用電常識-sfy2011年11月.ppt

1、安全用電基礎(chǔ)知識,2011年11月18日,1 電流對人體的傷害及安全電壓,1.1 什么叫觸電？ 人體觸及帶電體，電流流過人體的現(xiàn)象。 對人體的傷害可分為兩種類型，即電擊和電傷。 電擊是電流通過人體內(nèi)部，破壞人的心臟、神經(jīng)系統(tǒng)、肺部的正常工作造成的傷害 。由于人體觸及帶電的導(dǎo)線、漏電設(shè)備的外殼或其他帶電體，以及由于雷擊或電容放電 ，都可能導(dǎo)致電擊。所以電擊的危險性很大。而且也是經(jīng)常遇到的一種傷害。,電傷是電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或機(jī)械效應(yīng)對人體皮膚、外部組織或器官造成的傷害 ，包括電弧燒傷、保險絲熔斷時飛濺的金屬末燒傷、燙傷、電烙印、皮膚金屬化、電氣機(jī)械性傷害、電光眼等不同形式的傷害。,1.2 人

2、體為什么會導(dǎo)電？ 因?yàn)槿梭w中含有大量的水分子以及金屬粒子，尤其是血液中鐵元素含量最多。另外還包含了許多其它微量的金屬和非金屬物質(zhì)粒子。也可以這樣說，人體主要是由碳水化合物組成的大化學(xué)分子有機(jī)體。如果人體接近電場的兩個正負(fù)端點(diǎn)時，人體中的導(dǎo)電粒子就會在電場力的作用下形成電子流。,人體中的電流運(yùn)動方式較為復(fù)雜，因?yàn)槿梭w不是純導(dǎo)電體，身體中的水分子一般來講不參加導(dǎo)電，但在高電場的作用下也會激發(fā)水分子成為電離子而導(dǎo)電，對于一般電場來說，只有水中的雜質(zhì)和金屬部分參與導(dǎo)電，所以人體導(dǎo)電就會破壞人體細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)。不論是金屬導(dǎo)電還是生物細(xì)胞導(dǎo)電都會產(chǎn)生電子移動中的能量釋放，電子在流動過程中的能量釋放則會以熱

3、作用形式表現(xiàn)出來。當(dāng)金屬導(dǎo)體中的電子流在移動時導(dǎo)體會發(fā)熱。而人體細(xì)胞和植物細(xì)胞被電場施加電場力形 成電子流后會破壞原細(xì)胞中的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)細(xì)胞在熱作用下的死亡狀態(tài)。,1.3 觸電的傷害形式有哪些？ 1.3.1 電灼傷 是電流的熱效應(yīng)造成的傷害，分為電流灼傷和電弧燒傷。電流灼傷是人體與帶電體接觸，電流通過人體由電能轉(zhuǎn)換成熱能造成的傷害。電弧燒傷是由弧光放電造成的傷害，分為直接電弧燒傷和間接電弧燒傷。前者是帶電體與人體之間發(fā)生電弧，有電流流過人體的燒傷；后者是電弧發(fā)生在人體附近對人體的燒傷，包含熔化了 的熾熱金屬濺出造成的燙傷。電弧溫度高達(dá)8900以上，可造成大面積、大深度的燒傷，甚至燒焦、燒掉

4、四肢及其他部位。大電流通過人體，也可能烘干、燒焦機(jī)體組織。,1.3.2 心室纖維性顫動 當(dāng)電流通過神經(jīng)纖維刺激到肌肉時，肌肉即要收縮。心臟本身具有工作過程所需的電動勢， 形成心臟各個區(qū)域按正確順序有節(jié)奏運(yùn)動的控制電信號。這個電信號的平均電壓為11.6mV，心臟的一個博動周期約為0.75s。當(dāng)通過人體的觸電電流和通過時間超過某個限值時，心臟正常博動的電信號便受到干擾而被打亂。這樣，心臟便不能再進(jìn)行強(qiáng)有力的收縮而出現(xiàn)心肌震動，這就是醫(yī)學(xué)上所稱的“心室纖維顫 動”。若這種顫動不及時消除，很快會導(dǎo)致心臟停搏，造成死亡。如果觸電電流直接流經(jīng)心臟，則大約1mA的電流（DC or AC）就可能導(dǎo)致心室纖維顫

5、動。,1.3.3 神經(jīng)干擾 電流能干擾神經(jīng)控制（尤其是對心臟和肺的控制），因?yàn)樯窠?jīng)元的神經(jīng)控制基于電荷（電流）傳遞。經(jīng)歷多次觸電事故或嚴(yán)重觸電事故而幸免于死的人，事實(shí)證明會遺留下神經(jīng)系統(tǒng)疾病。觸電電流回路經(jīng)過心臟時，當(dāng)電流達(dá)到某值，會使人立刻喪失意識。,1.4 觸電傷害程度受哪些因素決定？ 人體觸電的傷害程度決定于通過人體電流的大小，途徑和時間的長短。 如果通過人體的電流小于其細(xì)胞所承載的強(qiáng)度時，人體細(xì)胞只會將這種狀態(tài)傳遞給大腦，使人感覺到 一陣痙攣或麻嗖嗖的觸電感，此時并不會傷害到人體細(xì)胞。人體在一般的情況下，可承受20毫安以下的交變電流和直流電在50毫安以下。如果觸電的持續(xù)時間過 長，即使

6、是電流小到8毫安左右，也可使人死亡，即便是生命沒有受到死亡的威脅，但也會導(dǎo)致人體和腦部的的重創(chuàng)從而留下永不恢復(fù)的后遺癥。,如果通過人體(主要是心臟)的電流在5OmA以上就會有生命危險，而達(dá)l00mA時就足以致命。 電流大小取決于什么？ 人體各個部位的電阻大小不等，約從幾百歐到幾萬歐。皮膚的電阻最大，但會因?yàn)槌睗窕虺龊苟蟠蟮亟档推渥柚?。由此可見，人體所觸及的電壓大小和觸電時的人體情況是決定電流大小的兩個因素，也是觸電傷害程度的兩個最重要的因素。,人身體電阻 人體阻抗取決于一定因素，特別是電流路徑，接觸電壓、電流持續(xù)時間、頻率，皮膚潮濕度，接觸面積，施加的壓力和溫度等。在工頻電壓下，人體的阻抗隨

7、接觸面積增大、電壓愈高，而變得愈小。IEC綜合了歷年來關(guān)于人體阻抗的研究成果，嚴(yán)密審查了大量尸體的實(shí)測數(shù)據(jù)，得出人體在50/60Hz交流電時，成人的 人體阻抗在1000左右。,電流大小是怎么算的？,由I=U/R得 （歐姆定律） 通過人體的電流取決于外加電壓和人體電阻,多大電流是安全的？,通過人體的電流越強(qiáng)，觸電死亡的時間越短。,電流很?。?沒問題！,有 較 大 電 流,危險！,雙線觸電,有較大電流,危險！,1.5 安全電壓,根據(jù)環(huán)境不同，我國規(guī)定的安全電壓如下： 在危險性較低的建筑物中(如木板、瓷地板)為36V。 在危險的建筑物中(如泥土、鋼筋混凝土等)為24V。 在特別危險的建筑物中(如鑄工

8、、化工的大部分車間、隧道、礦井等場所)為12V。,沒問題,第類是指住宅、工廠、辦公室等一般場所，人體皮膚是干燥狀態(tài)或因出汗皮膚呈潮濕狀態(tài)，在接觸電壓作用下發(fā)生危險的可能性較高，這 時取人體阻抗為1000，設(shè)定通過人體電流為50mA，則50mA與1000的乘積為50V，即為此場合允許接觸電壓。中國、西歐及其它多數(shù)國家的安全電壓采用此值。 第類是指人在隧道、涵洞和礦井下等高度潮濕的場所，人體出汗或因工作環(huán)境影響使皮膚受潮，經(jīng)常還會發(fā)生雙手與雙腳二者接觸凝露 的電氣設(shè)備金屬外殼或構(gòu)架等情況。這時皮膚潮濕而使皮膚阻抗低到可以認(rèn)為接近于零（即可忽略其皮膚阻抗），人體電阻僅剩500內(nèi)阻抗。假設(shè)通過人體內(nèi)部

9、電流為50mA，則50mA和500的乘積為25V?，F(xiàn)國際上對于允許接觸電壓按人體阻抗的條件進(jìn)行分類時，將25V作為其中的一個等級，這值接近于中國標(biāo)準(zhǔn)GB380583安全電壓等級分類中的24V。 第類是指人在游泳池、水槽或水池中，人體大部分浸入水里，皮膚完全浸透，這時基本上為體內(nèi)阻抗500，同時考慮有導(dǎo)致溺死的二次事故的危險，所以允許通過人體的電流應(yīng)為擺脫閾，這樣，允許的接觸電壓為0.01500=5V，這與 GB38083中規(guī)定的安全電壓6V相近。如果在不考慮導(dǎo)致二次事故的場所，則可采用12V 的允許接觸電壓。,沒問題??！,2 觸電事故的類型,觸電事故是指人體觸及帶電體以致受傷或死亡的事故。 常

10、見的觸電事故有以下幾種情況： 1)雙線觸電 雙線觸電是指人體同時觸到兩條相線(火線)的觸電事故，如圖所示。電流從一相通過人體到另一相而構(gòu)成閉合回路，作用于人體的電壓等于兩相間的線電壓，這是最危險的一種觸電事故，會引起人身觸電死亡。,觸電回路,名詞解釋： 相電壓-三相輸電線（火線）與中性線間的電壓叫相電壓。 線電壓-三相輸電線各線（火線）間的電壓叫線電壓。 如:日常用電系統(tǒng)中的三相四線制中電壓為380/220V,即相電壓為220V ,線電壓為380V 。,圖A,2)單線觸電 單線觸電分兩種情況： A、中性點(diǎn)接地的單線觸電，如圖A所示。當(dāng)人體觸到某一相線時，人體承受220V的相電壓，電流經(jīng)人體、大

11、地和中性點(diǎn)形成回路，會引起人身觸電死亡。 B、中性點(diǎn)不接地的單線觸電。如圖B所示。中性點(diǎn)不接地的線路由于各相線與大地之間存在分布電容。當(dāng)人體觸及某一相線時，人體和另外兩相線到地之間的分布電容會形成回路。構(gòu)成對人體的傷害。,圖B,3)跨步電壓觸電 當(dāng)帶電體接地，就有電流流入地下。流入地下的電流將在地中向四周流散。于是在它附近各處就造成了不同的電位分布，電流在接地點(diǎn)周圍就產(chǎn)生了電壓降。當(dāng)人在接地裝置附近跨步行走時，兩腳處在不同的電位下,此時所受的電壓稱為跨步電壓。如果跨步電壓大,也可能引起觸電事故。 高壓線跌落接地處附近也可能會出現(xiàn)較高的跨步電壓。當(dāng)然越接近接地處，跨步電壓越大，離之愈遠(yuǎn)則跨步電壓

12、愈小，離接地處20m以外的跨步電壓接近于零。,怎么辦？,怎 么 了 ？,4)高壓電弧觸電 高壓電弧觸電是指人靠近高壓線(高壓帶電體),造成弧光放電而觸電。 電壓越高,對人身的危險性越大。干電池的電壓只有1.5V,對人不會造成傷害；家庭照明電路的電壓是220V,就已經(jīng)很危險了；高壓輸電線路的電壓高達(dá)幾萬伏甚至幾十萬伏，即使不直接接觸,也能使人致命。 弧光放電 由于電壓過高即使不接觸高壓輸電線路而在接近過程中，人會看到一瞬的閃光(就是弧光)并被高壓擊倒觸電受傷或死亡也就是弧光放電,高壓電弧觸電,觸電事故施救方法： 發(fā)現(xiàn)有人觸電時應(yīng)首先使觸電者迅速脫離電源。 （切勿直接用手拉觸電者） A、如在開關(guān)附

13、近，應(yīng)立即切斷電源； B、若附近無開關(guān)，則應(yīng)盡快用干燥的木棍或竹竿等絕緣棒打斷電線或撥開觸電者(對在250V以下的低壓設(shè)備觸電者)。 C、當(dāng)觸電者脫離電源后，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行搶救。,使觸電者脫離電源后，應(yīng)迅速打120電話請急救中心前來救護(hù)，并視受傷害程度立即進(jìn)行急救處理，不要耽擱時間，搶救要分秒必爭。 觸電者神志清醒，但心慌、四肢麻木、全身無力或輕度昏迷，又很快恢復(fù)知覺，應(yīng)讓其靜臥休息，保持空氣流通，并注意觀察。 觸電者呼吸停止，但有脈搏，應(yīng)立即進(jìn)行人工呼吸法搶救，方法如下。 (a)讓觸電者仰臥，禁止用枕頭。把頭側(cè)向一邊，掰開嘴，清除口腔中的異物，使呼吼道暢通，必要時可用金屬匙柄由口角伸入，

14、使口張開，如果舌根下陷應(yīng)將其拉出。同時解開衣領(lǐng)、腰帶，松開上身的緊身衣服，使胸部可以自由擴(kuò)張。 (b)搶救者位于觸電者一邊，用一手捏緊觸電者的鼻孔，另一手托在觸電者頸后，使觸電者頸部上抬，頭部后仰，鼻孔朝天。 (c)搶救者深吸一口氣，緊貼觸電者的口吹氣約ls，使其胸部擴(kuò)張 (d)吹氣完畢后，立即離開觸電者的口，同時放開其鼻孔，使觸電者胸部自然恢復(fù)排氣。,按上述步驟不斷進(jìn)行急救，如下圖所示，每5s一次，直至好轉(zhuǎn)。如果掰不開觸電者的嘴可用口對鼻吹氣。對幼小兒童用此法時，鼻孔不必捂緊，吹氣不能過猛。,（a）清理口腔異物 （b）讓頭后仰 （c）口對口吹起 （d）放開口鼻換氣,觸電者呼吸、脈搏都停止時，

15、應(yīng)立即同時進(jìn)行口對口人工呼吸法和胸外心臟擠壓法搶救。 胸外心臟擠壓方法如下 (a)觸電者仰臥，清除口腔中異物、解開衣領(lǐng)、松開衣服、腰帶，姿勢與人工呼吸相同，但后背著地處須結(jié)實(shí)，為硬地或木板之類，不可躺在沙發(fā)或彈簧床上，搶救者跨腰跪在觸電者腰部(或跪在觸電者側(cè)肩旁)，掌根放在觸電者胸骨下13處(心窩稍上點(diǎn)，兩乳頭間略下一點(diǎn))，中指指向頸部凹陷處，這時的手掌根部所在位置即為正確的壓區(qū)。 (b)搶救者兩手相疊，兩于臂伸直與觸電者身體垂直，不可彎曲。 (c)搶救者利用身體的力量，通過肩部和手臂，在找準(zhǔn)的壓區(qū)內(nèi)自上而下垂直均衡地向下擠壓，使其胸部下陷3cm，可以壓迫心臟，達(dá)到排血的作用。 (d)擠壓到位

16、后，掌根突然放松，但手掌不要離開胸部，只是不用力而已。依靠胸部的彈性自動恢復(fù)原狀，使心臟自然張帳，血液流回心臟。,按上述步驟不斷地進(jìn)行擠壓，如圖所示。擠壓和放松動作要有節(jié)奏，擠壓和放松的時間間隔相同，每分鐘宜擠壓100次左右，不可中斷，直至觸電者蘇醒為止。擠壓時定位要準(zhǔn)確，用力要適當(dāng)，防止用力過猛給觸電者造成內(nèi)傷和用力過小擠壓無救。對于兒童用力要小些，可用一只手?jǐn)D壓，每分鐘宜擠壓100次以上。,（a）手掌位置 （b）兩手相疊 （c）掌根用力向下壓 （d）突然放松,口對口人工呼吸和胸外心臟擠壓應(yīng)該同時(雙人搶救時)或交替(單人搶救時)進(jìn)行。不管是單人或雙人搶救，每擠壓30次，給予人工呼吸2次(美

17、國2005年最新標(biāo)準(zhǔn))。這種救護(hù)工作對搶救者來說，是非常疲勞的，如果有多人在場，應(yīng)每兩分鐘換人擠壓，值得注意的是應(yīng)該盡量縮短中斷心臟擠壓的時間。對觸電形成的假死， 一定要堅持救護(hù)，直至觸電者復(fù)蘇或醫(yī)務(wù)人員前來救治為止。,3 安全措施電氣設(shè)備的接地和接零,正常情況下，電氣設(shè)備的金屬外殼是不帶電的。倘若絕緣損壞或帶電導(dǎo)體碰殼，則外殼帶電。此時若有人觸及該設(shè)備的金屬外殼，就可能發(fā)生觸電事故。為了防止觸電，電氣設(shè)備的金屬外殼必須采取保護(hù)接地或保護(hù)接零的措施。 將電氣設(shè)備的任何部分與大地做良好的電氣接觸，稱為接地。與土壤直接接觸的金屬叫做接地體和接地線合稱為接地裝置。 在1Kv以下的中點(diǎn)接地系統(tǒng)中，將電

18、氣設(shè)備的外殼與供電線路的中點(diǎn)相聯(lián)接，稱為接零。 接地和接零是為了防止人身觸電事故和保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行而采取的措施。根據(jù)它們所起的不同作用，可分為下列幾種：工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零。,3.1 工作接地,將電力系統(tǒng)的中點(diǎn)與大地做金屬聯(lián)接，稱為工作接地。 如圖： 工作接地的作用如下： l)降低人體的觸電電壓 在中點(diǎn)對地絕緣的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地而人體又觸及另一相時，人體將受到線電壓；但對中點(diǎn)接地的系統(tǒng)來說，人體受到的為相電壓。,2)迅速切斷故障設(shè)備 在中點(diǎn)絕緣的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地時，因?yàn)榻拥仉娏鲀H為電容電流和泄漏電流，其數(shù)值一般很小，不足以使保護(hù)電器動作以切斷故障設(shè)備，所以故障設(shè)備不易被發(fā)現(xiàn)，

19、將長時間持續(xù)下去，對人身不安全。在中點(diǎn)接地系統(tǒng)中。發(fā)生碰地時，將引起單相接地短路，其短路電流數(shù)值很大，能使保護(hù)電器迅速動作以切斷故障。 3)降低了電氣設(shè)備和電力線路所需的絕緣水平 在中點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，每相對地電壓是相電壓，因此這種系統(tǒng)中的電力線路和電氣設(shè)備，其帶電部分對地或?qū)饘偻鈿さ慕^緣，只需按相電壓來考慮而在中點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，則應(yīng)按線電壓來考慮。,3.2 保護(hù)接地,保護(hù)接地，就是將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬外殼與接地體可靠地聯(lián)接起來，以保護(hù)人身的安全。保護(hù)接地適用于電壓小于1Kv、電源中性點(diǎn)不接地的場合。 接地裝置中，可利用自然接地體，如鋪設(shè)于地下的金屬水管或房屋的金屬構(gòu)架等。如果

20、自然接地體不能達(dá)到要求，則采用人工接地體。人工接地體一般用長23m，直徑3550mm的鋼管垂直打入地下。接地體與埋在地下的鋼條相連。接地電阻一般應(yīng)小于4。,在中點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，當(dāng)接到這個系統(tǒng)上的某臺電動機(jī)內(nèi)部絕緣損壞而使機(jī)殼帶電時，由于線路和大地之間存在著分布電容和泄漏電阻，如果人體觸及機(jī)殼，則將有電流通過人體與分布電容或泄漏電阻構(gòu)成回路，如圖所示，從而使人觸電。,如果電動機(jī)和外殼通過接地裝置與大地有良好的接觸，則當(dāng)人體觸及外殼時，人體相當(dāng)于接地裝置的一條并聯(lián)支路，由于人體電阻(至少1K)比接地電阻(通常410)大得多，通過人體的電流就很小了，從而避免了觸電的危險，如圖所示。,3.3 保護(hù)接

21、零,在電壓低于1KV，電源中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)中，應(yīng)采用保護(hù)接中線(即保護(hù)接零)，即把電氣設(shè)備的金屬外殼和系統(tǒng)的零線相聯(lián)接，如圖所示。 采取了保護(hù)接零措施后，當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時，相電壓經(jīng)過機(jī)殼到零線形成通路，將產(chǎn)生短路電流，迅速將這相中的熔絲熔斷，將故障設(shè)備從電源切除，從而防止了人身觸電的可能性。,必須指出：對于中點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)，只能采取保護(hù)接零。因?yàn)楸Ｗo(hù)接地不能有效地防止人身觸電事故，例如圖所示的中點(diǎn)接地系統(tǒng)，當(dāng)采用保護(hù)接地而絕緣損壞使端線碰殼時，其短路電流為,上式中，Vp為相電壓，R0為系統(tǒng)中點(diǎn)的接地電阻，Rd為用電設(shè)備的接地電阻。設(shè)R0和Rd均為4，則,為了使保護(hù)裝置可靠地動作

22、，一般接地短路電流應(yīng)不小于自動開關(guān)整定電流的1.25倍或熔斷器額定電流的3倍(即自動開關(guān)的動作電流為其整定值的1.25倍，熔斷器的熔斷電流一般為被保護(hù)設(shè)備額定電流的3倍)。因此，對于用自動開關(guān)保護(hù)的設(shè)備，其額定電流不能大于27.5/1.25=22A；用熔斷器保護(hù)的設(shè)備，其額定電流不能大于27.5/3=9.2A。如果用電設(shè)備的電流稍大一些，則保護(hù)電器的動作電流也要隨著增大?？赡艹^27.5A，于是在發(fā)生接地短路時，Isc (27.5A)不足以使保護(hù)電器動作，即不能將與電源碰殼的設(shè)備斷開。這樣，在設(shè)備外殼上將長期存在對地電壓，其值為 Vd= IscXRd27.5X4=110V。 這個電壓對人體是很

23、危險的，如果保護(hù)接地電阻大于系統(tǒng)中點(diǎn)的接地電阻，設(shè)備外殼對地的電壓還會超過上述數(shù)值，危險性就更大了。,綜上所述: 在1Kv以下的三相四線制中點(diǎn)接地系統(tǒng)中，一般采取保護(hù)接零的措施，目的是把電源碰殼變成單相短路。以保證在最短時間內(nèi)可靠地自動斷開故障設(shè)備。,3.4 采用保護(hù)接地和保護(hù)接零應(yīng)注意的幾個問題,A、不允許在同一臺變壓器供電的電力網(wǎng)中把一部分用電設(shè)備接零，而另一部分接地。如圖所示。 這樣，當(dāng)機(jī)殼接地的設(shè)備發(fā)生碰殼而保護(hù)設(shè)備又不動作時，零線與大地之間就出現(xiàn)電壓。這一電壓等于接地短路電流乘以中點(diǎn)的接地電阻。在380/220V系統(tǒng)中。若利用上面的數(shù)據(jù)，那么零線的對地電壓為110V。于是，其它接零的設(shè)備外殼對地都有這么高的電壓，這是很危險的。,B、在中點(diǎn)絕緣的系統(tǒng)中，決不允許采用保護(hù)接零。 因?yàn)樵诖讼到y(tǒng)中任一相接地時，系統(tǒng)可照常運(yùn)行，這時大地與接地的端線等電位，即中線對地的電壓為相電壓，那么接零的設(shè)備外殼對地的電壓也為相電壓，這是十分危險的。,C、嚴(yán)防零線斷線 前面已經(jīng)談到，在采用保護(hù)接零的系統(tǒng)中。零線斷開，接零設(shè)備一旦碰殼短路，就會出現(xiàn)危險的對地電壓。因此，接零的導(dǎo)線必須接牢