安全工程師章節講義：電氣安全技術

時間：2024-09-11 06:23:23 安全工程師我要投稿

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安全工程師章節講義：電氣安全技術

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　　第一節電氣危險因素及事故種類

　　根據能量轉移論的觀點，電氣危險因素是由于電能非正常狀態形成的。電氣危險因素分為觸電危險、電氣火災爆炸危險、靜電危險、雷電危險、射頻電磁輻射危害和電氣系統故障等。按照電能的形態，電氣事故可分為觸電事故、雷擊事故、靜電事故、電磁輻射事故和電氣裝置事故。

　　一、觸電

　　觸電分為電擊和電傷兩種傷害形式。

　　1電擊

　　電擊是電流通過人體，刺激機體組織，使肌體產生針刺感、壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、血壓異常、昏迷、心律不齊、心室顫動等造成傷害的形式。嚴重時會破壞人的心臟、肺部、神經系統的正常工作，形成危及生命的傷害。

　　(1)電擊傷害機理。人體在正常能量之外的電能作用下，系統功能很容易遭受破壞。當電流作用于心臟或管理心臟和呼吸機能的腦神經中樞時，能破壞心臟等重要器官的正常工作。

　　(2)電流效應的影響因素(以下不加說明電流均指工頻)。電流對人體的傷害程度是與通過人體電流的大小、種類、持續時間、通過途徑及人體狀況等多種因素有關。

　　1)電流值

　　①感知電流。指引起感覺的最小電流。感覺為輕微針刺，發麻等。就平均值(概率50%)而言，男性約為1.1 mA;女性約為0.7 mA。

　　②擺脫電流。指能自主擺脫帶電體的最大電流。超過擺脫電流時，由于受刺激肌肉收縮或中樞神經失去對手的正常指揮作用，導致無法自主擺脫帶電體。就平均值(概率50%)而言，男性約為16 mA;女性約為10.5 mA;就最小值(可擺脫概率99.5%)而言，男性約為9 mA;女性約為6 mA。

　　③室顫電流。指引起心室發生心室纖維性顫動的最小電流。動物實驗和事故統計資料表明，心室顫動在短時間內導致死亡。室顫電流與電流持續時間關系密切。當電流持續時間超過心臟周期時，室顫電流僅為50 mA左右;當持續時間短于心臟周期時，室顫電流為數百mA。當電流持續時間小于0.1 s時，只有電擊發生在心室易損期，500 mA以上乃至數A的電流才能夠引起心室顫動。前述電流均指流過人體的電流，而當電流直接流過心臟時，數十微安的電流即可導致心室顫動發生。

　　2)電流持續時間。通過人體的電流持續時間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。

　　3)電流途徑。流經心臟的電流多、電流路線短的途徑是危險性最大的途徑。最危險的途徑是：左手到前胸。判斷危險性，既要看電流值，又要看途徑。

　　4)電流種類。直流電流、高頻交流電流、沖擊電流以及特殊波形電流也都對人體具有傷害作用，其傷害程度一般較工頻電流為輕。

　　5)個體特征。因人而異，健康情況、性別、年齡等。

　　(3)人體阻抗

　　人體阻抗是定量分析人體電流的重要參數之一，是處理許多電氣安全問題所必須考慮的基本因素。

　　1)組成和特征。人體皮膚、血液、肌肉、細胞組織及其結合部等構成了含有電阻和電容的阻抗。其中，皮膚電阻在人體阻抗中占有較大的比例。

　　皮膚阻抗：決定于接觸電壓、頻率、電流持續時間、接觸面積、接觸壓力、皮膚潮濕程度和溫度等。皮膚電容很小，在工頻條件下，電容可忽略不計，將人體阻抗看作純電阻。

　　體內電阻：基本上可以看作純電阻，主要決定于電流途徑和接觸面積。

　　2)數值及變動范圍。在除去角質層，干燥的情況下，人體電阻約為1 000～3000Ω;潮濕的情況下，人體電阻約為500～800Ω。

　　3)影響因素。接觸電壓的增大、電流強度及作用時間的增大、頻率的增加等因素都會導致人體阻抗下降。皮膚表面潮濕、有導電污物、傷痕、破損等也會導致人體阻抗降低。接觸壓力、接觸面積的增大均會降低人體阻抗。

　　(4)電擊類型

　　電擊的分類方式有如下幾種。

　　1)根據電擊時所觸及的帶電體是否為正常帶電狀態，電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊兩類。

　　①直接接觸電擊。指在電氣設備或線路正常運行條件下，人體直接觸及了設備或線路的帶電部分所形成的電擊。

　　②間接接觸電擊。指在設備或線路故障狀態下，原本正常情況下不帶電的設備外露可導電部分或設備以外的可導電部分變成了帶電狀態，人體與上述故障狀態下帶電的可導電部分觸及而形成的電擊。

　　2)按照人體觸及帶電體的方式，電擊可分為單相電擊、兩相電擊和跨步電壓電擊三種。

　　?單相電擊。指人體接觸到地面或其他接地導體，同時，人體另一部位觸及某一相帶電體所引起的電擊。根據國內外的統計資料，單相電擊事故占全部觸電事故的70%以上。

　　因此，防止觸電事故的技術措施應將單相電擊作為重點。

　　②兩相電擊。指人體的兩個部位同時觸及兩相帶電體所引起的電擊。此情況下，人體所承受的電壓為線路電壓，因其電壓相對較高，其危險性也較大。

　　(3)跨步電壓電擊。指站立或行走的人體，受到出現于人體兩腳之間的電壓即跨步電壓作用所引起的電擊。跨步電壓是當帶電體接地，電流經接地線流人埋于土壤中的接地體。

　　又通過接地體向周圍大地流散時，在接地體周圍土壤電阻上產生的電壓梯度形成的。圖2—3所示為接地體的對地電壓曲線。曲線有雙曲線特征。

　　對于集中式接地體，離接地體20 m處的對地電壓接近于零。圖中，人體兩腳所處兩點之間出現的電壓u。即跨步電壓。

　　2電傷

　　電傷是電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。傷害多見于機體的外部，往往在機體表面留下傷痕。能夠形成電傷的電流通常比較大。電傷的危險程度決定于受傷面積、受傷深度、受傷部位等。

　　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。

　　(1)電燒傷。是最為常見的電傷。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。

　　1)電流灼傷。指人體與帶電體接觸，電流通過人體時，因電能轉換成的熱能引起的傷害。由于人體與帶電體的接觸面積一般都不大，且皮膚電阻又比較高，因而產生在皮膚與帶電體接觸部位的熱量就較多。因此，使皮膚受到比體內嚴重得多的灼傷。電流愈大、通電時間愈長、電流途徑上的電阻愈大，則電流灼傷愈嚴重。電流灼傷一般發生在低壓電氣設備上。數百毫安的電流即可造成灼傷，數安的電流則會形成嚴重的灼傷。

　　2)電弧燒傷。指由弧光放電造成的燒傷，是最嚴重的電傷。電弧發生在帶電體與人體之間，有電流通過人體的燒傷稱為直接電弧燒傷;電弧發生在人體附近對人體形成的燒傷以及被熔化金屬濺落的燙傷稱為間接電弧燒傷。弧光放電時電流很大，能量也很大，電弧溫度高達數千度，可造成大面積的深度燒傷。嚴重時能將機體組織烘干、燒焦。電弧燒傷既可以發生在高壓系統，也可以發生在低壓系統。在低壓系統，帶負荷(尤其是感性負荷)拉開裸露的閘刀開關時，產生的電弧會燒傷操作者的手部和面部;當線路發生短路，開啟式熔斷器熔斷時，熾熱的金屬微粒飛濺出來會造成灼傷;因誤操作引起短路也會導致電弧燒傷等。在高壓系統，由于誤操作，會產生強烈的電弧，造成嚴重的燒傷;人體過分接近帶電體，其間距小于放電距離時，直接產生強烈的電弧，造成電弧燒傷，嚴重時會因電弧燒傷而死亡。

　　在全部電燒傷的事故當中，大部分的事故發生在電氣維修人員身上。

　　(2)電烙印。指電流通過人體后，在皮膚表面接觸部位留下與接觸帶電體形狀相似的斑痕，如同烙印。斑痕處皮膚呈現硬變，表層壞死，失去知覺。

　　(3)皮膚金屬化。是由高溫電弧使周圍金屬熔化、蒸發并飛濺滲透到皮膚表層內部所造成的。受傷部位呈現粗糙、張緊，可致局部壞死。

　　(4)機械損傷。多數是由于電流作用于人體，使肌肉產生非自主的劇烈收縮所造成的。其損傷包括肌腱、皮膚、血管、神經組織斷裂以及關節脫位乃至骨折等。

　　(5)電光性眼炎。其表現為角膜和結膜發炎。弧光放電時的紅外線、可見光、紫外線都會損傷眼睛。在短暫照射的情況下，引起電光眼的主要原因是紫外線。

　　【例題】電傷是電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。電傷包括電燒傷、()。

　　A.電烙印

　　B.皮膚金屬化

　　C.機械損傷

　　D.電光性眼炎

　　E.單相電擊

　　【答案】ABCD