線路的連接。1區和2區的電氣線路的中間接頭必須在與該危險環境相適應的防爆型的接線盒內部。1區宜采用隔爆型接線盒，2區可采用增安型接線盒。2區的電氣線路若選用鋁芯電纜或導線時，必須有可靠的銅鋁過渡接頭（見圖）。6667銅鋁過渡接頭

四、雷擊和靜電防護技術1.雷電危害（1）雷電的種類1）直擊雷。雷云與大地目標之間的一次或多次放電稱為對地閃擊。閃擊直接擊于建筑物、其他物體、大地或外部防雷裝置上，產生電效應、熱效應和機械力者稱為直擊雷。大約50%的直擊雷有重復放電的性質。平均每次雷擊有三四個沖擊，最多能出現幾十個沖擊。第一個沖擊的先導放電是跳躍式先導放電，第二個以后的先導放電是箭式先導放電，其放電時間僅為1ms。一次雷擊的全部放電時間一般不超過500ms。682）感應雷。感應雷又稱閃電感應，分為靜電感應和電磁感應。靜電感應是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷引起的。在帶電積云與其他客體放電后，架空線路導線或導電凸出物頂部的電荷失去束縛，以大電流、高電壓沖擊波的形式，沿線路導線或導電凸出物極快地傳播。這一現象也被稱為靜電感應雷。電磁感應是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場引起的。這種迅速變化的磁場能在鄰近的導體上感應出很高的電動勢。如系開口環狀導體，開口處可能由此引起火花放電；如系閉合導體環路，環路內將產生很大的沖擊電流。這一現象也被稱為電磁感應雷。693）球雷。球雷是雷電放電時形成的發紅光、橙光、白光或其他顏色光的火球。出現的概率約為雷電放電次數的2%。其直徑多為20cm左右，運動速度約為2m/s或更高一些，存在時間為數秒鐘到數分鐘。球雷是一團處在特殊狀態下的帶電氣體，在雷雨季節，球雷可能從門、窗、煙囪等通道侵入室內。直擊雷和感應雷都能在架空線路或在空中金屬管道上產生沿線路或管道的兩個方向迅速傳播的閃電沖擊波（閃電電涌）。直擊雷和感應雷都能在空間產生輻射電磁波。70（2）雷電的危害形式。雷電具有雷電流幅值大、雷電流陡度大、沖擊性強、沖擊過電壓高的特點。雷電具有電性質、熱性質和機械性質三方面的破壞作用。1）電性質破壞作用。破壞高壓輸電系統，毀壞發電機、電力變壓器等電氣設備的絕緣，燒斷電線或劈裂電桿，造成大規模停電事故；絕緣損壞可能引起短路，導致火災或爆炸事故；二次放電的電火花也可能引起火災或爆炸，二次放電也可能造成電擊，傷害人命；形成接觸電壓電擊和跨步電壓觸電事故；雷擊產生的靜電場突變和電磁輻射，干擾電視電話通信，甚至使通信中斷；雷電也能造成飛行事故。712）熱性質破壞作用。直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物；巨大的雷電流通過導體能夠燒毀導體；使金屬熔化、飛濺引發火災或爆炸；球雷侵入可引起火災。3）機械性質破壞作用。巨大的雷電流通過被擊物，使被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發汽化為大量氣體，導致被擊物體破壞或爆炸。雷擊時產生的沖擊波也有很強的破壞作用。此外，同性電荷之間的靜電斥力、同方向電流的電磁作用力也會產生很強的破壞作用。722.防雷技術（1）防雷分類。防雷主要包括外部防雷、內部防雷及防雷擊電磁脈沖。1）外部防雷。即針對直擊雷的防護，不包括防止外部防雷裝置受到直接雷擊時向其他物體的反擊。2）內部防雷。內部防雷包括防雷電感應、防反擊以及防雷擊電涌侵入。3）防雷擊電磁脈沖。對建筑物內電氣系統和電子系統防雷電流引發的電磁效應，包含防經導體傳導的閃電電涌和防輻射脈沖電磁場效應。（2）防雷裝置。防雷裝置是指用于雷電防護的整套裝置，由外部防雷裝置和內部防雷裝置組成。731）外部防雷裝置。外部防雷裝置是指用于防直擊雷的防雷裝置，由接閃器、引下線和接地裝置組成。①接閃器。接閃器利用其高出被保護物的地位，把雷電引向自身，通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，保護被保護物免受雷擊。常見的接閃器有接閃桿（避雷針）、接閃帶（避雷帶）、接閃線（避雷線）、接閃網（避雷網）以及金屬屋面、金屬構件等。②引下線。連接接閃器與接地裝置的圓鋼或扁鋼等金屬導體，用于將雷電流從接閃器傳導至接地裝置。防直擊雷的專設引下線距建筑物出入口或人行道邊緣不宜小于3m。74③接地裝置。接地裝置是接地體和接地線的總稱，用于傳導雷電流并將其流入大地。防雷接地電阻通常指沖擊接地電阻，獨立接閃桿的沖擊接地電阻不應大于10Ω，附設接閃器每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10Ω。2）內部防雷裝置。內部防雷裝置由屏蔽導體、等電位連接件和電涌保護器等組成。對于變配電設備，常采用避雷器作為防止雷電波侵入的裝置。①屏蔽導體。通常指電阻率小的良導體材料，如建筑物的鋼筋及金屬構件；電氣設備及電子裝置的金屬外殼；電氣及信號線路的外設金屬管、線槽、外皮、網、膜等。屏蔽導體可構成屏蔽層，當空間干擾電磁波入射到屏蔽層金屬體表面時，會產生反射和吸收，電磁能量被衰減，從而起到屏蔽作用。75②等電位連接件。等電位連接件包括等電位連接帶、等電位連接導體等。各導電物體連接起來可減小雷電流在它們之間產生的電位差。③電涌保護器（SPD）。電涌保護器是指用于限制瞬態過電壓和分泄電涌電流的器件。其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬態過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄入大地，防止設備或系統遭受閃電電涌沖擊而損壞。④避雷器。避雷器用來防護雷電產生的過電壓沿線路侵入變配電所或建筑物內，以免危及被保護電氣設備的安全。76避雷器主要分為閥型避雷器和氧化鋅避雷器等。閥型避雷器上端接在架空線路上，下端接地。正常時避雷器對地保持絕緣狀態，當雷電沖擊波到來時，避雷器被擊穿，將雷電引入大地，沖擊波過去后，避雷器自動恢復絕緣狀態。氧化鋅閥片在正常工頻電壓下呈高電阻特性，對地絕緣，在大電流時呈低電阻特性，對地導通，將雷電流引入大地。77（3）防雷措施。各類建筑物均應設置防直擊雷的外部防雷裝置，并應采取防閃電電涌侵入的措施。此外，各類建筑物還應設內部防雷裝置。在建筑物的地下室或地面層處，建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統、進出建筑物的金屬管線等物體應與防雷裝置做防雷等電位連接。并且應考慮外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統之間的間隔距離。1）直擊雷防護措施。建筑物應設置防直擊雷的外部防雷裝置。直擊雷防護的主要措施是裝設接閃桿、架空接閃線或網。2）閃電感應防護措施。閃電感應的防護主要有靜電感應防護和電磁感應防護兩方面。78①靜電感應防護。為了防止靜電感應產生的過電壓，應將建筑物內的設備、管道、構架、鋼屋架、鋼窗、電纜金屬外皮等較大金屬物和突出屋面的放散管、風管等金屬物，均與防閃電感應的接地裝置相連。②電磁感應防護。為了防止電磁感應，平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時，應采用金屬線跨接，跨接點之間的距離不應超過30m；交叉凈距小于100mm時，其交叉處也應跨接。3）閃電電涌侵入防護。室外低壓配電線路宜全線采用電纜直接埋地敷設，在入戶處應將電纜金屬外皮、鋼管接到等電位連接帶或防閃電感應的接地裝置上。4）人身防直擊雷。雷雨天氣情況下，人身防雷應注意的要點如下：79①為了防止直擊雷傷人，應減少在戶外活動，盡量避免在野外逗留。應盡量離開山丘、海濱、河邊、池旁，不要暴露于室外空曠區域。不要騎在牲畜上或騎自行車行走。不要用金屬桿的雨傘，不要把帶有金屬桿的工具如鐵鍬、鋤頭扛在肩上。避開鐵絲網、金屬曬衣繩等。②為了防止二次放電和跨步電壓傷人，要遠離建筑物的接閃桿及接地引下線，遠離各種天線、電線桿、高塔、煙囪、旗桿、孤獨的樹木和沒有防雷裝置的孤立小建筑等。805）室內人身防雷。雷雨天氣情況下，室內人身防雷應注意以下幾點：①人體最好離開可能傳來雷電侵入波的照明線、動力線、電話線、廣播線、收音機和電視機電源線，盡量暫時不用電器，最好拔掉電源插頭。②不要靠近室內的金屬管線，如暖氣片、自來水管、下水管等，以防止這些導體對人體的二次放電。③關好門窗，防止球雷竄入室內造成危害。813.靜電危害（1）靜電的危害。在生產工藝過程中以及操作人員的操作過程中，某些材料的相對運動、接觸與分離等原因導致了相對靜止的正電荷和負電荷的積累，即產生了靜電。靜電的能量不大，但其電壓可高達數十千伏以上，容易發生放電而產生放電火花。靜電的危害形式如下：1）在有爆炸和火災危險的場所，靜電放電火花會成為可燃性物質的點火源，造成爆炸和火災事故。822）人體因受到靜電電擊的刺激，可能引發二次事故，如墜落、跌傷等。3）某些生產過程中，靜電的物理現象會對生產產生妨礙，導致產品質量不良，電子設備損壞。（2）靜電的產生1）固體靜電。將兩個相接近的帶電面看成是電容器的兩個極板。電容器上的電壓u與電容器極間距離d成正比。兩個帶電面緊密接觸時，其間距離d只有25×10-8cm。若二者分開為1cm，即d增大為400萬倍。與其對應，如接觸電位差為0.01V，則二者之間u可達40000V。83橡膠、塑料、纖維等行業工藝過程中的靜電高達數十千伏，甚至數百千伏，如不采取有效措施，很容易引起火災。2）人體靜電。人體在日常活動過程中，衣服、鞋以及所攜帶的用具與其他材料摩擦或接觸分離時，均可能產生靜電。例如，當穿著化纖衣料服裝的人從人造革面的椅子上起立時，由于衣服與椅面之間的摩擦、接觸進而分離，人體靜電可達10000V以上。3）粉體靜電。當粉體物料被研磨、攪拌、篩分或處于高速運動狀態時，由于粉體顆粒與顆粒之間以及粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦，或因粉體破斷等都會產生危險的靜電。844）液體靜電。液體在流動、過濾、攪拌、噴霧、噴射、飛濺、沖刷、灌注和劇烈晃動等過程中，由于靜電荷的產生速度高于靜電荷的泄漏速度，從而積聚靜電荷，產生靜電。5）蒸氣和氣體靜電。蒸氣或氣體在管道內高速流動，以及由閥門、縫隙高速噴出時也會產生危險的靜電。854.靜電防護技術（1）環境危險控制。為了防止靜電的危害，可采取以下措施控制所在環境爆炸和火災危險性：1）取代易燃介質。例如，用三氯乙烯、四氯化碳、苛性鈉或苛性鉀代替汽油、煤油作洗滌劑，能夠具有良好的防爆效果。2）降低爆炸性氣體、蒸氣混合物的濃度。在爆炸和火災危險環境，采用機械通風裝置及時排出爆炸性危險物質。3）減少氧化劑含量。充填氮、二氧化碳或其他不活潑的氣體，減少爆炸性氣體、蒸氣或爆炸性粉塵中氧的含量，以消除燃燒條件。86（2）工藝控制。從工藝上采取適當的措施，限制和避免靜電的產生和積累。如為了限制產生危險的靜電，汽油槽罐車采用頂部裝油時，裝油鶴管應深入到槽罐的底部200mm。（3）接地。凡用來加工、儲存、運輸各種易燃液體、易燃氣體和粉體的設備都必須接地。工廠或車間的氧氣、乙炔等管道必須連成一個整體，并予以接地。可能產生靜電的管道兩端和每隔200~300m處均應接地。平行管道距離在10cm以內，每隔20m應用連接線互相連接起來。管道與管道或管道與其他金屬物件交叉或接近，其間距離小于10cm時，也應互相連接起來。汽車槽罐車、鐵路槽罐車在裝油前，應與儲油設備跨接并接地；裝、卸完畢先拆除油管，后拆除跨接線和接地線。87（4）增濕。局部環境的相對濕度宜增加至50％以上。（5）抗靜電添加劑。抗靜電添加劑是具有良好導電性或較強吸濕性的化學藥劑。加入抗靜電添加劑之后，材料能降低體積電阻率或表面電阻率。（6）靜電中和器。靜電中和器是指將氣體分子進行電離，產生消除靜電所必要的離子的機器，也稱為靜電消除器。使用靜電中和器，讓與帶電物體上靜電荷極性相反的離子去中和帶電物體上的靜電，以減少物體上的帶電量。88（7）防人體靜電。在危險等級為0區及1區作業的人員，應穿防靜電工作服，防靜電工作鞋、襪，佩戴防靜電手套。禁止在靜電危險場所穿脫衣物、帽子及類似物，并避免劇烈的身體運動。89五、電氣裝置安全技術1.變配電站一般安全要求變配電站是企業的動力樞紐。變配電站裝有變壓器、互感器、避雷器、電力電容器、高低壓開關、高低壓母線、電纜等多種高壓設備和低壓設備。變配電站發生事故，不僅使整個生產活動不能正常進行，還可能導致火災和人身傷亡事故。（1）變配電站出口。長度超過7m的高壓配電室和長度超過10m的低壓配電室至少應有兩個出口。變配電站的門應向外開啟，門的兩面都有配電裝置時，應兩邊開啟。門應為非燃燒體或難燃燒體材料制作的實體門。90（2）通道。變配電站室內各通道應符合要求。高壓配電裝置長度大于6m時，通道應設2個出口；低壓配電裝置2個出口間的距離超過15m時，中間應增加1個出口。（3）通風。蓄電池室、變壓器室、電力電容器室應有良好的通風。（4）封堵。門窗及孔洞應設置網孔小于