1、供配电安全技术培训,主讲人：,目录,基础知识,变、配电所电气设备的选择,变、配电所的工程交接验收,油断路器灭弧室的工作原理,变、配电设备的检修,变、配电所的管理,电压分类,高压与低压的划分：从人身安全角度划分（高压系统与低压系统）一相对地电压250V以上者为高压系统；一相对地电压250V以下者为低压系统。,电压分类,按设计、制造和安装规程划分额定电压在1000V以上者为高压；额定电压在1000V以下者为低压。,电压分类,此外尚有划分为低压、中压、高压、超高压和特高压者。划分并不严格低压-1000V及以下者；中压-1000V至10KV或35kV；高压-35kV或以上至110kV或220kV；超高2、压-220kV或330kV及以上的；特高压-800kV或1000kV及以上的我国高压系统额定电压,电力系统的额定电压,为使电气设备生产标准化，便于大量成批生产，使用中又易于互换，对发电、供电、受电等所有设备的额定电压都必须统一规定。电力系统额定电压的等级是根据国民经济发展的需要，考虑技术经济上的合理性以及电机、电器制造工业的水平发展趋势等一系列因素，经全面研究分析，由国家制定颁布的。我国1981年颁布的额定电压国家标准为(GB 156-80)。,我国高压系统额定电压,我国高压系统额定电压3，6，10，35，60，110，220，330，500，750，1000KV。（GB-156-80）,电力3、系统的额定电压,所谓电气设备的额定电压，就是能使发电机、变压器和一切用电设备在正常运行时获得最经济效果的电压。按照GB 156-80的规定，额定电压分为两类：,电力系统的额定电压,3KV及以下的设备与系统的额定电压此类额定电压包括直流、单相交流和3kv以下的三相交流等三种，如表所示。在国家标准中规定，受电设备的额定电压和系统的额定电压是一致的。供电设备的额定电压是指电源（蓄电池、交直流发电机和变压器二次绕组等）（蓄电池、交直流发电机和变压器二次绕组等）的额定电压。,3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应的最高电压,此类电压均为三相交流线电压，国家标准规定如下表所示。表中所列设备最高电压系指根4、据绝缘性和与最高电压有关的其他性能而确定的该级电压的最高运行电压。表中对13.8,15.75,18,.20 k V的设备最高电压未作具体规定，从表7-1和表7-2看出，电压在100 V以上的供电设备额定电压均高于受电设备额定电压。这样规定的原因如下：,3kV以上的额定电压及其对应的最高电压,发电机额定电压,1)考虑到发电机通过线路输送电流时，必然产生电压损失，因此规定发电机额定电压应比受电设备额定电压高出5%，用以补偿线路上的电压损失。,变压器绕组额定电压,2)变压器二次绕组额定电压高出受电设备额定电压的百分值，归纳起来有两种情况：一种情况高出10%，另一种情况高出5%。这是因为：电力变压器二5、次绕组的额定电压均指空载电压而言，当变压器满载供电时，由于其一、二次绕组本身的阻抗将引起一个电压降，使变压器满载运行时，其二次绕组实际端电压较空载时约低5，比受电设备额定电压尚高出5%。利用这个5补偿线路上的电压损失，受电设备可以维持其额定电压,变压器绕组额定电压,这种电压组合情况多用于变压器供电距离较远时。另一种情况变压器二次绕组额定电压比受电设备额定电压只高出5%，多适用于变压器靠近用户，配电距离较小时。由于线路很短，其电压损失可忽略不计。所高出的5电压，基本上用以补偿变压器满载时其一、二次绕组的阻抗压降。由于变压器一次绕组均连接在与其额定电压相对应的电力网末端，相当于电力网的一个负载，所6、以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。,电力网系统的额定电压,电力网系统的额定电压虽然规定和受电设备额定电压相同，但实际上电力网从始端到末端，由于电压损失的影响，各处是不一样的，距电源越远处的电压越低，并且随负荷的大小而变化。,电力网系统的额定电压,近年来，有些企业采用的大型生产机械日益增多，用电量剧增，所以已广泛采用35一110kV甚至更高的电压直接深人到负荷中心的供电方式。从发展趋势看，随着大规模生产的发展，35一1l0kV等级的电压将成为大型企业的高压配电电压。,电力系统概略图,工业企业电力负荷的分级,在工业企业中，各类负荷的运行特点和重要性不一样，它们对供电的可靠性和电7、能品质的要求则不相同。有的要求很高，有的要求很低，必须根据不同的要求来考虑供电方案。为了合理地选择供电电源及设计供电系统，以适应不同的要求，我国将工业企业的电力负荷按其对供电可靠性的要求不同划分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三个等级。,工业企业电力负荷的分级,一级负荷这类负荷在供电突然中断时将造成人身伤亡的危险，或造成重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来极大损失。因此一级负荷应要求由两个独立电源供电。而对特别重要的一级负荷，应由两个独立电源点供电。,独立电源的含义,所谓独立电源的含义是这样的，当采用两个电源向工业企业供电时，如果任一电源因故障而停止供电，另一电源不受影响，能继续供电，那么这8、两个电源的每一个都称为独立电源。凡同时具备下列两个条件的发电厂、变电站的不同母线均属独立电源：,独立电源的含义,1)每段母线的电源来自不同的发电机；2）母线段之间无联系，或虽有联系，但当其中一段母线发生故障时，能自动断开联系，不影响其余母线段继续供电。,独立电源的含义,所谓独立电源点主要是强调几个独立电源来自不同的地点，并且当其中任一独立电源点因故障而停止供电时，不影响其他电源点继续供电。例如，两个发电厂，一个发电厂和一个地区电力网，或者电力系统中的两个地区变电站等都属于两个独立电源点。,工业企业电力负荷的分级,特别重要的一级负荷通常又叫做保安负荷。对保安负荷必须备有应急使用的可靠电源，以便当9、工作电源突然中断时，保证企业安全停产。这种为安全停产而应急使用的电源称为保安电源。,工业企业电力负荷的分级,例如，为保证炼铁厂高炉安全停产的炉体冷却水泵，就必须备有保安电源。保安电源取自企业自备发电厂或其他总降压变电站，它实质上也是一个独立电源点。保安负荷的大小和企业的规模、工艺设备的类型以及车间电力装备的组成和性质有关。在进行供电设计时，必须考虑保安电源的取得方案和措施。,工业企业电力负荷的分级,二级负荷这类负荷如果突然断电，将造成生产设备局部破坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿，或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成一定损失。这类负荷允许短时停电几分钟，它在工业企业内占的10、比例最大。,工业企业电力负荷的分级,二级负荷应由两回线路供电，两回线路应尽可能引自不同的变压器或母线段。当取得两回线路确有困难时，允许由一回专用架空线路供电。,工业企业电力负荷的分级,三级负荷所有不属于一级和二级负荷的电能用户均属于三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。在工业企业中，一、二级负荷占的比例较大（占60一80%，即使短时停电造成的经济损失一般都很可观。,电力系统中性点运行方式,一、电力系统的中性点运行方式在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：电源中性点不接地；中性点经阻抗接地；中性点直接接地。前两种合称为小接地电11、流系统，亦称中性点非有效接地系统，或称中性点非直接接地系统。后一种中性点直接接地系统，称为大接地电流系统，亦称中性点有效接地系统。,电力系统中性点运行方式,我国3 66kV的电力系统，特别是3 10kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如果单相接地电流大于一定值时（3 10kV系统中单相接地电流大于30A,20kV及以上系统中单相接地电流大于10A时），则应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。我国110kV及以上的电力系统，则都采用中性点直接接地的运行方式。,电力系统中性点运行方式,电力系统电源中性点的不同运行方式，对电力系统的运行特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响，而且将影响系统12、二次侧的继电保护及监测仪表的选择与运行，因此有必要予以研究。,电力系统中性点运行方式,（一）中性点不接地的电力系统,电力系统中性点运行方式,系是对称的，三个相的对地电容电流IC0 也是平衡的，（为了讨论问题简化起见，假设图所示三相系统的电源电压和线路参数R,L,C都是对称的，而且将相线与大地之间存在的分布电容）统正常运行时，三个相的相电压UA,UB,UC用一个集中电容C来表示，）如图所示，因此三个相的电容电流的相量和为零，地中没有电流流过。各相的对地电压，就是各相的相电压。,电力系统中性点运行方式,当系统发生单相接地故障时，假设是C相接地，如图7-1a所示。这时C相对地电压为零，而A相对地电压13、UA=UA+（一UC)UAc,B相对地电压UB=UB+（一UC)UBc，如图7-17b所示。由图7-1b的相量图可知，C相接地时，完好的A,B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的 倍。,电力系统中性点运行方式,电力系统中性点运行方式,当c相接地时，系统的接地电流（电容电流）IC应为A、B两相对地电容电流之和，即 IC 一（IcAIc B）由图7-3的相量图可知，IC在相位上超前UC 90；而在量值上，由于I=IcA，而IcA UA/XC=UA/XC=IC0 因此 IC 3 I co即单相接地电容电流为正常运行时相线对地电容电流的3倍。,电力系统中性点运行方式,由于线路14、对地的电容C不好准确计算，因此Ico和IC也不好根据C值来精确地确定。中性点不接地系统中的单相接地电流通常采用下列经验公式计算：IC=式中，IC为系统的单相接地电容电流（单位为A);UN为系统额定电压（kV);LOh为同一电压UN的具有电联系的架空线路（over-head line）总长度（km)；Lcab为同一电压UN 的具有电联系的电缆线路（cable line）总长度（km)。,IC=,式中，IC为系统的单相接地电容电流（单位为A);UN为系统额定电压（kV);LOh为同一电压UN的具有电联系的架空线路（over-head line）总长度（km)；Lcab为同一电压UN 的具有电联系的15、电缆线路（cable line）总长度（km)。,IC=,电力系统中性点运行方式,必须指出：当中性点不接地系统中发生单相接地时，三相用电设备的正常工作并未受到影响，因为线路的线电压无论其相位和量值均未发生变化，这从图7-3的相量图可以看出，因此该系统中的三相用电设备仍能照常运行。但是这种线路不允许在单相接地故障情况下长期运行，以免再有一相发生接地故障时，形成两相接地短路，使故障扩大，这是不能允许的。因此在中性点不接地系统中，应装设专门的单相接地保护或绝缘监视装置。当系统发生单相接地故障时，发出报警信号，提醒供电值班人员注意，及时处理；当危及人身和设备安全时，则单相接地保护应动作于跳闸，切除故障16、线路。,电力系统中性点运行方式,（二）中性点经消弧线圈接地的电力系统 上述中性点不接地的电力系统有一种故障情况比较危险，即在发生单相接地故障时接地电流较大，将在接地故障点出现断续电弧。由于电力线路既有电阻R、电感L、又有电容C，因此在发生单相弧光接地时，可形成一个R-L-C的串联谐振电路，从而使线路上出现危险的过电压（可达相电压的2.5-3倍），这可能导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为了防止单相接地时接地点出现断续电弧，引起谐振过电压，因此在单相接地电容电流大于一定值（如前所述）的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。,电力系统中性点运行方式,电力系统中性点运行方式,图7-17、4是电源中性点经消弧线圈接地的电力系统单相接地时的电路图和相量图。消弧线圈实际上就是一个可调的铁心电感线圈，其电阻很小，感抗很大。当系统发生单相接地时，流过接地点的电流为接地电容电流IC。与流过消弧线圈（L)的电感电流I L之和。由于IC 超前UC90，而I L滞后UC90，因此I L与IC 在接地点相互补偿。当 I L与 IC 的量值差小于发生电弧的最小电流（称为最小生弧电流）时，电弧就不会产生，也就不会出现谐振过电压现象了。,在电源中性点经消弧线圈接地的三相系统中，与中性点不接地的系统一样，允许在系统发生单相接地故障时短时（一般规定为 2h）继续运行，但应有保护装置在接地故障时及时发出报警18、信号。运行值班人员应抓紧时间积极查找故障；在暂时无法消除故障时，应设法将重要负荷转移到备用线路上去。如发生单相接地会危及人身和设备安全时，则单相接地保护应动作于跳闸，切除接地的电力系统，在单相接地时，其他两相对地电压也要升高到线电压，即升高为原对地电压的 倍。,电力系统中性点运行方式,（三）中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统图7-5是电源中性点直接接地的电力系统发生单相接地时的电路图。这种系统的单相接地，即通过接地中性点形成单相短路K。单相短路电流k(1)比线路的正常负荷电流大得多，因此在此系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障，使系统的其他部分恢复正常运行。,电力系统中性点19、运行方式,电力系统中性点运行方式,中性点直接接地的系统发生单相接地时，其他两完好相的对地电压不会升高，这与上述中性点非直接接地的系统不同。因此中性点直接接地的系统中的供用电设备绝缘只需按相电压考虑，而无需按线电压考虑。这对110kV及以上的超高压系统是很有经济技术价值的。因为高压电器特别是超高压电器，其绝缘问题是影响电器设计和制造的关键问题。电器绝缘要求的降低，不仅降低了电器的造价，而且改善了电器的性能。因此我国110kV及以上超高压系统的电源中性点通常都采取直接接地的运行方式。在低压配电系统中，我国广泛应用的TN系统及在国外应用较广的TT系统，均为中性点直接接地系统，在发生单相接地故障时，一20、般能使保护装置迅速动作，切除故障部分，比较安全。如果再加装漏电保护器，则人身安全有更好的保障。,电力系统中性点运行方式,在现代化城市电网中，由于广泛采用电缆取代架空线路，而电缆线路的单相接地电容电流远比架空线路的大，因此采取中性点经消弧线圈接地的方式往往也无法完全消除接地故障点的电弧，从而无法抑制由此引起的危险的谐振过电压。因此我国有的城市（例如北京市）的10kV城市电网中性点采取低电阻接地的运行方式。它接近于中性点直接接地的运行方式，必须装设动作于跳闸的单相接地故障保护。在系统发生单相接地故障时，迅速切除故障线路，同时系统的备用电源投人装置动作，投入备用电源，恢复对重要负荷的供电。由于这类城21、市电网，通常都采用环网供电方式，而且保护装置完善，因此供电可靠性是相当高的。,低压配电系统的接地型式,二、低压配电系统的接地型式 我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（neutral wire，代号N)、保护线（protective wire，代号PE）或保护中性线（PENwire代号PEN)。,低压配电系统的接地型式,中性线（N线）的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。,低压配电系统的接地型式,保护线（PE线）的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电22、事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等）通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。,低压配电系统的接地型式,保护中性线（PEN线）的功能：它兼有中性线（N线）和保护线（PE线）的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。低压配电系统按接地型式，分为TN系统、TT系统和IT系统。,低压配电系统的接地型式,（一）TN系统 系统中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。这种接公共PE线或PEN线的方式，通称为“接零”。TN系23、统又分TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。,低压配电系统的接地型式,TN系统：在TN系统中，电源系统有一点直接接她，通过中性点引出中性线和保护线。根据中性线和保护线的布置，TN系统的型式有以下三种：TNS系统：在整个系统中有分开的中性线和保护线。TNC-S系统：系统中一部分中性线和保护线的功能合在一根导体上。TNC系统：在整个系统中，中性线和保护线的功能合在一根导体上。,注：第一个字母T表示电源系统的一点直接接地，第二个字母N表示设备的外露导电部分与电源系统接地点直接电气连接，字母S表示中性线和保护线是分开的，字母C表示中性线和保护线的功能合在一根导体上。因此，在TN系统中，只要将电24、气设备中需要接地的部分用导线与保护线或中性线连接即可。,低压配电系统的接地型式,低压配电系统的接地型式,1.TN-C系统（图1-20a)其中的N线与PE线全部合为一根PEN线。PEN线中可有电流通过，因此对某接PEN线的设备产生电磁干扰。如果PEN线断线，可使接PEN线的外露可导电部分带电而造成人身触电危险。该系统由于PE线与N线合为一根PEN线，因而节约了有色金属和投资，较为经济。该系统在发生单相接地故障时，线路的保护装置动作，将切除故障线路。TN-C系统在我国低压配电系统中应用最为普遍，但不适于对安全和抗电磁干扰要求高的场所。,低压配电系统的接地型式,2 TN-S系统（图7-6)其中的N线25、与PE线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE线。由于PE线中无电流通过，因此设备之间不会产生电磁干扰。PE线断线时，正常情况下不会使接PE线的设备外露可导电部分带电；但在有设备发生一相接壳故障时，将使其他所有接PE线的设备外露可导电部分带电，而造成人身触电危险。该系统在发生单相接地故障时，线路的保护装置动作，将切除故障线路。该系统较之TN-C系统在有色金属消耗量和投资方面有所增加。TN-S系统主要用于对安全要求较高（如潮湿易触电的浴室和居民住宅等）的场所及对抗电磁干扰要求高的数据处理和精密检测等实验场所。,低压配电系统的接地型式,3 TN-GS系统（图7-6）该系统的前一部分全部为TN-C系26、统，而后边有一部分为TN-C系统，有一部分则为TN-S系统，其中设备的外露可导电部分接PEN线或PE线。该系统综合了TN-C系统和TN-S系统的特点，因此比较灵活，对安全要求和对抗电磁干扰要求高的场所，宜采用TN-S 系统，而其他一般场所则采用TN-C系统。,低压配电系统的接地型式,（二）TT系统系统中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地，如图7-7所示。,TT系统 这种电源系统有一点直接接地，电气设备外露导电部分的接地与电源系统的接地电气上无关。电气设备的接地体可能是几台共用，也可能是一台独用(注：第一个字母T表示电源系统的一点直接接地；第二个字母T表示设备外露导电27、部分的接地与电源系统的接地电气上无关)。,低压配电系统的接地型式,由于TT系统中各设备的外露可导电部分的接地PE线是分开的，互无电气联系，因此相互之间不会发生电磁干扰问题。该系统如发生单相接地故障，则形成单相短路，线路的保护装置动作于跳闸，切除故障线路。但是该系统出现绝缘不良引起漏电时，因漏电电流较小可能不足以使线路的过电流保护动作，从而使漏电设备的外露可导电部分长期带电，增加了触电的危险，因此该系统必须装设灵敏度较高的漏电保护装置，以确保人身安全。该系统适用于安全要求及对抗电磁干扰要求较高的场所。这种配电系统在国外应用较为普遍，现在我国也开始推广应用。GB50096-1999住宅设计规范就规28、定：住宅供电系统“应采用TT,TN-C-S或TN-S接地方式”。,IT系统 这种电源系统的中性点不接地或通过阻抗接地。接在这种电网中的电气设备，应通过接地装置将设备的外壳与地相连(注：第一个字母I表示电源系统所有带电部分不接地或一点通过阻抗接地；第二个字母T表示设备外露导电部分的接地与电源系统的接地电气上无关)。,低压配电系统的接地型式,（三）IT系统系统中性点不接地，或经高阻抗（约1000）接地。该系统没有N线，因此不适于接额定电压为系统相电压的单相用电设备，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备。系统中所有设备的外露可导电部分经各自的PE线分别接地，如图7-6所示。由于IT系统中设备外露29、可导电部分的接地PE线也是分开的，互无电气联系，因此相互之间也不会发生电磁干扰问题。图7-6 低压配电的IT系统由于IT系统中性点不接地或经高阻抗接地，因此当系统发生单相接地故障时，三相用电设备及接线电压的单相用电设备仍能继续运行。但是在发生单相接地故障时，应发出报警信号，以便及时处理。,低压配电系统的接地型式,低压配电系统的接地型式,IT系统主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所，特别是矿山、井下等场所的供电。,上述种种措施，已被多年的实践经验证明是行之有效的，应继续贯彻执行。但也并不是十分完善的，应根据事物的发展规律，逐步改进，使之更加完善。另外，在触电伤亡事故中，有一部分可能和30、当事者的情绪和心理状态有关，要防止这类意外事故的发生，单纯依靠上述几种措施往往是难以奏效的。这就要求我们应尽可能地在设备上加装一定的安全技术装置，使得设备本身就具备能够制止某些违章作业的功能，以便在万一情况下能保护工作人员免遭触电伤害。,工厂供电系统接地与防雷,一、接地概念的与接地保护 1.电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接.称为接地。直接与大地接触的金属导体，称为接地体，连接接地体和电气设备的导线称为接地引线。,工厂供电系统接地与防雷,接地线中的电流通过接地体向地中作半球形扩散，该电流称为接地电流。由于大地中电阻的存在，接地电流向地中扩散的过程中，也就存在着不同的电位差。所以，接地体31、处的电位并不是零电位，即不是真正的“电气地”。试验证明，只有在远离接地体20m以外的地方，才是真正的“地”，即零电位。电气设备的接地部分到20m以外零电位之间的电位差，称为接地的对地电压UE，接地体周围的电位分布如图5.30.所示。,工厂供电系统接地与防雷,工厂供电系统接地与防雷,2.接地的种类 工厂供电系统和设备接地的方式有以下几种:(一)工作接地 在正常和事故情况下，为保证电气设备可靠地运行.将电气设备的某一部分进行接地，称为工作接地。如变压器、发电机、电压互感器的中性点接地等，都属该类接地。,保护接地,(2)保护接地保护接地是工矿企业及危险性环境下防止人身触电、确保电气设备安全运行的一项32、有效措施。在供配电系统中，一旦电气设备的绝缘击穿，发生了某相导体碰壳事故，电气设备的金属外壳便与该相导体同电位，此时，如果人身接触该金属外壳，便有可能发生人身触电事故。,保护接地,另外，应该澄清的是，不少文献经常将保护接地和接地保护这两个概念等同起来，从上叙述可见，实际上这是两个完全不同的概念，不应将它们混淆在一起。,(2)保护接地 电气设备的不带电金属外壳可能会由于绝缘损坏或其他难以预见的原因带电.为防止带电外壳危及人身安全的接地.称为保护接地。根据供电系统的中性点及电气设备的接地方式，保护接地可分为3种不同类型:即IT类、TN类以及TT类。,保护接地,l)IT系统(三相三线制）IT系统是对33、电源的小电流接地系统的保护接地方式，电气设备的不带电金属部分直接经接地体接地，如图5.31所示。当电气设备因故障金属外壳带电时，接地电容电流分别经接地体和人体两条支路通过，只要接地装置的接地电阻在一定范围内，就会使流经人体支路的电流被限制在安全范围。,保护接地,工厂供电系统接地与防雷,2)TN系统TN系统是对电源大电流接地系统的保护接地方式。工厂的低压配电系统大都采用三相四线制的中性点直接接地方式，根据电气设备的不同接地方法，IT系统又分为以下3种形式:TN一C系统配电线路中性线N与保护线PE接在一起，电气设备不带电金属部分与之相连，,工厂供电系统接地与防雷,工厂供电系统接地与防雷,在这种系统34、中，当某相相线因绝缘损坏而与电气设备外壳相碰时，形成较大的单相对地短路电流，引起熔断器熔断切除故障线路，从而起到保护作用。该接线保护方式适用于三相负荷比较平衡且单相负荷不大的场所，在工厂低压设备接地保护中使用相当普遍。,工厂供电系统接地与防雷,TN一S系统配电线路中性线N与保护线PE分开，电气设备的金属外壳接在保护线PE上，如图5.33所示。在正常情况下，PE线上没有电流流过，不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰，适用于环境条件较差，安全可靠要求较高以及设备对电磁干扰要求较严的场所。,工厂供电系统接地与防雷,工厂供电系统接地与防雷,TN一C一S系统该系统是TN一C与TN一S系统的综合，电气35、设备大部采用TN一C系统接线，在设备有特殊要求场合局部采用专设保护线接成TN一S形式，,工厂供电系统接地与防雷,工厂供电系统接地与防雷,3)TT系统TT系统是针对大电流接地系统的保护接地。如图5.35所示，配电系统的中性线N引出.但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地，与系统接地线不发生关系。同IT系统类似.当发生某相绝缘损坏与电气设备外壳碰接时，故障电流经接地体和人体两条支路通过.严格限制接地装置接地电阻，使之远远小于人体电阻，可以使通过人体支路的电流很小.限制在安全范围内。,工厂供电系统接地与防雷,二、保护接地的形式1.保护接地 保护接地的具体做法是将电气设备或电器装置的金属外36、壳通过接地装置同大地可靠地接地连接起来。,图6-2-1 保护接地作用的原理图（a）电动机无保护接地时；（b）电动机执行保护接地时,任务 6.2 电气设备的接地,在我国现将保护接地这种防护安全措施归入IT系统和TT系统。,图6-2-2 保护接地的TT系统,图6-2-3 保护接地的IT系统,任务 6.2 电气设备的接地,2.保护接零 保护接零是在中性点直接接地的供电系统中，将正常运行的电气设备不带电的金属外壳、框架等与供电系统中的零线（PE线）可靠地连接在一起。,图6-2-4 保护接零的TN系统接线图（a）TN-C系统（b）TN-S系统（c）TN-C-S系统,任务 6.2 电气设备的接地,6.2.37、3 接地电阻及其要求一、接地电阻 接地电阻是接地体的流散电阻与接地线和接地体电阻的总和。在数值上等于电气设备的接地点对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。接地电阻RE的表示式为 RE=UE/IE(式6-5)式中UE 接地电压(V)；IE 接地电流(A)。工频接地电流流经接地装置所呈现的接地电阻，称为工频接地电阻；雷电流流经接地装置时所呈现的接地电阻，称为冲击接地电阻。,任务 6.2 电气设备的接地,此外还有抗干扰接地，防静电接地等。（如发电机大轴）,工厂供电系统接地与防雷,一、工厂防雷保护 1.雷电现象及危害 雷电现象是一种自然现象。在雷雨季节，天空中悬浮的小水滴在其积聚成雷云的过程中，与空38、气产生强烈摩擦而带上不同电荷.当这些带有正电荷和负电荷的雷云聚积到一定程度时，正雷云对负雷云，或雷云对大地产生强烈的放电现象，并伴随产生强烈的闪光和轰鸣.从而出现雷电现象。在日常生活中我们知道.在不同地区，雷电活动的频繁程度是不一样的.它与当地地质结构、地物地貌、大气气流、地球纬度等都有关系。由雷电产生的过电压，其电压幅值可高达上亿伏，电流幅值可高达几十万安培，对工厂供电系统、生产设备和构筑物都会造成很大危害。必须根据工矿地区的地物、地貌、地质条件，以及雷电活动的频繁程度，对工厂的各种设施加以防雷保护。,工厂供电系统接地与防雷,雷电对工厂供电系统、构筑物、生产设备造成的危害，有直接和间接两种方39、式，主要是通过直击雷和感应雷来实现。直击雷，又称为直接雷击，它是指雷电直接击在地面建筑物、供配电网络及设备上，产生的热效应和力效应使这些物体烧毁或造成机械破坏。雷电击在输电线路上，不仅会危害线路本身，而且雷电沿导线传输到变、配电所，将危及变、配电所设备的安全。,工厂供电系统接地与防雷,感应雷，是指雷电对设备、线路或其他物体的静电感应所引起的过电压现象。如在户外输电线路上空若存在雷云，带电荷的雷云将对导线产生静电感应，相当于在导线上充以大量与雷云相异的电荷，并建立起相应的雷电感应电压.当雷云对附近地面或另一雷云放电后，导线上感应电荷将失去束缚而成为自由电荷，它在雷电感应过电压的推动下，以电磁波的40、速度向导线两侧冲击流动，从而形成感应过电压冲击波.该感应过电压可以达到300一500 kV.会给110 kV以下的设备造成危害。,工厂供电系统接地与防雷,此外，还有一种雷叫球雷，它能在空气中飘行或沿地面滚动。为防止球雷进人室内，一般用带有网眼的金属接地铁丝网装在变、配电所的通风窗处进行保护。,避雷器,二、雷电的形式雷电主要有四种形式：直击雷、感应雷、球形雷和雷电侵入波。,工厂供电系统接地与防雷,2.防雷保护的主要措施(l)防直击雷保护 防直击雷最常见的措施是用避雷针、避雷线以及避雷带、网保护。避雷针等的作用实际上并不是“避雷”，而是“引雷”.它是将雷电引向自身并安全导入大地，从而保护附近的构筑41、物和设备免受雷击。避雷针主要由接闪器、引下线和接地体3部分组成，如图5.25所示。避雷针的保护范围.用对直击雷的保护空间来表示。必须指出的是，避雷针并不能给被保护对象提供绝对的安全保护，只能大大减少雷击损害的风险。避雷针保护范围计算我国过去是按“折线法，来进行的.现根据国际电工委员会IEC防雷标准文件规定，正逐步采用“滚球法.确定计算。,三、雷电的危害1.雷电的机械效应 雷电所产生的电动力，可摧毁电力设备、杆塔和建筑物，甚至伤害人和牲畜。2.雷电的热效应 雷电在产生强大电流的同时，也产生很高的热量，可以烧断导线和烧毁其他电力设备。3.雷电的电磁效应 雷电可以产生很高的过电压，击穿电气绝缘，甚至42、引起火灾和爆炸，造成人身伤亡。4.雷电的闪络放电 雷电的闪络可以造成绝缘子损坏、断路器跳闸、线路停电或引起火灾等等危害。,工厂供电系统接地与防雷,图6-1-1 独立避雷针及其保护范围（）独立避雷针的构造；（b）避雷针的保护范围1接闪器（针尖）；2杆塔；3接地引下线；4接地极,变配电所的防雷,折线法：,2.避雷针的保护范围及计算方法单支避雷针的保护范围：每个空间内不同高度上的保护半径和避雷针的高度的关系式为：HxH/2时 rx=(H-Hx)Kh=HaKh HxH/2时 rx=(1.5H-2Hx)Kh 当H30m时，Kh=1，当120mH30m时，,任务 6.1 变配电所的防雷,工厂供电系统接地与43、防雷,“滚球法是用一定半径的假想球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及避雷针接闪器和地面.而不触及需要保护的部位时，则该部位就在避雷针的保护范围内。,采用“滚球法的保护范围与假定的滚球半径有关，我国最新编制的(建筑物防雷设计规范)对滚球半径(hr)作了如下规定:对第一类防雷建筑物，滚球半径取20m;第二类防雷建筑物取30m;第三类取60m。,工厂供电系统接地与防雷,l)单支避雷针保护范围单支避雷针保护范围，确定范围大小方式如下:hr 滚球半径,工厂供电系统接地与防雷,当避雷针高度hhr时.在距地面hr处作一平行于地面的直线.然后以针尖为圆心，hr为半径作弧，相交于平行线A、B两点，再以A44、B为圆心，hr为半径作弧线.与地面和针尖相切，从该弧线起到地面止的整个锥形空间就是保护范围。避雷针在hx高度平面上的保护半径由下式确定,工厂供电系统接地与防雷,当避雷针高度hhr时.在避雷针上取高度hr为一点代替单支避雷针针尖为圆心，其余作法同前hhr的作法。,工厂供电系统接地与防雷,*,变电所对直击雷的防护1避雷针的构造 避雷针由接闪器、接地引下线和接地体三部分组成，是防直击雷最有效的防范措施。2.避雷针的保护范围及计算方法单支避雷针的保护范围：每个空间内不同高度上的保护半径和避雷针的高度的关系式为：HxH/2时 rx=(H-Hx)Kh=HaKh HxH/2时 rx=(1.5H-2Hx)K45、h 当H30m时，Kh=1，当120mH30m时，,感应雷的防护,阀型避雷器的工作原理阀型避雷器的组成及特性（）阀型避雷器的构成；（）阀型避雷器的特性曲线,感应雷的防护,管型避雷器工作原理,管型避雷器 管型避雷器也称为排气管式避雷器，由产气管、内部间隙和外部间隙等3部分组成。,金属氧化物避雷器 金属氧化物避雷器又称压敏避雷器，是一种没有火花间隙的新型避雷器。金属氧化物避雷器目前已广泛应用到电气设备的防雷保护中。它具有保护性能好，通流能力强，体积小，安装方便等优点，随着其制造成本的降低，金属氧化物避雷器的应用会越来越广泛。,阀型避雷器用途：防止配电线路受雷击时，雷电波向导线两端流动，会造成与线路46、接线的电气设备遭受损坏，并且雷电波会沿线路侵入变配所（室）损坏电气设备。10KV及以下的两电线路的防雷措施主要依靠阀型避雷器。,阀型避雷器爆炸的原因爆炸原因：过电压；阀片电阻不合格；密封不良受潮、进水。（1）10kV不接地系统发生单相直接接地，使其它两相电压升高至线电压，在持续较长的过电压作用下，可能使避雷器爆炸。（2）系统发生铁磁谐振过电压，可能使避雷器放电，烧毁内部元件而引起爆炸。（3）当线路受雷击时，避雷器工作后，由于本身火花间隙灭弧能力差，如火花间隙承受不住恢复电压而击穿，则重新燃弧，出现工频续流。使阀片电阻烧毁而发生爆炸。（4）阀片电阻不合格，残压虽燃降低了，但续流增大，间隙不能灭弧47、，长时间通过续流而烧毁发生爆炸。（5）避雷器瓷套管密封不良，受潮、进水而引起爆炸。,运行中阀型避雷器瓷套管发生裂纹的处理方法 应根据实际情况采取下列方法处理：（1）如有备件，并在试验有效期内，向有关部门申请停电，得到批准后采取可靠停电措施，将故障避雷器换掉。（2）无备件，在考虑不致危胁系统安全运行情况下，可在较深的裂纹处涂漆或环氧树脂等防潮措施，并安排短期内换掉。（3）如遇雷雨天气，尽可能不使避雷器退出运行，待雷雨过后处理。（4）当避雷器因瓷裂纹而造成放电，但还未接地，应断开断路器停用避雷器，以免造成事故扩大。（5）更换的避雷器，应是试验合格，并在有效期内的。,工厂供电系统接地与防雷,(3)防48、雷接地 避雷保护装置所用的接地称为防雷接地。（如避雷器接地）由于防雷接地导泄雷电流入地.电流密度相当大.因而对防雷接地的接地装置有特殊要求。举例：525,影响电气安全的因素,随着科学技术的飞速发展，电力得到广泛应用，电已经成为动力、照明、加热、控制、信号和通信等领域的主要能源，电气设备的使用遍布工矿企业和民用建筑等各个方面。如果电气设备安装不恰当，使用不合理，维修不及时，尤其是电气工作人员如果缺乏必要的电气安全知识，不仅会造成电能浪费，而且会发生电气事故，危及人身安全，给国家与人身带来重大损失。电气事故已成为引起人身伤亡、爆炸和火灾事故的重要原因。因此，电气安全已日益得到人们的关注和重视。,影49、响电气安全的因素,电气安全主要包括人身安全与设备安全两个方面。人身安全是指在从事工作和电气设备操作使用过程中人员的安全，设备安全是指电气设备及有关其它设备、建筑的安全。,影响电气安全的因素,(1)环境因素：环境对电气安全的影响有自然及非自然因素，自然因素主要是指雷电、静电等；非自然因素主要是指系统工作的环境因素，如温度、湿度、通风等。电气设备在正常或非正常状态下的一些电气现象也将对周围环境产生影响，如电火花、电磁波对环境的影响。从环境因素分析，电气事故的引发因素有：雷电、静电、高温、高湿、化学污染、高粉尘等。相应的措施有：雷电、静电防护技术，防火、防爆、防污染技术等。,影响电气安全的因素,(250、)电气设备本身：电气事故的引发因素有短路、过载、断相、漏电和元器件失效等。相应的措施有短路、过载、断相和漏电的保护技术，以及加强元器件的筛选和维护等。(3)人为因素：通常电气设备或线路均处于正常状态下所发生的事故，多数是由于违反操作规程等管理性原因造成的。相应的技术措施有：安全人机技术，外露带电导体的防护技术，完善规章制度及操作规程等。可见，电气事故往往不是由单一原因引起的，为了确保电气安全，必须采取包括技术和组织管理等多方面的措施。,防雷变压器工作原理,才p109,漏电保护器工作原理,电气事故的特点,1电气事故危害大 电气事故的发生伴随着危害和损失，严重的电气事故不仅带来重大的经济损失，甚至51、还可造成人员的伤亡。发生事故时，电能直接作用于人体，会造成电击；电能转换为热能作用于人体，会造成烧伤或烫伤；电能脱离正常的通道，会形成漏电、接地或短路，构成火灾、爆炸的起因。电气事故在工伤事故中占有不小的比例，据有关部门统计，我国触电死亡人数占全部事故死亡人数的5左右。,电气事故的特点,2 电气事故危险直观识别难 由于电既看不见、听不见，又嗅不着，其本身不具备人们直观识别的特征。由电所引发的危险不易被人们所察觉和识别。因此，电气事故往往来得猝不及防、潜移默化。,电气事故的特点,3电气事故的防护研究具有综合性 电气事故的机理除了电学之外，还涉及许多相关学科。不仅要研究电学，还要将力学、化学、生物52、学、医学等许多其它学科的知识综合起来进行研究。在电气事故的预防上，既要有技术上的措施，又要有管理上的措施，这两方面是相辅相成、缺一不可的。在技术方面，预防电气事故的主要措施是进一步完善传统的电气安全技术，研究出现电气事故的机理及其对策，开发电气安全领域的新技术等。在管理方面，主要是健全和完善各种电气安全组织管理措施。一般来说，电气事故的共同原因是安全组织措施不健全和安全技术措施不完善，必须重视防止电气事故的综合措施。,2电气事故的种类与危害性,2电气事故的种类与危害性 电气事故从劳动保护的角度出发可分为触电事故、雷电事故、静电事故、电磁场伤害事故和电气系统故障危害事故等。21触电事故 触电事故53、的发生多数是由于人直接碰到了带电体，或者接触到因绝缘损坏而漏电的设备，或者是站在发生接地故障点的周围。触电事故的主要形式可分为电击和电伤两大类。,2电气事故的种类与危害性,1 电击：电击是电流通过人体内部，破坏人的心脏、肺部以及神经系统，直至危及人的生命。绝大部分的触电死亡事故都是由电击造成的。电击对人体的效应是由通过的电流决定的，而电流对人体的伤害程度是与通过人体电流的强度、种类、持续时间、通过途径及人体状况等多种因素有关。对于低压系统，在通过电流较小、通电时间不长的情况下，电流引起人的心室颤动是电击致死的主要原因；在通电时间较长、触电电流更小的情况下，窒息也会成为电击致死的原因。,2电气事54、故的种类与危害性,由于人体触及带电导体、漏电设备的外壳和其它带电体，以及电容器放电，都可能导致电击。按照人体触及带电体的方式，电击可分为以下几种情况：,2电气事故的种类与危害性,(1)单相触电。是指当处于地电位的人体触及一相带电体所引起的电击，此时人体所承受的电压为相线对地电压，即相电压。发生电击时，所触及的带电体为正常运行的带电体时，称为直接接触电击。而当电气设备发生事故时(例如绝缘损坏，造成设备外壳意外带电的情况下)，人体触及意外带电体所发生的电击称为间接接触电击。根据国内外的统计资料，单相触电事故占全部触电事故的70以上。因此，防止触电事故的技术措施应将单相触电作为重点。,2电气事故的种55、类与危害性,(2)两相触电。是指人体的两个部位同时触及同一系统的两相带电体所引起的电击。在此情况下，人体所承受的电压为三相系统中的线电压，是相电压的3倍，电流将全部通过人体而短路，其危险性也较大。两相触电大多数是在带电工作时发生的，并且各相带电体间的距离越近，两相触电越容易发生。两相触电是最危险的触电。(3)跨步电压触电。是指站立或行走的人体，受到出现于人体两脚之间的电压，即跨步电压作用所引起的电击。,2电气事故的种类与危害性,这类事故多发生在故障设备的接地点附近，如架空线断裂落在地面上，或在雷击时避雷针接地极附近，由于接地电流或雷击放电电流通过，在接地点周围地面上分布着电压。当人走进这一区域56、时，将因跨步电压的作用而发生严重的触电事故。人受到跨步电压作用时，电流从一只脚，经过腿、胯部流到另一只脚。虽然电流没有通过人体的全部和重要器官，但当跨步电压较高时，就会发生双脚抽筋而倒在地上，这时就有可能使电流通过人体的重要器官而造成严重后果。为此，安全工作规程要求人们在户外不要走进距断线落地点8m以内的地段，在户内不要走近4m以内的地段。若必须接近时，一定要穿绝缘靴。,2电气事故的种类与危害性,(4)与带电体的距离小于安全距离。当人体与带电体的空气间隙小于最小安全距离时，虽未与带电体相接触，也有可能发生触电事故。这是因为空气间隙的绝缘强度是有一定限度的，当绝缘强度小于电场强度时，空气将被击穿57、。此时人体常为电弧电流所损伤。因此，安全规程中对不同电压等级的电气设备，都规定了最小允许安全距离。,2电气事故的种类与危害性,2电伤 电伤是指由电流的热效应、化学效应或机械效应等对人体所造成的伤害。电伤多见于肌体的外部，往往在肌体表面留下伤痕。常见的电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等多种伤害。电烧伤是最为常见的电伤，大部分触电事故都含有电烧伤成分。电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。,2电气事故的种类与危害性,电弧烧伤是由弧光放电造成的烧伤，也是最常见、最严重的电伤。弧光放电时电流很大，能量也很大，电弧温度高达数千摄氏度，可造成大面积的深度烧伤，严重时能将肌体组织烘干、烧焦。电58、弧烧伤既可以发生在高压系统，也可以发生在低压系统。在低压系统中，带负荷(特别是感性负荷)拉开裸露的刀开关时，产生的电弧可能烧伤人的手部和面部；线路短路，跌落式熔断器的熔丝熔断时，炽热的金属微粒飞溅出来也可能造成灼伤；因误操作引起短路也可能导致电弧烧伤人体等。在高压系统中由于误操作会产生强烈电弧，把人严重烧伤，人体过分接近带电体，其间距小于放电距离时，会直接产生强烈电弧对人放电，造成电弧烧伤，严重时会因电弧烧伤而死亡。,2电气事故的种类与危害性,电烙印是电流通过人体后，由于电流的化学效应或机械效应的作用，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕，同烙印一般，叫作电烙印。斑痕处皮肤呈现硬变59、，表层坏死，失去知觉。此外，金属微粒因某种化学原因渗人皮肤，可使皮肤变得粗糙而坚硬，导致皮肤金属化，形成所谓“皮肤金属”。电烙印和皮肤金属化都会对人体造成局部伤害。机械损伤多数是由于电流作用于人体，使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。其损伤包括肌腱、皮肤、血管、神经组织断裂以及关节脱位乃至骨折等。,2电气事故的种类与危害性,22雷电事故 雷电是大气中的一种放电现象。雷电放电具有电流大、电压高的特点。强大的雷电流通过被击物体时，产生大量的热量，使物体遭到破坏。人体遭到雷击时，会立即引起心脏纤维性颤动，导致死亡；或者人体组织受到严重破坏，所以雷击触电者下肢皮肤常有焦死或者树枝状的放电痕迹；雷击还可60、以使人心理上发生变化而引起中毒，有时会在雷击触电发生几小时后突然死亡。,2电气事故的种类与危害性,23静电事故 静电现象是一种常见的带电现象，如雷电或电容器残留电荷、摩擦带电等。在生产和生活中，一些不同的物质相互接触和分离或互相摩擦就会产生静电。例如生产工艺中的挤压、切割、搅拌、喷溅、流动和过滤，以及生活中的行走、起立、穿脱衣服等都会产生静电。静电有一个很大的特点就是静电电量不大而静电电压很高，有时可高达数万伏，甚至10万v以上。静电电量虽然不大，不会直接使人致命，但其电压很高，很容易发生放电，出现静电火花。这样，在有可燃液体的作业场所(如油料装运等)，可能因静电火花引起火灾；在有气体、蒸气爆61、炸性混合物或有粉尘、纤维爆炸性混合物的场所，可能因静电火花引起爆炸。当人体接近带静电物体的时候，或带静电电荷的人体接近接地体时，会发生电击伤害。另外，在某些生产过程中，静电的物理现象还会对生产产生妨碍，导致产品质量不良，电子设备损坏，造成生产故障，乃至停工。,2电气事故的种类与危害性,24电磁场伤害事故 专家们经过研究认为，空间电磁波可以通过人体皮肤及其它器官，汇集于大脑，干扰人们的植物神经和中枢神经。射频是泛指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率为100kHz以上的频率。在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。过量的辐射可引起中枢神经系统的机能障碍，出现神经衰弱症候群等临62、床症状；可造成植物神经紊乱，出现心率或血压异常，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等；可引起眼睛损伤，造成晶体浑浊，严重时导致白内障；可使睾丸发生功能失常，造成暂时或永久的不育症，并可能使后代产生疾患；可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤等。在高强度的射频电磁场作用下，还可能产生感应放电，造成电引爆器件发生意外引爆。此外，当受电磁场作用而感应出的感应电压较高时，会给人以明显的电击。,2电气事故的种类与危害性,国外有医学文献记载，经常工作于高频装置附近的人员，会发生精神疲倦、手抖、头痛、失眠等现象，要在工作结束很长时间后上述症状才能消除，身体才能恢复，所以高频电磁场对人体有害。,2电气事故的种类与危63、害性,25电气系统故障危害事故 电气系统故障危害是由于电气设备发生事故和电路发生事故而产生的。断线、短路、接地、误合闸、误跳闸、电气设备或电气元器件损坏、电子设备受电磁干扰而发生误动作等都属于电路故障。系统中电力线路或电气设备的故障也会导致人员伤亡及重大财产损失。电气系统故障危害主要体现在以下几方面：,2电气事故的种类与危害性,1火灾和爆炸事故电力线路、开关、熔断器、插座、照明器具、电热器具、电动机等均可能引起火灾和爆炸；电力变压器、多油断路器等电气设备不仅有较大的火灾危险，还有爆炸的危险。在火灾和爆炸事故中，电气火灾和爆炸事故占有很大的比例。,2电气事故的种类与危害性,2异常带电事故 电气系64、统中，正常不带电的部分因电路故障而异常带电，可导致触电事故发生。例如：电气设备因绝缘不良产生漏电，使其金属外壳带电；高压线路发生接地故障时，在接地点附近呈现出较高的跨步电压，形成触电的危险条件。,2电气事故的种类与危害性,3异常停电事故在某些特定场合，异常停电会造成设备损坏和人身伤亡。如煤矿通风机因骤然停电而停机，将导致井下瓦斯、煤尘积聚，会引发爆炸和人身伤亡事故；医院手术室可能因异常停电而被迫停止手术，无法正常施救而危及病人生命；异常停电还可能引起电子计算机系统的故障，造成难以挽回的损失。,113触电事故的发生规律,大多数触电事故是由于触电者缺乏电气安全知识，电气工作人员在工作中麻痹疏忽，违65、反安全操作规程，以及对电气设备运行监视不严，维修不善，检修不及时，检修质量差，造成电气设备绝缘下降，甚至漏电碰壳，当人触及电气设备时，便发生触电伤亡事故。可见，触电事故的发生是有规律可循的，它为制定安全措施最大限度地减少触电事故的发生提供了有效依据。触电事故的发生具有以下的规律。,113触电事故的发生规律,1触电事故具有季节性70-80的触电事故，集中在69月份。其原因主要是这段时间正值炎热季节，人体汗多，人体电阻小，相应增大了触电的危险性。另外，这段时间潮湿多雨，电气设备的绝缘水平下降。再有这段时间正值工农业用电高峰，用电量大，设备满负荷运行，使触电事故也随之增加。,113触电事故的发生规律66、,2低压触电事故多于高压触电事故其主要原因是低压设备远多于高压设备，与低压设备接触的人相对较多，且缺乏电气安全知识。因此，应当将低压方面作为防止触电事故的重点。应当在低压系统中推广使用漏电保护装置从而使低压触电事故得到大大降低。,113触电事故的发生规律,3农村触电事故多主要原因是农村用电条件较差，设备较简陋，技术力量相对薄弱，管理不严，群众的电气安全知识缺乏等，从而造成农村触电事故比例较高。4冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多这些行业由于存在工作现场环境复杂(潮湿、高温)，移动式设备和携带式设备多，现场金属设备多等不利因素，使触电事故相对较多。,113触电事故的发生规律,5青年、中年人触电67、事故多这主要是因为这层次的人员是电气设备操作人员的主体，他们直接接触电气设备，部分人还缺乏电气安全的知识，在工作中冒失、蛮干，甚至违章作业，造成触电事故。6携带式设备和移动式设备触电事故多这主要是因为这些设备经常移动，在移动中拉破绝缘，外壳又无安全接地，当人触及带电外壳时就容易引起触电事故。,12国内外电气安全研究现状,随着科学技术的进步和发展，各国都在积极研究并不断推出先进的电气安全技术，完善和修订电气安全技术标准和规程，这对于保护劳动者的安全与健康，保证和提高电气设备的安全性能都是十分重要的。,121国外情况,国外工业国家一般用技术法规(指令)来控制电气产品安全水平，作为市场准入的法律依据68、。世界贸易组织(WTO)的贸易技术壁垒协定(WTOTBT)由技术法规、标准、合格评定组成，是国际非关税贸易的游戏规则。技术法规是政府行为，标准是专家行为，合格评定是第三方行为。技术法规能规定某一类产品要符合标准，通过第三方认证等许可证制度使标准强制实施。在运行机制上，技术法规与标准是分离的。因此，通过引入强制性安全规范，制定电气安全规范等强制性标准，不失为一种保证电气安全的有效手段。,121国外情况,德国在1893年成立了“德国电气工程师协会(vDE)”，主要从事职业教育，制定电气设备与附件的安全标准体系。在对电气安全技术研究的基础上，1986年德国制定了第一部电气设备的安全规范。,121国外69、情况,随着1994年日本法律的改革，日本电气产品的安全认证，由原来的电气设备和材料控制的政府执法组织批准，转变为自我声明和由第三方认证的形式，从而使日本的电气产品安全认证形式与国际惯例接轨.日本目前认证检测所执行的标准有两类：一类是与日本特别标准(电气设备和材料控制法中关于技术要求的部长级法令)一致的标准，另一类是与IEC一致的标准。,121国外情况,为了防止电气事故和人员伤亡，美国于1994年设立了国家电气安全基金会(TheNational Electrical Safety Foundation)，其主要宗旨是：通过提供电气安全教程促使公众了解电气安全知识，为教育和非赢利性组织提供电气安全70、教程，提供电气安全信息资源，主办国家电气安全月。由于美国特别重视电气安全技术的研究、电气安全知识的宣传和普及工作，并大力提倡在低压系统中安装使用漏电保护器，使电气安全事故大大下降。据美国消费者产品安全委员会(The USConsumer Product Safety Comanision)调查，1987年与电气产品相关的每百万人触电死亡率为128，而到了1997年，该比率下降到了071，减少了45。,122国内情况,我国目前的电气安全水平与发达国家相比，还存在着较大的差距，电气安全理论研究和实际应用的发展也较缓慢。近几年来，我国平均1亿kwh电触电死亡1人，是发达国家的2030倍。特别是近年来71、，一些特殊行业对电气安全问题重视不够，使电气事故频发。因此，提高我国的电气安全水平已是当务之急。,122国内情况,近20年来，我国的用电安全水平得到了大幅度的提高，尽管我国的用电量迅速增加，供电区域迅速扩大，而每年触电死亡人数的绝对值却呈下降趋势。特别是近年来，随着双重绝缘、电气隔离、漏电保护等防触电新技术的应用，对于减少触电事故已经取得了明显的效果。我国在农村推广使用漏电保护器后，触电死亡事故减少了l2。,122国内情况,我国是一个用电相对落后的国家，用电状况又十分复杂，发展也不平衡。同时，随着各国不同电气设备的引进，随着科学技术的发展，必将出现新的电气安全问题。因此，必须研究防触电领域里的72、新问题。,触电的危险及防护,电流对人体危害是多方面的电流通过人体，将会引起人体的生理反应及肌体的损坏。有关电流人体效应的理论和数据对于制定防触电技术的标准，鉴定安全型电气设备。设计安全措施，分析电气事故，评价安全水平等是必不可少的。,21触电的危险因素,根据对触电事故的分析及实验资料可知，触电的危险性与很多因素有关。如电流的种类和频率，电流的大小和通过的途径，作用于人体的电压，触电时间的长短，以及人体电阻的高低等，都会影响到触电的危险程度。,211流过人体的电流,流过人体的电流又叫人身触电电流，它是直接影响人体安全的重要因素。实践证明，并不是所有的触电都会导致人的死亡，就大多数触电案例来看，触73、电后自己能主动摆脱电源者居多数。若触电后不能摆脱电源，就会造成死亡。触电后能否自己脱离电源，由触电时流过人体的电流大小决定。通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，引起心室颤动所需的时间越短，致命的危险越大。按照不同电流通过人体时的生理反应，可将作用于人体的电流分为以下三类：,211流过人体的电流,(1)感知电流使人体有感觉的最小电流称为感知电流。成年男性平均感知电流约11mA(工频)；成年女性约为07mA(工频)；直流电约为5mA。感知电流一般不会对人体造成伤害，但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。,211流过人体的电流,(2)摆脱电流 人体触电后能自行摆脱电源的最大电流称为摆脱74、电流。成年男性平均摆脱电流约为16mA(工频)以下；成年女性平均摆脱电流约为105mA(工频)；直流电约为50mA；儿童的摆脱电流较成人要小。,211流过人体的电流,(3)致颤电流在给定条件下，引起心室纤维性颤动的最小电流称为致颤电流。由于心室颤动几乎终将导致死亡，因此，可以认为，致颤电流即致命电流。致颤电流与电流持续时间关系密切。当电流持续时间超过心脏周期时，致颤电流仅为50mA左右。当电流持续时间短于心脏周期时，致颤电流为数百毫安。当电流持续时间小于0Is时，只有电击发生在心脏易损期，500mA以上乃至数安的电流才能够引起心室颤动。,211流过人体的电流,212人体电阻人体触电时，人体电阻75、是决定人身触电电流大小、人对电流的反应程度和伤害的重要因素。一般讲，当电压一定时，人体电阻越大，通过人体的电流也就越小，反之，则越大。所谓人体电阻，乃指电流所经过人身组织的电阻之和。它包括两个部分，即内部组织电阻和皮肤电阻。前者与接触电压和外界条件无关，而后者随皮肤表面干湿程度和接触电压而变化。,211流过人体的电流,内部组织电阻是由肌肉组织，血液和神经等组成，其电阻较小，并且基本上不受外界的影响，一般不低于500。皮肤电阻是指皮肤表面角质层的电阻，它是人体电阻的重要组成部分。因为皮肤表面角质层是一层不完善的电介质，厚度约为0005-02mm，电阻较大，而且并不固定，常受外界条件的影响。如果皮76、肤表面角质层完好，而且皮肤干燥，并在低电压作用下，其电阻值可高达10k 以上。皮肤电阻是一个非线性元件，当接触电压不同时，其阻值差异很大，例如当电压在5001000V时，这一电阻便下降为lk。当条件变坏时，如角质层损伤、皮肤受潮、多汗或有导电性的粉尘等，其电阻值便会急剧降低。皮肤电阻还同人体与带电体的接触面积及压力有关，这正如金属导体连接时的接触电阻一样，接触面积愈大，压力愈大，电阻则愈小。,211流过人体的电流,不同类型的人，皮肤电阻差异很大，因而使人体电阻差异也大。所以在同样条件下，有人发生触电死亡，而有人能侥幸不受灾害。但必须记住，即使平时皮肤电阻很高，如果受到上述各种因素的影响，仍有触77、电伤亡的可能。一般情况下，人体电阻主要由皮肤电阻来决定，人体电阻一般可按l2k考虑。,211流过人体的电流,213作用于人体的电压 流经人体的电流，与作用于人体的电压高低有着直接的关系。一般讲，人体电阻一定时，电压越高，则通过人体的电流就越大，但并非线性关系，如图2-l所示。这是因为人体电阻并不是固定不变的。随着作用于人体电压的增高，人体皮肤表面的角质层有类似介质击穿作用，使人体电阻急剧下降，致使电流迅速增加，形成严重的触电事故。,211流过人体的电流,211流过人体的电流,214触电的持续时间电流对肌体的作用，决定于许多相互关联的因素，其中主要是电流的强度和持续的时间。在短暂(注：指持续时间78、低于1-3s)的电流作用下，一般讲，电流通过人体的时间越长，对人体组织破坏越厉害，后果越严重，允许的人体电流值就越小。,211流过人体的电流,215电流类型及频率电流的种类不同，触电的危险程度也不同。尽管许多研究者对人身触电电流的类型和频率作过比较和评定，但直到现在，对这个问题仍未取得一致意见。如在同样的电压下，用比较法研究交流和直流的危险性，就没有得出确定的倍数关系，说明还存在一些不明的原因。一般讲，直流的危险性比交流小，这不仅是因为人体电气参数有交、直流之分，而且不同类型的电流，作用到活的肌体上，所引起的生理反应也不同。,211流过人体的电流,216电流通过的途径电流通过人体的头部会使人昏79、迷，或对脑组织产生严重损坏而导致死亡；通过人体脊髓时会使人半截肢体瘫痪；通过中枢神经或有关部位，会引起中枢神经系统强烈失调而导致死亡；通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会致使心脏停止跳动，从而导致血液循环中断而死亡。因此，电流通过心脏、呼吸系统和中枢神经系统时，其危害程度比其它途径要大。实践也已证明，电流从一只手到另一只手或从手到脚流过，触电的危害最为严重，这主要是因为电流通过心脏，引起心室颤动，使心脏停止工作，直接威胁着人的生命安全。因此，应特别注意，勿让触电电流经过心脏,人身触电电流计算,对于一些特殊场合，如煤矿井下，此单相接地电流值将大大超过安全火花电流值，足以引起煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸80、，对煤矿井下安全生产是非常不利的。因此，我国的煤矿安全规程明确规定：中性点直接接地的变压器或发电机不允许直接向井下供电。,另外，对于上述单相接地电流值，并不一定能使短路保护装置动作或熔断器的熔体熔断。为此，对于中性点直接接地的供电系统来讲，还必须采取相应的保护接零措施。有了保护接零以后，单相接地变成了单相短路，其短路电流便足以使短路保护装置(如过流保护、熔断器或自动开关)可靠地动作，及时将故障部分切除，使系统的其它部分恢复正常运行。,22不同情况下的允许电流和安全电压,我们在讨论触电防护措施时，总是首先关心允许电流和安全电压的问题，因为它和安全工作的关系极大。安全电压是制订安全措施和进行保安设81、计的依据，安全电压如果规定得过低，对人身安全虽有好处，但将增加投资甚至会造成不必要的浪费。反之，如果把安全电压定得过高，虽然能满足经济性的要求，但会对人身安全造成威胁。因此在保证安全的前提下尽可能地提高经济性，这是合理确定安全电压的原则。,22不同情况下的允许电流和安全电压,实际上触电对人体产生直接影响的是触电电流而不是电压，如果假定安全电压指的是作用于人体的有效值，而且取人体电阻为一定数值，这样一个允许电流值就和某一安全电压相对应。在实际使用中，由于电压是更便于测量和说明的一个参数，所以习惯采用安全电压来作为遵循的指标，而不采用允许电流作为安全指标。,22不同情况下的允许电流和安全电压,2282、1允许电流 触电的特定条件和场合不同，触电后的危险程度也不相同。因此确定允许电流的原则以及允许电流的大小也就各不相同。例如，在某些情况下，触电后电源的存在时间是十分短暂的，经过一定时限后即能自动消除，因此当人体触及该电源时，无论是否能自主摆脱，经过一定时间后，都会因为触电电源自动消失而摆脱，因此使得触电的持续时间有一定的界限。而触电的后果又和电流的持续时间有密切的关系，这就使得在确定允许电流值时，必须考虑触电时间长短的影响，大接地电流系统的接触电压和跨步电压引起的触电就属于这种情况。,22不同情况下的允许电流和安全电压,由于触电死亡事故大多由于心室颤动引起，可把不至引起心室颤动，而为人所能忍受83、的极限电流，作为允许电流值。因此，当触电电源能自动消除时，确定允许电流时应考虑触电持续时间的影响。在触电电源不会自动消失而又没有发生二次灾害危险的情况下，可将人所能忍受的极限电流，作为允许电流值。但考虑到触电时间可能比较长，必须取不致引起心室颤动的极限电流值作为以上条件下的允许电流值。,22不同情况下的允许电流和安全电压,对于触电电源不会自动消失，但有发生二次灾害危险的情况，如游泳池、浴池等场所，发生触电后可能招致溺死。显而易见，在这些特别危险的场所，不宜再用心室颤动电流作为确定允许电流的依据，而应以摆脱电流作为允许电流值的依据。,电气安全的一般措施,一、保证电气安全的组织措施 1.加强安全教84、育2.建立和健全规章制度 3.充分发挥安监机构的作用,二、保证电气安全的技术措施 1.防止接触带电部件一般常见的技术措施有绝缘、屏护和安全间距。2.敷设接地线 3.采用安全电压 4.装设漏电保护装置 5.正确使用、保管安全用具,三、普及安全用电知识。1）不得私拉私接电线，私自增加大负荷用电设备。2）不得随意加大熔断件规格或改用其他材料来取代原有熔断件。3）装拆电线和电气设备，应请电工，避免发生触电和短路事故。4）电线上不能晾衣物，晾衣物的铁丝也不能靠近电线。5）不得用枪或弹弓打电线上的鸟；不能在架空线路和室外变电所附近放风筝。,6）在户外遇到雷雨时不要在大树下避雨，不要拿着大块金属物品，例如锄85、头、铝盆、金属柄雨伞等在雷雨中停留。7）当发生电气故障而起火时，应立即切断电源。电气设备起火时，应用干砂覆盖灭火，或者用二氧化碳灭火器灭火，绝不能用水灭火，否则有触电危险。使用二氧化碳灭火器时，要注意防止冻伤和窒息。8）当电线断落在地上时，不可走近。对落地的高压线，应离开落地点10m以上，以免跨步电压伤人；遇此断线接地故障，应划定禁止通行区，派人看守，并通知电工或供电部门及时处理。9）使用移动电器时应注意插头、导线及电器机体是否漏电等。10）掌握基本的触电急救方法。,222安全电压,安全电压是为了防止触电事故而采用的有特定电源的电压系列。安全电压是以人体允许电流与人体电阻的乘积为依据而确定的。86、安全电压通常由隔离变压器输出，隔离变压器的铁心必须接地，但隔离变压器的低压输出端不准接地。安全电压若用插座供电，只能用二眼插座。这个电压系列的上限值，在正常和故障情况下，导体之问或任何一个导体与地之间均不得超过交流(50500Hz)有效值50V。,我国安全电压标准规定的交流电安全电压的系列是：42V、36V、24V、12V和6V。当设备采用安全电压作直接接触防护时，只能采用额定值为24V以下(包括24V)的安全电压；当用作间接接触防护时，则可采用额定值为42V以下(包括42V)的安全电压。具体来说：42V(空载上限小于等于50V)可供有触电危险的场所使用的手持式电动工具等场合下使用；36V(空87、载上限小于等于43V)可在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等场合下使用；24V、12V、6V(空载上限分别小于或等于29V、15V、8V)三档可供某些人体可能偶然触及带电体的设备选用。,从安全电压与使用环境的关系来看，由于触电的危险程度与人体电阻有关，而人体电阻与不同使用环境下的接触状况有极大的关系，在不同的状况下，人体电阻是不同的。人体电阻与接触状况的关系，通常分为三类：干燥的皮肤，干燥的环境，高电阻的地面(此时人体阻抗最大)。潮湿的皮肤，潮湿的环境，低电阻的地面(此时人体阻抗很小)。人浸在水中(此时人体阻抗可忽略不计)。,在各种接触状况下的安全电压值如表2-6所示。,注：标准未作规定，但编88、制说明提出：“例如不超过12v”,预防触电的主要措施,触电的防护方法是多种多样的，例如，使带电零件的电压控制在安全电压范围之内，或者增加人体与带电体之间的距离等。一般可归纳为下列三大类防护方法。,1限制电压或电源能量11采用安全电压 当采用安全电压来进行防护时，其线路中的额定电压应符合222中的规定，即交流电压不能超过50V。另外，对于人体接触机会较多的电气设备，应尽量采用较低的供电电压，以减少触电的危险。,12采用安全电源 某些电源在直接触及或间接触及的情况下，输出接线端上电压能立即降到不高于规定值，或是虽然输出接线端的电压高于规定值，但电源不能提供危及生命安全的电流。这种电源都是安全电源。89、,2增加绝缘距离 21采用绝缘带电零件 为保证带电零件不与人体接触，可将带电零件用绝缘材料保护起来，一般应采用能长期承受使用中会出现的各种应力(如机械、化学、电和热力)的绝缘材料。加强手持式电动工具(如电钻等)手柄的绝缘，以免带电时引起触电事故。,22采用隔离罩或外罩 隔离罩一般有三种：栅栏、网状遮栏和板状遮栏。凡是安全距离达不到规定的电气设备都必须加装各种栅栏，以防止工作人员偶然接近高压带电部分达到危险距离。栅(遮)栏与设备带电部分的距离应满足有关规定值。为了便于检查，一般室内配电设备宜装网状遮栏。网状遮栏用网眼为20mm20mm的铁丝网做成，以防止工作人员在检查时将手或工具伸人遮栏内。当设90、备的带电部分对遮栏的距离小于规定值时，为了防止工作人员误将截面积小于网眼的工具，通过网眼穿人遮栏内造成触电事故，可用铁板或绝缘板等材料做成板状遮栏，但设备带电部分对板状遮栏的距离应满足有关规定值。,当需要巡视的设备，只是位于室内的某一部分，则可装设一部分由金属板制成，而另一部分用铁丝网做成的组合式遮栏。遮栏应设置能防止自行开启的锁，但要求能够方便地打开。网状遮栏的高度不低于170cm，使个子高的人也不可能将手伸过遮栏上端。,23采用漏电保护装置 装设灵敏可靠的漏电保护装置，一旦发生人身触电事故，立即切除电源，以确保安全。这是一种附加保护措施，可与其它保护措施同时使用。在其它保护措施有可能失效或91、者使用者不小心的情况下，漏电保护装置自动切断电源，保证工作人员的安全。,33接地 采取有效的保护接地措施，即电气设备的外壳和不带电的部件与接地体之间作良好的金属连接。以保护人体的安全，防止触电事故的发生。在不同的电源系统中，电气设备外壳的接地方法是不同的。,上述种种措施，已被多年的实践经验证明是行之有效的，应继续贯彻执行。但也并不是十分完善的，应根据事物的发展规律，逐步改进，使之更加完善。另外，在触电伤亡事故中，有一部分可能和当事者的情绪和心理状态有关，要防止这类意外事故的发生，单纯依靠上述几种措施往往是难以奏效的。这就要求我们应尽可能地在设备上加装一定的安全技术装置，使得设备本身就具备能够制92、止某些违章作业的功能，（如五防功能）以便在万一情况下能保护工作人员免遭触电伤害。,触电的急救处理,1.触电急救的一般原则1）低压触电 可采用“拉”、“切”、“挑”、“拽”、“垫”的方法，拉开或切断电源，操作中应注意避免人救护人触电，应使用干燥绝缘的利器或物件，完成切断电源或使触电人与电源隔离。2）高压触电 则应采取通知供电部门，使触电电路停电，或用电压等级相符的绝缘拉杆拉开跌落式熔断器切断电路。或采取使线路短路造成跳闸断开电路的方法。也要注意救护人安全，防止跨步电压触电。触电人在高处触电，要注意防止落下跌伤。在触电人脱离电源后，根据受伤程度迅速送往医院或急救。,脱离电源后的处理方法是：1)将触电者脱离电源后，立即移到通风处，并将其仰卧，迅速鉴定触电者是否有心跳、呼吸。2)触电者如神智不清，应使其就地仰面躺平，确保其气道通畅，并用5s时间，呼叫其姓名或轻拍其肩膀，判断伤员是否意识丧失，严禁晃动伤员头部呼叫伤员。3)抢救伤员要就地迅速进行，抢救过程要坚持不断进行，在医疗部门未到场接替救治前要不停地进行施救。在送往医院的途中也不能停止抢救。当抢救者出现面色好转、嘴唇逐渐红润、瞳孔缩小、心跳和呼吸迅速恢复正常，即为抢救有效的特征。,三、心肺复苏急救方法通畅气道2.进行口对口（鼻）人工呼吸法,图6-3-2 将触电者仰卧使其头部充分后仰 图6-3-3 准备向触电者口中吸气,