電氣危險因素與事故種類(lèi)
一、觸電
1、分為電擊和電傷兩種傷害形式。
2、電擊電流值:感知電流(平均男1.1ma,女0.7ma),擺脫電流(平均男16ma,女10.5ma),室顫電流(50ma左右,與持續時(shí)間有關(guān))。人體阻抗:干燥時(shí)約為1000~3000ω,潮濕時(shí)約為500~800ω。
3、電擊類(lèi)型:
根據電擊時(shí)所觸及的帶電體是否為正常帶電狀態(tài),分為直接接觸電擊和間接接觸電擊;
按照人體觸及帶電體的方式,可分為單相電擊、兩相電擊和跨步電壓電擊三種。單相電擊事故占全部觸電事故的70%以上。
4、電傷是電流的熱效應、化學(xué)效應、機械效應等對人體所造成的傷害。電傷包括電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、機械損傷、電光性眼炎等多種傷害。電燒傷。是最為常見(jiàn)的電傷。大部分觸電事故都含有電燒傷成分。電燒傷可分為電流灼傷和電弧燒傷。
二、電氣火災與爆炸
1、電氣火災爆炸是由電氣引燃源引起的火災和爆炸。電氣裝置在運行中產(chǎn)生的危險溫度、電火花和電弧是電氣引燃源主要形式。
(1)危險溫度:短路、過(guò)載、漏電、接觸不良、鐵心過(guò)熱、散熱不良、機械故障、電壓異常、電熱器具和照明器具、電磁輻射能量。
(2)電火花和電?。弘娀鸹ㄊ请姌O間的擊穿放電,電弧是大量電火花匯集而成的。分為工作電火花及電弧、事故電火花及電弧。
2、電氣裝置及電氣線(xiàn)路發(fā)生爆燃
包括油浸式變壓器火災爆炸、電動(dòng)機著(zhù)火、電纜火災爆炸。
三、雷電危害
1、雷電的種類(lèi)、危害形式和事故后果
(1)雷電的種類(lèi):直擊雷(直擊雷的每次放電過(guò)程包括先導放電、主放電、余光三個(gè)階段)、閃電感應(包括閃電靜電感應和閃電電磁感應)、球雷。
(2)雷電的危害形式
具有雷電流幅值大、雷電流陡度大、沖擊性強、沖擊過(guò)電壓高的特點(diǎn);
具有電性質(zhì)、熱性質(zhì)和機械性質(zhì)等3方面的破壞作用。
(3)雷電危害的事故后果:火災和爆炸、觸電、設備和設施毀壞、大規模停電。
2、雷電參數:雷暴日、雷電流幅值、雷電流陡度、雷電沖擊過(guò)電壓。
四、靜電危害
1、靜電的危害形式和事故后果
造成爆炸和火災事故、可能引發(fā)二次事故、對生產(chǎn)產(chǎn)生妨礙。
2、靜電的特性
(1)靜電的產(chǎn)生
起電方式(接觸-分離起電、破斷起電、感應起電、電荷遷移)、固體靜電、人體靜電(可達10000 V以上)、粉體靜電、液體靜電、蒸氣和氣體靜電。
(2)靜電的消散:中和、泄漏。
(3)靜電的影響因素:材質(zhì)和雜質(zhì)、工業(yè)設備和工業(yè)參數。
五、射頻電磁場(chǎng)危害
泛指頻率100khz以上的電磁波。危害:
1、人體吸收輻射能量受到不同程度的傷害。
2、生產(chǎn)感應放電造成引爆器件發(fā)生意外引爆。
六、電氣裝置故障危害
類(lèi)別:斷路、短路、異常接地、漏電、誤合閘、電氣設備或電氣元件損壞等。
危害:引起火災和爆炸、異常帶電、異常停電、安全相關(guān)系統失效。
觸電防護技術(shù)
一、直接接觸電擊防護措施
1、絕緣:工程上應用的絕緣材料電阻率一般都不低于107Ω·m。絕緣材料的電阻通常用兆歐表(搖表)測量。任何情況下絕緣電阻不得低于每伏工作電壓1000ω。
2、屏護和間距:
1)屏護裝置應有足夠的尺寸,與帶電體之間應保持必要的距離。
2)遮欄高度不應低于l.7 m,下部邊緣離地不應超過(guò)0.1 m。柵遮欄的高度戶(hù)內不應小于l.2 m、戶(hù)外不應小于l.5 m,欄條間距離不應大于0.2 m;對于低壓設備,遮欄與裸導體之間的距離不應小于0.8 m。戶(hù)外變配電裝置圍墻的高度一般不應小于2.5 m。遮欄、柵欄等屏護裝置上,應有“止步,高壓危險!”等標志。
3)用電設備間距:明裝的車(chē)間低壓配電箱底口距地面的高度可取1.2 m,暗裝的可取l.4 m。明裝電度表板底口距地面的高度可取1.8 m。常用開(kāi)關(guān)電器的安裝高度為l.3—l.5 m;開(kāi)關(guān)手柄與建筑物之間應保留150mm的距離,以便于操作。墻用平開(kāi)關(guān)離地面高度可取1.4 m。明裝插座離地面高度可取1.3—l.8 m,暗裝的可取0.2—0.3m。室內燈具高度應大于2.5 m;受實(shí)際條件約束達不到時(shí),可減為2.2 m;低于2.2 m時(shí),應采取適當安全措施。當燈具位于桌面上方等人碰不到的地方時(shí),高度可減為1 5m。
戶(hù)外燈具高度應大于3 m;安裝在墻上時(shí)可減為2.5 m。起重機具至線(xiàn)路導線(xiàn)間的最小距離,l kV及1 kV以下者不應小于1.5 m,10kv者不應小于2 m。
4)檢修間距:低壓操作中,人體及其所攜帶工具與帶電體的距離不應小于0.1m。
高壓作業(yè),10 kv無(wú)遮攔作業(yè)人體及其所攜帶工具與帶電體的距離不應小于0.7m;線(xiàn)路作業(yè),1.0M。
二、間接接觸電擊防護措施
1、IT系統(保護接地)
將電氣設備在故障情況下可能呈現危險電壓的金屬部位經(jīng)接地線(xiàn)、接地體同大地緊密地連接起來(lái)。通過(guò)低電阻接地,把故障電壓限制在安全范圍內;在380V不接地低壓系統中,一般要求保護接地電阻RE≤4Ω;用于各種不接地配電網(wǎng)。
2、TT系統:配電網(wǎng)直接接地,電氣設備外殼接地。
大幅度降低漏電設備上的故障電壓,但必須裝設剩余電流動(dòng)作保護裝置或過(guò)電流保護裝置。工作接地不是安全電壓。主要用于低壓用戶(hù),即用于未裝備配電變壓器,從外面引進(jìn)低壓電源的小型用戶(hù)。
3、TN系統(保護接零)
電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與配電網(wǎng)中性點(diǎn)之間直接連接。相當于傳統的保護接零系統。其位的安全作用是迅速切斷電源。
分為T(mén)N—S、TN—C—S、TN—C三種類(lèi)型。TN—S系統的安全性能很好,應用有爆炸危險、火災危險性大及其他安全要求高的場(chǎng)所。廠(chǎng)內低壓配電的場(chǎng)所及民用樓房應采用TN—C—S系統;觸電危險性小、用電設備簡(jiǎn)單的場(chǎng)合可采用TN—C系統。保護接零用于用戶(hù)裝有配電變壓器的,且其低壓中性點(diǎn)直接接地的220/380 V三相四線(xiàn)配電網(wǎng)。
應用安全要求:
1)在同一接零系統中,一般不允許部分或個(gè)別設備只接地、不接零的做法;
2)重復接地合格。
3)發(fā)生對PE線(xiàn)的單相短路時(shí)能迅速切斷電源。220 v的TN系統,手持式電氣設備和移動(dòng)式電氣設備末端線(xiàn)路或插座回路的短路保護元件應保證故障持續時(shí)間不超過(guò)0.4 s,配電線(xiàn)路或固定式電氣設備的末端線(xiàn)路應保證故障持續時(shí)間不超過(guò)5 s。
4)工作接地合格。接地電阻一般不應超過(guò)4Ω,在高土壤電阻率地區不超過(guò)10Ω。
5)PE和PEN線(xiàn)上不得安裝單極開(kāi)關(guān)和熔斷器;PE線(xiàn)和PEN線(xiàn)應有防機械損傷和化學(xué)腐蝕的措施;PE線(xiàn)支線(xiàn)不得串聯(lián)連接,即不得用設備的外露導電部分作為保護導體。
6)保護導體截面面積合格。PE線(xiàn)有機械防護不小于2.5 mm2,沒(méi)有機不小于4 mm2;PEN線(xiàn)銅質(zhì)不小于10mm2,鋁質(zhì)不小于16 mm2,電纜芯線(xiàn)不小于4mm2;SL≤16為 SL、16<SL≤35為16、SL>35為SL/2。
7)等電位聯(lián)結,分主等位連結和輔助等電位連結。
三、兼防直接接觸和間接接觸電擊的措施
1、雙重絕緣
(1)電氣設備的防護觸電保護分類(lèi):O類(lèi)、OI類(lèi)和Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)。
(2)雙重絕緣和加強絕緣措施:工作絕緣、保護絕緣、雙重絕緣、加強絕緣。
具有雙重絕緣和加強絕緣的設備屬于Ⅱ類(lèi)設備,設備上有“回”形標志。工作絕緣不低于2mω, 保護絕緣不低于5mω,加強絕緣不低于7mω。
2、安全電壓:兼有直接接觸電擊和間接接觸電擊防護的安全措施。
(1)特低電壓的限值和額定值:42v、36v、24v、12v和6v等5個(gè)等級;由特低壓供電的設備屬于Ⅲ類(lèi)設備;額定值的選用:特別危險環(huán)境手持工具42V,點(diǎn)擊危險環(huán)境手持照明36V或24V,金屬容器、特別潮濕危險環(huán)境手持照明12V,水下6V。
3、剩余電流動(dòng)作保護
又稱(chēng)漏電保護,作用:防止人身電擊,防止因接地故障引起的火災和監測一相接地故障。
(1)工作原理。檢測元件、中間環(huán)節、執行機構三個(gè)基本環(huán)節及輔助電源和試驗裝置構成。
(2)主要技術(shù)參數:額定剩余動(dòng)作電流、額定剩余不動(dòng)作電流、分斷時(shí)間。
額定剩余動(dòng)作電流值分13個(gè)等級,0.03A及其以下者屬高靈敏度,主要用于防止各種人身觸電事故;0.03A以上至1A者屬中靈敏度,用于防止觸電事故和漏電火災;1A以上者屬低靈敏度,用于防止漏電火災和監視一相接地事故。額定剩余不動(dòng)作電流不得低于額定剩余動(dòng)作電流的1/2。分斷時(shí)間,分為一般型和延時(shí)型,延時(shí)型僅適用于I△n>0.03A的間接接觸電擊防護,延時(shí)時(shí)間的級差為0.2s。
(3)剩余電流動(dòng)作保護裝置的防護要求。在TN系統中,必須將TN—C系統改造為T(mén)N—C—S、TN—S系統或局部TT系統后,才可安裝使用。在TN—C—S系統中,剩余電流動(dòng)作保護裝置只允許用在N線(xiàn)與PE線(xiàn)分開(kāi)部分。
(4)必須安裝剩余電流動(dòng)作保護裝置的設備和場(chǎng)所。1)末端保護①屬于I類(lèi)的移動(dòng)式電氣設備;②生產(chǎn)用的電氣設備;③施工工地的電氣機械設備;④安裝在戶(hù)外的電氣裝置;⑤臨時(shí)用電的電氣設備;⑥機關(guān)、學(xué)校、賓館、飯店、企事業(yè)單位和住宅等除壁掛式空調電源插座外的其他電源插座或插座回路;⑦游泳池、噴水池、浴池的電氣設備;⑧醫院中可能直接接觸人體的電氣醫用設備;⑨其他。2)線(xiàn)路保護①農村集中安裝電能表箱;②農業(yè)生產(chǎn)設備的電源配電箱。
(5)剩余電流動(dòng)作保護裝置的運行和管理。工作年限6年、允許送電1次。
電氣防火防爆技術(shù)
一、危險物質(zhì)及危險環(huán)境
(一)危險物質(zhì)分類(lèi)、分組
1、危險物質(zhì)分類(lèi)
爆炸危險物質(zhì)分為3類(lèi):ⅰ類(lèi)(礦井甲烷),ⅱ類(lèi)(爆炸性氣體、蒸氣),ⅲ類(lèi)(爆炸性粉塵、纖維、飛絮)。
2、ⅱ類(lèi)、 ⅲ類(lèi)爆炸性物質(zhì)的進(jìn)一步分類(lèi)(級)
ⅱ類(lèi)爆炸性氣體按最大試驗安全間隙和最小引燃電流比分為ⅱa、ⅱb和ⅱc三類(lèi),ⅲ類(lèi)進(jìn)一步劃分為三類(lèi):ⅲa、ⅲb和ⅲc,C類(lèi)最危險。
3、ⅱ類(lèi)、ⅲ類(lèi)爆炸性物質(zhì)的分組:按引燃溫度分為6組。
(二)危險環(huán)境
1、爆炸性氣體環(huán)境
(1)爆炸性氣體環(huán)境危險場(chǎng)所分區:根據爆炸性氣體混合物出現的頻率和持續時(shí)間分為0區、1區、2區。釋放源的等級和通風(fēng)條件對分區有直接影響。通風(fēng)主要有自然通風(fēng)和人工通風(fēng)兩種類(lèi)型,通風(fēng)有效性分為“良好”(良好的通風(fēng)標志是混合物中危險物質(zhì)的濃度被稀釋到爆炸下限的25%以下。)一般”和“差”三個(gè)等級,IEC和我國有關(guān)標準將通風(fēng)分為高、中、低三個(gè)等級。
(2)爆炸性氣體場(chǎng)所危險區域的劃分:原則。
(3)爆炸性氣體環(huán)境危險區域的范圍
2、爆炸性粉塵環(huán)境
根據混合物出現的頻率、持續時(shí)間及粉塵層厚度分為20區、21區和22區。
3、火災危險環(huán)境
分為21區、22區和23區。
二、防爆電氣設備和防爆電氣線(xiàn)路
1、防爆電氣設備
(1)防爆電氣設備類(lèi)型:分為ⅰ類(lèi)、 ⅱ類(lèi)、ⅲ類(lèi)。
(2)設備保護等級(EPL):Ma/Mb/Ga/Gb/Gc/Da/Db/Dc
(3)防爆電氣設備防爆結構型式:隔爆型、增安型、本質(zhì)安全型、澆封型、無(wú)火花型、正壓型等。
(4)防爆電氣設備的標志:EX
(5)爆炸危險環(huán)境中電氣設備的選用:依據環(huán)境、設備種類(lèi)等。
2、防爆電氣線(xiàn)路
線(xiàn)路安裝位置、敷設方式、導體材質(zhì)、連接方式等的選擇均應根據環(huán)境的危險等級進(jìn)行。
1區配電線(xiàn)路應采用銅芯導線(xiàn)或電纜,有劇烈振動(dòng)處應選用多股銅芯軟線(xiàn)或多股銅芯電纜,礦井下不得采用鋁芯電力電纜。2區電力線(xiàn)路應采用截面積4mm2及以上的鋁芯導線(xiàn)或電纜,照明線(xiàn)路可采用截面積2.5mm2及以上的鋁芯導線(xiàn)或電纜。
1區和2區的電氣線(xiàn)路的中間接頭必須在接線(xiàn)盒,1區宜采用隔爆型,2區采用增安型。
雷擊和靜電防護技術(shù)
一、防雷措施
1、建筑物防雷的分類(lèi)
類(lèi)(火藥制造車(chē)間、乙炔站、電石庫、汽油提煉車(chē)間、電火花易爆炸)、第二類(lèi)(有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐、電火花不易爆炸)、第三類(lèi)防雷建筑物。
2、防雷技術(shù)分類(lèi):外部、內部、防雷擊電磁脈沖。
3、防雷裝置
外部防雷裝置(直擊雷):接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置;
接閃器的保護范圍按滾球法確定,滾球的半徑按建筑物防雷類(lèi)別確定,一類(lèi)30m、二類(lèi)45m、三類(lèi)60m;防直擊雷的專(zhuān)設引下線(xiàn)和人工接地體距建筑物出入口或人行道邊沿不宜小于3m;獨立接閃桿的沖擊接地電阻不宜大于10Ω;附設接閃器每根引下線(xiàn)的沖擊接地電阻不應大于10Ω。
內部防雷裝置:屏蔽導體、等電位連接件、電涌保護器(SPD)、避雷器。
對于變配電設備,常采用避雷器作為防止雷電波侵入的裝置。正常時(shí),避雷器對地保持絕緣狀態(tài);當雷電沖擊波到來(lái)時(shí),避雷器被擊穿,將雷電引入大地;沖擊波過(guò)去后,避雷器自動(dòng)恢復絕緣狀態(tài)。氧化鋅避雷器被廣泛使用。
二、靜電防護(7個(gè)措施)
1、環(huán)境危險程度控制, 包括:取代易燃介質(zhì),降低爆炸性氣體、蒸氣混合物的濃度,減少氧化劑含量。
2、工藝控制:是消除靜電危險的重要方法,包括:材料的選用、限制物料的運動(dòng)速度、加大靜電消散過(guò)程。
3、靜電接地:最基本措施。
4、增濕
5、抗靜電添加劑
6、靜電中和器
7、防止人體靜電的危害(加強靜電安全管理)。
電氣裝置安全技術(shù)
一、變配電站安全
1、變配電站位置避開(kāi)易燃易爆環(huán)境,宜設在企業(yè)的上風(fēng)側,有足夠的消防通道并暢通。
2、建筑結構:耐火建筑;門(mén)的開(kāi)啟及設置:兩面都有配電裝置時(shí)應兩邊開(kāi)啟,超7m的高配和超10m的低配至少應有兩個(gè)門(mén)。
3、間距、屏護和隔離:室內充油設備油量60kg以下者允許安裝在兩側有隔板的間隔內,60—600kg裝在有防爆隔墻的間隔內,600kg以上裝在單獨的間隔內。
4、通道:高配裝置>6m時(shí),通道設兩出口;低配裝置兩出口>15m時(shí)增加出口。
7、標志:重要部位有“止步,高壓危險!”標志。
二、主要變配電設備安全
1、電力變壓器
(1)變壓器的安裝:防火門(mén);居住建筑物內安裝的油浸式變壓器,單臺容量不得超過(guò)400kV·A;10kV變壓器殼體距門(mén)不應小于1m,距墻不應小于0.8m(裝有操作開(kāi)關(guān)時(shí)不應小于1.2m);自然通風(fēng)的變壓器室地面應高出室外地面1.1m;室外變壓器容量不超過(guò)315kV·A者可柱上安裝,315kV·A以上者應在臺上安裝;—二次引線(xiàn)均應采用絕緣導線(xiàn);柱上變壓器底部距地面高度不應小于2.5m,裸導體距地面高度不應小于3.5m;變壓器臺高度一般不應低于0.5m,其圍欄高度不應低于1.7m,殼體距圍欄不應小于1m,操作面距圍欄不應小于2m。
(2)變壓器的運行:運行中變壓器高壓側電壓偏差不得超過(guò)額定值的±5%,低壓最大不平衡電流不得超過(guò)額定電流的25%,上層油溫一般不應超過(guò)85℃;呼吸器內吸潮劑的顏色為淡藍色;干式變壓器的安裝場(chǎng)所空氣相對濕度不得超過(guò)70%。
2、高壓開(kāi)關(guān):高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓負荷開(kāi)關(guān)
(1)高壓斷路器:高壓開(kāi)關(guān)設備中最重要、最復雜的開(kāi)關(guān)設備。有強力滅弧裝置,既能在正常情況下接通和分斷負荷電流,又能借助繼電保護裝置在故障情況下切斷過(guò)載電流和短路電流。高壓斷路器必須與高壓隔離開(kāi)關(guān)或隔離插頭串聯(lián)使用,由斷路器接通和分斷電流,由隔離開(kāi)關(guān)或隔離插頭隔斷電源。因此,切斷電路時(shí)必須先拉開(kāi)斷路器,后拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān);接通電路時(shí)必須先合上隔離開(kāi)關(guān),后合上斷路器。10kV系統中常安裝機械式或電磁式聯(lián)鎖裝置。
(2)高壓隔離開(kāi)關(guān):高壓隔離開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)稱(chēng)刀閘。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置,不能用來(lái)接通和分斷負荷電流,更不能用來(lái)切斷短路電流。隔離開(kāi)關(guān)主要用來(lái)隔斷電源,以保證檢修和倒閘操作的安全;銅、鋁導體連接須采用銅鋁過(guò)渡接頭;運行中的高壓隔離開(kāi)關(guān)連接部位溫度不得超過(guò)75℃,機構應保持靈活。
(3)高壓負荷開(kāi)關(guān):有比較簡(jiǎn)單的滅弧裝置,用來(lái)接通和斷開(kāi)負荷電流;必須與高壓熔斷器配合使用,由熔斷器切斷短路電流;前方不得有可燃物。
三、配電柜(箱)
1、配電柜(箱)安裝
分動(dòng)力和照明;開(kāi)啟式的配電板、封閉式箱柜、密閉式或防爆型的電氣設施。
觸電危險性大或作業(yè)環(huán)境較差的加工車(chē)間等封閉式箱柜,易燃易爆氣體的危險作業(yè)場(chǎng)所密閉式或防爆型的電氣設施;落地安裝的柜(箱)底面應高出地面50-100mm,操作手柄中心高度一般為1.2-1.5m,柜(箱)前方0.8-1.2m的范圍內無(wú)障礙物。
2、配電柜(箱)運行
配電柜(箱)內各電氣元件及線(xiàn)路接觸良好,連接可靠;不得有嚴重發(fā)熱、燒損現象;
配電柜(箱)的門(mén)應完好,門(mén)鎖應有專(zhuān)人保管。
四、用電設備和低壓電器
1、電氣設備外殼防護
外殼防護:固體異物進(jìn)入殼內設備、人體觸及內部危險部件、水進(jìn)入內部的防護。
2、手持式電動(dòng)工具和移動(dòng)式電氣設備(7點(diǎn))
手持電動(dòng)工具包括手電鉆、手砂輪、沖擊電鉆、電錘、手電鋸等工具。移動(dòng)式設備包括蛙夯、振搗器、水磨石磨平機等電氣設備。
I類(lèi)設備必須采取保護接地或保護接零措施,Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)設備沒(méi)有必須。
一般場(chǎng)所,手持電動(dòng)工具應采用Ⅱ類(lèi)設備;如使用I類(lèi),采用額定剩余動(dòng)作電流不大于30mA的剩余電流動(dòng)作保護器、隔離變壓器等保護措施;在潮濕或金屬構架上等導電性能良好的作業(yè)場(chǎng)所,應使用Ⅱ類(lèi)或Ⅲ類(lèi)設備。在鍋爐內、金屬容器內、管道內等狹窄的特別危險場(chǎng)所,應使用Ⅲ類(lèi)設備。如果使用Ⅱ類(lèi)設備,則必須裝設額定漏電動(dòng)作電流不大于15mA、動(dòng)作時(shí)間不大于0.1s的漏電保護器。
帶電部分與可觸及導體之間的絕緣電阻I類(lèi)不低于2MΩ,Ⅱ類(lèi)不低于7MΩ。
3、電焊設備:觸電、火災。空載自停裝置,一次絕緣電阻不應低于1MΩ、二次絕緣電阻不應低于0.5MΩ,移動(dòng)焊機時(shí)必須停電。
4、低壓保護電器
(1)熔斷器 :短路、過(guò)載;
(2)熱繼電器:過(guò)載。