yyq综合教师2.ppt
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1、原首都经济贸易大学 安全与环保学院 杨有启 感谢大家光临!,电气安全 (综合教师班),内 容,第一部分 触电事故及预防 一、电气事故 二、触电事故分析 三、触电事故对策 第二部分 电气防火与防爆 一、电气引燃源 二、危险物质和危险环境 三、防爆电气设备和防爆电气线路 四、电气防火防爆措施,电工培训学时简表,单位:学时,注:除北京市外,均为用于独立取证的学时。北京市规定必须先取低压证,后取高压证,相当于北京高压电工的总学时数为高、低压学时数之和。,关于电工培训学时,一、电气事故,老聃(李耳)论安全:祸兮福之所倚,福兮祸之所伏。,电气事故是与电(能)有关的事故。按事故状态分为人身事故、设备事故、停
2、电事故、电气火灾等。,第一部分 触电事故及预防,按照构成电气事故的电能的形态,电气事故分为五类。即:,触电事故 雷电事故 静电事故 电磁辐射事故 电路故障及事故,简况: 某铸造车间,4人检修大型混砂机,请来电工配合。配电方式如图。电工停混砂机接触器,用小竹片清洁按钮。误合,混砂机起动。1人准备进入,缩腿幸免;1人抓住横梁幸免;1人多处骨折,当日死亡;1人内脏破裂,次日死亡。,简析: 设计者缺乏安全意识,分路接触器上方应有分路刀开关。 电工缺少安全意识,在此情况下,停电后应拔下控制回路的保险。,典型事例,1、触电事故,是由电流形态的电能造成的事故,分为电击和电伤,是电气事故中最多见的人身事故。,
3、(1) 电击,是电流直接作用于人体造成的伤害。分为: 直接接触电击:触及正常状态下带电的带电体发生的电击。 间接接触电击:触及正常状态下不带电而故障状态下意外带电的带电体发生的电击。 电击的特点是伤害人体内部、致命电流小、无明显伤痕,(2)电伤,是电流转换成其他形式的能量作用于人体造成的伤害。包括:电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电烙印、电气机械性伤害等。,2、雷电事故,是由自然界相对静止的正电荷、负电荷造成的事故。,(1)雷电产生和基本特征,科学的,“雷者,太阳之激气也!” 不科学的,“天怒!”,(2)雷电种类,直击雷,每次雷击有三、四个至数几十个冲击。第一个冲击的先导放电是跳跃式先驱放电,
4、第二个以后的先导放电是箭形先驱放电。,静电感应雷,电磁感应雷,球雷,球雷是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。出现的概率约为雷电放电次数的2%。其直径多为20cm左右;其运动速度约为2m/s或更高一些;其存在时间为数秒钟到数分钟。球雷是一团处在特殊状态下的带电气体。球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。球雷可能无声地消失,也可能发出丝丝的声音,也可能发生剧烈的爆炸。,九年既渡有火自上覆于下至于王屋流为乌其色赤其声魄云,(3)雷电的特点,冲击性强 雷电放电时间极短,从而表现出很强的冲击性。,雷电流幅值很大 雷电流幅值可高达数十至数百千安。雷电流幅值越大者出现的概率越小。100k
5、A的雷电流幅值对应的概率约为12%。,冲击过电压很高 直击雷冲击过电压可高达数千千伏、感应雷冲击过电压可高达数百千伏。,雷电流陡度大,有高频特征。,(4)雷电的危害,爆炸和火灾 电击 毁坏设备和设施 大规模停电,(5)防雷分类,建筑物按其火灾和爆炸的危险性、遭受雷击时人身伤亡的危险性、遭受雷击的可能性及其政治经济价值分为三类。,下列建筑物应划为第二类防雷建筑物: 国家级重点文物保护的建筑物。 国家级的会堂、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、大型体育场。 国家级记算中心、通讯枢纽以及对国民经济有重要意义的装有大量电子设备的建筑物。 制造、使用
6、和贮存爆炸危险物质,但电火花不易引起爆炸,或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。如油漆制造车间、氧气站、易燃品库等。2区、11区及某些1区属于第二类防雷建筑物。 有爆炸危险的露天气罐和油罐。 年预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公楼及其它重要的或人员密集的公共建筑物。 年预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。,第一类防雷建筑物,凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量危险物质的建筑物,遇电火花会引起爆炸,从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物应划为第一类防雷建筑物。如火药制造车间、乙炔站、电石库、汽油提炼车间等。0区、20区及某些1区属于第一类防雷建筑物。
7、,第二类防雷建筑物,下列建筑物应划为第三类防雷建筑物: 省级重点文物保护的建筑物和省级谠案馆。 年预计雷击次数大于和等于0.012次/a、小于和等于0.06次/a的部、省级办公楼及其它重要的或人员密集的公共建筑物。 年预计雷击次数大于和等于0.06次/a、小于和等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 年预计雷击次数大于和等于0.06次/a的一般性工业建筑物。 考虑到雷击后果、周围条件等因素,确定需要放雷的21区、22区、23区火灾危险环境的建筑物。 年平均雷暴日15d/a以上地区高度15m及15m以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物;年平均雷暴日15d/a及15d/a以下地区高度20
8、m及20m以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物。,第三类防雷建筑物,建筑物年预计雷击次数N按下式计算:,式中 K 校正系数,一般情况下取K=1;位于旷野孤立的建筑物取K=2;金属屋面砖木结构的建筑物取K=1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、特别潮湿处、土山顶部、山谷风口等处易受雷击的建筑物取K=1.5; TD 年平均雷暴日(d/a); AE 建筑物截收相同雷击次数的等效面积(m2)。,等效面积按下式计算,当建筑物高度小于H100m时,建筑物每边扩大尺寸按建筑物高度H计算。等效面积为,当建筑物各部高度不等时,应算出各点的扩大尺寸。扩大尺寸后外端连线内的面积为等效面
9、积。,附:建筑物年预计雷击次数计算方法,当建筑物高度小于H100m时,建筑物每边扩大尺寸D为,建筑物等效面积是实际平面积向外扩大后的面积,应按以下方法考虑:,上列两式中,长度均以m为单位、面积以m2为单位。,一套完整的防雷装置包括接闪器或避雷器、引下线和接地装置。 除避雷针、避雷线、避雷网、避雷带可作为接闪器外,建筑物的金属屋面可作为不使用或贮存大量爆炸危险物质的建筑物的接闪器。 接闪器的保护范围现有两种计算方法。对于建筑物,接闪器的保护范围按滚球法计算;对于电力装置,接闪器的保护范围按折线法计算。保护范围内被击中的概率在0.1%以下 。,(6)防雷措施,防雷装置,接闪器常用材料的最小尺寸,用
10、金属屋面作接闪器时,金属板之间的搭接长度不得小于100mm。金属板下方无易燃物品时,其厚度不应小于0.5mm;金属板下方有易燃物品时,为了防止雷击穿孔,所用铁板、铜板、铝板厚度分别不得小于4mm、5mm、7mm;金属板不得有绝缘层。,防雷引下线也应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。 引下线一般采用圆钢或扁钢。其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。如用钢绞线作引下线,其截面积不得小于25mm2。用有色金属导线作引下线时,应采用截面积不小于16mm2的铜导线。 引下线应沿建筑物外墙敷设,并应避免弯曲,经最短途径接地。建筑艺术要求高者可以暗设,但截面积应加大一级。建筑物的金属构件(如消防梯等)可
11、用作引下线,但所有金属构件之间均应连成电气通路,并连接可靠。 引下线距地面高约1.8m处应设断接卡。 第一类和第二类防雷建筑物至少应有两条引下线,其间距离分别不得大于12m和18m;第三类防雷建筑物周长超过25m或高度超过40m时也应有两条引下线,其间距离不得大于25m。 在易受机械损伤的地方,地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下线应加竹管、角钢或钢管保护。采用角钢或钢管保护时,应与引下线连接起来,以减小通过雷电流时的电抗。 引下线截面锈蚀30%以上者也应予以更换。,引下线,防雷接地装置,除独立避雷针外,在接地电阻满足要求的前提下,防雷接地装置可以和其他接地装置共用。 防雷接地装置所用
12、材料应大于一般接地装置的材料。 防雷接地电阻一般指冲击接地电阻。接地电阻值视防雷种类和建筑物类别而定。独立避雷针的接地电阻一般不应大于10;附设接闪器每一引下线的接地电阻一般也不应大于10,但对于不太重要的第三类建筑物可放宽至30。防感应雷装置的接地电阻不应大于10。防雷电侵入波的接地电阻,视其类别和防雷级别不应大于530。 冲击接地电阻一般不等于工频接地电阻。这是因为极大的雷电流自接地体流入土壤时,接地体附近形成很强的电场,击穿土壤并产生火花,相当于增大了接地体的泄流面积,减小了接地电阻;同时,在强电场的作用下,土壤电阻率也有所降低,也使接地电阻有减小的趋势。另一方面,由于雷电流陡度很大,有
13、高频特征,使引下线和接地体本身电抗增大;如接地体较长,其后部泄放电流还将受到影响,使接地电阻有增大的趋势。一般情况下,冲击接地电阻小于工频接地电阻。土壤电阻率越高、雷电流越大,以及接地体和接地线越短,则冲击接地电阻减小越多。对于环绕建筑物的接地体,一般取冲击系数为1。,直击雷防护,应用范围和基本措施:第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物、第三类防雷建筑物的易受雷击部位;可能遭受雷击,且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料(如装卸油台、露天油罐、露天贮气罐等);高压架空电力线路、发电厂和变电站等。设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。,独立避雷针:离开建筑物单独装设;接地电阻一般
14、不应超过10;严禁在装有避雷针的构筑物上架设通讯线、广播线或低压线;利用照明灯塔作独立避雷针支柱时,为了防止将雷电冲击电压引进室内,照明电源线必须采用铅皮电缆或穿入铁管,并将铅皮电缆或铁管埋入地下经10m以上(水平距离,埋深0.50.8m)才能引进室内;独立避雷针不应设在人经常通行的地方。,露天装设的有爆炸危险的金属贮罐和工艺装置:当其壁厚不应小于4mm时,一般不再装设接闪器,但必须接地;接地点不应少于两处,其间距离不应大于30m,冲击接地电阻不应大于30。如金属贮罐和工艺装置击穿后不对周围环境构成危险,则允许其壁厚可降低为2.5mm。,感应雷防护,为了防止静电感应,应将建筑物内的金属设备、金
15、属管道、金属构架、钢屋架、钢窗、电缆金属外皮,以及突出屋面的放散管、风管等金属物件与防雷电感应的接地装置相连。屋面结构钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路。,雷电感应也能产生很高的冲击电压,在电力系统中应与其他过电压同样考虑;在建筑物和构筑物中,主要应考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。,为了防止电磁感应,平行敷设的管道、构架、电缆相距不到100mm时,须用金属线跨接;跨接点之间的距离不应超过30m;交叉相距不到100mm时,交叉处也应用金属线跨接。,管道接头、弯头、阀门等连接处的过渡电阻大于0.03时,连接处也应用金属线跨接。在非腐蚀环境,对于5根及5根以上螺栓连接的法兰盘,以及对于第二类防雷建筑物克
16、不跨接。,固体物质的接触电位差只有千分之几至十分之几伏,最大1V左右。,导体与导体之间虽然也能产生双电层,但由于分离时所有互相接触的各点不可能同时分离,接触面两边的正、负电荷将通过尚未脱离开的那些点迅速消除,致使两导体都不带电。,(1)静电产生,当两种不同的物体紧密接触至其间距离小于2510-8cm以下时,将发生电子的转移。得到电子的带负电、失去电子的带正电。于是,界面上出现双电层。双电层上的电位差叫做接触电位差。随着两种物体的迅速分离,接触电位差将转化为极高的静电电压。,除接触-分离起电外,破断、感应、电荷迁移都是常见的静电起电方式;电解、压电、热电等效应也能产生双电层。,3、静电事故,液体
17、起电,固体接触-分离起电,(2)静电起电影响因素,材质和杂质,电阻率 对于固体材料,电阻率1107m以下者,由于泄漏较强而不容易积累静电;电阻率1109m以上者,容易积累静电。对于液体,电阻率11010m左右的液体最容易产生静电;电阻率1108m以下的液体,由于泄漏较强而不容易积累静电;电阻率11013m以上的液体由于其分子极性很弱而不容易产生静电。石油、重油的电阻率11010m以下,静电危险性较小。石油制品的电阻率多在1101011011m之间,静电危险性较大。 杂质 一般情况下,杂质有增加静电的趋势。但如杂质能降低原有材料的电阻率,则加入杂质有利于静电的泄漏。,工艺设备和工艺参数,液体流速
18、和管径对液体静电影响很大。饱和流动电流用下式表达:,式中,K 是决定于液体和管道性质的系数、v 是流速、D是管道内径、是流速影响系数、是管径影响系数。当管径很小时,可取=1.88、=0.88;对于汽油,当管径为2.520cm、管长为20m时,可取=1.82.0、=1.82.0;对于甲苯,当管径较大时,可取=2.4、=1.6等。,容易产生和积累静电的工艺过程:,固体物质大面积的摩擦,如纸张与辊轴摩擦、橡胶或塑料碾制、传动皮带与皮带皮带轮或辊轴摩擦等;固体物质在压力下接触而后分离,如塑料压制、上光等;固体物质在挤出、过滤时与管道、过滤器等发生摩擦,如塑料的挤出、赛璐珞的过滤等。 固体物质的粉碎、研
19、磨过程;粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程;悬浮粉尘的高速运动等。 在混合器中搅拌各种高电阻率物质,如纺织品的涂胶过程等。 高电阻率液体在管道中流动且流速超过1m/s时;液体喷出管口时,液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅时等。 液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中流动和由管口喷出时,如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。 穿化纤布料衣服、穿高绝缘(底)鞋的人员在操作、行走、起立时等。,环境条件,材料表面电阻率随空气湿度增加而降低。相对湿度越高,材料表面电荷密度越低。由于空气湿度受环境温度的影响,以致环境温度的变化可能加剧静电的产生。 导电性材料接地在很多情况下能加强静电的泄放,减少静电的积累。 周围导
20、体布置对静电电压有很大的影响。由Q=CU可知,静电电量Q不变时,静电电压U与电容C成反比。带静电体周围导体的面积、距离、方位都影响其间电容,从而影响其间静电电压。例如,油料在管道内流动时电压也不很高,但当注入油罐,特别是注入大容积油罐时,油面中部因电容较小而电压较高。 带电历程会改变物体的表面特性,从而改变带电特征。一般情况下,初次或初期带电较强,而重复性或持续性作用带电较弱。,静电电压高,静电泄漏慢,(3)静电特点,容易积累危险静电的材料都是高电阻材料。其电阻率多在109m以上,时间常数可打数十分钟至数小时。,多种静电放电方式,(4)静电危害,爆炸和火灾,电击,妨碍生产, 环境危险程度控制,
21、(5)防静电措施,工艺控制 含材料的选用、限制摩擦速度或流速、增强静电消散过程、消除附加静电等。,接地和屏蔽 含导体接地、导电性地面、绝缘体接地、屏蔽等。,增湿,抗静电添加剂,静电消除器 分为感应式消除器、高压式消除器、放射线式消除器和离子风式消除器。,4、电磁辐射事故,辐射频率:100kHz 辐射设备:无线电设备、高频金属加热设备、高频介质加热设备 辐射危害:伤害人身、高频感应放电、高频干扰 辐射治理:认识、检测、轮换、屏蔽等,由电磁波形式的电能造成的事故,GB 10435-1989 作业场所激光辐射卫生标准 GB 10436-1989 作业场所微波辐射卫生标准 GB 10437-1989
22、作业场所超高频辐射卫生标准 GB 12638-1990 微波和超短波通信设备辐射安全要求 GB 8702-1988 电磁辐射防护规定 GB 8703-1988 辐射防护规定,5、电路故障及事故,电能失控,含事故停电、事故送电;短路、断线;设备损坏、接地;过载运行等。,外来因素破坏:短路、受潮、腐蚀、断线、生物破坏、燃烧等 失效:磨损、疲劳、变质等 环境:污染、飓风、洪水等 人为因素:设计、安装、使用、维护、维修等,1.电流对人体作用的影响因素, 感知电流 引起人有任何感觉的最小电流。成年人的平均感知电流约为约为0.7 mA 1.1mA 。 摆脱电流 人触电后能自行摆脱带电体的最大电流。成年人平
23、均摆脱电流约为10.5mA 16mA ;成年人的最小摆脱电流约为6mA 9mA。 室颤电流 引起心室发生纤维性颤动的最小电流,是短时间作用的最小致命电流。当电流持续时间超过心脏搏动周期时,人的室颤电流约为50mA;当电流持续时间短于心脏搏动周期时,人的室颤电流约为数百mA。,(1) 电流大小的影响,二、触电事故分析,心电图和血压图,(2) 电流持续时间的影响 电流持续时间越长,则体内积累局外电能越多; 电击持续时间延长,必然重合心脏易损期; 电击持续时间延长,人体电阻降低,人体电流增加; 电击持续时间越长,中枢神经反射越强烈。 (3) 电流途径的影响 人体在电流的作用下,没有绝对安全的途径。
24、流过心脏的电流越多、电流路线越短的途径是电击危险性越大的途径。 (4) 电流种类的影响 不同种类电流的危险程度不同。 工频电流、高频电流、直流电流、冲击电流、残留电荷及感应电都有电击致命的危险。 (5) 个体特征的影响 健康、健壮、性别、年龄不同则危险程度不同。,阈值图,3. 人体电阻,干燥 10003000 潮湿 500800,人体电阻 (),在干燥、电流途径从左手到右手、接触面积0100cm2的条件下,人体电阻见下表。,我国工矿企业每年触电死亡人数,上世纪七十年代约占事故死亡总人数的7%,上世纪八十年代约占事故死亡总人数的10%,上世纪九十年代约占事故死亡总人数的12%。2003年我国工矿
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