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电气安全课件模板
1绪论
1°关于电气安全工程理解
电与电气
安全
安全工程
对策与方法
课程定位
2°电现象及其作用概述
A电能形态:
电力系统(电网供电):
发电、输(配)变电、用电。
静电:
生产、生活静电
大气静电-雷电
场与波(包括静态场,高、低频电磁波)
B电能作用:
物理载体:
电气设备与线路等
物理特征:
电压(击穿,生物)
电流(热、力、场,生物)
电场、磁场和电磁波(击穿、热、力、涡流,生物)
C电气事故模式:
主要作用:
电、热、力、光与能、生物与化学
事故模式:
火灾、爆炸热与能
触电(电击、电伤)电生理、热、力等
设备故障过流、短路、断路、过电压、欠压等
电磁干扰场能
非“接触”性职业病电化学、场能、光等
3°电作用特点
非直观性
广泛性
关联性
规律性与随机性
4°电气危害防护对策
A主要观点
B对策原则
C三维防护体系主动、被动、应急
技术、管理、时间
2电对人体作用
电流通过人体效应GB/T13870
1°现象:
外伤、痉挛、昏迷、窒息、死亡等(刺激与兴奋);
电流通过人体时,产生麻感、针剌感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心律不齐、窒息、心室颤动等症状;
电流作用于胸部肌肉将使胸肌发生痉挛,造成呼吸困难,时间较长时将发生憋气、窒息,稍后将导致心室颤动或心脏停止跳动;
电休克是电流强烈剌激导致神经系统强烈反射作用,使血液循环、呼吸及其他新陈代谢都发生障碍,以致出现血压急剧下降、脉搏减弱、呼吸衰竭、神志昏迷现象。
电休克状态可长达数天,甚至导致死亡。
2°电击:
大电流对肌细胞、神经细胞和生物组织作用;小电流对神经电传导干预;人体电阻;
死亡:
呼吸遏止、心室颤动、神经中枢与大脑损伤
特点:
伤害内部;无预兆;
致命电流小;迅速降低防卫能力;
无明显痕迹;急救困难。
3°电伤电弧烧伤、高温气流(金属)灼烫伤、骨折、组织撕裂伤、电烙印、皮肤金属化、暂时或永久失明等
4°电磁场(波)生理伤害
电解、涡流效应导致神经功能失调:
神经功能紊
乱;能量吸收热作用导致热伤害:
器官功能丧失。
电磁场与电磁波生理伤害具有滞后性、积累效应
5°影响电流对人体伤害因素
A电流值大小感知电流与反应电流、摆脱电流、心室纤维性颤动电流
B作用时间心电周期与作用敏感相位(T波)、疲劳、人体
电阻变化
C作用途径心脏电流因数
某些次要路径要考虑二次事故危险
D电流种类工频电流作用最危险
E接触电压大小
F个体生理差异
G环境和接触状态差异湿度、温度
6°影响电磁场对人体伤害因素
A电磁场强度
B电磁场频率和波形
C照射时间积累效应
D环境条件
E个体生理差异
7°特低电压限值GB/T3805
水中 0V
潮湿环境 16/35V;一般环境 35/70V
最高限值50V
8°用电安全管理
一证、“两票”制度
9°触电急救
脱离电源
迅速诊断
现场急救 对症救护、心肺复苏、心脏除颤
药物抢救心脏骤停——强心
心室颤动——除颤
技术、管理;时间片段
主动、被动、应急
3直接接触电击防护
用电安全导则GB/T13869
建筑物电气装置第4-41部分:
安全防护电击防护GB16895.21
电击防护装置和设备通用GB/T17045
电气设备安全设计导则GB4064
1°直接接触与间接接触
A直接接触:
是指人体与正常带电体触及。
B间接接触:
是指人体与正常不带电而在异常或故障状态下带电物体触及。
2°防护原则
A防止电流经由身体任何部位通过;
B限制可能流经人体电流,使之小于电击电流。
3°基本防护对策与附加防护对策
A基本防护对策
a带电部分绝缘
b遮拦或外护物(屏护与间距)
c置于伸臂范围之外(置于人体活动范围之外)
B附加防护对策
a安全特低电压(SELV与PELV)
b剩余电流漏电保护装置(元件)
4°绝缘
A导体与绝缘体:
分界为体电阻率大于107Ω·m
B绝缘分类(依据形态):
气体、液体、固体
C绝缘性能与指标:
a绝缘材料模型:
b绝缘材料理化性能指标:
形态、力学性能、化学稳定性、热稳定性
电气性能
绝缘电阻、泄漏电流、吸收比、介质损耗
D绝缘破坏:
a绝缘破坏
(1)绝缘击穿
(2)绝缘老化
(3)绝缘损坏
b绝缘击穿
气体绝缘电击穿理论性能可逆
液体绝缘“杂质”击穿理论性能条件可逆
“杂质桥”击穿理论、“局部汽化”击穿理论
固体绝缘“杂质”和“结构缺陷”击穿理论性能不可逆
“电”击穿理论、“热”击穿理论、“局部放电”击穿理论、“电化学”击穿理论
c绝缘老化
“热”老化理论、“电”老化理论
E绝缘预防性试验:
a试验分类
(1)破坏性试验
工频耐压试验、冲击耐压试验
(2)非破坏性试验
绝缘电阻、泄漏电流、吸收比、介质损耗
局部放电、电压分布
b试验应用
(1)贯穿性缺陷
工频耐压试验、冲击耐压试验
(2)整体缺陷
绝缘电阻、泄漏电流、吸收比、介质损耗
(3)局部缺陷
局部放电、电压分布
F电气设备绝缘按电击防护分类:
O、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四类划分
a双重绝缘
b加强绝缘
1.工作绝缘2.保护绝缘3.加强绝缘
G常用指标:
新敷设或大修:
0.5MΩ
运行:
1000Ω/V
携带或Ⅰ类手持:
2MΩ
Ⅱ类手持:
7MΩ
移动或Ⅲ类手持:
1MΩ
0.5kV盘:
1MΩ
0.5kV母线:
10MΩ
家用:
2MΩ
H绝缘性能判断:
值;变化
5°屏护和间距
屏护是一种对电击危险因素进行隔离手段,即采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险带电体同外界隔离开来。
(防止人体触及或接近带电体所引起触电事故,防止电弧伤人,防止弧光短路或便利检修工作作用)
间距即电气安全距离,是指带电体与地面之间,带电体与其他设备和设施之间,带电体与带电体之间必要安全距离。
(防止人体触及或接近带电体;避免车辆或其他器具碰撞或过分接近带电体;防止火灾、过电压放电及各种短路事故,以及方便操作)
在间距设计选择时,既要考虑安全要求,同时也要符合人-机工效学(维护与检修)要求。
屏护是一种对电击危险因素进行隔离手段,即采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险带电体同外界隔离开来。
(防止人体触及或接近带电体所引起触电事故,防止电弧伤人,防止弧光短路或便利检修工作作用)
A分类:
有永久性与临时性装置;固定式与移动式装置
(1)屏护装置应有足够尺寸,与带电体之间应保持必要距离。
遮栏高度不应低于1.7m,下部边缘离地不应超过0.1m,栅遮栏高度户内不应小于1.2m,户外不应小于1.5m,栏条间距离不应大于0.2m。
(2)屏护装置所用材料应有足够机械强度和良好耐火性能。
(3)为防止因意外带电而造成触电事故,对金属材料制成屏护装置必须实行可靠接地或接零。
(5)必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。
(4)遮栏、栅栏等屏护装置上应有“止步”、“高压危险”等标志。
B屏护装置安全条件
临时线路间距
临时线路应用电杆或沿墙用合格瓷瓶固定架设,
导线距地面高度室内应不低于2.5米,室外不低
于4.5米,与道路交叉跨越时不低于6米。
设备间距
变压器与四壁间距应大于0.6~1.0米;
一般开关设备安装高度为1.3~1.5米;
拉线开关高度可取3.0米;
明装插座离地面高度可取0.3~1.5米;
检修间距
在高压无遮栏操作中,人体或工具与带电体间距10KV以下应≥0.7米、20~35KV应≥1.0米;
在线路上工作时,人体或工具与带电导线间距10KV以下应≥1.0米、35KV应≥2.5米。
6°置于人体活动范围之外
人员活动范围
4间接接触电击防护
用电安全导则GB/T13869
建筑物电气装置第4-41部分:
安全防护电击防护GB16895.21
电击防护装置和设备通用GB/T17045
电气设备安全设计导则GB4064
系统接地型式及安全技术要求GB14050
1°防护原则
A防止故障电流经由身体任何部位通过;
B限制可能流经人体故障电流,使之小于电击电流;
C在故障情况下触及外露可导电部分时,可能引起流经人体电流等于或大于点击电流时,能在规定时间内自动断开电源。
2°基本防护对策与附加防护对策
A基本防护对策
a自动切断电源
bⅡ类设备或等效绝缘
c等电位联结
d保护接地
e非导电场所
B附加防护对策
a安全特低电压(FELV)
b电气隔离
c剩余电流漏电保护装置(元件)
3°电力系统对地运行方式及特性分析
A电力系统对地运行方式:
中性点不接地系统IT系统
中性点接地系统TT系统
中性点接地系统TN系统
TN-S系统
TN-C系统
TN-C-S系统
第一个字母表示电源侧对地状态
第二个字母表示设备侧对地或与中性点联系状态
B不接地系统运行特性:
正常运行条件下,发生单相触电后事故风险极小,由于接地电流较小系统可维持运行;已发生单相接地故障后,故障相触电事故风险仍较小,但非故障相触电事故风险明显增加;另外,不接地系统存在系统电压漂移、高压窜入低压以及单相接地故障不能及时排除带来风险。
C接地系统运行特性:
可以有效遏制高压窜入低压、系统电压漂移问题,发生单相接地故障时判断明确;缺点是接地体间相互干扰、接地冲击电流过大,发生触电事故时风险高,必须采取保护措施。
4°IT系统保护接地
A接地基本概念:
a接地概念:
“地”概念
c接触电势、跨步电势
b工作接地、安全接地、故障接地
d接地装置与接地电阻:
自然接地体、人工接地体
e接地装置风险对策:
f水平导体、垂直导体以及相互影响:
g接地装置设计、施工:
设计依据:
降阻、稳阻措施:
土壤类型与分层状况
水源位置与地下静水位
冻土层深度
最大接地短路电流
外引接地体
深埋
换土
化学土壤处理
流场分布影响
h接地装置安装、接地电阻测量:
接地装置安装:
接地电阻测量:
B保护接地原理:
分流作用与限压作用
C安全条件:
一点接地限制漏电设备外壳对地电压在安全限值以内25或50V;否则采取自动切断电源保护。
D两点接地风险:
两点接地时要求自动切断电源保护(要求进行绝缘监视)。
E保护接地应用与接地电阻确定:
保护接地应用:
凡在异常或故障时可呈现危险电位导体部分
接地电阻确定:
一般取保护接地电阻值小于4—10Ω
F保护接地绝缘监视与保护:
5°TT系统危险
A一般安全条件:
在环境干燥或略微潮湿、皮肤干燥、地面电阻率高状态下,电压不得超过50V;在环境潮湿、皮肤潮湿、地面电阻率低状态下,电压不得超过25V。
故障最大持续时间原则上不得超过5s。
B措施:
装设剩余电流保护装置(漏电保护装置)或过电流保护装置,并优先采用前者。
6°TN系统保护接零(非防爆场所)
A保护接零构成、原理:
构建相零回路,增大故障电流,使故障判断、处置明确、有效。
B安全条件:
回路阻抗不宜过大,以保证与速断元件配合;
在PE线上绝对不允许装设开关或熔断器;
在TN系统中不允许有个别TT方式存在;
为防止PE或PEN线断线,必须设置重复接地。
C接地、接零技术要求:
导线截面一般取相线1/2或1/3,按速断保护要求和热稳定进行校验;为满足机械强度取最小截面:
单股铁线24mm2,多股裸铜线4mm2,绝缘铜线1.5mm2;
接地、接零线禁止串联,必须连接牢固、可靠;
接地、接零线应有防腐蚀、机械损伤等措施,应便于检查和检测;
室外架空线分支处或末端必须设置重复接地;PE或PEN较长应每隔200—400m设置重复接地;
接地体接地电阻应满足要求且稳定,定期检测;
接地体设计应保证不引入新风险。
D共同接地:
7°等电位连接
A保护原理:
消除、降低电位差;预防外部危险电位引入。
B措施:
a总等电位联结
b辅助等电位联结
c局部等电位联结(多个辅助等电位联结合并)
d不接地等电位联结
C示例:
8°电气隔离
A保护原理:
利用不接地系统一点接地故障电流小特征,以及局
部应用约束。
B系统构成及约束:
a构成:
b安全条件:
电源
额定电压
回路隔离包括一次、二次全部一个回路
外部电势影响
容量与范围单相25kVA,三相40kVA;500m软电缆全长可见
插销座
保护
9°非导电场所
A保护原理:
不提供回路。
B安全条件:
a绝缘电阻
b外部电位引入
c特性稳定
5安全电压和漏电保护装置
1°安全电压
A“安全电压”不安全,并不具有:
确保不发生电击;
完全无电击危险。
B特低电压防护:
特低电压,ELV;包含:
安全特低电压,SELV;
保护特低电压,PELV;
功能特低电压,FELV。
C“安全电压”(狭义):
GB/T3805特低电压(ELV)限值
我国规定工频电压有效限值为50V,直流电压限值为120V。
潮湿环境中工频电压有效值限值为25V,直流电压限值为60V。
低于6V工频电压或15V直流电压可以电击防护不考虑直接接触。
习惯:
安全电压是在危险环境中,为控制可能作用于人体电压(电流),并规范特种供电设备设计、制造,人们定义一个备选电压序列。
我国规定工频有效值42V、36V、24V、12V和6V为安全电压额定值。
D安全电压运用:
电压值规定、安全电源规定、回路规定。
凡特别危险环境使用携带式电动工具应采用42V安全电压;
凡有电击危险环境使用手执照明和局部照明应采用36V或24V安全电压;
凡金属容器内、隧道内、水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄、行动不便特别危险环境或特别潮湿环境应使用手提照明灯采用12V安全电压;
水下作业等特殊场所应采用6V安全电压。
2°漏电保护装置
剩余电流动作保护器一般要求GB6829
剩余电流动作保护装置安装和GB13955
漏电保护器安全监察规定劳安字(1990)16号)
A漏电保护原理:
电流
电压:
中性点
外壳等意外带电体
B主要技术参数:
a主回路元件技术参数
额定电压,额定电流,分断电流(容量),电、机械寿命,相极数
b保护特性技术参数
额定漏电动作电流,额定漏电不动作电流,动作时间
6,10,(15),30,(50),(75),100,(200),300,500
C选用与安装:
末端保护、线路保护
依据场所危险程度和安全目标进行选择保护特性参数;
依据用电负载特征和性能选择主电路元件技术参数。
D应用中问题:
a误动作和拒动作。
b分级保护
6电气线路与电气设备安全
1°供配电系统、主要设备及其作用
一次电气设备母线、变压器、断路器(油开关)、电抗器、隔离开关、接触器、电力电容器、电力电缆、互感器等;二次电气设备是指对一次电气设备进行监视、测量和控制、保护辅助设备和各种监测仪表、保护用继电器、自动控制音响信号及控制电缆等等。
发电、输配电、用电
一次、二次设备
拖动、电热、照明、开关与控制电气(高、低压)、成套电气设备、家用和类似电气设备,等等
通用电气设备、防护型电气设备
防护含义外部条件对电气设备影响电气设备对环境影响
A电力变压器
作用:
为解决电能传输和使用中匹配矛盾进行电压等级转换
主要异常问题:
过载运行、过电流、过电压、绝缘老化、绝缘子闪络、短路、分接头和连接点故障等。
B开关电器
作用:
线路开闭。
分类:
隔离开关
负荷开关
断路器
主要异常问题:
绝缘老化、过载运行、系统过电压、触头容量不足、断流容量不足、触头等接触不良、环境污染等。
C电力电容器
作用:
实现系统无功补偿,提高运行稳定和效益。
主要异常问题:
绝缘老化、过载运行、系统过电压、保护失灵、器芯机械损伤、分接头等接触不良、环境污染等。
D互感器
作用:
实现系统运行参数测试和继电保护与控制。
运行:
电流互感器短路运行;
电压互感器开路运行。
主要异常问题:
绝缘老化、过载运行、系统过电压、二次应用错误、接触不良、环境污染等。
E母线
作用:
实现电能会聚与分配。
主要异常问题:
过载、闪络、短路等。
2°电气设备安全与电气安全用具
A电气设备安全:
两个范畴
产品设计概念、制造加工、质量检验等理念、质量体系、特殊告知等
产业合理选择、安装与验收、使用与维护等设计资质与文件、安装要求与验收文件、操作及检修规程等
a正确选型与安装环境、应用特性
环境
一般正常工作环境
狭窄导电工作环境
潮湿工作环境
高温工作环境
震动工作环境
多粉尘工作环境
化工腐蚀工作环境
火灾、爆炸工作环境
高海拔工作环境
b安全运行例行检验、缺陷管理
一类立即
二类周或月
三类大修
四类统筹
B电气安全用具:
绝缘杆和绝缘夹钳
绝缘手套和绝缘靴
绝缘垫和绝缘站台
携带式电压和电流指示器
临时接地线、遮拦和指示牌
安全用具使用和试验:
应根据工作条件恰当选用安全工具
每次使用前必须认真检查,要求功能良好、无损坏
安全工具使用后应妥善保管,防止受潮、污染
安全工具禁止挪作它用,防止损坏
3°电气线路安全
A分类与结构:
绝缘导线、裸导线
架空线路、电缆线路、室内配电线路
瓷夹、槽板、穿管、钢索B事故模式
架空线路倒杆、断线、污闪、短路、断路
电缆线路机械损伤、保护层破坏、电缆爆炸、受潮
C主要问题:
a耐压绝缘、间距
b载流电压损失、热平衡、保护方案
c强度自重、温差、外力(风、雨、雪、冰)、电动力
d条件保持机械损伤、腐蚀、小动物
D负荷计算:
E短路电流计算:
7过电压及其防护
建筑物防雷设计规范GB50057
交流电气装置过电压保护和绝缘配合DL/T620
1°过电压及其分类
A过电压及其危害:
过电压是一种电力系统运行中实际运行电压超过设计
允许值异常现象。
过电压危害:
a绝缘破坏
b导致电热设备过电流损坏
c导致变压器、电动机铁磁损耗增大,发生过热损坏
B过电压分类:
外部过电压、内部过电压
(大气过电压,操作过电压、谐振与振荡过电压、工频电压升高)
2°雷电危害及其防护
建筑物防雷设计规范GB50057
A雷电现象及雷电参数
a雷电过程
b雷电参数
①雷暴日;
②雷电流及其幅值、陡度;
③雷电冲击过电压;
④预计雷击次数(落雷率)。
N=kNgAe
Ng=0.024Td1.3
Ae=[LW+2H(L+W)•+πH2]·10-6H>100m
B雷电危害及其分类
a雷电危害:
电性质破坏作用;
热性质破坏作用;
机械(力)性质破坏作用。
b雷电分类:
直击雷;
雷电感应过电压;
雷电侵入波;
雷电反击过电压;
雷电电磁脉冲;
球形雷。
C雷电防护措施
雷电作用距离理论
接闪功能;分流作用;屏蔽作用;均衡电位;接地;球形雷阻挡。
a直击雷
接闪与流散回路
避雷针、线、带(网)
金属屋面
短针保护方案;
导体最小截面
引下线数量、间距,测量用联接点
冲击接地电阻
避雷针保护范围滚球法
短针保护方案
b雷电感应过电压接地与分流作用;
c雷电侵入波避雷器、进线保护;
d雷电反击过电压;均衡电位、隔离;
e雷电电磁脉冲屏蔽与接地;
f球形雷阻挡与接地。
D雷电防护分类
第一类防雷建筑物
凡制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、火工品等大量危险物质建筑物,遇电火花会引起爆炸,从而造成巨大破坏或人身伤亡建筑物,应划为第一类防雷建筑物。
第二类陈雷建筑物
下列建筑物应划为第二类防雷建筑物:
(1)国家级重点文物保护建筑物;
(2)国家级会堂、办公楼、档案馆、大型展览馆、国际机场、大型火车站、国际港口客运站、国宾馆、大型旅游建筑和大型体育场等;
(3)国家级计算中心、通信枢纽,以及对国民经济有重要意义装有大量电子设备建筑物;
(4)制造、使用和储存爆炸危险物质,但电火花不易引起爆炸,或不致造成巨大破坏和人身伤亡建筑物,如油漆制造车间、氧气站、易燃品库等;
(5)有爆炸危险露天气罐和油罐;
(6)年预计雷击次数大于0.06次部、省级办公楼及其他重要或人员密集公共建筑物;
(7)年预计雷击次数大于0.3次住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
第三类防雷建筑物
下列建筑物应划为第三类防雷建筑物:
(1)省级重点文物保护建筑物和省级档案馆;
(2)年预计雷击次数等于和大于0.012次,小于和等于0.06次部省级办公
楼及其他重要或人员密集公共建筑物;
(3)年预计雷击次数大于和等于0.06次,小于和等于0.3次住宅、办公楼等一般性民用建筑物;
(4)年预计雷击次数大于和等于0.06次一般性工业建筑物;
(5)考虑到雷击后果和周围条件等因素,确定需要放雷21区、22区、23区火灾危险环境建筑物;
(6)年平均雷暴日15d/a以上地区,高度为15m及其以上烟囱、水塔等孤立高耸建筑物。
年平均雷暴日15d/a及15d/a以下地区,高度为20m及20m以上烟囱、水塔等孤立高耸建筑物。
E特殊问题
a独立避雷针特殊问题
b工艺装置内露天布置塔、容器防雷措施
当塔、容器顶板厚度等于或大于4mm时,可不设避雷针保护,但必须设防雷接地。
c可燃气体、液化烃、可燃液体储罐防雷措施
(1)可燃气体、液化烃、可燃液体钢罐,必须设防雷接地。
避雷针(线)保护范围,应包括整个储罐。
(2)装有阻火器甲B、乙类可燃液体地上固定顶罐,当顶板厚度等于或大于4mm时,可不设避雷针(线)。
当顶板厚度小于4mm时,应装设避雷针(线)。
(3)丙类液体储罐,可不设避雷针(线),但必须设防感应雷接地。
(4)浮顶油罐可不设避雷针(线),但应将浮顶与罐体用两根截面不小于25mm2软铜线作电气连接。
(5)压力储罐不设避雷针(线),但应接地。
(6)钢油罐防雷接地点,不应少于两处。
接地点沿油罐周长间距,不宜大于30m。
当罐顶装有避雷针或利用罐体作接闪器时,接地电阻不宜大于10欧姆。
当油罐仅作防感应雷接地时,接地电阻不大于30欧姆。
(7)覆土油罐罐体及罐室金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件应作电气连接并接地。
冲击接地电阻不大于lO欧姆。
F人身防雷
雷爆时尽量少在户
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