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第二章_电气安全技术

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本节导航:第一节电气事故及危害第二节触电防护技术第三节电气防火防爆技术第四节雷击和静电防护技术第五节电气装置安全技术

#第二章电气安全技术

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第二农电气安全技术电气安全是与电能关联的安全。电气安全技术包括电能产生、电能转换、电能应用中的安全技术,也包括雷电、静电等非电能应用过程中的安全技术。本章含电气事故及危害、触电防护技术、电气防火防爆技术、雷击和静电防护技术与电气装置安全技术等内容。第一节电气事故及危害电的应用改变了人们的生产方式和生活方式,改变了世界。但是,如果人们不掌握电的规律,不分析电的潜在危险性,电将带来种种危害和灾难。不同形态的电能,不同应用电能的方式,不同电气设施,有着不同的危险因素,并可能带来不同的危害。

一、电气事故电气事故包括人身事故和设备事故。人身事故和设备事故都可能导致二次事故,而且二者很可能同时发生。电气事故是由电流、电磁场、雷电、静电和某些电路故障等直接或间接造成建筑设施、电气设备毁坏,人、动物伤亡,以及引起火灾和爆炸等后果的事件。按照电能的形态,电气事故分为触电事故、电气火灾爆炸事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电路事故等。

(一)触电事故

⚠️ 易错点(电击 vs 电伤)

电击:电流流过人体内部器官,最危险,分直接接触(正常带电部分)和间接接触(故障带电外壳);电伤:电流热效应/电弧造成体表伤害(灼伤、电烙印、皮肤金属化)。易错:电击致死是主因;电伤不一定致死但也要防。

触电事故是由电流形态的能量造成的事故。触电事故分为电击和电伤。电击是电流直接通过人体造成的伤害。电伤是电流转换成热能、机械能等其他形态的能量作用于人体造成的伤害。在触电伤亡事故中,尽管85%以上的死亡事故是电击造成的,但其中大约70%含有电伤的因素。

(二)电气火灾爆炸事故电气火灾爆炸事故是源自电气引燃源(电火花和电弧;电气装置危险温度)的能量所引发的火灾爆炸事故。

(三)雷击事故雷击事故是由自然界正、负电荷形态的能量,在强烈放电时造成的事故。

(四)静电事故静电事故是工艺过程中或人们活动中产生的,相对静止的正电荷和负电荷形态的电能造成的事故。

(五)电磁辐射事故电磁辐射事故是由电磁波形态的能量造成的事故。辐射电磁波指频率100 kHz以上的

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第二章电气安全技术电磁波。除无线电设备外,高频金属加热设备(如高频悴火设备、高频焊接设备),高频介质加热设备(如高频热合机、绝缘物料干燥设备)也都是有辐射危险的设备。

(六)电路事故电路事故是由电能传递、分配、转换失去控制或电路故障发展得不到控制所造成的事故。常见的电路故障有断线、短路、异常接地、漏电、突然停电、误合闸送电、电气设备损坏等。

二、触电事故要素

(一)触电事故种类

1.电击按照发生电击时电气设备的状态,电击分为直接接触电击和间接接触电击。直接接触电击是触及正常状态下的带电体时(如误触接线端子)发生的电击,也称为正常状态下的电击。绝缘、屏护、间距等属于防止直接接触电击的安全措施。间接接触电击是触及正常状态下不带电,而在故障状态下意外带电的带电体时(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。系统接地、电气分隔、等电位联结等属于防止间接接触电击的安全措施。按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径,电击可分为单线电击、两线电击和跨步电压电击。单线电击是人体站在导电性地面或接地导体上,人体某一部位触及带电导体,由接触电压造成的电击。单线电击是发生最多的触电事故。其危险程度与带电体电压、人体阻抗、鞋袜条件、地面状态等因素有关。两线电击是人体某两个部位同时触及不同电位的两个导体时,由接触电压造成的电击。其危险程度主要决定于接触电压和人体阻抗。跨步电压电击是人体进入地面带电的区域时,两脚之间承受的跨步电压造成的电击。故障接地点附近(特别是高压故障接地点附近),有大电流流过的接地装置附近,防雷接地装置附近以及可能落雷的高大树木或高大设施所在的地面附近均可能发生跨步电压电击。

2.电伤按照电流转换成作用于人体的能量的不同形式,电伤分为电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电烙印、电气机械性伤害、电光眼等伤害。电弧烧伤是由弧光放电造成的烧伤,是最危险的电伤。电弧温度高达8000 °C,可造成大面积、大深度的烧伤,甚至烧焦、烧毁四肢及其他部位。发生弧光放电时,熔化了的炽热金属飞溅出来还会造成烫伤。高压电弧和低压电弧都能造成严重烧伤。高压电弧的烧伤更为严重一些。电流灼伤是电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。电流越大、通电时间越长、电流途径上的电阻越大,电流灼伤越严重。皮肤金属化是电弧使金属熔化、气化,金属微粒渗入皮肤造成的伤害。电烙印是电流通过人体后在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。

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电气机械性伤害是电流作用千人体时,由于中枢神经强烈反射和肌肉强烈收缩等作用造成的机体组织断裂、骨折等伤害。电光眼是发生弧光放电时,由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。

(二)电流对人体的作用

1.电流对人体作用的生理反应电流对人体的作用事先没有任何预兆,伤害往往发生在瞬息之间,而且,人体一旦遭到电击后,防卫能力迅速降低。小电流对人体的作用主要表现为生物学效应,给人以不同程度的刺激,使人体组织发生变异。电流对机体除直接起作用外,还可能通过中枢神经系统起作用。因此,当人体触及带电体时,一些没有电流通过的部位也会发生强烈反应,甚至重要器官的正常工作会受到影响。电流通过人体,会引起麻感、针刺感、打击感、痉挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心律不齐、窒息、心室纤维性颤动等症状。数十至数百亳安的小电流通过人体短时间使人致命的最危险的原因是引起心室纤维性颤动。呼吸麻痹和中止、电休克虽然也可能导致死亡,但其危险性比引起心室纤维性颤动的危险性小得多。发生心室纤维性颤动时,心脏每分钟颤动1000次以上,但幅值很小,而且没有规则,血液实际上中止循环,如抢救不及时,数秒钟至数分钟将由诊断性死亡转为生物性死亡。电流的瞬时作用引起的心室纤维性颤动,呼吸可能待续2 ~ 3 min。在其丧失知觉之前,有时还能叫喊几声、有的还能跑几步。但是,由于血液已中止循环,大脑和全身迅速缺氧,病情将急剧恶化。

2.电流对人体作用的影响因素电流通过人体内部,对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、电流的种类以及人体状况等多种因素有关。各影响因素之间,特别是电流大小与通电时间之间有着十分密切的关系。50 Hz是人们接触最多的频率,对于电击来说也是最危险的频率。l)电流大小的影响按照人体所呈现的不同状态,将通过人体的电流划分为三个阙值。

(1)感知电流,指在一定概率下,通过人体的使人有感觉的最小电流。人对电流最初的感觉是轻微麻感和微弱针刺感。感知概率为50%的平均感知电流,成年男子约为

1. 1 mA,成年女子约为0. 7 mA。最小感知电流约为0. 5 mA,且与时间无关。感知电流一般不会对人体构成生理伤害,但当电流增大时,感觉增强,反应加剧,可能导致摔倒、坠落等二次事故。

(2)摆脱电流。通过人体的电流超过感知电流时,肌肉收缩增加,刺痛感觉增强,感觉部位扩展。当电流增大到一定程度时,由于中枢神经反射,触电人将因肌肉强烈

🧠 记忆法(电流三值)

工频电流对人作用三档:感知电流(约 1mA)<摆脱电流(男性约 16mA、女性约 10.5mA)<致命电流(50mA 以上)。摆脱电流=能自行摆脱的最大电流,超过就危险。口诀「1 感知、10 摆脱、50 致命」。

收缩,发生痉挛而紧抓带电体。在一定概率下,人触电后能自行摆脱带电体的最大电流称为该概率下的摆脱电流。摆脱电流与个体生理特征、电极形状、电极尺寸等因素有关。

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第二章电气安全技术摆脱概率为50%的摆脱电流,成年男子约为16 mA,成年女子约为10. 5 mA;摆脱概率为99.5%的摆脱电流,则分别约为9mA和6mA。摆脱电流是人体可以忍受但一般尚不致造成严重后果的极限。电流超过摆脱电流以后,会感到异常痛苦、恐慌和难以忍受;如时间过长,则可能昏迷、窒息,甚至死亡。

(3)室颤电流。通过人体引起心室发生纤维性颤动的最小电流称为室颤电流。电流致命的原因是比较复杂的。例如,高压触电事故中,可能由于强烈电弧烧伤使人致命;低压触电事故中,可能由于窒息时间过长使人致命。在电流不超过数百毫安的情况下,电击致命的主要原因是心室纤维性颤动。室颤电流除决定于电流持续时间、电流途径、电流种类等电气参数外,还决定于肌体组织、心脏功能等个体特征。室颤电流与电流持续时间有很大关系。室颤电流与电流持续时间之间的关系如图2 -1所示。口室颤电流/mA由图2 -1可知,当电流持续时间超过心脏跳动周期时,人的室颤电流约为50 mA;当电流持续时间短千500

①脏跳动周期时,室颤电流约为500mA。当电流持续时间在0. 1 s以下时,只有电击发生在心脏易损期,500 mA以上乃至数安的电流才可能引起心室纤维性颤3Ut一一一一一一一1一___一时间动;如果电流持续时间超过心脏跳动周期,可能导致心。心脏跳动周期脏停止跳动。

2)电流持续时间的影响图2 -1室颤电流与电流持续电击持续时间越长,越容易引起心室纤维性颤动,时间的关系曲线即电击危险性越大。其原因有四:

(1)电流持续时间越长,积累局外电能越多,室颤电流明显减小。

(2)心脏跳动周期中,心脏易损期对电流最敏感。电击持续时间越长,必然重合心脏易损期,电击危险性增大。

(3)电击持续时间延长,人体阻抗由于出汗、击穿、电解而下降,如接触电压不变,将导致通过人体的电流增大,电击危险性增大。

(4)电击持续时间越长时,中枢神经反射越强烈,电击危险性越大。

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。电流通过心脏会引起心室纤维性颤动乃至心脏停止跳动而导致死亡;电流通过中枢神经,会引起中枢神经强烈失调而导致死亡;电流通过头部,会使人昏迷,严重损伤大脑,使人不醒而死亡;电流通过脊髓会使人截瘫;电流通过人的局部肢体也可能引起中枢神经强烈反射导致严重后果。

①脏是最薄弱的环节。流过心脏的电流越多,且电流路线越短的途径是电击危险性越大的途径。表2 -1所列心脏电流系数可用千判断不同电流途径下心室纤维性颤动的危险性。表2 -1中,从左手到脚的电流途径为参照途径,其相应的心脏电流系数为1。由表2 -1可知,左手到胸膛的心脏电流系数为1. 5'是最危险的途径。

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表2 -1心脏电流系数电流途径心脏电流系数电流途径心脏电流系数左手到脚1.0右手到背脊0. 3右手到脚0.8左手到胸膛1.5左手到右手0.4右手到胸膛1. 3左手到背脊0. 7手到臀部0. 7

4)电流种类的影响不同种类的电流对人的危险程度不同,但各种电流都有致命的危险。

(1)直流电流的作用。直流电流对人体的刺激作用是与电流的变化,特别是与电流的接通和断开联系在一起的。直流电流感知阙值约为2mA。300 mA以下的直流电流,没有确定的摆脱阙值;300 mA以上的直流电流,将导致不能摆脱或数秒至数分钟以后才能摆脱带电体,并能使人昏迷。电流持续时间超过心脏跳动周期时,直流室颤电流为交流的数倍;电流持续时间200 ms以下时,直流室颤电流与交流大致相同。

(2)冲击电流的作用。冲击电流系指作用时间0 . 1 ~ 10 ms的电流。冲击电流有感知闾值、疼痛界限和室颤闾值,没有摆脱阙值。疼痛界限和室颤阙值常用比能量I2t表示。冲击电流作用的室颤闾值为0. 01 ~ 0. 02 A2 • s。

5)个体特征的影响身体健康、肌肉发达者摆脱电流较大。患有心脏病、中枢神经系统疾病、肺病的人电击后的危险性较大。精神状态和心理因素对电击后果也有影响。女性的感知电流和摆脱电流约为男性的2/3。儿童遭受电击后的危险性较大。R s1 R s2图2 -2人体阻抗等值电路

(三)人体阻抗

1.人体阻抗组成人体阻抗是由皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部所组成的,是含有电阻和电容的阻抗。人体阻抗的等值电路如图2 -2所示。图2 -2中,R s 1和Rs2是皮肤电阻,乌和归是皮肤电容,凡及与其并联的虚线支路是体内阻抗。人体电容只有数百皮法,工频条件下可以忽略不计,将人体阻抗看作是纯电阻。人体阻抗是皮肤阻抗与体内阻抗之和。在通电瞬间,人体各部电容由千尚未充电而相当于短路状态。此时的人体阻抗近似等于体内阻抗。

2.人体阻抗范围在电流途径从左手到右手、大接触面积(50 ~ 100 cm2 )的条件下,人体总阻抗见表2 -2。表2 -2表明,在干燥条件下,当接触电压在100 ~220 V范围内时,人体阻抗大致上在2000 ~3000 fl之间。

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第二章电气安全技术表2 -2人体总阻抗。最低百分数接触电压/V 5% 50% 95%干燥条件湿润条件干燥条件湿润条件干燥条件湿润条件25 1750 1175 3250 2175 6100 410050 1375 1100 2500 2000 4600 367575 1125 1025 2000 1825 3600 3275100 990 975 1725 1675 3125 2950125 900 900 1550 1550 2675 2675150 850 850 1400 1400 2350 2350175 825 825 1325 1325 2175 2175200 800 800 1275 1275 2050 2050225 775 775 1225 1225 1900 1900400 700 700 950 950 1275 1275500 625 625 850 850 1150 1150700 575 575 775 775 1050 10501000 575 575 775 775 1050 1050渐近值575 575 775 775 1050 1050

3.人体阻抗影响因素表2 -2表明,随着接触电压升高,人体阻抗急剧降低。其原因之一是角质层和表皮被击穿,人体阻抗下降。角质层的击穿强度只有500 ~ 2000 V/ m,数十伏的电压即被击穿。其原因之二是随着电流增加,皮肤局部发热增加,汗腺增多,使人体阻抗下降。接触电压较高时,人体阻抗随电压的变化逐渐减小,并趋于一个下限值。这个下限值接近体内阻抗。皮肤状态对人体阻抗的影响很大。如皮肤长时间湿润,则角质层变得松软而饱含水分,皮肤阻抗几乎消失。大量出汗后,人体阻抗明显降低。金属粉、煤粉等导电性物质污染皮肤乃至渗入汗腺,也会大大降低人体阻抗。角质层或表皮破损,也会明显降低人体阻抗。电流持续时间延长,人体阻抗由于出汗等原因而下降。接触面积增大、接触压力增大、温度升高时,人体阻抗也会降低。此外,人体阻抗还与个体特征有关。

(四)触电事故分析为防止触电事故,必须认真进行触电事故调查工作,找出触电事故发生的规律。对于每一触电事故,包括未遂事故在内,均应仔细调查。调查工作应在事故发生后立即进行;事故报告未填写完毕以前,应保护事故现场,除移去受害人之外,不得做任何变动。应及时记录发生事故的时间、地点、发生事故的设备情况(包括设备名称、型号、规格以及

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事故前和事故后的状态)、生产环境、周围空间和地面等关联情况均应记录清楚。特别是事故发生的详细经过,包括触电人在触电前、触电时、触电后的情况、触电部位、伤势和救护过程等,应记录清楚。根据对触电事故的分析,从发生率上看,可找到触电事故有以下规律:

(1)错误操作和违章作业造成的触电事故多。其主要原因是安全教育不够、安全制度不严和安全措施不完善,一些人缺乏足够的安全意识。

(2)中、青年工人、非专业电工、合同工和临时工触电事故多。其主要原因是这些人是主要操作者,经常接触电气设备;而且,这些人中有的经验不足,有的缺乏用电安全知识,有的责任心不够强。

(3)低压设备触电事故多。其主要原因是低压设备远远多千高压设备,与之接触的人比与高压设备接触的人多得多,而且多数是缺乏电气安全知识的非电专业人员。应当注意,近几年来高压触电事故有增加的趋势;在专业电工中,高压触电事故多千低压触电事故。

(4)移动式设备和临时性设备触电事故多。其主要原因是这些设备是在人的紧握之下运行,不但接触电阻小,而且一旦触电就难以摆脱;同时,这些设备需要经常移动,工作条件差,设备和电源线都容易发生故障或损坏。

(5)电气连接部位触电事故多。很多触电事故发生在接线端子、缠接接头、压接接头、焊接接头、电缆头、灯座、插头、插座等电气连接部位。其主要原因是这些连接部位机械牢固性较差、接触电阻较大、绝缘强度较低。

(6)每年6 —9月触电事故多。统计资料表明,每年二、三季度事故多。特别是6 — 9月,事故最为集中。其主要原因是这段时间天气炎热、人体衣单而多汗,触电危险性较大;而且这段时间多雨、潮湿,地面导电性增强、电气设备的绝缘电阻降低,容易构成电流回路;还有,这段时间在大部分农村是农忙季节,农村季节性临时用电增加。

(7)潮湿、高温、混乱、多移动式设备、多金属设备环境中的事故多。例如,冶金、矿业、建筑、机械等行业容易存在这些不安全因素,乃至触电事故较多。

(8)农村触电事故多。部分省市统计资料表明,农村触电事故约为城市的3倍。主要原因是农村设备条件较差、技术水平较低和安全知识不足。应当注意,很多触电事故都不是由单一原因,而是多重原因造成的。第二节触电防护技术本节除包含绝缘、屏护和间距,系统接地,双重绝缘、特低电压和剩余电流动作保护装置等电气安全通用技术外,还列入了电工安全用具和安全标识。

一、绝缘、屏护和间距

(一)绝缘绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。良好的绝缘是保证电气设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触及带电体的安全保障。电气设备的绝缘应符合电压等级、环境条件和

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第二章电气安全技术使用条件的要求。

1.绝缘材料l)绝缘材料分类电工绝缘材料分为:

(1)固体绝缘材料,包括瓷、玻璃、云母、石棉等无机绝缘材料,橡胶、塑料、纤维制品等有机绝缘材料和玻璃漆布等复合绝缘材料。

(2)液体绝缘材料,包括矿物油、硅油等液体。

(3)气体绝缘材料,包括六氮化硫、氮等气体。

2)绝缘材料性能

(1)电性能。绝缘材料的电性能主要是电阻率和介电常数。作为绝缘结构,主要性能是绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流和介质损耗。电阻率是相应千漏导电流,也就是相应于在稳定直流状态下材料所表现的电阻率。介电常数是表明绝缘极化特征的性能参数。介电常数越大,极化过程越慢。绝缘电阻相当于漏导电流遇到的电阻,是直流电阻,是判断绝缘质最最基本、最简易的指标。绝缘物受潮后绝缘电阻明显降低。耐压强度是指材料在电场作用下发生击穿时的临界电场强度。泄漏电流是正常运行状况下在不期望的可导电的路径内流过的电流。介质损耗是指极化的物质从时变电场吸收的功率,不包括由于物质电导率所吸收的功率。

(2)力学性能。绝缘材料的力学性能指强度、弹性等性能。随着使用时间延长,力学性能将逐渐降低。

(3)热性能。绝缘材料的热性能包括耐热性能、耐弧性能、阻燃性能、软化温度和黏度。绝缘材料的耐热性能用允许工作温度来衡量。按照耐热性能,绝缘材料的分级见表2 -3。表2-3绝缘材料分级级别允许工作温度/t材料举例Y 90纸板、有机填料、塑料、木材、棉花及其纺织品A 105层压布板、沥青漆、漆布、漆包线的绝缘、浸渍过的Y级绝缘材料E 120玻璃布、油性树脂漆、耐热漆包线的绝缘B 130高强度漆包线的绝缘、石棉纤维、玻璃纤维、聚酷漆、聚酣薄膜F 155云母制品、石棉、玻璃漆布、复合硅有机树脂漆H 180玻璃漆布、硅有机弹性体、石棉布、补强的云母C > 180电瓷、石英、玻璃绝缘材料的耐弧性能指其抵抗电弧作用导致表面变质和绝缘破坏的能力。无机绝缘材

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料的耐弧性能优于有机绝缘材料的耐弧性能。绝缘材料的阻燃性能用氧指数表示。氧指数是在规定的条件下,材料在氧、氮混合气体中恰好能保持燃烧状态所需要的最低氧浓度。氧指数用百分数表示。氧指数在21%以下的材料为可燃性材料,氧指数在21 % ~ 27%之间的为自熄性材料,氧指数在27%以上的为阻燃性材料。阻燃性材料应能保证短路电弧熄灭后或外部火源熄灭后不再继续燃烧;而且在一定的火焰温度(750 ~ 800℃)下,经过一定的时间(l.5~2h),最里面的绝缘层仍有足够的绝缘能力维持通电。阻燃性绝缘材料可以抑制火灾的蔓延,具有减缓、终止有焰燃烧和抑制无焰燃烧的作用。软化温度是指固体绝缘材料在较高温度下维持不变形的能力。黏度指绝缘液体的流动性。例如,10号变压器油在-10 CC时流动性变坏,只能用于环境温度-10 CC以上的场合。

(4)吸潮性能。吸潮性能包括吸水性能和亲水性能。木材属千吸水性材料,而玻璃属千非吸水性材料。玻璃表面能凝结水膜,属于亲水性材料;而蜡和聚四氮乙烯表面不能凝结水膜,属千非亲水性材料。

(5)抗生物性能。抗生物性能是材料抵御霉菌等生物性破坏的能力。

2.绝缘破坏绝缘材料受到电气、高温、潮湿、机械、化学、生物等因素的作用时均可能遭到破坏,并可归纳为以下三种破坏方式。l)绝缘击穿当施加于绝缘材料上的电场强度高于临界值时,绝缘材料发生破裂或分解,电流急剧增加,完全失去绝缘性能。这种现象就是绝缘击穿。气体绝缘击穿是由碰撞电离导致的电击穿。气体击穿后绝缘性能会很快恢复。气体的平均击穿场强随着电场不均匀程度的增加而下降。液体绝缘的击穿特性与其纯净程度有关。纯净液体的击穿也是由碰撞电离最后导致的电击穿。液体的密度大,电子自由行程短,积聚能量的难度大,其击穿强度比气体高。液体绝缘的击穿强度除受杂质影响外,还受湿度、电压作用时间、电场均匀程度等因素的影响。液体绝缘击穿后,绝缘性能只在一定程度上得到恢复。固体绝缘的击穿有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等击穿形式。电击穿也是碰撞电离导致的击穿。电击穿的特点是作用时间短、击穿电压高。热击穿是固体绝缘温度上升、局部熔化、烧焦或烧裂导致的击穿。热击穿的特点是电压作用时间较长,而击穿电压较低。电化学击穿是由于电离、发热和化学反应等因素综合作用造成的击穿。电化学击穿的特点是电压作用时间很长、击穿电压往往很低。放电击穿是固体绝缘在强电场作用下,内部气泡首先发生碰撞电离而放电,继而加热其他杂质,使之气化形成气泡,由气泡放电进一步发展导致的击穿。除上述外,还可能发生沿绝缘固体与气体分界面的所谓沿面放电。当沿面放电发展到另一电极时称之为闪络。固体绝缘的击穿受电压作用时间、电场均匀程度、湿度、电极几何形状、周围媒质特征、电压种类等多种因素的影响。固体绝缘击穿后将失去其原有性能。

2)绝缘老化

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第二章电气安全技术老化是绝缘材料在运行过程中受到热、电、光、氧、机械力、微生物等因素的长期作用,发生一系列不可逆的物理化学变化,导致电气性能和机械性能的劣化。

3)绝缘损坏损坏是指绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀,以及受到外界热源、机械力、生物因素的作用,失去电气性能、力学性能的现象。

3.绝缘检测绝缘检测包括绝缘试验和外观检查。现场绝缘试验指绝缘电阻试验。外观检查主要是绝缘机构物理性能的观察和检查。包括是否受潮,表面有无粉尘、纤维或其他污物,有无裂纹或放电痕迹,表面光泽是否减退,有无脆裂,有无破损,弹性是否消失,运行时有无异味等项目。

(二)屏护和间距

1.屏护屏护是采用护罩、护盖、栅栏、箱体、遮栏等将带电体同外界隔绝开来。屏护包括能防止无意识,也能防止有意识触及或过分接近带电体的遮栏和只能防止无意识触及或过分接近带电体,而不能防止有意识移开或越过该障碍触及或过分接近带电体的阻挡物。屏护的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、防止被机械破坏以及便于安全操作。固定式屏护装置所用材料应有足够的力学强度和良好的耐燃性能。网眼屏护装置的网眼不应大于20 mm x20 mm ~40 mm x40 mm。屏护装置须符合以下安全条件:

(1)遮栏高度不应小于1. 7 m,下部边缘离地面高度不应大于0 . 1 m。户内栅栏高度不应小于1. 2 m;户外栅栏高度不应小千1. 5 m。

(2)对于低压设备,遮栏与裸导体的距离不应小千0. 8 m,栏条间距离不应大于

0. 2 m;网眼遮栏与裸导体之间的距离不宜小于0.15 m。

(3)屏护装置应安装牢固。凡用金属材料制成的屏护装置,为了防止屏护装置意外带电造成触电事故,必须接地。

(4)遮栏、栅栏等屏护装置上应根据被屏护对象挂上"止步!高压危险!”“禁止攀登!”等标示牌。

(5)遮栏出入口的门上应根据需要安装信号装置和联锁装置。前者一般用灯光或仪表指示有电;后者是采用专门装置,当人体将要越过屏护装置时,被屏护装置自动断电。屏护装置上锁的钥匙应有专人保管。

2.间距间距是将可能触及的带电体置千可能触及的范围之外。其安全作用与屏护的安全作用基本相同。带电体与地面之间、带电体与树木之间、带电体与其他设施和设备之间、带电体与带电体之间均需保持一定的安全距离。安全距离的大小决定千电压高低、设备类型、环境条件和安装方式等因素。架空线路的间距须考虑气温、风力、覆冰及环境条件的影响。架空线路导线与地面和水面的距离,不应小于表2-4所列数值。

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表2 -4导线与地面和水面的最小距离m线路电压线路经过地区:::::;l kV 10 kV 35 kV居民区6 6.5 7非居民区5 5.5 6不能通航或浮运的河、湖(冬季水面)5 5 5.5不能通航或浮运的河、湖(50年一遇的洪水水面)3 3 3交通困难地区4 4.5 6步行可以达到的山坡3 4.5 5步行不能达到的山坡、峭壁或岩石1 1.5 3架空线路应避免跨越建筑物,架空线路不应跨越可燃材料屋顶的建筑物。架空线路必须跨越建筑物时,应与有关部门协商并取得该部门的同意。架空线路导线与建筑物的距离不应小千表2 -5所列数值。表2 -5导线与建筑物的最小距离线路电压/kV垂直距离/m水平距离/m~15-0 .. 21

3.0

1. 5

4.0

3.0架空线路导线与街道树木或厂区树木的距离不应小于表2 -6所列数值。但与绿化区或公园树木的距离不得小千3m。表2 -6导线与树木的最小距离线路电压/kV垂直距离/m水平距离/m~1o-0 ..lllO

1. 5

2.0

3.0架空线路应与有爆炸危险的厂房和有火灾危险的厂房保持必需的防火间距。架空线路断线接地时,为了防止跨步电压伤人,在离接地点8m范围内,不能随意进入。在低压作业中,人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.1 m。在10 kV作业中,无遮栏时,人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0. 7 m;有遮栏时,遮栏与带电体之间的距离不应小于0. 35 m。在架空线路附近进行起重工作时,起重机具(包括被吊物)与线路导线之间的最小距离见表2 -7。

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第二章电气安全技术表2 -7线路电压/kV ~1起重机具与线路导线的最小距离10 35最小距离/m I. 5 2 4

二、系统接地的型式和安全技术要求系统接地为采用自动切断供电这一间接接触电击防护措施提供了必要的条件。系统接地型式以拉丁字母作代号,其意义为:第一个字母表示电源端与地的关系。其中,T表示电源中性点直接接地;I表示电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系。其中,T表示电气装置的外露可导电部

🧠 记忆法(TN 系统字母)

低压配电系统字母含义:T=电源端直接接地;N=外露可导电部分与电源端接地点相连;S=中性线与保护线分开(TN-S 最安全);C=共用(TN-C)。口诀「T 接地、N 连壳、S 分 C 合」;PE 线不能断、不能进开关

分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点;N表示电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接(通过保护接地中性导体或保护接地导体连接)。N后短横线的字母用来表示中性导体与保护接地导体的组合情况:S表示中性导体和保护接地导体是分开的;C表示中性导体和保护接地导体是合一的。系统接地有下述型式:IT系统、TT系统、TN - C系统、TN -S系统、TN-C-S系统。

(一)IT系统

1. IT系统安全原理图2 -3所示是在不接地配电网中,三相设备的一相碰连外壳时的示意图。图2 -6中,R是各相对地绝缘电阻,一般为MO级的电阻;C是各相对地分布电容;凡是人体电阻,一般取值为1 kO或2k0;凡是保护接地电阻。如各相对地绝缘阻抗对称,则运用戴维南定理可以求得无接地时和有接地时的人体电压分别为乌=3UR3凡+Z和UPE =3U(RE//Rr)3(RE//Rr) +Z3URE3凡+Z式中U——相电压;仇——无保护接地时的人体电压;归——有保护接地时的人体电压;Z各相对地绝缘阻抗,即绝缘电阻R与分布电容容抗的并联阻抗。N N上丁0_上丁I上口且c上丁I!E口U'|R! j I IO...L...L_L|勹汇汇了1 —i —」l —i1I I I I j I I| | | I | I I l u岛l l l l L I E I !'/p呵---___-----......_...L _______(b)有接地I I I | |I I I j I~l~上_l~-一-------l l ! t儿(a)无接地图2 -3 IT系统原理

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如配电网各相对地电压为220 V,各相对地绝缘电阻可视为无限大,各相对地电容均为0. 55 µF,人体电阻为2000 n,在无接地情况下可按上式求得人体电压伈=158. 3 V,流过人体的电流为79. 1 mA,远大千30mA的安全电流值。说明尽管流过人体的电流经过绝缘阻抗形成回路,但在线路较长的低压配电网中,单相电击的危险性依然存在。在设备外壳有接地的情况下,由于RE<< Rp,故障电流的绝大部分将被保护接地电阻分流,流过人身的电流很小。如有RE =4 n,则人体电压降低为UPE = 0. 46 V,流过保护接地电阻的电流为114 mA,流过人体的电流约为0. 23 mA,危险性基本消除。上面这种将在故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地连接起来,把故障电压限制在安全范围以内的系统称为IT系统。应当指出,只有在不接地配电网中,由千单相接地电流较小,才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围之内。

2. IT系统的应用范围和基本要求IT系统适用于各种不接地配电网。在这类配电网中,凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部位,除另有规定外,均应接地。在线电压为380 V不接地低压配电网中,为限制设备漏电时外壳对地电压不超过安全范围,一般要求保护接地电阻RE~40。当配电变压器或发电机的容量不超过100 kV · A时,可以放宽到RE~10 n。为了在尽可能短的时间内发现并消除相导体与外露可导电部分(或地)之间的故障,系统中必须装设能发出声或光信号的绝缘监视装置。N图2-4 TI系统性点的接地凡称为工作接地。

(二)TI系统图2 -4所示为三相星形连接的低压中性点直接接地的三相四线配电网。这种配电网能提供一组线电压和一组相电压,便于动力和照明由同一台变压RP器供电。这种配电网的优点是过电压防护性能较好、一相故障接地时单相电击的危险性较小、故障接地点比较容易检测。中性点引出的N线称为中性线(导体)。由于N线的作用是与任一相线一起提供220 V的工作电压,而且是与大地连起来的,因而中接地的配电网中发生单相电击时,人体承受的电压接近相电压。也就是说,在接地的配电网中,单相电击的危险性比不接地的配电网单相电击的危险性大。图2-4中,设备外壳采取了接地措施。这种做法类似不接地配电网中的保护接地,但由于电源中性点是直接接地的,结果与IT系统大不相同。这种配电防护系统称为TT系统。第一个字母T表示的是电源中性点是直接接地的。第二个字母T表示电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立千电源端的接地点。外露可导电部分是指设备上能触及的可导电部分,这部分在正常状况下不带电,但在基本绝缘损坏时会带电。这时,如有一相漏电,则故障电流主要经保护接地电阻凡和工作接地电阻凡构成回路,一般情况下,RE<< Rp,漏电设备对地电压即人体电

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第二章电气安全技术RE压近似为up = ~ u。这一电压与没有接地时接近相电压的对地电压比较,已明显RE +RN降低;但由千凡和凡同在一个数量级,漏电设备对地电压一般不能降低到安全范围以内。另一方面,由于故障电流IE经凡和凡构成回路,凡和凡都是欧姆级的电阻,八不可能太大,一般的短路保护不起作用,不能及时切断电源,使故障长时间延续下去。因此,只有在采用其他防止间接接触电击的措施有困难的条件下才考虑采用TI系统。采用TI系统时,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。为此,在TI系统中应装设能自动切断漏电故障的剩余电流动作保护装置或过电流保护电器。TI系统主要用于低压用户,即用于未装备配电变压器,从外面直接引进低压电源的小型用户。

(三)TN系统

1. TN系统安全原理和类别TN系统中,字母T表示电源中性点直接接地,字母N表示电气装置的外露可导电部分通过保护接地中性导体或保护接地导体连接到此接地点。TN系统的原理如图2 -5所示,当设备某相带电体碰连设备外壳(外露导电部分)时,通过设备外壳N形成该相对保护接地导体(PE)的单相短路,短路电流促使线路上的短路保护迅速动作,从而将故障部分断开电源,消除电击危险。此外,TN系统也能在一定程度上降低漏电设备对地电压。Ll32NPETN系统分为TN -S、TN-C-S、TN -C三种方式。如图2 - 6所示,TN - S系统是保护接地导体图2-5 TN系统原理(PE)与中性导体完全分开的系统;TN-C -S系统是干线部分的前一段保护接地导体与中性导体共用,后一段保护接地导体与中性导体分开的系统;TN-C系统是干线部分保护接地导体与中性导体完全共用的系统。- -=- -(a) TN-S系统(b) TN-C-S系统(c) TN-C系统图2-6 TN系统

• 97 •

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在TN系统中,中性导体用N表示,保护接地导体用PE表示,兼有保护接地导体与中性导体功能的保护接地中性导体用PEN表示。

2. TN系统速断和限压要求除速断保护的作用外,TN系统也能降低漏电设备对地电压。在相导体-保护导体短路情况下,漏电设备对地电压仇为短路电流在保护导体上产生的电压降,即仇=lssZPE(lss为单相短路电流,ZPE为保护导体阻抗)。一般情况下,欲将漏电设备对地电压片限制在某一安全范围内是困难的。在TN系统中,对千配电线路或仅供给固定式电气设备的线路,故障持续时间不宜超过5 s;对于供给手持式电动工具、移动式电气设备的线路或插座回路,电压220 V者故障持续时间不应超过0. 4 s, 380 V者不应超过0. 2 s。否则,应采取能将故障电压限制在许可范围之内的等电位联结措施。为了实现TN系统要求,可以采用过电流保护电器或剩余电流动作保护装置。

3. TN系统应用范围TN系统用于中性点直接接地电压0. 23/0. 4 kV的三相四线配电网。在TN系统中,凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接保护接地导体(PE)。TN-S系统可用千有爆炸危险,或火灾危险性较大,或安全要求较高的场所,宜用千有独立附设变电站的车间。TN -C -S系统宜用于厂内设有总变电站,厂内低压配电的场所及非生产性楼房。TN -C系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。NRN在接地的三相四线配电网中,通常采用TN系统。但在现实中,往往会发现如图2 -7所示的TN系统中有个别设备只接地的情况,即在TN系统中个别设备构成TT系统的情况。这时,如果采用了接地保护的设备漏电,该设备和TN系统中的设备对地电压分别为U RE T T -"1".~T T TT TT RN凡+R EU和丛=U-佑=凡+REU。这里,凡是该设备的保护接地电阻,凡是工作接地图2-7'IT与TN的混合系统与TN系统上所有接地电阻的并联值。这时,仇和丛都可能是危险电压,而且故障电流不太大,短路保护元件往往不能动作切断电源,危险状态将在大范围内持续存在。因此,除非接地的设备装有快速切断故障的自动保护装置(如剩余电流动作保护装置),不得在TN系统中混用TI方式。

4.重复接地重复接地指PE线或PEN线上除工作接地以外其他点的再次接地。图2 -5中的凡即重复接地。重复接地的作用:

(1)减轻电击的危险性。TN系统中,当PE线或PEN线断开(含接触不良)时,在断开点后方有设备漏电或者没有设备漏电但接有不平衡负荷的情况下,重复接地虽然不一

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第二章电气安全技术定能消除人身伤亡及设备损坏的危险性,但危险程度必然降低。

(2)降低漏电设备的对地电压。TN系统有降低故障对地电压的作用。如果TN系统中有重复接地,则故障电压进一步降低。

(3)改善架空线路的防雷性能。架空线路保护导体上的重复接地对雷电流有分流作用,有利于限制雷电过电压。

(4)缩短漏电故障待续时间。因为重复接地和工作接地构成并联分支,所以当发生短路时能增大单相短路电流,而且线路越长,效果越显著。这就加速了线路保护装置的动作,缩短了漏电故障持续时间。

5.工作接地工作接地指配电网在变压器或发电机中性点的接地。工作接地的主要作用是减轻各种过电压的危险。在配电系统发生一相故障接地的情况下,如有工作接地电阻RN ::::;4 0,一般可限制中性导体对地电压不超过50 V、相导体对地电压不超过250 V。在不接地的10 kV系统中,工作接地与变压器外壳的接地、避雷器的接地是共用的。其接地电阻应根据三者中要求最高的确定。一般要求RN ::::;4 O;在高土壤电阻率地区,允许放宽至RN ::::;10 0。在直接接地的10 kV系统中,工作接地应与变压器外壳的接地、避雷器的接地分开。

6.等电位联结等电位联结指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结。等电位联结是TN系统的组成部分,如图2 -8所示。保护导体干线应接向低压总开关柜。总开关柜内保护导体端子排与自然导体之间的联结称为主等电位联结。总开关柜以下,保护导体连接到配电箱或用电设备。如配电箱或用电设备的保护措施难以满足速断要求,或为了提高保护的可靠性,可将其与自然导体之间再进行联结。这一联结称为辅助等电位联结。N-::- 8l —接地线;2 —PE线端子排;3 —PE线;4 —主等电位联结线;5 —辅助等电位联结线;6 —配电箱;7 —用电设备;8一工作接地;9一重复接地;10 —可连接的自然导体图2 -8等电位联结

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主等电位联结导体的最小截面积不得小于最大保护导体截面积的1/2,且不得小于6 mm2(铜)或16 mm2(铝)或50mm2(钢)。两台设备之间局部等电位联结导体的最小截面积不得小于两台设备保护接地导体中较小者的截面积。设备与设备外导体之间的局部等电位联结导体的截面积不得小于相应保护接地导体截面积的1/2。

(四)保护导体和接地装置

1.保护导体

1)保护导体组成用千在故障情况下防止电击所采用的保护措施的导体称作保护导体,包括接地导体、保护接地导体和保护联结导体。保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。交流电气设备应优先利用建筑物的金属结构、生产用的起重机的轨道、配线的钢管等自然导体作保护导体。在低压系统,允许利用不流经可燃液体或气体的金属管道作保护导体。人工保护导体可以采用多芯电缆的芯线、与相线同一护套内的绝缘线、固定敷设的绝缘线或裸导体等。保护导体干线必须与电源中性点和接地体(工作接地、重复接地)相连。保护导体支线应与保护干线相连。为提高可靠性,保护干线应经两条连接线与接地体连接。为了保持保护导体导电的连续性,所有保护导体,包括有保护作用的PEN线上均不得安装单极开关和熔断器;保护导体应有防机械损伤和化学腐蚀的措施;保护导体的接头应便于检查和测试(封装的除外);可拆开的接头必须是用工具才能拆开的接头;各设备的保护(支线)不得串联连接,即不得利用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分。

2)保护导体截面积为满足导电能力、热稳定性、力学稳定性、耐化学腐蚀的要求,保护导体必须有足够的截面积。当保护导体与线导体材料相同时,保护导体可以按表2 -8选取;如果保护导体与线导体材料不同,可按相应的阻抗关系折算。线导体截面积SLSL:::; 1616<5L:::;35表2-8保护导体截面积保护导体最小截面积SPE线导体截面积SLSL SL >35mm保护导体最小截面积SPESL/ 2除应用电缆芯线或金属护套作保护导体外,采用单芯绝缘导线作保护导体时,有机械防护的不得小千2. 5 mm2(铜);没有机械防护的不得小于4 mm2(铜)。保护接地中性导体(PEN)的最小截面积除应满足不平衡电流和谐波电流的导电要求外,还应满足保护可靠性的要求。为此,要求铜质PEN截面积不得小于10 mm2、铝质的不得小千16 mm2,如系电缆芯线则不得小千4mm勹电缆线路应利用其专用保护芯线和金属包皮作保护导体。如电缆没有专用保护芯线,

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第二章电气安全技术应采用两条电缆的金属包皮作保护导体,并最好再沿电缆敷设一条规格20 mm x4 mm的扁钢作为辅助保护导体;仅有一条电缆时,除利用其金属包皮外,还须敷设一条20 mm x4mm的扁钢作为辅助保护导体。

3)相导体-保护导体回路检测相导体-保护导体回路检测包括保护导体完好性、连续性检查和回路阻抗测量。测量回路阻抗是为了检验TN系统是否符合规定的速断要求。

2.接地装置接地装置是接地体(极)和接地线的总称。运行中的电气设备的接地装置应当始终保持在良好状态。l)自然接地体和人工接地体自然接地体是用于其他目的,但与土壤保持紧密接触的金属导体。例如,埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的管道除外)、金属井管、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属管、桩等自然导体均可用作自然接地体。当自然接地体的接地电阻符合要求时,可不敷设人工接地体(发电厂和变电所除外)。在利用自然接地体的情况下,应考虑到自然接地体拆装或检修时,接地体被断开,断口处出现的电位差及接地电阻发生变化的可能性。自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连(线路杆塔除外)。为了保证足够的力学强度,并考虑到防腐蚀的要求,钢质接地体的最小尺寸见表2-9。表2 -9钢质接地体和接地线的最小尺寸地上地下材料种类室内室外交流直流圆钢直径/mm 6 8 10 12截面/mm2 60 100 100 100扁钢厚度/mm 3 4 4 6角钢厚度/mm 2 2.5 4 6钢管管壁厚度/mm 2.5 2.5 3. 5 4.5

2)接地线交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。在非爆炸危险环境,如自然接地线有足够的截面,可不再另行敷设人工接地线。非经允许,接地线不得作其他电气回路使用。不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。

3)接地装置安装为了减小自然因素对接地电阻的影响,接地体上端离地面深度不应小于0. 6 m(农田地带不应小于lm),并应在冰冻层以下。接地体宜避开人行道和建筑物出入口附近。接地体的引出导体应引出地面0. 3 m以上。接地体离独立避雷针接地体之间的地下水平距离不得小千3 m;离建筑物墙基之间的地下水平距离不得小千1. 5 m。

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)>安全生产技术基础接地装置应尽量避免敷设在腐蚀性较强的地带。为防止机械损伤和化学腐蚀,接地线与铁路或公路的交叉处及其他可能受到损伤处,均应穿管或用角钢保护。接地线穿过墙壁、楼板、地坪时,应敷设在明孔、管道或其他坚固的保护管中。接地线与建筑物伸缩缝、沉降缝交叉时,应弯成弧状或另加补偿连接件。采取网络接地时还应当注意防止高电位引出和低电位引入的可能性。因为网络可能呈现较高的对地电压,如将网络内高电位引出,则可能在网络外造成触电危险;如将网络外低电位引入,则可能在网络内造成触电危险。

4)接地装置连接接地装置地下部分的连接应采用焊接,并应采用搭焊,不得有虚焊。利用建筑物的钢结构、起重机轨道、工业管道等自然导体作接地线时,其伸缩缝或接头处应另加跨接线,以保证连续可靠。自然接地体与人工接地体之间的连接必须可靠。接地线与管道的连接可采用螺纹连接或抱雒螺纹连接,但必须采用锁锌件,以防止锈蚀。在有振动的地方,应采取防松措施。

三、双重绝缘、特低电压和剩余电流动作保护装置

(一)双重绝缘双重绝缘属于防止间接接触电击的安全技术措施。

1.双重绝缘结构能够提供基本防护的危险带电部分上的绝缘称为基本绝缘。除了用千故障保护的基本绝缘外,另外再设置的独立绝缘称为附加绝缘。双重绝缘是由基本绝缘和附加绝缘两者组成的绝缘。设置在危险的带电部分上,提供与双重绝缘相等的电击防护等级的绝缘称为加强绝缘。图2 -9所示是双重绝缘结构和加强绝缘结构的示意图。基本绝缘是带电体与不可触及的导体之间的绝缘,是保证设备正常工作和防止电击的绝缘;附加绝缘是不可触及的导体与可触及的导体之间的绝缘,是当基本绝缘损坏后用于防止电击的绝缘。陑荨畴麟畴晌l —基本绝缘;2一附加绝缘;3 —不可触及的导体;4 —可触及的导体;5一加强绝缘图2 -9双重绝缘结构和加强绝缘结构电气设备按防止间接接触电击条件分为0、I、II、川类(参见本章第五节)。具有双重绝缘的电气设备属于11类设备。按其外壳特征,II类设备分为3种类型,有绝缘外壳基本上连成一体的设备、金属外壳基本上连成一体的设备和兼有部分绝缘外壳和部分金属外壳的设备。

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第二章电气安全技术

2.双重绝缘的基本条件II类设备的绝缘电阻用500 V直流电压测试。基本绝缘的绝缘电阻不得低于2 MO,附加绝缘的绝缘电阻不得低于5 MO,加强绝缘的绝缘电阻不得低千7MO。Il类设备的外壳应有足够的绝缘水平和力学强度,外壳上的盖、窗必须使用工具才能打开。Il类设备在其明显部位应有“回”形标志。凡属双重绝缘的设备,不得再行保护接地。

(二)特低电压特低电压是在一定条件下、一定时间内不危及生命安全的电压。根据欧姆定律,可以把加在人身上的电压限制在某一范围之内,使得在这种电压下,通过人体的电流不超过特定的允许范围。这一电压称为特低电压(ELV)。特低电压属既能防止间接接触电击也能防止直接接触电击的安全技术措施。依靠特低电压供电的设备属于川类设备。

1.特低电压限值和额定值l)限值特低电压限值是在任何情况下,任意两导体之间都不得超过的电压值。中国标准规定,工频特低电压有效值的限值为50 V,直流特低电压的限值为120 V。

2)额定值我国规定工频有效值的额定值有42 V、36 V、24 V、12 V和6V。凡特别危险环境使用的手持电动工具应采用42 V特低电压的皿类工具;凡有电击危险环境使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36 V或24 V特低电压;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、行动不便的环境应采用12 V特低电压;6V特低电压用千特殊场所。当电气设备采用24 V以上特低电压时,必须采取直接接触电击的防护措施。

2.安全电源及回路配置l)安全电源通常采用安全隔离变压器作为特低电压的电源。其接线如图2 -10所示。安全隔离变压器的一次线圈与二次线圈之间有良好的绝缘;其间还可用接地的屏蔽隔离开来。除隔离变压器外,具有同等隔离能力的发电机、蓄电池、电子装置等均可做成特低电压电源。但不论采用什么电源,特低电压边均应与高压边保持双重绝缘的水平。T「- - - - - - - - QS tU |0----~| IAC380V I I0-----;三厂图2 -10安全陪离变压器接线图

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一般用途的单相安全隔离变压器的额定容量不应超过10 kV • A,三相的不应超过16 kV · A。安全隔离变压器应具有耐热、防潮、防水及抗振的结构。安全隔离变压器各部分绝缘电阻应满足表2 - 1 0的要求。表2 -10隔离变压器的绝缘电阻部位绝缘电阻/MO部位带电部分与壳体之间的基本绝缘2输出回路与输出回路之间带电部分与壳体之间的加强绝缘7 II类变压器的带电部分与金属物件之间输入回路与输出回路之间5 II类变压器的金属物件与壳体之间输入回路与输入回路之间2绝缘壳体上的内、外金属物件之间绝缘电阻/Mfl当环境温度为35 °C,安全隔离变压器正常使用时,金属材料握持部分的温升不得超过20 K,其他材料的温升不得超过40 K。对于不被持续握持的外壳,分别不得超过2 5 K和50 K。I类电源变压器可能触及的金属部分必须接地。其电源线中,应有一条专用的黄绿相间颜色的保护线。II类电源变压器不采取接地措施,没有接地端子。

2)回路配置特低电压回路的带电部分必须与较高电压的回路保持电气分隔,并不得与大地、保护接地线或其他电气回路连接。但变压器外壳及其一次线圈、二次线圈之间的屏蔽隔离层应按规定接地。如果变压器不具备双重绝缘的结构,为了减轻变压器一次线圈与二次线圈短接的危险,二次线圈应接地。特低电压的配线应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)插销座特低电压设备的插销座不得带有接地插头或插孔。为了防止与其他电压的插销座有插错的可能,特低电压应采用不同结构的插销座,或者在其插座上有明显的标志。

4)短路保护安全隔离变压器的一次边和二次边均应装设短路保护元件。

5)功能特低电压如果电压值与特低电压值相符,而由于功能上的原因,电源或回路配置不完全符合特低电压的要求,则称之为功能特低电压。其补充安全要求是,装设必要的屏护或加强设备的绝缘,以防止直接接触电击;当该回路与一次边保护地线连接时,一次边应装设防止电击的自动断电装置,以防止间接接触电击。其他要求与特低电压相同。

(三)电气隔离和不导电环境电气隔离和不导电环境都属千防止间接接触电击的安全技术措施。

1.电气隔离

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第二章电气安全技术电气隔离指工作回路与其他回路实现电气上的隔离。其安全原理是在隔离变压器的二次边构成了一个不接地的电网,阻断在二次边工作的人员单相电击电流的通路。电气隔离的回路必须符合以下条件:

(1)电源变压器必须是隔离变压器。与安全隔离变压器一样,隔离变压器的输入绕组与输出绕组没有电气连接,并具有双重绝缘的结构。单相隔离变压器的额定容量不应超过25 kV· A,三相隔离变压器的额定容量不应超过40 kV • A。隔离变压器的空载输出电压交流不应超过1000 V。隔离变压器的其他要求与安全隔离变压器相同。

(2)二次边保持独立。为保证安全,被隔离回路不得与其他回路及大地有任何连接。对千二次边回路线路较长者,应装设绝缘监视装置。

(3)二次边线路要求。二次边线路电压过高或二次边线路过长,都会降低这种措施的可靠性。按照规定,应保证电源电压U::::;500 V时线路长度L:::;200 m、电压与长度的乘积UL::::;100000 V · m。

(4)等电位联结。为了防止隔离回路中两台设备的不同相线漏电时的故障电压带来的危险,各台设备的金属外壳之间应采取等电位联结措施。

2.不导电环境不导电环境是指地板和墙都用不导电材料制成,即大大提高了绝缘水平的环境。不导电环境必须符合以下安全要求:

(1)电压500 V及以下者,地板和墙每一点的电阻不应低千50 kfl;电压500 V以上者不应低千100 kfl。

(2)保持间距或设置屏障,防止人体在基本绝缘损坏后同时触及不同电位的导体。

(3)具有永久性特征。为此,场所不会因受潮而失去不导电性能,不会因引进其他设备而降低安全水平。

(4)为了保持不导电特征,场所内不得有保护地线。

(5)有防止场所内高电位引出场所范围外和场所外低电位引入场所范围内的措施。

(四)剩余电流动作保护装置剩余电流动作保护装置是指电路中带电导线对地故障所产生的剩余电流超过规定值时,能够自动切断电流的保护装置,也称为剩余电流动作保护电器(RCD)。低压配电系统中装设剩余电流动作保护装置是防止间接接触和直接接触导致电击事故的有效措施之一。用于防止直接接触电击时,只作为基本防护措施的补充保护措施。剩余电流动作保护装置也可用于防止漏电火灾,以及用千监测一相接地故障。

1.保护原理根据动作方式剩余电流动作保护装置分为电磁式剩余电流保护装置和电子式剩余电流保护装置。电磁式剩余电流保护装置采用零序电流互感器作为取得触电或漏电信号的检测元件。电磁式剩余电流动作保护装置的原理如图2 -11所示。这种保护装置以极化电磁铁FV作为中间机构。这种电磁铁由于有永久磁铁而具有极性,而且在正常情况下,永久磁铁的吸力克服弹簧的拉力使衔铁保持在闭合位置。图2-ll中,三条相线和一条中性线穿过环形的零序电流互感器OTA构成互感器的一次边,与极化电磁铁FV连接的线圈构成互感器的

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-----------|I|II||...J二次边。设备正常运行时,互感器一次边电流在其铁芯中产生的磁场互相抵消,互感器二次边不产生感应电动势,电磁铁不动作。设备发生漏电或后方有人触电时,出现额外的剩余电流,互感器二次边产生感应电动势,电磁铁线圈中有电流流过,并产生交变磁通。这个交变磁通与永久磁铁的磁通叠加,产生去磁作用,使吸力减小,衔铁被反作用弹簧拉开,电磁铁动作,并通过开关设备断开电源。图2-11中,SB、R支路是检查支路,SB是检查按钮,R是限流电阻。图2 -11电磁式剩余电流动作保护装置原理图电磁式剩余电流动作保护装置结构简单、承受过电流或过电压冲击的能力较强;但其灵敏度不高,而且工艺难度较大。在检测元件后方增设电子环节,即构成电子式剩余电流动作保护装置。电子式剩余电流动作保护装置灵敏度很高、动作参数容易调节,但其可靠性较低、承受电磁冲击的能力较弱。

2.动作参数剩余电流动作保护装置的主要动作参数是动作电流和动作时间。直接接触保护用RCD的最大分断时间应符合表2 -11的要求,间接接触保护用RCD的最大分断时间应符合表2 -12的要求。表2 -11直接接触保护用RCD的最大分断时间/~n/ A I /n/ AI An任何值任何值0. 1注:表中知为额定剩余动作电流;儿为被保护电路的额定电流。最大分断时间/s2/t,.n

0.08表2 -12间接接触保护用RCD的最大分断时间IAn/ A | In/ A最大分断时间/sI An 2IAn>O. 03任何值0.3 0.2

0. 25 A

0.045/ An

0. 15剩余电流动作保护装置的动作电流可分为0.006 A、0.010 A、0.030 A、0.050 A、

0. 1 A、0.2 A、0. 3 A、0. 5 A、0. 8 A、1 A、3A、5 A、10 A、20 A、30 A 15个等级。其中,30 mA及30mA以下的属高灵敏度,主要用于防止触电事故;30 mA以上、1000 mA及1000 mA以下的属中灵敏度,用于防止触电事故和漏电火灾;1000 mA以上的属低灵敏度,用于防止漏电火灾和监视一相接地故障。为了避免误动作,保护装置的额定剩余不动作电流不得低千额定剩余动作电流的1/2。剩余电流动作保护装置的动作时间指动作时最大分断时间。剩余电流动作保护装置的

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第二章电气安全技术动作时间应根据保护要求确定。按照动作时间,剩余电流动作保护装置有快速型、定时限型和反时限型之分。延时型只能用千动作电流30mA以上的剩余电流动作保护装置,其动作时间可选为0. 2 s、0. 8 s、1 s、1. 5 s和2s。防止触电的剩余电流动作保护装置宜采用高灵敏度、快速型装置。

3.安装和运行l)安装属千I类的移动式电气设备及手持式电动工具;生产用的电气设备;施工工地的电气机械设备;安装在户外的电气装置;临时用电的电气设备;机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路;游泳池、喷水池、浴池的电气设备;安装在水中的供电线路和设备;医院中可能直接接触人体的电气医用设备等均必须安装剩余电流动作保护装置。对于公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防用电梯及确保公共场所安全的电气设备、用千消防设备的电源(如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等)、用千防盗报警的电源,以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源,漏电时立即切断电源将会造成其他事故或重大经济损失。在这些情况下,应装设不切断电源的报警式剩余电流动作保护装置。从防止触电的角度考虑,使用特低电压供电的电气设备、一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘结构的电气设备、使用隔离变压器且二次侧为不接地系统供电的电气设备,以及其他没有漏电危险和触电危险的电气设备可以不安装剩余电流动作保护装置。

2)误动作和拒动作误动作是指剩余电流动作保护装置在线路或设备未发生预期的触电或漏电时的动作。拒动作是指发生预期动作的触电或漏电时保护装置拒绝动作。误动作和拒动作都会影响剩余电流动作保护装置正常运行。

3)运行

(1)当采用剩余电流动作保护装置作为电击防护附加防护措施时,额定剩余动作电流不应大千30mA。

(2)剩余电流动作保护装置不应作为唯一的保护措施。

(3)采用剩余电流动作保护装置时应装设保护接地导体(PE)。

(4)加热电缆敷设供暖设备、公共厨房用电设备、电辅助加热的太阳能热水器、升降停车设备、人员可触及的室外金属电动门等用电设备的电击防护应采用额定剩余动作电流不大千30mA的剩余电流动作保护电器和辅助等位联结二者兼有的附加防护措施。

(5) TN -C系统中不能装设剩余电流动作保护装置,若必须装设时,应将系统接地的型式由TN-C改装成TN -C -S或形成局部的TI系统。第三节电气防火防爆技术电气火灾约占全部火灾总数的30 %。电气火灾和爆炸除可能造成人身伤亡和设备毁坏外,还可能造成大规模、长时间停电,给国家财产造成重大损失。

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一、电气引燃源电气引燃源包括电气装置的危险温度和发生在可燃物上的电火花和电弧。

(一)危险温度由千不存在100%的效率,电气设备运行时总是要发热的。电气设备稳定运行时,其最高温度和最高温升都不会超过允许范围;当电气设备的正常运行遭到破坏时,发热量增加,温度升高,乃至产生危险温度。

1.短路发生短路时,线路中电流增大为正常时的数倍乃至数十倍,而产生的热量又与电流的平方成正比,使得温度急剧上升。

2.接触不良接触部位是电路的薄弱环节,是产生危险温度的重点部位。不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头处夹有杂物,会增加接触电阻导致危险温度;可拆卸的接头连接不紧密或由于振动而松动也会导致危险温度;可开闭的触头,如各种开关的触头,如果没有足够的接触压力或表面粗糙不平,均可能增大接触电阻,产生危险温度;滑动接触处没有足够的压力或接触不良也会产生危险温度;不同种类导体连接处,由于二者的理化性能不同,接触处极易产生危险温度。

3.过载严重过载或长时间过载都会产生危险温度。

4.铁芯过热对于电动机、变压器、接触器等带有铁芯的电气设备,如铁芯短路,或线圈电压过高,或通电后铁芯不能吸合,由于涡流损耗和磁滞损耗增加都将造成铁芯过热并产生危险温度。

5.散热不良电气设备的散热或通风措施遭到破坏,如散热油管堵塞、通风道堵塞、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近,均可能导致电气设备和线路产生危险温度。

6.漏电漏电电流一般不大,不能促使线路熔丝动作。如漏电电流沿线路均匀分布,发热量分散,一般不会产生危险温度;但当漏电电流集中在某一点时,可能引起比较严重的局部发热,产生危险温度。

7.机械故障电动机被卡死或轴承损坏、缺油,造成堵转或负载转矩过大,都将产生危险温度。

8.电压过高或过低电压过高,除使铁芯发热增加外,对于恒定电阻的负载,还会使电流增大,增加发热;电压过低,除使电磁铁吸合不牢或吸合不上外,对于恒定功率负载,还会使电流增大,增加发热。两种情况都可能导致产生危险温度。

9.电热器具和照明灯具

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第二章电气安全技术电炉、电烘箱、电贵斗、电烙铁、电褥子等电热器具和照明器具的工作温度较高。例如,电炉电阻丝的工作温度高达800 °C, 1000 W卤鸽灯表面温度高达500 ~ 800 °C等。如果这些发热部件紧贴可燃物或离可燃物太近,极易引燃成灾。灯座内接触不良会造成过热,日光灯镇流器散热不良也会造成过热,都可能引燃成灾。

(二)电火花和电弧电火花是电极间的击穿放电;大量电火花汇集起来即构成电弧。电火花的温度很高,特别是电弧,温度高达6000 ~ 8000 °C。因此,电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧,还能使金属熔化、飞溅,构成二次引燃源。电火花分为工作火花和事故火花。工作火花指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。例如,控制开关、断路器、接触器接通和断开线路时产生的火花;插销拔出或插入时产生的火花;直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处、绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处产生的火花等。事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花。例如,电路发生短路或接地时产生的火花;熔丝熔断时产生的火花;连接点松动或线路断开时产生的火花;变压器、断路器等高压电气设备由千绝缘质量降低发生的闪络等。事故火花还包括由外部原因产生的火花。如雷电火花、静电火花和电磁感应火花。除上述外,电动机的转动部件与其他部件相碰也会产生机械碰撞火花。

二、危险物质和爆炸危险环境

(一)危险物质的性能参数和分级分组爆炸性物质、可燃气体、可燃液体、自燃物质、遇水燃烧物质、氧化剂属于有火灾和爆炸危险的物质。下面所说的危险物质指在大气条件下能与空气形成爆炸性混合物的气体、蒸气、薄雾、粉尘、纤维。所谓爆炸性混合物就是一经点燃,燃烧能在整个范围内传播的混合物。这种能与空气形成爆炸性混合物的爆炸危险物质分为三类:I类是矿井甲烧;II类是爆炸性气体、蒸气、薄雾;皿类是爆炸性粉尘、纤维。闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比、最大试验安全间隙是危险物质的主要性能参数。

1.闪点闪点是在规定的试验条件下,易燃液体能释放出足够的蒸气并在液面上方与空气形成爆炸性混合物,点火时能发生闪燃的最低温度。闪点越低者危险性越大。

2.燃点燃点是物质在空气中点火时发生燃烧,移开火源仍能继续燃烧的最低温度。对千闪点不超过45℃的易燃液体,燃点仅比闪点高1~5°C,一般只考虑闪点,不考虑燃点。

3.引燃温度引燃温度又称自燃点或自燃温度,是在规定试验条件下,可燃物质不需外来火源即发生燃烧的最低温度。爆炸性气体、蒸气、薄雾按引燃温度分为6组。其相应的引燃温度范围见表2 -13。

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表2 -13气体、蒸气、薄雾按引燃温度分组组别Tl T2 T3 T4 T5 T6引燃温度Tl "C I T>450 I 300 < T~450 I 200 < T~300 I 135 < T~200 I 100 < T~l35 I 85 < T~lOO

4.爆炸极限爆炸极限分为爆炸浓度极限和爆炸温度极限。后者很少用到,通常所指的都是爆炸浓度极限。该极限是指在一定的温度和压力下,气体、蒸气、薄雾或粉尘、纤维与空气形成的能够被引燃并传播火焰的浓度范围。该范围的最低浓度称为爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限。例如,甲烧的爆炸极限为4. 9% ~ 15%,汽油的爆炸极限为1. 4% ~7. 6%,乙块的爆炸极限为2. 5% ~80%等。

5.最小点燃电流比最小点燃电流比的代号为MICR,是在规定试验条件下,气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烧爆炸性混合物的最小点燃电流之比。气体、蒸气、薄雾按最小点燃电流比分级见表2 -14。表2 -14气体、蒸气、薄雾按最小点燃电流比分级级别IIA 11B II C最小点燃电流比>1.0 ~l. 0, >O. 8 ~O. 8, >O. 45 ~0.45除最小点燃电流外,还经常用到最小引燃能量。最小引燃能量是在规定的试验条件下,能使爆炸性混合物燃爆所需最小电火花的能星。例如,甲烧的最小引燃能量为

0. 28 mJ,乙块的最小引燃能量为0. 02 mJ等。

6.最大试验安全间隙最大试验安全间隙的代号为MESG,是衡量爆炸性物质传爆能力的性能参数,是在规定试验条件下,两个经长25 mm的间隙连通的容器,一个容器内燃爆不引起另一个容器内燃爆的最大连通间隙。气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物按最大试验安全间隙分级见表2 -15。表2 -15气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物按最大试验安全间隙分级级别Il A II B最大试验安全间隙/mm > 1. 14 :::::1. 14, >O. 9 I :::::0. 9, >O. 5爆炸性气体的分类、分级、分组举例见表2 -16。爆炸性粉尘、纤维或飞絮分为以下三级:mA级:可燃性飞絮。皿B级:非导电性粉尘。me级:导电性粉尘。II C::::;O. 5

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第二章电气安全技术常见的川A级可燃性飞絮如棉花纤维、麻纤维、丝纤维、毛纤维、木质纤维、人造纤维等。常见的川B级可燃性非导电粉尘如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、可可、木质、米棣、硫黄等粉尘。常见的皿C级可燃性导电粉尘如石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钦等粉尘。

(二)爆炸危险环境为了正确选用电气设备和电气线路,必须正确划分所在环境危险区域的大小和级别。

1.气体、蒸气爆炸危险环境根据爆炸性气体、蒸气混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险场所分为0区、1区和2区。表2 -16爆炸性气体的分类、分级、分组最大试验最小点燃组别及引燃温度Tl 't:类和级安全间隙电流比Tl T2 T3 T4 T5 T6MESG MICR T>450 300 < T~450 200 < T~300 135 <T~200 100 < T~l35 85 < T:s:;100甲烧、乙丙烧、丁戊烧、已烧、氯乙烯、烧、丙酮、氯丙烯、甲醇、烧、庚烧、IIA 0. 9 -1. 14 0. 8 -1. 0苯、苯乙烯、乙醇、丁醇、癸烧、辛乙酰、乙亚硝酸乙甲苯、苯胺、乙酸丁酣、乙烧、汽油、醒酷一氧化碳、乙酸戊酣、乙硫化氢、环酸、丙烯腊酸酐已烧二甲酪、民环氧乙烧、II B 0. 5 -0. 9 0. 45 -0. 8用煤气、环环氧丙烧、丁异戊二烯丙烧二烯、乙烯IIC <0.5 =::;O. 45水煤气、乙块二硫化碳硝酸乙酷氢、焦炉煤气

(1) 0区,指正常运行时持续出现或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾,能形成爆炸性混合物的区域。除了装有危险物质的封闭空间,如密闭的容器、储油罐等内部气体空间外,很少存在0区。

(2) 1区,指正常运行时可能出现(预计周期性出现或偶然出现)爆炸性气体、蒸气或薄雾,能形成爆炸性混合物的区域。

(3) 2区,指正常运行时不出现,即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾,能形成爆炸性混合物的区域。危险区域的级别和大小受释放源特征、通风条件、危险物质性质等因素的影响。

2.粉尘、纤维爆炸危险环境根据爆炸性粉尘、纤维混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险场所分为20区、21区和22区。

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(1) 20区。空气中的可燃性粉尘云待续或长期或频繁地出现于爆炸性环境中的区域。

(2) 21区。在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现千爆炸性环境中的区域。

(3) 22区。在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云一般不可能出现千爆炸性粉尘环境中的区域,即使出现,持续时间也是短暂的。粉尘、纤维爆炸危险区域的级别和大小受粉尘量、粉尘爆炸极限和通风条件等因素影响。

📝 真题怎么考(危险区域分区)

气体/蒸气爆炸危险区域:0 区(连续出现爆炸性气体,最危险)、1 区(正常运行时可能出现)、2 区(偶尔出现);粉尘:20/21/22 区对应。设备选型按分区:0 区用本质安全型 ia。口诀「0 常、1 可能、2 偶尔」。

三、爆炸危险区域

(一)气体、蒸气爆炸危险环境

1.释放源和通风条件对区域危险等级的影呴释放源是划分爆炸危险区域的基础。释放源分为连续释放、长时间释放或短时间频繁释放的连续级释放源;正常运行时周期性释放或偶然释放的一级释放源;正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放的二级释放源。很多现场还存在上述两种以上特征的多级释放源。通风情况是划分爆炸危险区域的重要因素。通风分为自然通风、一般机械通风和局部机械通风等类型。良好的通风标志是混合物中危险物质的浓度被稀释到爆炸下限的1/4以下。划分危险区域时,应综合考虑释放源和通风条件,并应遵循下列原则:

(1)存在连续级释放源的区域可划为0区,存在第一级释放源的区域可划为1区,存在第二级释放源的区域可划为2区。

(2)如通风良好,可降低爆炸危险区域等级;如通风不良,可提高爆炸危险区域等级。

(3)局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时,可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。

(4)在障碍物、凹坑和死角处,应局部提高爆炸危险区域等级。

(5)利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小爆炸危险区域的范围。

2.危险区域的范围爆炸危险区域的范围应根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验,经技术经济比较综合确定。危险区域范围的大小受很多因素的影响。当危险物质释放量越大、浓度越高、爆炸下限越低、闪点越低、温度越高、通风越差时,爆炸危险区域越大。在建筑物内部,宜以厂房为单位划定爆炸危险区域的范围;如果厂房内空间大,释放源释放的易燃物质量少,可按厂房内部分空间划定爆炸危险的区域范围。在后一情况下,必须充分考虑危险气体、蒸气的密度和通风条件。

3.爆炸危险区域划分举例典型爆炸危险区域的划分如图2 -12至图2 -17所示。

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第二章电气安全技术

7. 5m二级释放源

7. 5m地坪地坪(b )释放源在地坪以上图2 -12易燃物质重于空气,通风良好的生产装置区地坪15m』30m图2 -13易燃物质重于空气,释放源在封闭建筑物内,通风不良的生产装置区0区1区,r=l. 5m2区堤堤2区地坪( a)浮顶式储罐( b )固定式储罐图2 -14易燃物质重于空气,设在户外地垀上的储罐2区二级释放源地坪E9.V长噤图2 -15易燃物质轻于空气,通风良好的生产装置区

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4. 5m2区地坪1区(a)通风良好(b)通风不良注:释放源距地坪的高度超过4. 5 m时,应根据实践经验确定。图2 -16易燃物质轻于空气的压缩机厂房二级释放源注:15 m、4 . 5 m分别用于易燃物质重于空气、轻于空气的场合。图2 -17毗邻通风不良的房间

(二)粉尘、纤维爆炸危险环境爆炸性粉尘环境的范围,应根据爆炸性粉尘的量、释放率、浓度和物理特性,以及同类企业相似厂房的实践经验等确定。20区包括粉尘容器、旋风除尘器、搅拌器等设备内部的区域。21区包括频繁打开的粉尘容器出口附近、传送带附近等设备外部邻近区域。22区包括粉尘袋、取样点等周围的区域。建筑物内无抽气通风设施的倒袋站危险区域的划分如图2-18所示。l —21区(半径1 m) ; 2 —20区;3一地板;4 --排料斗;5 —出料加工图2 -18建筑物内无抽气通风设施的倒袋站危险区域的划分

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第二章电气安全技术

四、防爆电气设备和防爆电气线路爆炸危险环境使用的电气设备和电气线路,应当不会在使用中产生能构成引燃源的火花、电弧或危险温度。

(一)防爆电气设备

1.防爆电气设备类型防爆电气设备有隔爆型、增安型、本质安全型、正压型、油浸型、充砂型、无火花型、浇封型、气密型等多种类型。隔爆型设备是具有能承受内部的爆炸性混合物发生爆炸而不致受到破坏,而且通过外壳任何结合面或结构间隙,不致由内部爆炸引起外部爆炸性混合物爆炸的电气设备。增安型设备是在正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取加强措施以提高安全水平的电气设备。本质安全型设备是正常状态下和故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。正压型设备是向外壳内充入带正压的清洁空气、惰性气体或连续通入清洁空气以阻止爆炸性混合物进入外壳内的电气设备。正压型设备按其充气结构分为通风、充气、气密等三种型式。油浸型设备是将可能产生电火花、电弧或危险温度的带电零、部件浸在绝缘油里,使之不能点燃油面上方爆炸性混合物的电气设备。充砂型设备是将细粒状物料充入设备外壳内,令壳内出现的电弧、火焰传播、壳壁温度及粒料表面温度不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。无火花型设备是在防止产生危险温度、防冲击、防机械火花、防电缆事故、外壳防护等方面采取措施,以防止火花、电弧或危险温度的产生来提高安全程度的电气设备。无火花型设备在正常条件下不会点燃周围爆炸性混合物,而且一般不会发生有点燃作用的故障。浇封型设备是将可能产生能点燃混合物的电弧、火花及高温部件浇封在环氧树脂等浇封剂里面,使其不能点燃周围爆炸性混合物的设备。气密型设备是用熔化、挤压或胶粘的方法制成气密外壳,能防止外部气体进入壳内的设备。有的防爆电气设备,其本体是一种防爆类型,但允许安装有其他防爆类型的部件。

2.防爆电气设备的保护级别(EPL)EPL用于表示设备的固有点燃风险,区别爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境和煤矿有甲烧的爆炸性环境的差别。用千煤矿有甲烧的爆炸性环境中的I类设备的EPL分为Ma、Mb两级。用千爆炸性气体环境的II类设备的EPL分为Ga、Gb、Ge三级。用于爆炸性粉尘环境的川类设备的EPL分为Da、Db、De三级。其中,Ma、Ga、Da级的设备具有“很高”的保护级别,该等级具有足够的安全程度,使设备在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点

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燃源。对Ma级来说,甚至在气体突出时设备带电的情况下也不可能成为点燃源。Mb、Gb、Db级的设备具有“高”的保护级别,在正常运行过程中、在预期的故障条件下不会成为点燃源。对Mb级来说,在从气体突出到设备断电的时间范围内预期的故障条件下不可能成为点燃源。Ge、De级的设备具有爆炸性气体环境用设备。具有“加强”的保护级别,在正常运行过程中不会成为点燃源,也可采取附加保护,保证在点燃源有规律预期出现的情况下(如灯具的故障),不会点燃。

3.防爆电气设备的标志防爆电气设备的型式和标志见表2 -17。表2-17防爆电气设备型式和标志防爆型式隔爆型1增安型本质安全型正压型油浸型I充砂型1无火花型I浇封型气密型防爆型式标志I d e p。q n m h防爆电气设备的标志应设置在设备外部主体部分的明显地方,且应设置在设备安装之后能看到的位置。标志应包含:制造商的名称或注册商标、制造商规定的型号标识、产品编号或批号、颁发防爆合格证的检验机构名称或代码、防爆合格证号、Ex标志、防爆型式标志、类别符号、表示温度组别的符号(对于II类电气设备)或最高表面温度及单位t,前面加符号T(对于皿类电气设备)、设备的保护级别(EPL)、外壳防护等级(仅对于皿类,如IP54)。表示Ex标志、防爆型式标志、类别符号、温度组别或最高表面温度、保护级别、防护等级的示例:

(1) Ex d II B T3 Gb,表示该设备为隔爆型“d",保护级别(EPL)为Gb,用于IIB类T3组爆炸性气体环境的防爆电气设备。

(2) Exp illC T120 °C Db IP65,表示该设备为正压型“p",保护级别(EPL)为Db,用于有皿C导电性粉尘的爆炸性粉尘环境的防爆电气设备,其最高表面温度低于120 °C,外壳防护等级为IP65。

(3)用于煤矿的电气设备,其环境中除了甲烧外还可能含有其他爆炸性气体时,应按照I类和II类相应可燃性气体的要求进行制造和检验。该类电气设备应有相应的标志。如“Ex d I/ II B T3”或者“Ex d I / II (NH3)”。

4.爆炸危险环境中电气设备选用应根据电气设备使用环境的等级、电气设备的种类和使用条件选择电气设备。所选用的防爆电气设备的级别和组别不应低于该环境内爆炸性混合物的级别和组别。在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移动式设备,应尽量少安装插销座。为了减小防爆电气设备的使用量,应当考虑把电气设备安装在危险环境之外;即使不得不安装在危险环境内,也应当安装在危险较小的位置。

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第二章电气安全技术气体、蒸气爆炸危险环境的低压电气设备的选型见表2 -18至表2 -20。表中,“0"表示适用,“A”表示尽量避免采用,“X "表示不适用,“一”表示一般不用。表2 -18电动机防爆结构选型爆炸危险环境区别电气设备类别l区2区隔爆型正压型增安型隔爆型正压型增安型n型三相鼠笼型感应电动机。。A。三相绕线型感应电动机A A。直流电动机A A 0表2 -19低压开关和控制器类防爆结构选型爆炸危险环境区别电气设备类别0区l区本质安全本质安全隔爆油浸增安本质安全刀开关、断路器。熔断器A操作用小开关0 0 0 0 0配电盘A表2 -20照明灯具类防爆结构选型电气设备类别隔爆型固定式白炽灯0移动式白炽灯A固定式荧光灯。

(二)危险场所电气线路

1.线路敷设方式爆炸危险环境区别1区增安型隔爆型X 0X 0。0 0。0 X。2区隔爆油浸增安。。。。2区增安型。

(1)电气线路宜在爆炸危险性较小的环境或远离释放源的地方敷设。当可燃物质比空气重时,电气线路宜在较高处敷设或直接埋地;架空敷设时宜采用电缆桥架;电缆沟敷设时,沟内应充砂,并宜设置排水措施。电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设。在爆炸性粉尘环境,电缆应沿粉尘不易堆积并且易于粉尘清除的位置敷设。

(2)敷设电气线路的沟道、电缆桥架或导管,所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞,应采用非燃性材料严密堵塞。

(3)敷设电气线路时宜避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀、紫外线照射以及可能

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受热的地方,不能避开时,应采取预防措施。

(4)钢管配线可采用无护套的绝缘单芯或多芯导线。

(5)在爆炸性气体环境内钢管配线的电气线路必须做好隔离密封。

(6)在1区内电缆线路严禁有中间接头,在2区、20区、21区内不应有中间接头。

(7)电缆或导线的终端连接:电缆内部的导线如果为绞线,其终端应采用定型端子或接线鼻子进行连接。

(8)架空电力线路严禁跨越爆炸性气体环境,架空线路与爆炸性气体环境的水平距离,不应小于杆塔高度的1.5倍。在特殊情况下,采取有效措施后,可适当减少距离。爆炸危险环境配线见表2 -21。表2 -21爆炸危险环境配线区域危险等级配线方式

0、20 1 2 21 22本质安全型配线。。。。。锁锌钢管配线X 0 0 X。低压X。。X。电缆配线高压X A 0 X。

2.导线材料爆炸危险环境应优先采用铜线。l区和21区的电力及照明线路应采用截面不小于2. 5 mm2的铜芯导线。2区和22区电力线路应采用截面不小于1. 5 mm2的铜芯导线或截面不小于16 mm2的铝芯导线。2区和22区照明线路应采用截面不小于1. 5 mm2的铜芯导线。在有剧烈振动处应选用多股铜芯软线或多股铜芯电缆。爆炸危险环境不宜采用油浸纸绝缘电缆。在爆炸危险环境,低压电力、照明线路所用电线和电缆的额定电压不得低于工作电压,并不得低千500 V。中性线应与相线有同样的绝缘能力,并应在同一护套内。对于爆炸危险环境中的移动式电气设备,1区和21区应采用重型电缆,2区和22区应采用中型电缆。

3.允许载流量爆炸危险环境导线允许载流最不应高于非爆炸危险环境的允许载流量。1区、2区导体允许载流量不应小千熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的

1. 25倍,也不应小千电动机额定电流的1. 25倍。高压线路应进行热稳定校验。

五、电气防火防爆技术

(一)消除或减少爆炸性混合物这项措施包括采取封闭式作业,防止爆炸性混合物泄漏;清理现场积尘,防止爆炸性混合物积累;设计正压室,防止爆炸性混合物侵入;采取开式作业或通风措施,稀释爆炸

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第二章电气安全技术性混合物;在危险空间充填惰性气体或不活泼气体,防止形成爆炸性混合物;安装报警装置,当混合物中危险物品的浓度达到其爆炸下限的10%时报警等。

(二)消除引燃源为了防止出现电气引燃源,应根据爆炸危险环境的特征和危险物的级别、组别选用电气设备和电气线路,并保持电气设备和电气线路安全运行。安全运行包括电流、电压、温升和温度等参数不超过允许范围,包括绝缘良好、连接和接触良好、整体完好无损、清洁、标志清晰等。保持设备清洁有利千防火。设备脏污或灰尘堆积既降低设备的绝缘又妨碍通风和冷却,特别是正常时有火花产生的电气设备,很可能由于过分脏污引起火灾。

(三)隔离和间距室内电压10 kV以上、总油量60 kg以下的充油设备,可安装在两侧有隔板的间隔内;总油量60 ~600 kg者,应安装在有防爆隔墙的间隔内;油量600 kg以上者,应安装在单独的防爆间隔内。10 kV变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方;变、配电室与爆炸危险环境或火灾危险环境毗连时,隔墙应用非燃材料制成;配电室允许通过走廊或套间与火灾危险环境相通,但走廊或套间应由非燃材料制成。隔墙上与变、配电室有关的孔洞、沟道应用非燃性材料严密堵塞。毗连变、配电室的门、窗应向外开,通向无爆炸或火灾危险的环境。一室外变、配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。室外变、配电站与建筑物的防火间距见表2 -22。表2 -22室外变、配电站与建筑物的防火间距m变压器总油量建筑物特征5 ~ lO t l0 ~50 t >50 t

一、二级15 20 25民用建筑耐三级20 25 30火四级25 30 35等一、二级12 15 20丙、丁、戊类厂房及库房级三级15 20 25四级20 25 30甲、乙类厂房25储量不超过10 t的甲类1、2、5、6项物品及乙类物品25甲、乙类储量不超过5 t的甲类3、4项物品和储量超过10 t的30库房甲类1、2、5、6项物品储量超过5 t的甲类3、4项物品40开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备、电动机等均应避开易燃物或易燃建筑构件。起重机滑触线的下方,不应堆放易燃物品。

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(四)爆炸危险环境保护接地

(1)从防止触电的角度考虑不要求接地的部位,如交流127 V及以下、直流110V及以下的电气设备也应接地,并实施等电位联结。

(2)将所有设备的金属部分、金属管道,以及建筑物的金属结构全部接保护接地导体(PE),并连接成连续整体。

(3)采用TN-S系统,并装设双极开关,同时操作相线和中性线。保护导体的最小截面,铜导体不得小千4mm勹

(4)在不接地配电网中,必须装设一相接地时或严重漏电时能自动切断电源的保护装置或能发出声、光双重信号的报警装置。短路保护应有较高的灵敏度。

(五)电气灭火

1.触电危险和断电发现起火后,首先要设法切断电源。切断电源应注意以下几点:

(1)火灾发生后,由于受潮和烟熏,开关设备绝缘能力降低,因此,拉闸时最好用绝缘工具操作。

(2)高压应先断开断路器,后断开隔离开关,低压应先断开电磁起动器或低压断路器,后断开闸刀开关。

(3)切断电源的范围应选择适当,防止切断电源后影响灭火工作。

(4)剪断电线时,应做好安全防护措施不同相的电线应在不同的部位剪断,以免造成短路;剪断空中的电线时,剪断位置应选择在电源方向的支持点附近,以防电线断落下来造成接地短路和触电事故。

2.带电灭火安全要求带电灭火须注意以下几点:

(1)按灭火剂的种类选择适当的灭火器。二氧化碳灭火器、干粉灭火器可用于600 V以下带电灭火。泡沫灭火器的灭火剂有一定的导电性,而且对电气设备的绝缘有影响,不用于电气灭火。

(2)人体与带电体之间保持必要的安全距离。用水灭火时,水枪喷嘴至带电体的距离,电压10 kV及以下者不应小于3m。用二氧化碳等有不导电灭火剂的灭火器灭火时,机体、喷嘴至带电体的最小距离,电压10 kV者不应小于0.4 m。

(3)对架空线路等空中设备进行灭火时,人体位置与带电体之间的仰角不应超过45° 0

(4)如有带电导线断落地面,应在周围画警戒圈,防止可能的跨步电压电击。第四节雷击和静电防护技术

一、雷电防护技术带电积云是构成雷电的基本条件。当带不同电荷的积云互相接近到一定程度,或带电积云与大地凸出物接近到一定程度时,发生强烈的放电,同时发出耀眼的闪光。由于放电

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第二章电气安全技术时温度高达20000 °C,空气受热急剧膨胀,发出爆炸的轰鸣声。这就是闪电和雷鸣。

(一)雷电概要

1.雷电种类

1)直击雷带电积云与地面建筑物等目标之间的强烈放电称为直击雷。直击雷的放电过程如图2 -19所示。带电积云接近地面时,在地面凸出物顶部感应出异性电荷。当积云与地面凸出物之间的电场强度达到25 ~30 kV/ cm时,即发生由带电积云向大地发展的跳跃式先导放电,持续时间为5 ~ 10 ms。当先导放电即将达到地面凸出物时,发生从地面凸出物向积云发展的极明亮的主放电,其放电时间仅50 ~ 100 µs。主放电向上发展,至云端即告结束。主放电结束后空间留有微弱的余光,持续时间为30 ~ 150 ms。第1个冲击'l I I I \ I \II||I|跳跃式先导第2个冲击(a)光学照片图(b)电流波形图击`\『___..时间1 ... I I.

0. 05 ~ 0. l图2 -19直击雷放电图大约50%的直击雷有重复放电的性质。平均每次雷击有三四个冲击,最多能出现几十个冲击。第一个冲击的先导放电是跳跃式先导放电,第二个以后的先导放电是箭式先导放电,其放电时间仅为1 ms。一次雷击的全部放电时间一般不超过500 ms。

2)感应雷感应雷也称作闪电感应,分为静电感应和电磁感应。静电感应是由千带电积云接近地面,在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。在带电积云与其他客体放电后,架空线路导线或导电凸出物顶部的电荷失去束缚,以大电流、高电压冲击波的形式,沿线路导线或导电凸出物极快地传播。这一现象也说成是静电感应雷。电磁感应是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。如系开口环状导体,开口处可能由此引起火花放电;如系闭合导体环路,环路内将产生很大的冲击电流。这一

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现象也说成是电磁感应雷。

3)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20 cm左右;其运动速度约为2 mis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。在雷雨季节,球雷可能从门、窗、烟囡等通道侵入室内。直击雷和感应雷都能在架空线路或在空中金属管道上产生沿线路或管道的两个方向迅速传播的闪电冲击波(闪电电涌)。直击雷和感应雷都能在空间产生辐射电磁波。

2.雷电参数

1)雷暴日雷暴日是指某地区一年中有雷电放电的天数,以观测站单日听到一次以上雷声作为统计标准,单位为d/a。雷暴日数越大,说明雷电活动越频繁。年平均雷暴日不超过15 d/a的地区为少雷区,超过40 d/a的为多雷区。

2)雷电流幅值雷电流幅值指主放电时冲击电流的最大值。雷电流幅值可达数十千安至数百千安。

3)雷电流陡度雷电流陡度指雷电流随时间上升的速度。雷电流冲击波波头陡度可达50 kA/µs。雷电流波头时间仅数微秒。由于雷电流陡度很大,雷电具有高频特征。

4)雷电冲击过电压直击雷冲击过电压高达数千千伏;感应雷过电压也高达数百千伏。由于雷电的电流和陡度都很大、放电时间很短,从而表现出极强的冲击性。

3.雷电的危害雷电有电性质、热性质、机械性质等多方面的破坏作用。雷电的主要危害如下所述。l)火灾和爆炸直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物造成火灾;高电压造成的二次放电可能引起爆炸性混合物爆炸;巨大的雷电流通过导体,在极短的时间内转换出大量的热能,可能烧毁导体、熔化导体,导致易燃品的燃烧,从而引起火灾乃至爆炸;球雷侵入可引起火灾;数百万伏乃至更高的冲击电压击穿电气设备的绝缘导致的短路亦可能引起火灾。

2)电击雷电直接对人放电会使人遭到致命电击;二次放电也能造成电击;球雷打击也能使人致命;数十至数百千安的雷电流流入地下,会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压,可能直接导致接触电压和跨步电压电击;电气设备绝缘损坏后,可能导致高压窜入低压,在大范围内带来触电危险。

3)设备和设施毁坏数百万伏乃至更高的冲击电压可能毁坏发电机、电力变压器、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘,烧断电线或劈裂电杆;巨大的雷电流瞬间产生的大量热量使雷电流通道中的液体急剧蒸发,体积急剧膨胀,造成被击物破坏甚至爆碎。

4)大规模停电

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电力设备或电力线路破坏后即可能导致大规模停电。

4.防雷分类第二章电气安全技术建筑物按其火灾和爆炸的危险性、人身伤亡的危险性、政治经济价值分为三类。l)第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物有:

(1)制造、使用或储存火炸药及其制品,遇电火花会引起爆炸、爆轰,从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物。

(2)具有0区、20区爆炸危险场所的建筑物。

(3)具有1区、21区爆炸危险场所,且因电火花引起爆炸会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。

2)第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物有:

(1)国家级重点文物保护的建筑物。

(2)国家级的会堂、办公楼、档案馆,大型展览馆,大型机场航站楼,大型火车站,大型港口客运站,大型旅游建筑,国宾馆,大型城市的重要动力设施。

(3)国家级计算中心、国际通信枢纽。

(4)国际特级和甲级大型体育馆。

(5)制造、使用或储存火炸药及其制品,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。

(6)具有1区、21区爆炸危险场所,但电火花引起爆炸不会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。

(7)具有2区、22区爆炸危险场所的建筑物。

(8)有爆炸危险的露天气罐和油罐。

(9)预计雷击次数大于0.05次/a的省、部级办公建筑物和其他重要或人员集中的公共建筑物以及火灾危险场所。

(10)预计雷击次数大千0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般工业建筑物。

3)第三类防雷建筑物第三类防雷建筑物有:

(1)省级重点文物保护的建筑物和省级档案馆。

(2)预计雷击次数大于或等于0.01次/a,小于或等于0.05次/a的省、部级办公建筑物和其他重要或人员集中的公共建筑物以及火灾危险场所。

(3)预计雷击次数大千或等千0.05次/a,小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般工业建筑物。

(4)年平均雷暴日15 d/a以上地区,高度15 m及15 m以上的烟囡、水塔等孤立高耸的建筑物;年平均雷暴日15 d/a及15 d/a以下地区,高度20m及20m以上的烟囡、水塔等孤立高耸的建筑物。

(二)防雷装置

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防雷装置包括外部防雷装置和内部防雷装置。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成;内部防雷装置主要指防雷等电位联结及防雷间距。避雷针、避雷线、避雷网、避雷带都是经常采用的防雷装置。严格地说,针、线、网、带都只是直击雷防护装置的接闪器。接闪器所用材料应能满足力学强度和耐腐蚀的要求,还应有足够的热稳定性。

1.接闪器避雷针(接闪杆)、避雷线、避雷网和避雷带都可作为接闪器,建筑物的金属屋面可作为第一类防雷建筑物以外其他各类建筑物的接闪器。这些接闪器都是利用其高出被保护物的凸出地位,把雷电引向自身,然后,通过引下线和接地装置,把雷电流泄入大地,以此保护被保护物免受雷击。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,接闪器的保护范围可按折线法计算。滚球法是设想一定直径的球体沿地面由远及近向被保护设施滚动,当该球体触及接闪器或其引下线时,球面线即保护范围的轮廓线。滚球的半径按防雷级别确定。各类别的滚球半径见表2 -23。表中,除滚球半径外,还给出了避雷网网格的要求。表2 -23滚球半径和避雷网网格建筑物防雷类别滚球半径/m避雷网网格/(m xm)第一类防雷建筑物30 ::::;5 x5或::::;6 x4第二类防雷建筑物45 ~10 X 10或~12 x8第三类防雷建筑物60 ~20 x20或包4 X 16折线法是将避雷针或避雷线保护范围的轮廓看作是折线,折点在避雷针或避雷线高度的1/2处,如图2 -20所示。图中避雷针的高度为h,在九上该避雷针的保护半径为r”图2 -20避雷针折线法保护范围

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保护半径的计算公式:其中,rx = { (h-九)p,h无叶

(1. 5h -2九)p, h<— h父21, h~30 mp={竺30m<匡120m'第二章电气安全技术式中p一高度修正系数,是考虑到避雷针很高时,保护半径不与高度h成正比增大,因此引入一个修正系数。对于高度30m以上的避雷针,上部折线与垂线的夹角0不超过45°'下部折线与地面的交点至垂足的距离不超过避雷针高度的1.5倍。采用热锁锌钢制作的接闪器的最小尺寸见表2 -24。接闪器装设在烟囡上方时,由于烟气有腐蚀作用,应适当加大尺寸。表2 -24接闪器常用材料的最小尺寸圆钢或钢管扁钢类别规格圆钢直径/mm钢管直径/mm截面/mm2厚度/mm针长lm以下12 20避雷针针长1 ~2 m 16 25针在烟囡上方20 40不在烟囡上方8 50 2.5避雷网和避雷带在烟囡上方12 100 4避雷线一般采用截面不小千50 mm2的热锁锌钢绞线或铜绞线。用金属屋面作接闪器时,金属板之间的搭接长度不得小千100 mm;金属板下方无易燃物品时,所用铅板厚度不得小于2 mm,铁板和铜板厚度不得小于0. 5 mm,铝板厚度不得小于0. 65 mm,锌板厚度不得小于0. 7 mm;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4 mm、5 mm、7 mm;金属板表面不得有绝缘层。接闪器焊接处应涂防腐漆。接闪器截面锈蚀30 %以上时应予更换。

2.避雷器和电涌保护器避雷器是用千保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流幅值的一种电器。避l —线路上的雷电冲击波;2一经过避雷器后的残余波;3一被保护设施;4一避雷器;5-防雷接地图2 -21避雷器的保护原理

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雷器的保护原理如图2 -21所示。避雷器装设在被保护设施的引入端。正常时处在不导通的状态;出现雷击过电压时,击穿放电,切断过电压,发挥保护作用;过电压终止后,迅速恢复不导通状态,恢复正常工作。避雷器主要用来保护电力设备和电力线路,也用作防止高电压侵入室内的安全措施。碳化硅阀式避雷器是由碳化硅非线性电阻片与放电间隙串联组成的避雷器。当较高幅值的雷电波侵入被保护装置时,避雷器中的间隙首先放电,限制了电气设备上的过电压幅值。在泄放雷电流的过程中,由千碳化硅阀片的非线性电阻值大大减小,使避雷器上的残压限制在设备绝缘水平下。雷电波过后,放电间隙恢复,碳化硅阀片的非线性电阻值又大大增加,自动地将工频电流切断,保护了电气设备。碳化硅阀式避雷器应用千交、直流系统,保护发电、变电设备的绝缘。氧化锌避雷器又称金属氧化物避雷器(MOA),既能对操作过电压,又能对大气雷电过电压进行保护。氧化锌避雷器内部的电阻片是非线性电阻元件,正常电压下具有极高电阻,呈绝缘状态,与被保护设备相并联。当雷电过电压时,电阻片的电阻很小,泄放雷电流入大地,被保护设备承受残压,雷电过电压被抑制在绝缘允许值以下。而当雷电冲击过后,电阻片迅速恢复至高电阻,呈绝缘状态。氧化锌避雷器广泛应用于发电、输电、变电、配电等系统中,正在逐步取代碳化硅阀式避雷器。电涌保护器(SPD)是用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的电器,它至少包含一个非线性的元件,电涌保护器也称浪涌保护器。其中,有的以气体放电管、晶闸管为主要元件,有的以压敏电阻、二极管为主要元件。无论哪种电涌保护器,无冲击波时都表现为高阻抗,冲击到来时则急剧转变为低阻抗。电涌保护器的应用场景非常广泛,包括住宅、商业建筑、工业设施、通信基站、数据中心等。在住宅中,电涌保护器通常安装在配电箱中,保护家用电器。在工业环境中,电涌保护器则用于保护敏感的控制系统和生产设备。

3.引下线防雷装置的引下线也应满足力学强度、耐腐蚀和热稳定的要求。引下线截面锈蚀30%以上者也应予以更换。

4.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。

(1)独立避雷针的冲击接地电阻一般不应大于10 0;附设接闪器每一引下线的冲击接地电阻一般也不应大于10 0,但对于不太重要的第三类建筑物可放宽至300。

(2)防感应雷装置的工频接地电阻不应大千10 0。

(3)防雷电冲击波的接地电阻,视其类别和防雷级别,冲击接地电阻不应大于5 ~300。其中,阀型避雷器的接地电阻一般不应大千50。

(三)防雷技术

1.直击雷防护第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物以及第三类防雷建筑物的易受雷击部位应采取

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第二章电气安全技术直击雷防护措施;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、露天储气罐等)也应采取防直击雷的措施;35 kV及以上的高压架空电力线路、发电厂、变电站等也应采取防直击雷的措施。装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针是离开建筑物单独装设的。一般情况下,其接地装置应当单设。严禁在装有避雷针的构筑物上架设通信线、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10 m以上(水平距离,埋深

0. 5 ~O. 8 m)才能引进室内。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。附设避雷针是装设在建筑物或构筑物屋面上的避雷针。如系多支附设避雷针或其他接闪器,应相互连接,并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来;其接地装置可以与其他接地装置共用,宜沿建筑物或构筑物四周敷设;其接地装置的接地电阻不宜超过1 ~2 n。露天装设的有爆炸危险的金属储罐和工艺装置,当其壁厚不小于4mm时,允许不再装设接闪器,但必须接地;接地点不应少于两处,其间距离不应大千30 m,冲击接地电阻不应大于300。如金属储罐和工艺装置击穿后不对周围环境构成危险,则允许其壁厚不小千2.5 mm时不再装设接闪器。

2.二次放电防护防雷装置承受雷击时,其接闪器、引下线和接地装置呈现很高的冲击电压,可能击穿与邻近的导体之间的绝缘,造成二次放电。为了防止二次放电,不论是在空气中或地下,都必须保证接闪器、引下线、接地装置与邻近导体之间有足够的安全距离。在任何情况下,第一类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于3 m,第二类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小千2m。不能满足间距要求时应予跨接,即进行等电位联结。

3.感应雷防护电力系统中应采取雷电感应防护措施;有爆炸和火灾危险的建筑物也应采取雷电感应防护措施。为了防止静电感应产生的高电压,应将建筑物内的金属设备、金属管道、金属构架、钢屋架、钢窗、电缆金属外皮以及凸出屋面的放散管、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。对于金属屋顶,应将屋顶妥善接地;对于钢筋混凝土屋顶,应将屋面钢筋焊成5 ~12 m的网格,连成通路并予以接地;对于非金属屋顶,宜在屋顶上加装边长5 ~ 12 m的金属网格,并予以接地。为了防止电磁感应产生的危害,平行敷设的管道、构架、电缆相距不到100 mm时,须用金属线跨接;跨接点之间的距离不应超过30 m;交叉相距不到100 mm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o.o3 n时,连接处也应用金属线跨接。

4.雷电冲击波防护10 kV变、配电站防雷保护接线如图2 -22所示。图中,FS、FZ为阀型避雷器,L为电抗器。

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方案一`乙方案二`方案三`厂乙-=-图2 -22 10 kV变、配电站防雷保护接线对千建筑物,为防止雷电冲击波沿低压线进入室内,可采用以下措施:

(1)全长直接埋地电缆供电者,入户处电缆金属外皮接地。

(2)架空线转电缆供电者,架空线与电缆连接处装设阀型避雷器,避雷器、电缆金属外皮、绝缘子铁脚、金具等一起接地。( 3)架空线供电者,入户处装设阀型避雷器或保护间隙,并与绝缘子铁脚、金具一起接地。室外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时,馈线应穿金属管或采用屏蔽线,并将金属管或屏蔽接地。如馈线未穿金属管,又不是屏蔽线,则应在馈线上装设避雷器或放电间隙。电源输入端子排断路器电涌保护器地线盒PE线图2 -23电涌保护器的接线

5.电涌防护电涌防护指对室内浪涌电压的防护。方法是在配电箱或开关箱内安装电涌保护器。电涌保护器的接线如图2 -23所示。

6.电磁脉冲防护电磁脉冲防护的基本方法是将建筑物中正常运行时所有不带电的导体进行充分的等电位联结,并予以接地。同时,在配电箱或开关箱内安装电涌保护器。

7.人身防雷雷暴时,非工作必须,应尽量减少在户外或野外逗留;如有条件,可进入有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只中。雷暴时,应尽量离开小山、小丘、隆起的小道,应尽量离开海滨、湖滨、河边、池塘旁,应尽量避开电力设施、铁丝网、铁栅栏、金属晒衣绳、旗杆、电线杆、烟囡、宝塔、孤树、铁轨附近,应尽量离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施。在户外避雨时,要注

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第二章电气安全技术意保持与墙壁或树干至少8m的距离。雷暴时,不要在河里游泳或划船。雷暴时,应停止高空作业;应避免田间工作,避免露天行走;不应持有高出人体的金属器具。雷暴时,在户内应注意防止雷电冲击波的危险,应离开照明线、动力线、电话线、广播线、收音机和电视机电源线、收音机和电视机天线,以及与其相连的各种金属设备,以防止这些线路或设备对人体二次放电。雷暴时人体最好离开可能传来雷电冲击波的线路和设备1. 5 m以上。雷雨天气,还应注意关闭门窗,以防止球雷进入室内造成危害。

二、静电防护技术

(一)静电产生、影响与特点

1.静电产生静电产生的方式也很多。其中,最常见的方式是接触-分离起电。如图2 -24所示,当两种物体接触,其间距离小于25 x 10-8cm时,由于不同物质束缚最外层电子的能力不同,将发生电子转移。因此,界面两侧处会出现大小相等、极性相反的两层电荷。这两层电荷称为双电层。其间的电位差称为接触电位差。当两种物体迅速分离时即可能产生静电。感应起电也是比较常见的起电方式。如图2 -25所示,当导体B与接地体C相连时,在带电体A的感应下,端部出现正电荷;当导体B离开接地体C时,导体B成为带电体。尸三三]:I++ + + + + + + + + |+QI- - - - - - - - --|- QU三B| + + + + + |(a)双电层(b)分离带电(a)分离前(b)分离后图2 -24接触-分离起电图2 -25感应起电除上述两种起电方式外,破断、挤压、吸附也能产生静电。液体在流动、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注、剧烈晃动等过程中会产生静电。如图2 -26所示,紧贴分界面的电荷层只有一个分子直径的厚度,是不随液体流+ ++ + ++ ++ + + + + + +—++ + + + + + + +++ + + + + + + + + +-+: _+_-+:_ -t- _+_-+:_ -t- + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + +夕z////////////////////+ ++ +图2 -26液体静电

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动的固定电荷层;与其相邻的异性电荷层为数十至数百倍分子直径厚度的随液体流动的滑移电荷层。如果液体在管道内呈紊流状态,则滑移层的电荷被搅动,不局限在某一范围,而近似地沿管道断面均匀分布。显然,液体流动时,一种极性的电荷随液体流动,形成所谓的流动电流。由于流动电流的出现,管道的终端容器里将积累静电。下列过程比较容易产生和积累静电:

(1)固体物质大面积的摩擦,固体物质在压力下接触而后分离,固体物质在挤出、过滤时与管道、过滤器摩擦,固体物质的粉碎、研磨。

(2)粉体物料筛分、过滤、输送、干燥,悬浮粉尘高速运动。

(3)在混合器中搅拌各种高电阻率物质。

(4)高电阻率液体在管道中高速流动,液体喷出管口,液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅。

(5)液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中高速流动和由管口喷出。

(6)穿化纤布料衣服、穿高绝缘鞋的人员操作、行走、起立等。

2.静电的影响因素静电的产生和积累受材质、工艺设备和工艺参数、环境条件等因素的影响。l)材质和杂质的影响对于固体,电阻率1 X 107 {l • m以下者,由于泄漏较强而不容易积累静电;电阻率1 X 10飞·m以上者,容易积累静电。对于液体,电阻率1 X 108 {l • m以下的液体,由于泄漏较强而不容易积累静电;电阻率1 X 1010 {l • m左右的液体最容易产生静电;电阻率1 X 1013 {l • m以上的液体由千其分子极性很弱反而不容易产生静电。容易得失电子,而且电阻率很高的材料才容易产生和积累静电。生产中常见的乙烯、丙烧、丁烧、原油、汽油、轻油、苯、甲苯、二甲苯、硫酸、橡胶、赛潞硌、塑料等都比较容易产生和积累静电。杂质对静电有很大的影响。静电在很大程度上取决于所含杂质的成分。一般情况下,杂质有增强静电的趋势。

2)工艺设备和工艺参数的影响接触面积越大,双电层正、负电荷越多,产生的静电越多。接触压力越大或摩擦越强烈,会增加电荷分离强度,产生较多静电。设备的几何形状也对静电有影响。例如,平皮带与皮带轮之间的滑动位移比三角皮带大,产生的静电也比较强烈。过滤器会大大增加接触和分离程度,可能使液体静电电压增加十几倍到100倍以上。

3)环境条件的影响湿度对静电泄漏的影响很大。随着湿度增加,绝缘体表面凝成薄薄的水膜,并溶解空气中的二氧化碳气体和绝缘体析出的电解质,使绝缘体表面电阻大为降低,从而加速静电泄漏。空气湿度降低,很多绝缘体表面电阻率升高,泄漏变慢,从而容易积累危险静电。由千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。

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第二章电气安全技术

3.静电特点l)静电电压高固体静电可达20 X 104 V以上,液体静电和粉体静电可达数万伏,气体和蒸气静电可达一万多伏,人体静电也可达一万多伏。静电电压高的原因不在于静电电量大或静电能量大,而在于电容的变化。电容器上的电压U、电量Q、电容C三者之间保持U=~的关系。对千平板电容器,C=竺C d'因此:U=2-:-=也C eS式中,8、S和d为极间电介质的介电常数、极板面积和极间距离。显然,当Q、8、S不变时,U与d成正比。将两种相接近的两个带电面看作是电容器的极板。紧密接触时,其间距离只有25 x 10-8 cm。若二者分开为1 cm,距离即增大为400万倍。因此,如接触电位差仅为0. 01 V,则在不考虑分开时电荷回流的情况下,二者之间的电压高达40000 V。显然,静电电压在很大程度上取决于几何条件。

2)静电泄漏慢静电泄漏有两条途径:一条是绝缘体表面,另一条是绝缘体内部。前者遇到的是表面电阻,后者遇到的是体积电阻。静电泄漏的速率随着材料介电常数8与电阻率p乘积的增大而减小。介电常数与电阻率的乘积称为时间常数,用t表示,即r =ep。很多易起电材料的电阻率都很高,其上静电泄漏很慢。例如,某橡胶的电阻率p = I X 1014 n. m'介电常数e=17x10-12F/m,则时间常数r = ep = 1700 s,经20 min后其上静电才能泄漏一半。

3)多种放电形式静电放电有多种形式,如图2 -27所示。电晕放电是发生在带电体尖端附近局部区域内的放电。电晕放电可能伴有嘶嘶声和淡蓝色光。电晕放电的电流很小,能量密度不高,如不继续发展则没有引燃危险。刷形放电是一种发生在导体与带电绝缘体之间的静电放电现象。其放电通道有很多分支;放电时伴有声光。绝缘体束缚电荷的能力很强,其表面容易出现刷形放电。同一带电绝缘体与其他物体之间,可能发生多次刷形放电。刷形放电能引燃一些敏感度高的爆炸性混合物。当高电阻薄膜背面贴有金属导体时,能形成所谓传播型刷形放电。传播型刷形放电产生高密度的火花,引燃危险性较大。火花放电是放电通道火花集中,即电极上有明显的放电集中点的火花放电。火花放电伴有短促的爆裂声和明亮的闪光。其引燃危险性大。云形放电是悬浮在空气中的带电粒子形成空间电荷云后所发生的闪电状放电。云形放电的引燃危险性也很大。

(二)静电危害与防治

1.静电的危害工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾,也可能给人以电击,还可能妨碍生产。

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接地体(a)电晕放电`『/背面接地体接地体(d)火花放电=(c)传播型刷形放电( e)云形放电图2 -27静电放电其中,爆炸或火灾是最大的危害和危险。

1)爆炸和火灾静电能量虽然不大,但因其电压很高而容易发生放电。如果所在场所有易燃物质,又有由易燃物质形成的爆炸性混合物,包括爆炸性气体和蒸气,以及爆炸性粉尘等,即可能由静电火花引起爆炸或火灾。带静电的人体接近接地导体或其他导体时,以及接地的人体接近带电的物体时,均可能发生火花放电,导致爆炸或火灾。

2)静电电击静电电击是静电放电造成的瞬间冲击性的电击。由于生产工艺过程中积累的静电能量不大,静电电击不会使人致命。但是,不能排除由静电电击导致严重后果的可能性。例如,人体可能因静电电击而坠落或摔倒,造成二次事故。静电电击还可能引起工作人员紧张而妨碍工作等。

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第二章电气安全技术

3)妨碍生产生产过程中产生的静电,可能妨碍生产或降低产品质量。例如,在电子技术领域,生产过程中产生的静电可能引起计算机等设备中电子元件误动作,可能对无线电设备产生干扰,还可能击穿集成电路的绝缘等。

2.静电防护措施静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾。因此,静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护。这些措施对于防止静电电击和防止静电影响生产也是有效的。l)环境危险程度控制静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电引燃成灾,可采取取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、减少氧化剂含量等控制所在环境爆炸和火灾危险程度的措施。

2)工艺控制工艺控制是从材料的选用、摩擦速度或流速的限制、静电松弛过程的增强、附加静电的消除等方面采取措施,限制和避免静电的产生和积累。为了有利千静电的泄漏,可采用导电性工具;为了减轻火花放电和感应带电的危险,可采用阻值为101 ~ 109 n的静电导电性工具。为了限制产生危险的静电,经类燃油在管道内流动时,流速与管径应满足以下关系:v2 D::::;O. 64式中v——流速,mis;D-—管径,m。为了防止静电放电,在液体灌装、循环或搅拌过程中不得进行取样、检测或测温操作。进行上述操作前,应使液体静置一定的时间,使静电得到足够的消散或松弛。为了避免液体在容器内喷射、溅射,应将注油管延伸至容器底部;而且,其方向应有利千减轻容器底部积水或沉淀物搅动;装油前清除罐底积水和污物,以减少附加静电。

3)接地接地的主要作用是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。为了防止火花放电,应将可能发生火花放电的间隙跨接连通起来,并予以接地,使其各部位与大地等电位。为了防止感应静电的危险,不仅产生静电的金属部分应当接地,而且与其不相连接但邻近的其他金属物体也应接地。因为静电泄漏电流很小,所以防静电接地电阻原则上不超过1 MO即可;对于金属导体,为了检测方便,可要求接地电阻不超过100 ~ 1000 n。对于感应静电,接地只能消除部分危险。如图2 -28所示,导体B端不接地时,A、B两端都有静电危险;B端接地以后,B端没有放电危险了,但A端仍有放电危险。勹二门三(a)未接地(b)接地图2 -28感应静电的接地

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采用电阻率1 X 108 fl • m以下的材料制成的静电导电性地面,实质也是一种接地措施。对千产生和积累静电的高绝缘材料,宜通过106 n或稍大一些的电阻接地。

4)增湿为防止大量带电,相对湿度应在50%以上;为了提高降低静电的效果,相对湿度应提高到65% ~ 70%;对千吸湿性很强的聚合材料,为了保证降低静电的效果,相对湿度应提高到80% ~ 90%。应当注意,增湿的方法不宜用于消除高温绝缘体上的静电。

5)抗静电添加剂抗静电添加剂是化学药剂,具有良好的导电性或较强的吸湿性。因此,在容易产生静电的高绝缘材料中,加入抗静电添加剂之后,能降低材料的体积电阻率或表面电阻率以加速静电的泄漏,消除静电的危险。

6)静电消除器静电消除器是能产生电子和离子的装置。由于产生了电子和离子,物料上的静电电荷得到异性电荷的中和,从而消除静电的危险。静电消除器主要用来消除非导体上的静电。尽管不一定能把带电体上的静电完全消除掉,但可消除至安全范围以内。按照工作原理和结构的不同,静电消除器分为感应式中和器、高压式中和器、放射线式消除器和离子风式中和器。在要求较高的场所,还可以采用组合型的静电中和器。第五节电气装置安全技术本节为围绕电能应用中与电气装置相关的安全技术问题,包括低压电气设备、高压电气设备、电气线路、电气安全检测仪器。

一、低压电气设备低压电气设备包括电动机等各种用电设备及其控制电器。

(一)电气设备环境条件和外壳防护等级

1.电气设备环境条件空气中介质的状态及其他环境参数会影响触电的危险性。例如,潮湿、导电性粉尘、腐蚀性蒸气和气体对电气设备的绝缘起破坏作用,可能造成电气设备的外壳及其连接的金属部件带上危险的电压。在上述情况下,如果环境温度较高,人体电阻降低,则触电危险性增大。又如,导电性地面以及电气设备附近有金属接地物体存在使得容易构成电流回路,增大触电的危险性。应根据环境特征选用相应防护型式的用电设备。

2.电气设备外壳防护等级额定电压不超过72. 5 kV,借助外壳防护的电气设备的防护分级,用IP代码以下述方式表示。

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第二章电气安全技术H c 3 IP二母护字母字母助奶字防数字吐归钰BC,钰邓g2归配钰郡芦昙位o一字二字守守第徵第炫第一位特征数字表示防止接近危险部件和防止固体异物进入的防护等级,分为7级。各级防护性能见表2 -25。表2 -25第一位特征数字表示的防护等级与防护性能防护等级简称防护性能。无防护没有专门的防护1防护不小于能防止直径不小于50 mm的固体异物进入壳内;能防止人体的某一大面积部分50 mm的固体(如手背)偶然或意外触及壳内带电或运动部分,但不能防止有意识地接近这些部分2防护不小于能防止直径不小于12. 5 mm的固体异物进入壳内;能防止手指触及壳内带电或运动

12. 5 mm的固体部分°3防护不小于能防止直径不小于2.5 mm的固体异物进入壳内;能防止厚度(或直径)不小于

2.5 mm的固体2. 5 mm的工具、金属线等触及壳内带电或运动部分凶}4防护不小于能防止直径不小于1 mm的固体异物进入壳内;能防止厚度(或直径)不小于1 mm的固体1 mm的工具、金属线等触及壳内带电或运动部分5防尘能防止灰尘进入达到影响产品正常运行的程度;能完全防止触及壳内带电或运动部分G6尘密能完全防止灰尘进入壳内;能完全防止触及壳内带电运动部分②注:心对用同轴外风扇冷却的电机,风扇的防护应能防止其风叶或轮辐被试指触及;在出风口,直径50mm的试指插入时,不能通过护板。

②不包括泄水孔,泄水孔不应低于第2级的规定。第二位特征数字表示防止水进入的防护等级,分为10级。各级防护性能见表2 -26。表2 -26第二位特征数字表示的防护等级与防护性能防护等级简称无防护防滴防护性能。没有专门的防护垂直的滴水不能直接进入产品内部

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表2 -26(续)防护等级简称防护性能2 15 °防滴与垂线成15 °角范围内的滴水不能直接进入产品内部3防淋水与垂线成60 °角范围内的淋水不能直接进入产品内部4防溅水任何方向的溅水对产品应无有害的影响5防喷水任何方向的喷水对产品应无有害的影响6防强烈喷水强烈喷水对产品应无有害的影响7防短时间浸水产品在规定的压力和时间下浸在水中,进水量应无有害影响8防持续浸水按生产厂和用户双方同意的条件(应比特征数字为7时严酷)持续潜水后外壳进水量不致达有害程度9防高温/高压喷水向外壳各方向喷射高温/高压水无有害影响不要求规定特征数字时,由字母“X”代替(如果两个字母都省略则用“XX”表示)。附加字母表示对人接近危险部件的防护等级。附加字母仅用千接近危险部件的实际防护高千第一位特征数字代表的防护等级,当第一位特征数字用字母“X"代替,则仅表示对接近危险部件的防护等级。字母A表示防止手背接近;字母B表示防止手指接近;字母C表示防止工具接近;字母D表示防止金属线接近。补充字母主要用来表示产品进行该级试验的补充要求或需专门补充的信息。字母H表示高压设备;字母M表示防水试验在设备的可动部件(如旋转电机的转子)运动时进行;字母S表示防水试验在设备的可动部件(如旋转电机的转子)静止时进行;字母W表示提供附加防护或处理以适用于规定的气候条件。附加字母和补充字母可省略,不需代替。当使用一个以上的补充字母时,应按字母顺序排列。

(二)电动机

1.电动机的危险因素

(1)电动机涌电,导致金属外壳及相连接的底座、传动装置、金属管线带电。

(2)电动机接线错误,导致外壳带电;电动机未连接保护线,导致外壳带故障电压、传导电压或感应电压。

(3)直流电动机和绕线型异步电动机滑环处的火花,各种绝缘击穿时产生的电火花,各种异常状态下产生的危险温度构成点火源。

(4)电动机故障停车,影响系统正常运行,排放有毒气体、可燃气体、烟尘的风机电动机故障停车将带来严重的次生灾难。

(5)电动机突然启动或转速失控,可能造成严重的机械致害。

2.电动机安全运行条件

(1)电动机选型正确,规格与使用条件相符。接法正确,安装良好,控制电器及传动机构完好,空载试运行时转向、转速、声音、振动、电流正常。

(2)电动机的电压、电流、温升等运行参数应符合要求。电压波动不得超过-5% ~10%,电压不平衡不得超过5%。电流不平衡不得超过10 %。

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第二章电气安全技术

(3)电动机绝缘良好,其绝缘电阻见表2 -27。表2-27电动机绝缘电阻允许值额定电压/V 6000 <500 ~42绕组温度/°C 20 45 75 20 45 75 20 45 75交流电动机定子绕组/MO 25 15 6 3 1.5 0. 5 0. 15 0. 1 0 . 05绕线式转子绕组和滑环/Mfl 3 1.5 0. 5 0. 15 0. 1 0.05直流电动机电枢绕组和换向器/MD, 3 1.5 0. 5 0. 15 0. 1 0 . 05

(4)电动机保护完善:用熔断器保护时,熔体额定电流应取异步电动机额定电流的

1.5倍(减压启动或轻载启动)或2.5倍(全压启动或重载启动);用热继电器保护时,热元件的电流不应大于电动机额定电流的1 ~ 1. 5倍;电动机最好有失压保护装置;重要的电动机应装设缺相保护单元。电动机的短路保护通常采用断路器或熔断器。电动机还应有接地故障保护,即电动机的外壳应根据配电网的运行方式接保护接地导体(PE)。

(5)电动机应保持主体完整、零附件齐全、无损坏,并保持清洁。

(6)定期维修,有维修记录。

(三)手持电动工具和移动式电气设备手持电动工具包括手电钻、手砂轮、冲击电钻、电锤、手电锯等工具。移动式电气设备包括蛙穷、振捣器、水磨石磨平机等设备。

1.电气设备分类按照防电击保护方式,电气设备分为以下四类。

(1) 0类设备。依靠基本绝缘进行防电击保护,即在易接近导电部分和设备固定布线中的保护导体之间没有连接措施,在基本绝缘损坏的情况下依赖于周围环境进行防护的设备。

(2) I类设备。不仅依靠基本绝缘进行防电击保护,而且还包括一个附加的安全措施,即把易电击的导电部分连接到设备固定布线中的保护(接地)导体上,使易触及导电部分在基本绝缘失效时,也不会成为带电部分的设备。

(3) II类设备。不仅依靠基本绝缘进行防电击保护,而且还包括附加的安全措施(如双重绝缘或加强绝缘),但对保护接地或依赖设备条件未作规定的设备。

(4)川类设备。依靠安全特低电压供电进行防电击保护,而且在其中产生的电压不会高于安全特低电压的设备。

2.手持电动工具和移动式电气设备的危险性手持电动工具和移动式电气设备是触电事故较多的用电设备。其主要原因是:

(1)这些工具和设备是在人的紧握之下运行的,人与工具之间的接触电阻小,一旦工具带电,将有较大的电流通过人体,容易造成严重后果;同时,操作者一旦触电,由千肌肉收缩而难以摆脱带电体,后果比较严重。

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(2)这些工具和设备有很大的移动性,其电源线容易受拉、磨而损坏,电源线容易接错,而且连接处容易脱落而使金属外壳带电,导致触电事故。

(3)这些工具和设备没有固定的工位,运行时振动大,而且可能在恶劣的条件下运行,本身容易损坏而使金属外壳带电,导致触电事故。

3.手持电动工具和移动式电气设备的安全使用

(1) II类、川类设备没有接地的要求,I类设备应在电气线路中采用剩余电流动作保护装置、隔离变压器等保护措施。I类工具电源线中的绿/黄双色线在任何情况下只能用作保护接地导体(PE)。

(2)在有爆炸和火灾危险的环境中,除中性线外,应另设保护线。

(3)单相设备的相线和中性线应装设双极开关,中性线上不应装有熔断器。

(4)移动式电气设备的保护线不应单独敷设,而应当与电源线有同样的防护措施,即采用带有保护芯线的橡皮套软线作为电源线。

(5)手持电动工具的插头、插座中的保护接地极在任何情况下只能单独连接保护接地导体(PE)。严禁在插头、插座内用导线直接将保护接地极与工作中性线连接起来。

(6)一般场所,手待电动工具应采用11类设备。在潮湿或金属构架上等导电性能良好的作业场所,应使用11类或皿类设备。在锅炉内、金属容器内、管道内等狭窄的特别危险场所,应使用皿类设备;如果使用11类设备,则必须装设额定剩余动作电流不大千30 mA剩余电流动作保护装置;而且,川类设备的安全隔离变压器、II类设备的剩余电流动作保护装置以及11、皿类设备的电源控制箱和电源耦合器等应放在作业场所外面,在狭窄作业场所操作时,应有人在外监护。

(7)鉴于不接地配电网中单相触电的危险性小于接地配电网中单相触电的危险性,在接地配电网中,可以装设一台隔离变压器,并由该隔离变压器给设备供电。

(8)操作者应采取必要的防护措施,如佩戴面罩、安全护目镜、防尘面具、听力保护器、手套等。如果进行加工的附件在操作时可能触及暗线或工具自身导线,则要通过绝缘握持面握持电动工具。

(四)电气照明

1.电气照明概要充足的照明是改善劳动环境、保障安全生产的必要条件。照明设备不正常运行可能导致火灾,也可能直接导致人身事故。电气照明的光源分为热辐射光源、气体放电光源和半导体光源。按照明功能,电气照明分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明。在爆炸危险环境、中毒危险环境、火灾危险性较大的环境、手术室之类一旦停电即关系到人身安危的环境、一旦停电使生产受到影响会造成大量废品的环境都应该有应急照明。

2.电气照明基本安全要求

(1)一般照明的电源采用220V电压。在特别潮湿场所、高温场所、有导电灰尘的场所或有导电地面的场所,对千容易触及而又无防触电措施的固定式灯具,其安装高度不足

2. 2 m时,应采用24 V特低电压。

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第二章电气安全技术

(2)照明配线应采用额定电压500V的绝缘导线。凡重要的政治活动场所、易燃易爆场所、重要的仓库均应采用金属管配线。凡重要的政治活动场所、重要的控制回路和二次回路、移动的导线和剧烈振动处的导线、特别潮湿场所和严重腐蚀场所均应采用铜导线。卤鸽灯引入线应选用105 ~ 250℃耐热绝缘电线。

(3)建筑物照明电源线路的进户处,应装设带有保护装置的总开关。

(4)建筑物应设置照明供配电系统。照明配电终端回路应设短路保护、过负荷保护和接地故障保护,室外照明配电终端回路还应设置剩余电流动作保护电器作为附加防护。

(5)当正常照明灯具安装高度在2.5 m及以下,且灯具采用交流低压供电时,应设置剩余电流动作保护电器作为附加防护。

(6) I类灯具的外露可导电部分必须与保护接地导体可靠连接,连接处应设置接地标识。

(7)接线盒引至嵌入式灯具或槽灯的电线应采用金属柔性导管保护,不得裸露;柔性导管与金属壳体应采用专用接头连接。

(8)从接线盒引向灯具的电线截面面积应与灯具要求相匹配且不应小于1mm2 0

(9)在人行道等人员来往密集场所安装的落地式景观灯,当采用表面温度大于60 °C的灯具且无围栏防护时,灯具距地面高度应大于2. 5 m,灯具的金属构架及金属保护管应分别与保护导体采用焊接或螺栓连接,连接处应设置接地标识。

(10)灯具表面及其附件的高温部位靠近可燃物时,应采取隔热、散热防火保护措施。

(11)配电箱内单相照明线路的开关必须采用双极开关;照明器具的单极开关必须装在相线上。

3.应急照明应急照明的电源,应独立千正常照明的电源。应急照明线路不能与动力线路或照明线路合用,而必须有自己的供电线路。应急照明应根据需要选择切换装置。

4.其他要求

(1)照明装置由灯具、灯座、线路和开关等设备组成。照明灯具灯泡的额定功率不应超过灯具的额定功率。

(2)应当根据环境条件选用适当防护型式的照明装置。爆炸危险环境应选用防爆型灯具。在有腐蚀性气体或蒸气或特别潮湿的环境应选用防水型灯具。户外也应选用防水型灯具。多尘环境应选用防尘型灯具。

(3)灯饰所用材料应为难燃型材料;除敞开式灯具外,凡100 W及100 W以上的照明器应采用瓷灯座。

(4)库房内不应装设碟鸽灯、卤鸽灯等高温灯具。

(5)灯具高度符合安装标准。照明灯具、日光灯镇流器等发热元件与可燃物之间保持足够的安全距离。当距离不够时,应采取隔热、散热措施。

(6)灯具不带电,金属件、金属吊管和吊链应连接保护线;保护线应与中性线分开。

5.电源插座安装接线

(1)电源插座应按产品标注接线。相线( L )、中性导体(N)、保护接地导体(PE)

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接线位置应正确。

(2)保护接地导体(PE)在电源插座之间不应串联连接。

(3)相线(L)与中性导体(N)不得利用电源插座本体的接线端子转接供电。

(4)暗装的电源插座面板或开关面板应紧贴墙面或装饰面,导线不得裸露在装饰层内。

(五)低压电器低压电器可分为控制电器和保护电器。控制电器主要用来接通、断开线路和用来控制电气设备。刀开关、低压断路器、减压启动器、电磁起动器、低压接触器等属于低压控制电器。保护电器主要用来获取、转换和传递信号,并通过其他电器对电路实现控制。熔断器、热继电器属千低压保护电器。

1.低压电器的通用安全要求

(1)电压、电流,断流容量,操作频率、温升等运行参数符合要求。

(2)结构型式与使用的环境条件相适应。

(3)安装牢固、连接紧密、机构灵活、操作方便。能防止自行合闸;一般情况下,电源线应接在固定触头上。

(4)灭弧装置(包括灭弧罩、灭弧触头、灭弧用绝缘板)完好。

(5)触头接触表面光洁,接触紧密,并有足够的接触压力;各极触头应当同时动作。

(6)防护完善,门(或盖)上的联锁装置可靠,外壳、手柄、漆层无变形和损伤。

(7)正常时不带电的金属部分接地良好。

(8)绝缘电阻符合要求。

2.低压控制电器的特点和性能常见低压电器如图2 -29所示。( a)转换开关(b)万能型低压断路器(c)装置型低压断路器(d)接触器(e)凸轮控制器图2 -29低压电器

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第二章电气安全技术常见低压电器的特点、性能和应用见表2 -28。表2-28常见低压电器的特点、性能和应用类型主要品种特点和性能转换开关手动操作,没有或只有简单刀开关的灭弧机构;不能切断短路电(低压隔离开关)组合开关流和较大的负荷电流万能型有强有力的灭弧装置,能分低压断路器断短路电流,有多种保护功能装置型有灭弧装置,能分、合负荷接触器电流,不能分断短路电流,能频繁操作凸轮控制器控制器触头多、挡位多主令控制器

3.低压保护电器的特点和性能l)热继电器热继电器如图2 -30所示。..功,,"贫`;`叶石`”“:、云五,白, ,'``1, ``图2 -30热继电器应用备注主要用来隔离电压,与熔断器串联使用用来隔离电压和控制小容量设备,与熔断器有快动作分、串联使用合闸机构用作线路主开关故障时自动分闸本身有失压用作线路主开关保护功能手动电器用于起重机等的控制属于主令电器热继电器的核心元件是热元件,利用电流的热效应实施保护作用。当热元件温度达到设定值时迅速动作,并通过控制触头使控制电路断开,从而使接触器失电,断开主电路,实现过载保护。有些热继电器在一次电路缺相时也能动作,起缺相保护作用。热继电器的热容量较大,动作延时也较大,只宜用千过载保护,不能用千短路保护。对于电动机,热元件的额定电流原则上按电动机的额定电流选取。对于照明线路,可

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按负荷电流的85% ~ 100%选取。

2)熔断器几种常用熔断器如图2 -31所示。(a)石英砂填料管式(b)纤维管式(c)滑轨式(d)螺塞式图2 -31常用熔断器熔断器是将易熔元件串联在线路上,遇到短路电流时迅速熔断来实施保护的保护电器。低熔点易熔元件由梯铅合金、锡铅合金、锌等材料制成;高熔点易熔元件由铜、银、铝制成。易熔元件刚刚不会熔断的电流称为临界电流。易熔元件的临界电流大千其额定电流。临界电流多为额定电流的1.3~1.5倍。由于易熔元件的热容量小,动作很快,熔断器可用作短路保护元件;在有冲击电流出现的线路上,熔断器不可用作过载保护元件。对千笼型电动机,熔体额定电流按下式选取:从=(1. 5 ~2. 5)/M式中IFU ——熔体额定电流,A;IM ——电动机额定电流,A。对千没有冲击负荷的线路,熔体额定电流可按下式选取:从=(0. 85 ~ 1)Iw式中lw ——线路导线许用电流,A。

4.低压配电箱和配电柜低压配电箱和配电柜是低压成套电器。配电箱和配电柜的安全要求如下:

(1)箱柜用不可燃材料制作。

(2)除触电危险性小的生产场所和办公室外,不得采用开启式的配电板。

(3)触电危险性大或作业环境较差的场所,如铸造车间、锻造车间、热处理车间、锅炉房、木工房等,应安装封闭式箱柜。

(4)有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所,必须安装密闭式或防爆型箱柜。

(5)箱柜里各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐、安装牢固、操作方便,箱柜内应无积尘、积水和杂物。

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第二章电气安全技术

(6)落地安装的箱柜操作手柄中心高度一般为l.2~1.5m,箱柜前方0. 8 ~ 1. 2 m的范围内无障碍物。

(7)箱柜安装稳固,保护线连接可靠。

(8)箱柜外不得有裸带电体外露,装设在箱柜外表面或配电板上的电气元件必须有可靠的屏护。

(9)箱柜内各电气元件及线路应连接可靠、接触良好,不得有严重发热、烧损迹象。

(10)箱柜的门应完好,门锁应有专人保管。

(11)用电场所的配电箱柜应有明显的警示标志。

(12)配电箱柜内回路编号应齐全,标识应正确。

(13)配电箱柜装有电器的可开启门,门和金属框架的接地端子间应选用截面积不小于4 mm2的黄绿色绝缘铜芯软导线连接,并有标识。

(14)配电箱柜内宜分别设置中性导体(N)和保护接地导体(PE)汇流排,汇流排上同一端子不应连接不同回路的N或PE。

(15)需接地的金属导管,进入配电箱柜时应与箱柜体上的专用接地端子做电气连接。

(16)低压断路器主回路接线端配套绝缘隔板应安装牢固。

(17)配电箱柜内带电母线应有防止触及的隔离防护装置。

(18)配电箱柜孔洞及电缆管应封堵严密。

(19)落地式配电箱的底部应抬高,高出地面的高度:室内不应低于50 mm,室外不应低千200 mm,其底座周围应采取封闭措施。

二、高压电气设备高压电气设备是电压等级在1000 V及以上的电气装置,包括直接参与电能传输的核

①装置(如高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关等)和支撑系统运行的辅助设备(如高压互感器、防雷设备、高压熔断器等)。

(一)变、配电站安全要求变、配电站装有电力变压器,高、低压开关电器,电力电容器,高、低压母线,仪用互感器,以及测量仪表、继电保护装置等多种高、低压电气设备。变、配电站是企业的动力枢纽,一旦发生事故,不仅使整个生产活动不能正常进行,还可能导致火灾和人身伤亡。变、配电站由高压配电室、低压配电室、变压器室等组成。变、配电站安全要求包括建筑设计、设备安装、运行管理等方面的要求。

1.变、配电站位置从安全角度考虑,变、配电站应避开易燃易爆场所;应设在企业的上风侧,并不得设在容易沉积粉尘和纤维的场所;不应设在人员密集的场所。变、配电站的选址和建筑还应考虑到灭火、防蚀、防污、防水、防雨、防雪、防振以及防止小动物钻入的要求。

2.建筑结构高压配电室和高压电容器室耐火等级不应低于二级;低压配电室耐火等级不应低于三

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级。油浸电力变压器室应为一级耐火建筑;对千不易取得钢材和水泥的地区,可以采用三级耐火等级的独立单层建筑。变、配电站各间隔的门应向外开启;门的两面都有配电装置时,门应能向两个方向开启。门应为非燃烧或难燃烧材料制作的实体门。长度超过7m的高压配电室和长度超过10 m的低压配电室至少应有两个门。配电装置的长度大于6m时,其柜(屏)后通道应设两个出口,当低压配电装置两个出口间的距离超过15 m时应增加出口。长度大于7m的配电室应设两个安全出口,并宜布置在配电室的两端。当配电室的长度大于60m时,宜增加一个安全出口,相邻安全出口之间的距离不应大于40m。蓄电池室应隔离安装。有充油设备的房间与爆炸危险环境或有腐蚀性气体存在的环境毗邻时,墙上、天花板上以及地板上的孔洞应予封堵。屋内单台电气设备总油量在100 kg以上时,应设置贮油设施或挡油设施。挡油设施应按容纳20%油量设计,并应有将事故油排至安全处的设施。当事故油无法排至安全处时,应设置能容纳100%油最的贮油设施。屋外单台电气设备的油量在1000 kg以上时,应设置贮油或挡油设施。当设置有容纳20%油量的贮油或挡油设施时,应设置将油排到安全处的设施,且不应引起污染危害。当不能满足上述要求时,应设置能容纳100%油量的贮油或挡油设施。贮油设施内应铺设卵石层。

3.间距、屏护和隔离变、配电站各部间距应符合相关标准的要求。高压装置应有完善的屏护、遮栏,应根据需要在遮栏上悬挂相应的标示牌。

4.通风蓄电池室有可燃气体产生,必须有良好的通风;变压器室、电容器室等有较多热量排放,必须有良好的自然通风,必要时采取强制通风。进风口宜在下方,出风口宜在上方。但装有六氮化硫装置的房间,排风系统的出风口应在下方。

5.联锁装置为了避免注意力不集中造成事故,应当采用必要的联锁装置。如断路器与隔离开关操动机构之间的联锁装置,电力电容器的开关与其放电负荷之间的联锁装置,禁区门上的联锁装置等。为了避免注意力不集中造成事故,还可以安装指示灯等信号装置。

6.防护变压器室、配电装置室、电容器室等应有防止雨、雪和小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入屋内的措施。通向站外的孔洞、沟道应予封堵。室内环境整洁,场地平整,设备间不应存放与运行无关的物品,不应有与其无关的管道和线路通过。室内变压器、高压配电装置与低压配电装置的操作区、维护通道应铺设绝缘胶垫。电缆沟盖板宜采用钢筋混凝土盖板或钢盖板。7 .电气设备正常运行保持电气设备正常运行包括观察电流、电压、功率因数、油量、油色、温度、接点状态等是否正常,观察绝缘件有无损坏、是否严重脏污以及观察门窗、围栏等辅助设

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第二章电气安全技术施是否完好;听声音是否正常,注意有无放电声等异常声响;闻有无焦瑚味及其他异常气味。变(配)电站空气温度和湿度应符合GB/ T 24274和DUT 593的要求,高压开关设备和控制设备周围空气温度最高不超过40 °C,且在24 h内测得的平均温度不超过35 °C。在24 h内测得的相对湿度的平均值不超过95 %。月相对湿度平均值不超过90 %。低压抽出式成套开关设备和控制设备周围空气温度不超过40 °C,且在24 h一个周期的平均温度不超过35 °C。周围空气温度的下限为-5 °C。最高温度为40 °C时的相对湿度不超过50 %。在较低温度时允许有较高的相对湿度。例如,20℃时的相对湿度为90 %。

8.保护10 kV变、配电站应装有电流速断保护、过电流保护、熔断器保护和防雷保护,10 kV不接地系统应装有绝缘监视;10 kV接地系统应装有零序电流保护。油浸式变压器应装有气体保护,干式变压器应装有温控保护等。

9.安全用具和消防器材变、配电站应备有绝缘杆、绝缘夹钳、绝缘靴、绝缘手套、绝缘垫、绝缘站台、各种标示牌、临时接地线、验电器、脚扣、安全带、梯子等各种安全用具。变配电站应配备可用于带电灭火的灭火器材。电气安全工器具应严格遵照国家和行业规定进行定期试验和检测。绝缘手套、绝缘靴的试验周期为半年。绝缘手套、绝缘靴应与其他工具仪表分开存放。电容型高压验电器的试验周期为1年。高压验电器应存放在防潮的匣内或专用袋内。绝缘杆的试验周期为1年。绝缘杆应悬挂或挂在支架上,不应与墙或地面接触。绝缘胶垫的试验周期为1年。绝缘胶垫应保持清洁,避免油污。携带型短路接地线的试验周期为5年。携带型短路接地线应按组数编号。变、配电站标示牌的用途是警告工作人员不得接近设备的带电部分,提醒工作人员在工作地点采取安全措施,以及表明禁止向某设备或线路合闸送电等。变、配电站标示牌(图2 -32)按其用途分为:国巨图2-32变、配电站标示牌

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(1)禁止类:如“禁止合闸,有人工作!”和“禁止合闸,线路有人工作!”。

(2)警告类:如“止步,高压危险!”和“禁止攀登,高压危险!”。

(3)准许类:如“在此工作!”和“从此上下!”等。配电装置前应标注警戒线,警戒线距配电装置的距离应不小千800 mm。变、配电站的出入口应设置明显的安全警示标志牌。

10.技术资料变、配电站应备有高压系统图、低压系统图、电缆布线图、二次回路接线图、设备使用说明书、试验记录、测量记录、检修记录、运行记录等技术资料及重要设备的技术档案。

11.规章制度变、配电站应建立并执行相关规章制度,如工作票制度、操作票制度、工作许可制度、工作监护制度、值班制度、巡视制度、检查制度、检修制度、事故处理规程及岗位责任制等规章制度。运行中的变、配电站需要改变运行方式或电气设备改变其工作状态时,应填写操作票。操作票应使用统一的格式,并应符合GB 26860的要求。操作执行结束,在最后一步下方加盖”已执行“章,章印不应掩压步骤项。作废操作票应在作废页"操作任务”栏内盖”作废"章,并在作废操作票首页"备注"栏内注明作废原因。每面配电盘柜应标明路名和调度编号,双面维护的配电盘柜前和盘柜后均应标明路名和调度编号,且路名、调度编号应与模拟图板(屏)、自动化监控系统、运行资料等保持一致。在高压设备上工作应至少由两人进行。应有两人以上方可操作额定电压大于交流1000 V的电气设备。值班人员上岗期间应穿全棉长袖工作服和绝缘鞋,不应做与值班工作无关的事情。

12.应急预案变、配电站应编制及定期修订电力事故应急预案,并根据预案定期开展演练。例如,突发停电现场处置方案、火灾爆炸现场处置方案、汛害现场处置方案、触电现场处置方案、有限空间作业现场处置方案等。

(二)变压器

1.变压器类型和特点电力变压器的外形如图2 -33所示。变压器的电磁元件是铁芯和绕组。油浸式变压器的铁芯、绕组浸没在绝缘油里。油的主要作用是绝缘、散热和减缓油箱内元件的氧化。变压器油的闪点在135 ~ 160 °C之间,属于可燃液体;变压器内的固体绝缘衬垫、纸板、棉纱、布、木材等都属于可燃物质。因此,油浸式变压器不但火灾危险性较大,而且还有爆炸危险。干式变压器没有油箱和变压器油,在很大程度上排除了火灾、爆炸隐患。

2.变压器运行变压器运行中应注意以下问题:

(1)高压边电压偏差不得超过额定值的士5 %, Y, ynO接法者低压中性线最大电流

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第二章电气安全技术(a)油浸自冷式( b)全密闭油浸式(c)干式图2 -33电力变压器不得超过额定电流的25 % ; t:,., ynl 1接法者低压中性线最大电流不得超过额定电流的75%。

(2)温度和温升不得超过规定值;接线端子不应过热。油浸式电力变压器的绝缘材料的最高工作温度不得超过105 °C ;油箱上层油温最高不得超过95 °C,但为了减缓变压器油变质,上层油温最高一般不应超过85 °C。

(3)变压器器身、套管等保持清洁。

(4)外壳和低压中性点接地应保持完好。

(5)声音不得太大或不均匀。

(6)干式变压器所在环境的相对湿度不超过70 % ~85 %。

(7)室外变压器基础不得下沉,电杆应牢固,不得倾斜。

3.变压器的保护10 kV干式变压器除了有过电流和电流速断等保护外,还有温度保护和门限保护。温度保护由温度传感器、温控器、冷却风机三部分组成。在变压器低压线圈侧装有三只PtlOO铅电阻,分别检测变压器低压侧三相绕组的实时温度。通过温控器的按键可对变压器的高温报警温度值、超温跳闸温度值进行设置。当变压器的温度出现异常时,温控器的报警、跳闸等输出信号进入高压柜综保装置,综保装置及时发出报警信号或发出跳闸脉冲,使断路器动作跳闸。门限保护是一种机械安全联锁机制。当干式变压器带有封闭外壳时,高、低压两侧各设两扇门。在变压器运行时,为防止误开门引发人身触电事故,在每扇门的顶部横梁上均设置限位开关。当任意一扇门打开时,其接点闭合发出告警信号或发出跳闸脉冲,使断路器动作跳闸。门限保护方式可以设置为开门后报警,也可以设置为开门后高压断路器动作跳闸,使变压器断电。油浸式变压器的气体保护(瓦斯保护)属千非电量保护,是变压器内部故障的主保护。当油浸式变压器内部发生匝间短路、层间短路等,产生的气体聚集在气体继电器上方,使油面下降。轻微故障时轻气体接点闭合,发出预告信号;严重故障时,如相间短路等故障,变压器会产生大量气体,造成强烈油流冲击气体继电器挡板,使得重气体接点闭合,发出跳闸脉冲,触发断路器跳闸。

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(三)高压开关

1.高压开关的特点和性能常见高压开关的性能、应用见表2 -29。表2 -29高压开关的性能、应用名称常见类型灭弧方法性能真空断路器真空灭弧能切断短路电流,断路器故障时能自动跳闸S凡断路器气吹灭弧压气式、真空式、不能切断短路电流,负荷开关S凡式等气吹、真空等灭弧能接通、分断负荷电流能接通、分断不大跌开式熔断器气吹、拉长灭弧的负荷电流户内型无专门灭弧装置,能分断不大的隔离开关拉长灭弧空载电流户外型

2.高压开关安全要点

(1)整体完好、机构灵活、绝缘件无损伤并保持清洁、灭弧装置完善。

(2)安装牢固、间距合格、屏护完好、连接紧密、电气接触良好。

(3)运行时无异常声音、气味、过热点。应用用作控制及保护的主开关与熔断器串联安装用作主开关用于小容量线路的控制和保护用于隔离电压

(4)高压断路器必须与高压隔离开关或隔离插头串联使用,由断路器接通和分断电流,由隔离开关或隔离插头隔断电源。

(5)高压负荷开关必须串联有高压熔断器。由熔断器切断短路电流。负荷开关只用来操作负荷电流。

(6)正常情况下,跌开式熔断器只用来操作空载线路或空载变压器。

(7)隔离开关不具备操作负荷电流的能力。切断电路时必须先拉开断路器,后拉开隔离开关;接通电路时必须先合上隔离开关,后合上断路器。如果断路器两侧都有隔离开关,分断电路时拉开断路器后,应先拉开负荷侧隔离开关,后拉开电源侧隔离开关;接通电路时顺序相反。为确保断路器与隔离开关之间的正确操作顺序,除严格执行操作制度外,10 kV系统中常安装机械式或电磁式联锁装置。

(8)跌开式熔断器正确的操作顺序是拉闸时先拉开中相,再拉开下风侧边相,最后拉开上风侧边相;合闸时先合上上风侧边相,再合上下风侧边相,最后合上中相。

(9)高压开关喷出电弧方向不得有可燃物。

3.高压开关柜l)高压开关柜的外形高压开关柜的外形如图2 -34所示。

2)高压开关柜的基本要求

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第二章电气安全技术(a)固定式柜(b)移开式柜( c )环网柜图2-34高压开关柜各种开关柜柜体应有足够的力学强度;柜体结构应具有防止事故扩大的设计;开关柜应装有必需的安全联锁装置;柜内各相导体之间及带电导体与接地导体之间均应保持规定的安全距离。当通过额定电流时,柜内导体最高温度不得超过规定值。高压开关柜应具备“五防”功能。

(1)保证只有断路器处在断开位置时才能操作隔离开关,防止带负荷操作隔离开关。

(2)防止未拆除临时接地线之前或未拉开接地隔离开关之前合闸送电。

(3)防止未断开电源前挂临时接地线或合上接地隔离开关。

(4)防止断路器在合闸状态移动手车、防止断路器未处在工作位置或试验位置误合闸。

(5)保证断路器、隔离开关未断开前,开关柜的门不能打开,防止工作人员误入带电间隔。以上功能都是由高压开关柜的联锁装置保证的。联锁装置是用强制性的技术方法防止错误操作的自动化装置。联锁装置可分为机械式联锁装置和电磁式联锁装置。

3)高压开关柜的使用开关柜使用中应注意以下问题:

(1)运行中的断路器故障跳闸后,必须详细检查一次隔离触头和断路器。

(2)接地开关闭合后才能拆卸柜后的下封板。

(3)合上手车上的照明灯开关后,照明灯应亮。

(4)开关柜应在额定参数下运行。

(5)高压移开式配电柜的手车拖出柜外时,附加万向小轮应转向灵活。

(6)安装调试后,应将一、二次电缆孔堵死,以防潮气或小动物钻入。

三、电气线路电气线路分为电力线路和控制线路。前者用来输送电能,后者用来输送信号。

(一)电力线路类型和特点

1.架空线路

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架空线路主要由导线、杆塔、横担、绝缘子、金具、基础及拉线组成。架空线路的导线多采用钢芯铝绞线、硬铜绞线、硬铝绞线和铝合金绞线。由于铝导线易受碱性和酸性物质的侵蚀,腐蚀性强烈的环境应采用铜导线。厂区、居民区内的低压架空线路应采用绝缘导线。单股铝线或单股铝合金线不得架空敷设。架空线路造价低、机动性强、便于施工和检修。架空线路妨碍城市建设;易受空气中杂物的污染;而且,架空线路可能碰撞或过分接近树木及其他高大设施或物件,导致触电、短路等事故。

2.电缆线路电缆线路主要由电力电缆、终端接头、中间接头及支撑件组成。电力电缆主要由导电芯线、绝缘层和保护层组成。芯线分铜芯和铝芯两种。绝缘层分塑料绝缘、橡皮绝缘、交联聚乙烯绝缘等几种。保护层分内护层和外护层。内护层分铅包、铝包、聚氯乙烯护套、交联聚乙烯护套、橡胶套等多种。外护层包括钢恺、防腐层等。电缆终端头分户外型、户内型两大类。目前多采用硅橡胶材料制作的冷缩电缆终端头。与架空线路相比,电缆线路造价高,不妨碍市容和交通,可靠性高,受外界因素的影响小,不易发生因雷击、风害、冰雪等自然灾害造成的故障。

3.室内配线方式常见的室内配线有金属管配线、金属槽配线、硬塑料管配线、塑料槽配线、护套线直敷配线等多种类型。室内配线类型应根据建筑物性质和要求、环境条件、负荷特征等因素确定。配线应能预防外部机械力、热源、灰尘、腐蚀性物质等有害因素的影响。各种配线方式的特点和适用范围见表2 -30。表2 -30各种配线方式的特点和适用范围配线方式特,占、、、适用范围备注金属管配线机械防护性能好、封闭式适用千爆炸危险环境、火灾危险环水管(或煤气管)配线境、多尘环境、高温环境、建筑物顶棚内;不适用千特别潮湿的环境的防护性能较电线管好金属槽配线防护式配线、机械防护性不适用于特别潮湿的环境、多尘能好、机动性较好环境硬塑料管配线封闭式配线适用千潮湿和特别潮湿的环境、有塑料管的氧指数应高腐蚀性物质的环境、多尘环境;不适用于高温和易受机械损伤的环境于27%塑料槽配线防护式配线、机动性较好不适用千在高温和易受机械损伤的塑料管的氧指数应高环境千27 %护套线直敷配线非防护式配线适用于室内正常的环境和室外挑檐下方;不适用于建筑物顶棚内

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第二章电气安全技术

4.低压电气线路安装敷设

(1)在有可燃物闷顶和吊顶内敷设电力线缆时,应采用不燃材料的导管或电缆槽盒保护。

(2)除塑料护套电线外,其他电线不应采用直敷布线方式。

(3)塑料护套线严禁直接敷设在建筑物顶棚内、墙体内、抹灰层内、保温层内、装饰面或可燃物表面。

(4)塑料护套线室内沿建筑物表面水平敷设高度距地面不应小千2. 5 m;垂直敷设时在距地面高度1. 8 m以下的部分应有保护措施。

(5)保护导线用的金属软管不应退绞、松散、有中间接头;不应埋入地下、混凝土内和墙体内,可敷设在干燥场所,其长度不宜大于2 m;金属软管应接地良好。

(6)电线接头应设置在盒(箱)或器具内,严禁设置在导管和线槽内,专用接线盒的设置位置应便于检修。

(二)电力线路安全条件

1.导电能力导体的导电能力应满足发热、电压损失和短路电流等三方面的要求。l)发热条件为了安全,橡皮绝缘线最高运行温度为65 °C,塑料绝缘线为70 °C,裸线为70 °C,铝包电缆为80 °C,塑料电缆为65 °C。

2)电压损失条件线路导线太细将导致其阻抗过大,受电端得不到足够的电压。用户供电电压允许变化范围见表2 -31。线路额定电压UN35 kV及以上10 kV及以下

3)短路电流条件表2-3l用户供电电压允许变化范围电压允许变化范围土5 % UN土7 % UN线路额定电压UN低压照明农业用电电压允许变化范围+ 5 % UN - - 10% UN+5 % UN --10 % UN在设计规定的短路电流的冲击下,线路应保持热稳定和动稳定。此外,在TN系统中,如果线路导线太细,则单相短路电流可能不能推动短路保护动作。

2.力学强度运行中的导线将受到自重、风力、热应力、电磁力和覆冰重力的作用,故障时还会受到短路电磁力的作用。因此,导线必须保证足够的力学强度。

3.绝缘和间距运行中低压电力线路的绝缘电阻一般不得低于每伏工作电压1000 0,新安装和大修后的低压电力线路一般不得低千0.5 MO。电力线路与建筑物、树木、地面、水面、其他电力线路以及各种工程设施之间均应保

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持足够的安全距离。

4.导线连接接头接触不良或松脱,会增大接触电阻,使接头过热而烧毁绝缘,还可能产生火花,严重的会酿成火灾和触电事故。工作中,应当尽可能减少导线的接头,接头过多的导线不宜使用。导线连接必须紧密。原则上导线连接处的力学强度不得低于原导线力学强度的80%;绝缘强度不得低千原导线的绝缘强度;接头部位电阻不得大千原导线电阻的1. 2倍。铜导线与铝导线之间的连接应尽量采用铜-铝过渡接头,特别是在潮湿环境,或在户外,或遇大截面导线,必须采用铜-铝过渡接头。5 .线路防护和过电流保护各种线路对化学性质、热性质、机械性质、环境性质、生物性质及其他方面有害因素的危害具有足够的防护能力。电力线路的过电流保护包括短路保护和过载保护。

6.线路管理电力线路应有必要的资料和文件,如施工图、实验记录等。还应建立巡视、清扫、维修等制度。对临时线应建立相应的管理制度。例如,安装临时线应有申请、审批手续;临时线应有专人负责;应有明确的使用地点和使用期限等。

四、电气安全检测仪器

(一)绝缘电阻测量仪(兆欧表)

1.兆欧表概要绝缘电阻是电气设备最基本的性能指标。绝缘电阻是兆欧级的电阻,要求在较高的电压下进行测量。电气安装及检维修时,现场需应用兆欧表测量电气设备或电气线路的绝缘电阻。(a)指针式( b )数字式图2-35兆欧表由液晶显示器或发光二极管显示测量结果。兆欧表有指针式兆欧表和数字式兆欧表。其外形如图2 -35所示。指针式兆欧表俗称摇表,主要由作为电源的手摇发电机和作为测量机构的磁电系比率计组成。手摇发电机输出较高电压直流电源,施加到被测绝缘电阻上,运用欧姆定律进行测量。数字式兆欧表由脉冲宽带调制器、升压变压器、倍压整流器等将电池电压转换为直流高电压加到被测绝缘电阻上,由运算放大器、反相器、双积分模数转换器处理数据,兆欧表有E(接地端)、L(线路端)、G(屏蔽端)三个端子。一般测量只用到E端

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第二章电气安全技术和L端。E端接外壳或接地、L接被测导体。G端是消除表面电流影响测量准确性的专用端子。测量电缆的绝缘电阻须将G端连接到被测缆芯的绝缘层上。测量电缆绝缘电阻的接线如图2 -36所示。

2.兆欧表使用应根据被测对象选用不同电压的兆欧表:

(1)测量额定电压500 V以下的线路或设备应采用500 V或1000 V的兆欧表。

(2)测量500 V以上的线路或设备应采用1000 V或2500 V的兆欧表。

(3)测量10 kV及10 kV以上的线路或设备应采用2500 V的兆欧表。使用兆欧表测量绝缘电阻时,应当注意下列事项:----.J短路环U经绝缘件搭接图2 -36电缆绝缘电阻测量

(1)使用前应检查兆欧表外观和测试线完好无损,并进行开路试验和短路试验。开路试验表针应指向“oo",短路试验表针应指向“0”。

(2)被测设备必须停电。对于有较大电容的设备,停电后还必须充分放电。

(3)测量连接导线不得采用双股绝缘线,而应采用绝缘良好单股线分开连接,以免双股线绝缘不良带来测量误差。

(4)使用指针式兆欧表摇把的转速应由慢至快,转速应稳定,不要时快时慢。一般在转速120 r/min左右时持续摇动1 min,待指针稳定后读数。记录完毕后应将转速由快至慢,逐渐停止下来。

(5)使用指针式兆欧表测量过程中,如果指针指向“0"位,表明被测绝缘已经失效。应立即停止转动摇把,防止烧坏兆欧表。

(6)对于有较大电容的线路和设备,测量终了也应进行放电。

(7)测量应尽可能在设备刚停止运转时进行,以使测量结果符合运转时的实际温度。不同温度下的绝缘电阻可按下式计算:岛=R孕0 . I ( T臼)式中Tl、T2一—温度;Rn、R72一相应于兀和兀时的绝缘电阻。

(二)接地电阻测量仪

1.接地电阻测量仪概要接地电阻测量仪是用千测量接地电阻的仪器,有机械式测量仪和数字式测量仪。其外形如图2 -37所示。指针式接地电阻测量仪俗称接地摇表,主要由手摇交流发电机和电位差计式测量机构组成。数字式接地电阻测量仪采用中大规模集成电路,应用DC/AC等转换技术进行测量和显示。接地电阻测量仪有C2、P2、P!、cl四个接线端子或E、P、C三个接线端子。测量时,在离被测接地体一定的距离向地下打入电流极和电压极。如图2 -38所示,测量时将连接起来的C2、P2端或E端接千被测接地体,E端或P端接千电压极,Cl或C端接于

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(a)机械式(b)数字式图2 -37接地电阻测量仪电流极。对于指针式接地电阻测量仪,选好倍率,以大约120 r/ min的转速转动摇把或接通电源时,即可产生110 ~ 115 Hz的交流电流沿被测接地体和电流极构成回路。调节电位器旋钮,使仪表指针保待在中心位置,即可直接由电位器旋钮亦即刻度盘的位置结合所选倍率读出被测接地电阻值。电压极电流极气地[品l scA图2-38接地电阻测量仪接线如被测接地电阻很小,且接线很长,接线电阻可能带来较大的误差。为消除这一误差,应将仪器上的C心凡端子拆开,分别接向被测接地体。一般应当在雨季前或其他土壤最千燥的季节测量。雨天一般不应测量接地电阻。

2.接地电阻测量仪使用

(1)正确选定测量电极的位置。如测量电极位置选择不当,会产生很大的测量误差,而且土壤电阻率越高,测量误差越大。令电流极与被测接地体之间的距离为S c ,电压极

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第二章电气安全技术与被测接地体之间的距离为SP。为了得到比较准确的测量结果,对于占地面积较大的网络接地体,可取况为接地网对角线长度的2 ~3倍,取Sr =0. 5 ~O. 6Sc;对于小型复合接地体,可取况=80 m, Sp =20 m;对于占地面积不大的简单接地体,可取况=40 m, Sr=20 m。

(2)尽可能将被测接地与电力网分开。这样既有利于测量的安全,也有利于消除杂散电流引起的误差,还能防止将测量电压反馈到与被测接地体连接的其他导体上引起事故。

(3)测量电极间的连线应避免与邻近的高压架空线路平行,以防止感应电压的危险。

(4)雷雨天气不得测量防雷接地装置的接地电阻。

(5)使用机械式接地电阻测量仪测量时,摇把的转速应由慢至快,至120 r/min左右时调节电位器,边调边摇;至指针稳定指在中心刻线位置停止调节,再逐渐减速,停止摇动。然后将刻度盘指示值乘以倍率得到被测接地电阻值,并记录。

(三)谐波测试仪

1.谐波的产生和危害谐波是频率为基波(50 Hz)整数倍的正弦波。由于非线性负载(如电子设备、电弧炉)的大量应用,线路上产生不同频率、不同幅值、不同相位的谐波。谐波的产生必然影响电能质量。谐波的出现可能引起谐振,会增加变压器、电动机、电容器、电缆等设备发热,会在中性线上产生很大的电流,还会影响电子设备正常工作,会产生电磁干扰,甚至危及系统的稳定等。

2.谐波测试与监测钳形谐波测试仪如图2 -39所示。测试仪能测量谐波电压、电流的峰值和真有效值,还能测量有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率。配置外设装置后,测试仪可实现监测、打印等功能。图2 -39钳形谐波测试仪图2-40谐波分析仪谐波分析仪如图2 -40所示。这种仪器可同时测量各相谐波,可实时显示波形,并能完成相关计算,把结果以波形、图表的形式显示出来。

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(四)红外测温仪红外测温仪是利用热辐射体在红外波段的辐射通量来测量温度的,属于非接触式测量。二三目温度补偿(a)外形(b)框图l —红外光;2一透镜;3 —滤光镜;4 —红外探测器图2 -41红外测温仪红外测温仪的外形和框图如图2 -41所示。被测目标的红外辐射通过透镜、滤光镜聚焦在红外探测器上,并转换为电信号输出到前置放大级,经中间放大级后与温度补偿一起送到微处理器(含加法器等)进行处理、比较、运算,最后经数/模转换后将测量结果显示出来。使用红外测温仪应注意的问题:

(1)避免在强电磁环境、温度大幅度急剧变化的环境使用。

(2)不应把测温仪存放在高温处。

(3)将测温仪对准被测物后再按键测量。

(4)为了保证测量的准确度,测量区域应小于被测目标的范围。

(5)与带电体保持安全距离。

(6)对于光亮的被测表面,宜在表面上覆盖黑色薄膜再进行测量,以提高测量准确度。

(五)可燃气体检测仪

1.可燃气体检测仪概要可燃气体检测仪由不同类型的传感器(探测器)、测量电路和显示单元组成。检测浓度用百万分比ppm表示。为了安全,当可燃气体浓度达到其爆炸下限(LEL)的20%时应报警。催化燃烧型传感器属于热电阻传感器。这种传感器一般用铅丝作为载体催化元件。被测气体经小气泵吸入探测器,在探测器里的铅丝表面发生无焰燃烧,使铅丝温度升高。随着可燃气体成分、浓度的不同,无焰燃烧产生的热量也不同,铅丝温度发生变化,电阻率随之发生变化。利用桥式测量电路测量铅丝的电阻,经过放大、比较和运算,再经转换后发出声、光信号,显示可燃气体的含量。铅丝的特点是精度高、稳定性好、选择性好、性能可靠。也有的检测仪是让被测气体经扩散进入探测器,其成本较低,但容易受环境条件的影响。

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第二章电气安全技术半导体型传感器用半导体材料制成探测元件,利用N型半导体获得电子后电阻减小,P型半导体获得电子后电阻增大的特征进行检测。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、简单等特点,可用千天然气、煤气、氢气、烧类气体、烯类气体、汽油、煤油、乙块、氨气、酒精、烟雾等的检测和报警。

2.可燃性气体检测仪安装和使用相关标准、规范性文件规定了安装可燃气体监测系统的要求。例如,《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058)第3. 1. 3条规定:“对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点应设置自动测量仪器装置,当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的50%时,应能可靠地发出信号或切断电源。”《建筑设计防火规范》(GB 50016)第8.4.3条规定:“建筑物内可能散发可燃气体、可燃蒸气的场所应设置可燃气体报警装置。”《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)第5. 1. 3条规定:“在使用或产生甲类气体或甲、乙A类液体的工艺装置、系统单元和储运设施区内,应按区域控制和重点控制相结合的原则,设置可燃气体报警系统。”《危险场所电气防爆安全规范》(AQ 3009)第7. 1. 3. 1. 2条规定:“应指定化验分析人员经常检测设备周围爆炸性混合物的浓度。”可燃气体监控系统是比较简单的定点监控系统。探测器获取的信号经转换后送到监控室,在监控室处理后显示出来。探测器的安装应注意以下问题:

(1)安装前检查探测器是否完好,规格是否与安装条件相符,并校准。

(2)应尽量接近阀门、管道接头等较容易泄漏处安装探测器,与阀门、管道接头等之间的距离不宜超过1 m。

(3)探测器应尽量避开高温、潮湿、多尘等有害环境,并不得妨碍正常操作。

(4)检测比空气重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜距地坪(或楼地板)0. 3 ~O. 6 m。

(5)检测比空气轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源上方2m内。

(6)检测比空气略重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源下方

0. 5 ~ 1. 0 m。

(7)检测比空气略轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜高出释放源

0. 5 ~ 1. 0 m。

(8)探测器安装可采用吊装、壁装、抱管安装等安装方式,安装应牢固;应方便维护、标定。

(9)探测器所接电线应采用三芯屏蔽电缆,芯线截面不应小于1 mm2,屏蔽层应接地;电线安装应符合所在场所电力线路的安装要求。

(10)探测器应定期标定。

(11)安装作业应符合爆炸危险环境作业的要求。运行中的可燃气体检测仪可能失灵,出现误报、拒报现象。除可燃气体检测仪本身的问题外,安装、使用不当也会导致报警失灵。此外,安装环境的电磁波、线路上的电磁脉冲、电源电压波动等也可能导致检测仪失灵。应注意对可燃性气体检测仪的保养。超过服役期(约10年)的可燃性气体检测仪应及时更换。

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本章涉及的相关技术规程、标准与规范:

1.《电流对人和家畜的效应第1部分:通用部分》(GB/T 13870. 1)

2.《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058)

3.《建筑设计防火规范》(GB 50016)

4.《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)

5.《危险场所电气防爆安全规范》(AQ 3009)

6.《特低电压(ELV)限值》(GB/ T 3805)

7.《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)

8.《系统接地的型式及安全技术要求》(GB 14050)

9.《电气安全术语》(GB/T 4776)

10.《低压电气装置第4 -41部分:安全防护电击防护》(GB/T 16895. 21)

11.《电击防护装置和设备的通用部分》(GB/T 17045)

12.《低压电气装置第5 -54部分:电气设备的选择和安装接地配置和保护导体》(GB/ T 16895. 3)

13.《低压配电设计规范》(GB 50054)

14.《手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程》(GB/T 3787 )

15.《剩余电流保护装置安装和运行》(GB/T 13955)

16.《外壳防护等级(IP代码)》(GB/T 4208 )

📌 本章要点清单

  1. 电流三值:感知 1mA、摆脱(男约 16mA/女约 10.5mA)、致命 50mA 以上。
  2. 电击(体内)最危险;电伤(体表灼伤烙印)。
  3. TN 系统:T 接地、N 连壳、S 分 C 合;PE 线不断不开关。
  4. 爆炸危险区域:气体 0/1/2 区,粉尘 20/21/22 区,0 区最危险。

❓ 本章回顾

  1. 正常运行时可能出现爆炸性气体的区域是几区?——1 区。
  2. 能自行摆脱的最大电流叫?——摆脱电流。
  3. TN-S 中的 S 表示?——中性线与保护线分开。