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1、第五章 電氣安全技術和靜電危害與消除,第一節 電氣安全基礎知識,一、觸電事故種類,觸電電流直接、間接作用于人體造成的傷害。,觸電：電擊、電傷,1、電擊：電流通過人體內部，破壞體內器官，可致人死亡。,電擊事故,人接觸僅數十毫安工頻電流，時間稍長，即會致命。人體表面無明顯傷痕。,2、電傷：強電流瞬時通過人體局部或電弧燒傷人體皮膚。,一般不會致人死亡。但人體表面有明顯傷害。,電傷是由電流的熱效應、化學效應或機械效應對人體構成的傷害。,3、觸電類型：,1）按原因：直接觸電直接接觸帶電線路或帶電體；間接觸電接觸因故障意外帶電的設備或線路。,2）按方式：低壓觸電單相觸電，兩相觸電（單相1.73倍）高壓放電2、當人體靠近高壓帶電體時，因高壓放電而導致觸電。跨步電壓以接地故障點為中心，向周圍形成電位分布，兩點電位不同形成跨步電壓。高壓線落地會產生一個以落地點為中心的半徑為810m的危險區。,高壓放電,0.8m,由落地高壓線向外形成同心圓等電位線，沿徑向腳踩不同地點，由電位差形成邁步電壓。邁步電壓大小與“步”大小有關，與距離電源線距離有關。越靠近電源線，邁步電壓越高。,電源線,跨步電壓是指地面上水平距離為0.8m的兩點之間的電位差。,二、電流對人體傷害影響因素,1、電流大小 據通過人體電流大小不同，人體呈現不同反應狀態，將觸電電流分為感知、擺脫、室顫三級。,感知電流人體有感覺的最小電流；擺脫電流觸電后，3、人體能自行擺脫帶電體的最大電流；室顫電流通過人體引起室顫的最小電流。,2、觸電時間 通電時間越長，越容易引起心室顫動，電擊危險也越大。,3、電流種類：工頻電流傷害大于直流電流和高頻電流。,4、傷害途徑：電流通過心臟、脊髓、中樞神經傷害最重。,5、人體狀況 不同人對電流敏感度不同，遭受同樣電流電擊危險程度不同。,女性較男性敏感，兒童較成人敏感，體重小的較體重大的敏感，患有心臟等疾病的時，遭受電擊的危險性較大。,三、觸電事故原因及規律,1、原因：1）缺乏電氣安全知識；2）違反操作規程；3）電氣設備不合格；4）維修不善；5）偶然因素。,2、觸電規律：1）季節性明顯：統計資料表明，一年中二、三季度事故4、較多。2）低壓觸電多于高壓觸電；3）單相觸電多（70%）；4）在線路部位觸電事故比較普遍；5）誤操作觸電事故多。,四、觸電的急救,首先要使觸電者迅速脫離電源。,1、低壓觸電脫離電源,1)電源在附近，立即切斷電源；2)電源較遠，立即用絕緣鉗剪斷電源；3)電線搭落在觸電者身上，用絕緣物挑開電源線；4)觸電者衣服干燥，可用手拉拽觸電者，但決不可接觸觸電者皮膚。,迅速脫離電源,防止救援人員觸電,2、高壓觸電脫離電源,1)立即通知有關部門停電；2)戴絕緣手套、絕緣靴，用相應電壓等級的絕緣工具拉開電源；3)拋擲裸金屬線，使線路短路接地，迫使保護裝置動作，斷開電源。,3、救護注意：,1)不可用手、潮濕、金屬5、施救；2)防止觸電者脫離電源后摔倒，二次傷害；3)避免事故擴大（夜間照明恢復）；4)觸電后多有“假死”，應立即進行現場搶救，先復蘇，后搬運。,將觸電者擺平，仰頭，使呼吸通暢,實施人工呼吸捏緊鼻孔,心臟復蘇術,搶救主要為：口對口人工呼吸 心臟按摩復蘇,心肺復蘇操作要領：患者仰臥在硬板上或地上；搶救者站在或跪在病人側面，兩手相迭，將手掌根部放在病人的胸骨下方、劍突之上，借自己身體的重量，以手掌根部用力向下作適度壓陷，然后放松，讓胸廓自行彈起；以每分鐘80100次左右的速度按壓，向下按壓和松開的時間相等；胸外心臟按摩和人工呼吸同時進行，其比例為15:2；反復進行，一旦心跳開始，立即停止按摩。,雙人施6、救心肺復蘇法,五、觸電防護,1.安全電壓,通電安全值：IT 50mmA.s 若人體電阻為1000，通過人體1.4s,安全電流為36mmA，則人體能承受的電壓為36V。我國規定安全電壓為42V、36V、24V、12V、6V五個等級。,安全電壓的使用：凡電氣設備用電電壓24V，必須采取人直接接觸帶電體的保護措施；一般照明、手提照明燈用36V；地點狹窄，周圍有大面積接地導體（金屬容器內、管道內）手提照明燈12V；水下照明2.5V（國際）。,2、絕緣防護：,絕緣防護常用E、B、F（120155）,3、屏蔽防護：遮攔、柵欄、護罩、護蓋、箱匣,絕緣材料等級：Y A E B F H C允許工作溫度：90 17、05 120 130 155 180 180以上,4、安全距離,5、合理選用電氣裝置：（潮濕、燃爆）,6、安裝漏電保護裝置,7、保護接地與保護接零：,導線與地面、水面的最小距離（m）A,導線與建筑物的最小距離（m）,導線與樹木的最小距離（m）,六、保護接地與接零,1、保護接地,1）接地分類 檢修接地檢修斷電后將設備接地；故障接地帶電體與大地以外接地；工作接地正常工作時零線接地；安全接地防觸電、雷擊、靜電接地。,2）保護接地保護接地將正常不帶電電氣設備外殼、金屬構件、電纜終端盒、接線盒外殼與接地極用金屬導線連接，將泄露電流導入大地。,接地電阻：接地電阻接地體流散電阻+接地裝置電阻。,我國規定：18、KV以下中性點直接接地的供電系統，接地電阻Rd4,接地裝置的維護：,定期檢查,每半年檢查一次，雨季前防雷檢查；接地螺栓是否齊全、牢固；接地線有無損傷、斷線、腐蝕；移動接地線有無斷股。,對接地線地面下50cm以上部位，應挖開地面進行檢查，觀察其腐蝕程度。對含有腐蝕嚴重的酸、堿、鹽或金屬礦巖等化學成分土壤地帶的接地裝置部分，一般每5年應挖開局部地面進行檢查。,2、保護接零,保護接零將設備外殼與工作零線相接，一相帶電部分與外殼相碰，形成外殼與零線的單相短路，短路電流使得線路上的過流保護迅速動作（熔斷器），切斷故障電源，消除觸電危險。,設備漏電，立即切斷,接零接地不能混用：,混用將使2漏電長期存在，且9、零線對地電壓升高，危害極大；對于同一設備，可以接零、接地，安全性更好。,3、低壓電力系統,采用接零或接地，與供電系統有關。,IT系統不接地接地系統；（礦山）TT系統接地接地系統；（地面戶外）TN系統接地接零系統。（地面）（第一字母指配電網，第二字母表示電氣外殼。I不接地，T接地，N接零）,1）中性點不接地供電系統：（IT）,高壓容易竄入觸電相對安全爆炸礦山采用,設備一律接地；用于露天采場、地下礦山,2）中性點接地供電系統：（TT、TN）,穩定電網電位消除高壓串入觸電更加危險落地產生電弧,廣泛用于地面供電,TT 系統：,故障回路阻抗較大，故障電流較小，不能用過電流防護；產生雜散電流；適用于戶外場10、所，如農場、施工場地、路燈、庭園燈、戶外臨時用電場所。,設備漏電仍有觸電危險,TN 系統：,TNC 系統：（三相四線制）,三相電不均衡，零線帶電，各接零外殼帶電；零線斷路時，漏電設備外殼帶電（220V），其下側所有接中性線的電器外殼帶電。適用于三相負荷基本平衡的用電場所。,工作零線兼接零保護線,TNS 系統：（三相五線制）,彌補了TNC中線斷路，引發危險，安全性提高；用于火災爆炸危險大、觸電危險大場所。,TNCS 系統：,是TNC、TNS綜合運用；用于部分供電要求高及建筑臨時供電場所。,變壓器中性點接地叫工作接地。各保護接零設備的保護線與電網零干線相連時，應采用并聯方式。TN系統中，保護零線與11、工作零線完全分開的系統是TNS 在中性點接地的電網中，在IT、TT、TN中最佳防護措施是TN爆炸危險性較大或安全要求較高的場所應采用TNS系統供電。IEC關于接地分為三大類，其中（接地的電網）電氣設備金屬外殼采用保護接零的是TN系統。,七、漏電保護,漏電繼電器原理：線路設置ZJ直流敏感繼電器，接點串聯于饋電開關DW的TQ線圈，E為附加支流電源。人不觸及電源時，直流繼電器無電流通過。當人觸及a 相電源或帶電體時，ZJ直流敏感繼電器形成直流通路，使直流繼電器ZJ動作，閉合其接點ZJ，導通脫扣線圈，使饋電開關DW動作，切斷電源。本例只對觸及a相電源起到保護作用，需要通過三相電抗線圈將直流回路接到三相12、電源上，以避免三相短路。,漏電保護原理,漏電保護器,漏電保護器插座,電流型漏電保護裝置的動作電流分為：0.006A、0.01A、0.015A、0.03A、0.05A、0.075A、0.1A、0.2A、0.3A、0.5A、lA、3A、5A、10A、20A等15個等級。當漏電保護器做分級保護時，應滿足上下級動作的選擇性要求。在潮濕、水汽較大場所應選用密閉型漏電保護器。,第二節 電力系統安全技術,一、電氣危險區域劃分與分級,電氣危險區域因電氣原因可引燃引爆相關物料，造成事故的場所。,劃分危險區域，判斷場所危險程度主要考慮危險物料、釋放源、通風狀況等因素。,危險區域等級對設備防爆性能提出要求。,1、危13、險物料 主要考慮危險物料的種類、閃點、爆炸極限、密度、引燃溫度、工作溫度、壓力及數量配備。低閃點、低爆限可使危險區域擴大。,2、釋放源,危險物料釋放源狀況、分布、釋放速度、危險物濃度、擴散及形成爆炸混合物的范圍。釋放源分為三級：連續級（0級）連續釋放及長期釋放；一級正常運行中周期性、偶然釋放；二級正常時不釋放或偶然短暫釋放。,3、通風狀況,阻礙通風室內、室外危險源附近有障礙自然通風開窗門強制通風有風機,4、綜合判斷,綜合上述因素，判斷危險性及危險區域：自然通風+連續釋放0區（危險）自然通風+一級釋放1區 自然通風+二級釋放2區 良好通風可以降低等級，通風不良升級；凹坑、死角、障礙物局部等級升高14、。,火災和爆炸危險區域類別與分級：,氣體爆炸0區、1區、2區粉塵爆炸10區、11區火災危險21區、22區、23區,三大類,連續釋放,偶爾釋放,短暫釋放,爆炸性氣體環境根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，被分為O區、l區、2區；預計在正常情況下不會釋放，即使釋放也僅是偶爾短時釋放的釋放源為二級釋放源；連續出現或長期出現爆炸性粉塵的環境區域屬于10區；正常運行時預計周期性出現或偶然出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域是1區；,二、火災爆炸危險場所的電氣設備選用,1、通用技術,1）一般要求：電氣在危險場所不引燃爆炸物；產品必須經檢驗合格，取得防爆合格證；防爆電氣應設置標明防爆合格證號和防爆名牌15、，在明顯部位有永久性防爆標志EX。防爆電氣允許最高表面溫度不得超過作業場所爆炸危險物質的引燃溫度。,2）選型原則,選擇與危險環境等級、爆炸物性質相適應的防爆電氣；防爆電氣級別、溫度組別不低于爆炸物的級別和溫度；爆炸危險環境內應選用功率適當的防爆電氣；同時考慮運行安全、維修便利、技術先進、經濟合理。,2、爆炸氣體防爆電氣選用：,1）隔爆型產生火花，內爆隔絕，安全性高；2）增安型（防爆安全型）不產生火花、電弧；3）本質安全型產生火花不能引燃；4）正壓型向設備內壓風5倍容積，防止爆炸氣體進入；5）充油型產生電火花，油浸沒；6）充砂型無活動部件設備，用砂充滿；7）無火花型器件安裝緊實，不產生火花；8）16、防爆特殊型采用其他防爆措施。,防爆類型選型：,本質安全型電氣設備是正常狀態下和故障狀態下產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電器設備；在正常時不產生火花、電弧或高溫的設備上采取措施以提高安全程度的電氣設備是增安型；標志n表示無火花型防爆電氣設備；正壓型防爆電氣設備在運行前通風，充氣的總量最少不得小于設備氣體容積的5倍；,3、爆炸粉塵防爆電氣選用,1）電氣配置原則：安裝過負荷保護；排塵通風機具有緊急氣動按鈕或故障連鎖；少裝插座及照明燈具。,2）選型：可燃非導電粉塵選防塵結構電氣（DP）爆炸性粉塵選塵密結構電氣（DT）,3、電氣火災撲滅與預防,1）電氣火災的特點,著火后電氣設備可能仍帶電，因17、電氣絕緣損壞或帶電導線斷落接地，在一定范圍內會存在跨步電壓和接觸電壓，會引起觸電事故。有些電氣設備內部充有大量油（如變壓器、電壓互感器等）著火后可能發生噴油、爆炸等。,2）電氣設備滅火器材選用：,防觸電禁水，用二氧化碳、七氟丙烷、干粉帶電滅火只在10KV以下電氣使用；電機著火噴霧水均勻冷卻、二氧化碳。不宜用干粉、沙土；變壓器噴射著火 切斷電源，外逸油用泡沫,3）電氣火災撲救,斷電滅火,注意事項：斷電時應嚴格按照規定程序進行操作，嚴防帶負荷拉隔離開關。操作時帶絕緣手套、穿絕緣靴，并使用相應電壓等級的絕緣工具。緊急切斷電源時，切斷地點選擇合適。如切斷電選擇在電源側支持物附近，防止導線斷落后觸及人身18、。撲滅電氣火災時應首先切斷電源。,帶電滅火 發生電氣火災時應首先考慮斷電滅火，如斷電后會嚴重影滅火。帶電滅火一般限制在10KV及以下電氣設備上進行。,注意事項：嚴禁使用泡沫劑對有電的設備進行滅火。一定要用不導電的滅火劑，如：二氧化碳、四氯化碳、二氟氯溴、甲烷（1211）、化學干粉滅火劑等。撲救人員及使用的滅火器材必須與帶電設備保持足夠的安全距離。撲救人員必須帶絕緣手套、穿絕緣靴。,一、工業靜電的產生,不同物體接觸-分離，電荷移動產生電荷不平衡的帶電現象=靜電,第三節 靜電的危害及消除,1、產生靜電的內因：1）物質的逸出功不同：兩物體緊密接觸時，逸出功小的一方失去電子帶正電，另一方帶負電；2）物19、質電阻率不同：高電阻率物體導電性能差，形成靜電集聚；3）物質電容率不同：可影響靜電消散狀態。,接觸前（無帶電）,接觸（無帶電）,分離（有帯電）,帶負電,帶正電,正常狀態,電荷取得平衡,電荷移動,兩個物體接觸，形成兩層平衡電荷,電荷分離,電荷平衡狀態瓦解帯電發生,不同物體接觸-分離，電荷移動產生電荷不平衡的帶電現象=靜電,雙電層理論：,兩種不同的物體摩擦會產生電荷分離而使物體帶電：,靜電極性序列表：,（+）玻璃頭發尼龍人造纖維綢緞醋酸人造絲人造毛絲紙纖維和濾紙黑橡膠維尼綸莎綸聚酯纖維電石聚乙烯賽璐珞玻璃紙聚四氟乙烯（-）（+）鋅鉛錫鐵銅銀金石墨（-）,重要結論：任意兩種物質相互摩擦、碰撞均可產生20、靜電；含質子多的物質獲得電子，形成負電荷集聚；產生的靜電可隨時間推移自行逸散和中和；在導體中產生的靜電可迅速轉移，或導走；在絕緣體上產生的靜電不易轉移，絕緣體將成為帶電體；靜電帶電體遇接地體將放電！,2、產生靜電的外因：1）摩擦帶電：緊密接觸電子轉移迅速脫離帶電2）附著帶電：帶電粉塵、離子附著到與地隔絕物體物體帶電3）感應起電：帶電物體接近不相連導體感應帶電,4）電解起電：金屬+電解液（金屬表面液體薄膜）金屬離子向溶液擴散形成電流 一般強酸材料帶負電，強堿材料帶正電。5）壓電起電：某些材料受壓產生電荷6）極化起電：絕緣體受靜電場作用內部與外表面都能帶電（絕緣體內盛帶電物體，外壁帶電）7）噴出帶21、電：粉氣液小口外噴劇烈摩擦分子相撞靜電8）飛沫帶電：空間飛沫擴展飛散分離形成許多小滴新液面產生靜電,3、靜電種類：固體靜電橡膠、塑料薄膜100kv；粉體靜電液體靜電氣體（蒸氣）靜電6kv(CO2)噴射人體靜電3kv8kv，最高可達100kv；特點：高電位、低電量、小電流、作用時間短,二、靜電的積聚和放電,1、靜電積聚與流散：,人體靜電檢測儀,2、靜電放電,放電使帶電物體不帶電的物理過程。（帶電體電荷轉移，正負電荷中和，不帶電）,靜電放電類型：電暈放電危險性小；刷形放電有一定的危險性；火花放電危險性大；雷電放電能量大、危害大。,電暈放電,發生在帶電體尖端或曲率半徑很小處附近的局部放電。可能伴有輕22、微的嘶嘶聲和微弱的淡紫色光。能量小，一般沒有引燃危險。（高壓電線會產生電暈功率損失、無線電干擾、電視干擾以及噪聲干擾）,刷形放電,是發生在絕緣帶電體上有聲光的多分支放電。可為平板電極，但多以球形電極為多。同一絕緣體上可發生多次刷形放電。放電不集中釋放能量較小，但比電暈放電危險，可引燃。,火花放電,兩極間氣體被擊穿形成無分支通路；電極有明顯的放電集中點，有光和爆裂聲；能量集中，危險性最大。,雷電放電,三、靜電的危害,靜電,2、電擊：一般情況靜電能量小，電擊不會直接造成人員死亡，但突然受擊易使人墜落、摔倒，引發二次事故。,3、爆炸和火災：靜電能量不大但電壓很高易放電產生靜電火花引燃爆。,1、妨礙生23、產：一些生產過程，不消除靜電可影響產品質量和正常生產過程。,四、防治靜電的措施 工藝控制從工藝角度采取措施基本措施 泄露導走靜電接地 人防靜電去除人為靜電,1、工藝控制法,工藝控制法從工藝流程、設備結構、材料選擇、操作管理等方面采取措施，限制靜電的產生和積累，使之達不到危險的程度。,1）限制輸送速度：降低物料移動摩擦速度；降低液體物料在管道中的流速。控制流速是減少靜電電荷產生的有效辦法。,2）加速靜電消散 工藝過程中，靜電產生和逸散同時存在；區分靜電產生區、逸散區，并采取不同的措施；輸送管路選用兩種不同材料，使物料與不同材料摩擦形成相反的電荷，自動逸散；適當安排物料投入順序，降低靜電危險性。,24、3）消除產生靜電的附加源：附加源：液流的噴濺 容器底部積水受攪拌 液體、粉體內混入氣泡、空氣 粉塵在料斗料倉內沖擊 液體、粉體混合物攪拌,4)采用靜電消除器,高壓主機釋放正負離子，可瞬間完成物件離子平衡。適合整卷材料或片狀板材或薄膜的靜電消除。,離子風槍靜電消除器,2、泄露導走法：泄露導走法用靜電接地方法，使帶電體上的靜電荷能夠向大地泄露消散。增濕采用工藝手段 加抗靜電劑 靜電經接地導入大地 確保靜置時間 增濕可降低介質電阻率，提高爆炸引燃能量；抗靜電劑加入非導體，可降低電阻率或直接導電；確保靜置時間使注油代入電荷有充足時間向罐壁及液面集中消散。,靜電接地與大地連接是消除導體上靜電簡單而又有效25、的方法，是防靜電中最基本的措施。1）靜電接地連接：靜電跨接、直接接地、間接接地 把設備上的各部分經過接地極與大地可靠連接。2）接地連接原則：金屬導體應做靜電跨接、直接接地；電阻率1010m物體及電阻率109m表面做間接接地；在有爆炸性氣體的場所，靜電接地電阻應不大于100,防靜電接地線,3）靜電接地場所：一切用于加工、儲存、運輸的能產生靜電的設備，均應靜電接地。（如：儲罐、混合器、物料輸送設備、排注器、過濾器、干燥器、反應器、吸附器、粉碎器等）易燃、可燃氣體管道始端、終端、分支處、轉角處以及直線部分每隔100m處均應接地，接地電阻不大于10 金屬體應跨接形成連續導電體整體并接地；設備內部不允許26、存在與大地絕緣的導體部件。,3、人體防靜電措施：1）人體接地：設金屬接地棒（人員隨時用手接觸，清除人體靜電）；場所入口處、外側設裸露接地物（門、扶手、支架等）；穿著防靜電：在有靜電危害場所，人員穿防靜電工作服、鞋和手套，不得穿化纖衣物；穿防靜電鞋時，要考慮所穿襪子的導電性，嚴禁在鞋內外粘貼絕緣墊。,人體靜電消除器,防靜電手套,防靜電鞋,2）地面導電化：灑水或鋪設導電地板，使地板能夠導電；地面泄露電阻阻值要求：既能泄露靜電又能確保人觸電安全 一般場合：108 火災爆炸危險場所：106 國內一般要求：3104106,3）安全操作：在危險場所盡量不做可使人體帶電活動；合理使用勞保用品和工具；工作避免急躁性動作；不得攜帶與工作無關的金屬物品；不得穿帶釘子鞋；不準使用化纖材料制作的拖布或抹布。,