电气与机械安全.ppt
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1、1,电气与机械安全,2,变配电系统,变配电站及企业自有发电设备是企业的心脏。在机械企业中,电力供应不正常,不仅使整个生产活动不能正常进行,有时还会因突然断电而发生火灾事故和人身伤害事故。,3,如果变配电系统中继电器和自动装置不能起到预定的保护作用,造成高压断路器在短路事故中不动作,出现越级跳闸,影响上一级或更大范围的供电系统停电;,4,有时还会给整个企业带来毁灭性的灾害。同时,随着经济技术的发展,企业建立自有发电站,解决企业部分车间和设备设施的供电问题。,5,电 气 安 全,安全用电 保证人身及设备安全的前提下正确地使用电力为目的而采取的科学措施和手段。 它既是科学知识 应向一切用电人员宣传;
2、 又是专业技术 为全体电气工作人员所撑握; 还是一种制度 引起有关部门、单位、个人所重视,并遵照执行。 安全:免遭不可接受风险的伤害。无危则安,无缺则全。 危险:可导致意外事故生的现存或潜在的状态。,6,电气安全基础,电气安全通常是指电气设备在正常运转时以及在预期的非正常状态下不会危害人身和周围设备的安全。当电气设备发生预期的故障时,应能切断电源(保护接零系统),将事故限制在允许的范围内(保护接地)。并采用各种有效的措施,尽可能减少对人体和设备的危险。 安全才能回家!,7,电气事故种类 9 电气事故包括人身事故和设备事故,一 触电事故,触电事故是由电流形式的能量造成的事故。 电击-电流直接作用
3、于人体造成的伤害 电伤-电流转换成其他形式的能量作用于人体造成的伤害,8,触电事故种类,一 电击和电伤,1 电击 按照发生电击时电气设备的状态,电击可分为直接接触电击和间接接触电击。直接接触电击是触及设备和线路正常运行时的带电体发生的电击(如误触接线端子发生的电击),也称为正常状态下的电击。间接接触电击是触及正常状态下不带电,而当设备或线路故障时意外带电的导体发生的电击(如触及漏电设备的外壳发生的电击),也称为故障状态下的电击。由于二者发生事故的条件不同,所以防护技术也不相同。 按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径,电击可分为: (1) 单线电击 (2) 两线电击 (3) 跨步电压电击
4、 2 电伤 电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等效应对人造成的伤害。触电伤亡事故中,纯电伤性质的及带有电伤性质的约占75%。尽管大约85%以上的触电死亡事故是电击造成的,但其中大约70%的含有电伤成份。 电烧伤 皮肤金属化 电烙印 机械性损伤 电光眼,9,10,11,12,13,电流对人体的作用 10,一 机理和征象 电流通过人体时破坏人体内细胞的正常工作,主要表现为生物学效应。电流作用于人体还包含有热效应、化学效应和机械效应。 人体工频电流试验的典型资料见下表。,14,对地电压、接触电压和跨步电压,1 接地电流和接地短路电流 凡从接地点流入地下的电流即属于接地电流;接地可能导致系统发生
5、短路时的接地电流叫做接地短路电流。 2 流散电阻和接地电阻 接地电流入地下后自接地体向四周流散。这个自接地体向四周流散的电流叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫做流散电阻。接地电阻是接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。接地线的电阻一般很小,可以忽略不计。 3 对地电压和对地电压曲线 电流通过接地体向大地作半球形流散。可以认为在离开接地体20m以外,电流不再产生电压降,电压几乎降低为零。电气工程上通常说的“地”就是这里的地。对地电压就是带电体与电位为零的大地之间的电位差。 如果用曲线来表示接地体及其周围各点的对地电压,这种曲线就叫做对地电压曲线。下图描绘的是单一接地体的对地电压曲线。
6、4 接触电压 接触电压是指人体一点触及带电体时,加于人体该点与另一点之间的电压。 5 跨步电压 跨步电压是指人站在流过电流的地面上,加于人的两脚之间的电压。离接地点越近,不一定能承受越大的跨步电压,而只是可能承受越大的跨步电压。离接地点越远,可能承受的接触电压越大。,15,作用影响因素,1 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,伤害越严重。 电击持续时间延长,必然重合心脏易损期,电击危险性增大。 随着电击持续时间的延长,人体电阻由于出汗、击穿、电解而下降,如接触电压不变,流经人体的电流必然增加,电击危险性随之增大。 电击持续时间越长,中枢神经反射越强烈,电击危险性越大。
7、 2 电流途径的影响(从左手到前胸是最危险的电流通路) 人体在电流的作用下,没有绝对安全的途径。 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。 3 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。 4 个体特征的影响 健康、健壮、性别、年龄不同则危险程度不同。,16,17,电弧烧伤,闪电并惊雷 电弧逞雄威 高温八千度 残肢满天飞,18,对地电压、接触电压和跨步电压,19,20,21,工频电流的生理效应,22,电流阈值,一感十脱五十颤 工频交流是毫安 直流高频也致命 二至八倍无生还,23,人体允许的电流、人
8、体电阻,安全电压 11 一、人体允许电流,在摆脱电流范围,人触电以后能自主摆脱带电体,解除触电危险。一般情况下,可以把摆脱电流看作是允许电流。在装有防止触电的速断保护场合,人体允许电流可按30毫安考虑。这里所指的人体允许电流,并不是人体长时间能够承受的电流。,24,二、人体电阻,在干燥、电流途径从左手到右手、接触面积50100cm2的条件下,人体电阻见下表。 皮肤状态对人体电阻的影响很大。干燥条件下,人体电阻约为10003000。皮肤沾水、皮肤损伤、皮肤表面沾有导电性粉尘等都会使人体电阻下降。,25,人体电阻,天干人干地也干 所值不过两三千 一旦人身落水后 十之七八化为烟,26,静电防护技术,
9、静电事故是生产工艺过程中和人们行动过程中所产生相对静止的正、负电荷形式的能量造成的事故。 1 静电产生 接触-分离起电是最常见、最基本的起电方式。 高绝缘材料容易积累危险静电。 2 静电特点 (1)静电电压高 (2)静电泄漏慢 (3)静电放电形式多 电晕放电、刷形放电和传播型刷形放电、火花放电、雷型放电 3 静电危害 (1)爆炸和火灾 (2)电击 (3)妨碍生产,27,28,静 电 放 电,29,触电急救 16,当人触电以后,应立即使触电者脱离带电体,并就地抢救,争分夺秒,从触电1分钟开始救治者,90%有良好效果;从触电后6分钟开始救治者,10%有良好效果;而从触电后12分钟开始救治者,救活的
10、可能性很小。 八字方针:迅速.就地.正确.坚持. 所以在触电救人时必须抢时间,真正体现时间就是生命的含意。,30,脱离电源,低压触电使触电者脱离电源的方法:触电急救,首先是使触电者迅速脱离电源,越快越好。因为电流作用的时间越长,伤害越重。 但是,一定要注意保护好自己,自己安全最重要,有了自身的安全才能谈得上去救人。(例:在触电救人中最值得我们提倡的是:见义智为,智的解释,理智) 用最好的方法、最有效的方法: (1)拉开刀闸、电源开关、断开带器设备、拔开插头。 (2)使用绝缘一具、干燥的木棒、木板、竹子、绳索等不导电的东西解脱触电者;,31,(3)可抓住触电者干燥而不贴身的衣服,将他拉开;切记要
11、避免碰到金属物体和触电者的裸露身躯。 (4)可戴绝缘手套,站在绝缘垫上或干木板上,绝缘自己进行救护。 (5)可用带木柄的斧子或绝缘钳将电源线一根一根剪断,并尽可能站在绝缘物体上或干木板上。 (6)高空触电的解救,还应注意脱离电源后,要有防止高处坠落的危险。 (7)为了使触电者与导电使解脱,最好用一只手进行。 (8)高压触电,要注意带电导体落地后的跨步电压。,32,二、脱离电源后的处理方法: 18 可分为 (1)神志清醒应使其就地平躺,不要站立和走动。(如果走动会摔伤) (2)神志不清醒应就地仰面平躺,气道畅通。 (3)无呼吸触电者应采用口对口人工呼吸法,气道畅通,鼻孔朝天,捏住鼻子,吹一口气,
12、每分钟12次,每次1-1.5秋。 (4)无心跳触电者应采用胸处挤压法,注意方法,正确操作,均匀进行,力度刚好,分钟60-80,下陷3-5公分。 (5)无呼吸也无心跳应采用心肺复苏法,人工胸处挤压与口对口人工呼吸,有节奏进行抢救,单人抢救、双人抢救。,33,单人抢救:每挤压15次后吹气2次(15:2);双人抢救,每挤压5次后吹气1次(5:1)。如判定颈动脉已有搏动,但无呼吸,则暂停胸处挤压,而进行2次口对口人工呼吸,接着每5秒吹一次气,(即每分钟12次。)如脉搏和呼吸均未恢复,则继续坚持心肺复苏法抢救。,34,防止触电的安全技术 安全电压22,可以把可能加在人身上的电压限制在某一范围之内,使得在
13、这种电压下,通过人体的电流不超过允许的范围。这一电压就叫做安全电压。安全电压不是绝对没有危险得电压。具有安全电压的设备属于类设备。 一 安全电压限值和额定值 1 限值 限值为任何运行情况下,任何两导体间可能出现的最高电压值。我国标准规定工频电压有效值的限值为50V、直流电压的限值为120V。 2 额定值 我国规定工频有效值的额定值有42V、36V、24V、12V和6V。特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压;有电击危险环境中使用的局部照明灯和携带式照明灯应采用36V或24V安全电压;金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压;水下作业等场所应采用6
14、V安全电压。,35,36,37,38,39,40,41,42,安全电压条件,1 安全电源 通常采用安全隔离 变压器作为安全电压的 电源。其接线如右图所 示。 2 回路配置 安全电压回路的带电部分必须与较高电压的回路保持电气隔离,并不得与大地、保护导体或其他电气回路连接。 安全电压的配线最好与其他电压等级的配线分开敷设。否则,其绝缘水平应与共同敷设的其他较高电压等级配线的绝缘水平一致。 3 插座 安全电压的设备的插销座不得带有接零或接地插头或插孔。为了保证不与其他电压的插销座有插错的可能。 4 短路保护 为了进行短路保护,安全电压电源的一次边、二次边均应装设熔断器。变压器的过流保护装置应有足够的
15、容量。,43,44,电气隔离,一 电气隔离安全原理 电气隔离是采用电压比为1:1,即一次边、二次边电压相等的的隔离变压 器实现工作回路与其他电气回路电气上的隔离。 二 电气隔离的安全条件 应用电气隔离须满足以下安全条件: (1) 隔离变压器必须具有加强绝缘的结构; (2) 最大容量单相变压器不得超过25kVA、三相变压器不得超过40kVA; (3) 二次边保持独立,即不接大地、不接保护导体、不接其他电气回路。 (4) 二次边线路电压电压U500V、线路长度L200m; (5) 等电位联结。,45,总结触电事故规律,触电事故没有预兆,而且一旦触电,人的防卫能力迅速降低。根据对触电事故的分析,从触
16、电事故的发生率上看,可找到以下规律: 6-9月触电事故多 低压设备触电事故多 携带式设备和移动式设备触电事故多 电气连接部位触电事故多 冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多 中、青年工人、非专业电工、合同工和临时工触电事故多 农村触电事故多 错误操作和违章作业造成的触电事故多 触电的抢救:保护好自身安全,见义智为,脱离危险源,就地抢救,争分夺秒,时间就是生命。小心一生平安、大意一秒出事。,46,间距 安全距离 23,导线与地面和水面的最小距离 (m),47,48,二、直流电流对人体的作用 什么是直流电流? 电流的大小和方向都不随时间变化的电流,称为直流电流。 直流电流有正极、负极之分。 直流电
17、流比交流电流易于摆脱; 要产生相同的刺激效应,直流电流的强度要比交流电流大二至四倍; 与交流电流不同、直流电流没有确定的摆脱阈 直流电流心室纤维性颤动阈与交流电流相同,49,50,51,直埋电缆与一些工程设施的最小距离不应小于下表的要求。应用该表须注意以下两点: 电缆与热力管道接近时,电缆周围土壤温升不应超过10;否则,应采取隔热措施。 当穿管保护时,最小距离应从保护管(或其它保护物)外壁算起。,直埋电缆与工艺设备的最小距离 (m),52,为了防止发生人身触电事故和设备短路。 安全距离的在大小主要是根据电压的高低、设备状况和安装方式来决定。 凡从事电气设计、安装、巡视、维修和带电作业的人员,都
18、必须严格遵守。 安全距离包括有变配电设备、架空线路、窒内外配线、低压用电装置、检修时、带电作业时等的安全距离。 其他安全距离;如使用用喷灯、气焊时火焰与带电体的最小距离,对10千伏为1.5米,35千伏为3米。,53,屏护,屏护和间距的作用 屏护和间距的主要安全作用是防止触电(防止触及或过分接近带电体)、防止短路及短路火灾、防止机械破坏以及便于安全操作。 屏护安全条件 所用材料应有良好的机械性能和电气性能。 遮栏应具有永久性特征;障碍应安装牢固。 金属屏护装置应有良好的接地(或接零)措施。 屏护装置应与带电体保持足够的安全距离。 遮栏、栅栏等屏护装置上应有明显的标志,如“止步,高压危险!”等。
19、遮栏出入口的门上应根据需要装锁或安装信号、联锁装置。,54,安全色标的意义,红色禁止、停止、消防。 绿色安全、通过、允许、工作。 黄色注意、警告。 黑色警告。 蓝色强制执行。,55,防直接触电的安全技术措施,绝缘,绝缘是通过绝缘材料来实现的。绝缘材料指体积电阻率1107.m以上的各种材料。 一 绝缘材料种类 固体绝缘 无机绝缘:瓷、玻璃、云母、石棉 有机绝缘:橡胶、塑料、纤维制品 液体绝缘 绝缘油、十二烷基苯 气体绝缘 空气、六氟化硫 二 绝缘性能 电性能 绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流、介质损耗 机械性能 强度、弹性 热性能 耐热、耐弧、耐燃、软化点、粘度 三 绝缘破坏 击穿 老化 损坏,56
20、,57,绝缘检测,1 外观检查 外观检查主要是绝缘机构物理性能的观察和检查。 2 绝缘电阻测量 绝缘电阻指的是直流电阻,现场一般用兆欧表测定。,绝缘电阻指标 绝缘电阻是电气设备和电气线路绝缘最基本的性能指标。对于低压电气装置的交接试验,常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5M(对于运行中的设备和线路,75时的绝缘电阻不应低于每伏工作电压1000)。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1 M;在比较潮湿的环境不应低于0.5 M;二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10 M。类手持电动工具的绝缘电阻不应低于2 M。,58,加强绝缘、安全电压和漏电保护 加强绝缘,加强绝
21、缘结构 工作绝缘 称基本绝缘,带电体与不可触及金属件之间的绝缘。 保护绝缘 附加绝缘,不可触及金属件与可触及金属件之间的绝缘。 双重绝缘 兼有工作绝缘和保护绝缘的绝缘。 加强绝缘 具有与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘。,59,加强绝缘安全条件,1 绝缘电阻 绝缘电阻用500V直流电压测试。工作绝缘的绝缘电阻不得低于2M、保护绝缘的不得低于5M、加强绝缘的不得低于7M。 2 外壳防护和机械强度 类设备的外壳上不得有容易触及仅用工作绝缘与带电体隔离的金属部件的小孔。 类设备在其明显部位应有“回”形标志。,60,接地电网安全性分析与保护措施,IT系统 一 IT系统安全原理 保护接地是将在故障情况下
22、可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来,把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保护接地。在不接地配电网中采用接地保护的系统这种系统即IT系统。字母I表示配电网不接地或经高阻抗接地、字母T表示电气设备外壳接地。 保护接地除消 除或减小电击的危 险外,还能等化导 体间电位,防止导 体间产生危险的电 位差;保护接地还 能消除感应电的危 险。,61,TT系统,TT系统评价,62,TT统速断条件,采用TT系统时,被保护设备的所有外露导电部分均应同接向接地体的保护导体连接起来。采用TT系统应当保证在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值,即 TT系统主要用于低
23、压共用用户,即用于未装备配电变压器,从外面引进低压电源的小型用户。采用TT系统必须装用漏电保护器。,63,T T系统,地网接地成 T T 危险电压有降低 若无漏电保护器 难免白头送黑头,64,TN系统,保护接零原理和种类 TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电中性点之间金属性的连接,亦即与配电网保护零线的紧密连接。这种做法就是保护接零。 保护接零的原理如下图所示,当某相带电部分碰连商务外壳时,通过设备外壳形成该相对零线的单相短路,短路电流能促使线路上的短路保护元件迅速动作,从而把故障部分设备断开电源,消除电击危险。,65,TN系统分为TN-S、TN-C-S、TN-C三
24、种方式,工作零线即中性线,用N表示;保护零线即保护导体,用PE表示;工作零线与保护零线的共用线用PEN表示。,TN-S 用于有爆炸的危险和安全要求较高的场所,TN-C-S用于一般工业和民用系统场所,TN-C用于设备较小和安全要求不高的场所例只有2台大型电动机和几支灯。,66,2 保护方式协调 47,1000V以下的接零系统中,一般不允许有的设备只做接地而不做接零。,67,3 重复接地合格,(1) 重复接地定义 重复接地指零线上除工作接地以外其他点的再次接地。 (2) 重复接地的作用 a. 减轻零线断开或接触不良时电击的危险性 PE线、PEN线断开或接触不良后方又有设备漏电时,重复接地可降低后方
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