第二章电气安全技术

第一节电气危险因素及事故类型

电气危险因素分为触电危险、电气火灾爆炸危险、静电危险、雷电危险、射频电磁辐射危害和电气系统故障等。

按照电能的形态，电气事故可分为：触电事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。

一、触电

触电分为电击和电伤两种形式。

1.电击

电击是电流通过人体，刺激机体组织，使肌体产生针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、血压异常、昏迷、心律不齐、心室颤动等造成伤害的形式。

（1）电击伤害机理。

 （2）电流效应的影响因素。

   电流对人体的伤害程度是与通过人体的电流的大小、种类、持续时间、通过途径及人体状况等多种因素有关。

1）电流值

①感知电流。

  就平均值（概率50%）而言，男性约为1.1mA；女性约为0.7mA。

②摆脱电流

  指能自主摆脱带电体的最大电流。

就平均值（概率50%）而言，男性约为16mA；女性约为10.5mA。就最小值（可摆脱概率99.5%）而言，男性约为9mA；女性约为6mA。

③室颤电流。

指引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。

当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50mA左右；当电流持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百mA左右。当电流持续时间小于0.1s时，只有电击发生在心室易损期，500mA以上乃至数A的电流才能够引起心室颤动。

2）电流持续时间

3）电流途径。流经心脏的电流多、电流路线短的途径是危险性最大的途径。最危险的途径是：左手到前胸。

4）电流种类。直流电流、高频交流电流、冲击电流以及特殊波形电流也都对人体有伤害作用，其伤害程度一般较工频电流为轻。

5）个体特征

（3）人体阻抗

1）组成和特征。

皮肤阻抗：决定于接触电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力、皮肤潮湿程度和温度等。

体内电阻：基本上可以看作纯电阻，主要决定于电流途径和接触面积。

2）数值及变动范围。

人体电阻约为1000-3000Ω；潮湿情况下，人体电阻约为500-800Ω。

3）影响因素。接触电压的增大、电流强度及作用时间的增大、频率的增加等因素都会导致人体阻抗下降。皮肤表面潮湿、有导电污物、伤痕、破损等也会导致人体阻抗降低。接触压力、接触面积的增大均会降低人体阻抗。

（4）电击类型

电击的分类方式有以下几种：

1）根根据电击时所接触的带电体是否为正常带电状态，电击分为直接接触点击和间接接触点击两类。

①直接接触点击：指在电气设备或线路正常运行条件下，人体直接触及了设备或线路的带电部分所形成的电击。

②间接接触点击：指指在设备或线路故障条件下，原本正常条件下不带电的设备外露可导电部分或设备以外的可导电部分变成了带电状态，人体与上述故障状态下带电的可导电部分触及而形成的电击。

2）按照人体触及带电体的方式，电击可分为单相电击、两相电击和跨步电压电击三种。

①单相电击：单相电击事故占全部触电事故的70%以上。

②两相电击

③跨步电压电击：离接地体20m处的对地电压接近于零。

2.电伤

电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。

伤害多见于机体的外部，往往在机体表面留下伤痕。能够形成电伤的电流通常比较大。

电伤危害程度决定于受伤面积、受伤深度、受伤部位等。

电伤包括电烧伤、电烙伤、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等多种伤害。

（1）电烧伤。分为电流灼伤和电弧烧伤

 1）电流灼伤：电流愈大、通电时间愈长、电流途径上的电阻愈大，则电流灼伤愈严重。一般发生在低压电器设备上。

2）电弧烧伤：指有弧光放电造成的烧伤，是最严重的电伤。

（2）电烙伤

 （3）皮肤金属化

（4）机械损伤

（5）电光性眼炎

二、电气火灾和爆炸

1.电气引燃源

（1）危险温度

形成危险温度的典型情况如下：

1）短路

2）过载：过载原因有以下几方面：

①电气线路或设备设计选型不合理，或没有考虑足够的裕量，以至在正常使用情况下，出现过热。

②电气设备或线路使用不合理，负载超过额定值或连续使用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成过热。

③设备故障运行造成设备和线路过负载，

④电气回路婕波能使线路电流增大而过载。

产生捷波的主要设备有：节能灯、荧光灯、计算机、变频空调、微波炉、镇流器、焊接设备、UPS电源等。

3）漏电

4）接触不良

5）铁心过热

6）散热不良

7）机械故障

8）电压异常

9）电热器具和照明器具

10）电磁辐射能量

（2）电火花和电弧

电弧形成后的弧柱温度可高达6000-7000℃，甚至10000℃以上。

2.电气装置及电气线路发生燃爆

（1）油浸式变压器火灾爆炸

  变压器油箱内充有大量的用于散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。变压器油的闪点在130-140℃之间。

（2）电动机着火

原因主要有：电源电压波动、频率过低；电机运行中发生过载、堵转、扫堂；电机绝缘破坏，发生相间、匝间短路；绕组断线或接触不良；以及选型或启动方式不当等。

异步电动机形成引燃的主要部位是绕组、铁心和轴承以及引线。

（3）电缆火灾爆炸

电缆火灾常见起因如下：

 1）电缆绝缘损坏。

2）电缆头故障使绝缘物自燃。

3）电缆接头存在隐患。

4）堆积在电缆上的粉尘起火。

5）可燃气体从电缆沟窜入变、配电室。

6）电缆起火形成蔓延。

三、雷电危害

1.雷电的种类、危害形式和事故后果

（1）雷电的种类

1）直击雷。

闪点直接击于建筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者称为直击雷。

直击雷的每次放电过程包括先导放电、主放电、余光三个阶段。大约有50%的直击雷有重复放电特征。一次直击雷的全部放电时间一般不超过500ms。

2）闪电感应

 闪电发生时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能是金属部件之间产生火花放电。

①闪电静电感应

②闪电电磁感应

3）球雷

是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光和其它颜色光的火球。

（2）雷电的危害形式

雷电具有雷电流幅值大、雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高的特点。

雷电具有电性质、热性质和机械性质等三方面的破坏作用。

（3）雷电危害的事故后果

1）火灾和爆炸

2）触电

3）设备和设施毁坏

4）大规模停电

     2.雷电参数

       雷电参数主要有雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等。

    四、静电危害

1.静电的危害形式和事故后果

静电的危害形式和事故后果有以下几个方面：

1）在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。

2）人体因受到静电点击的刺激，可能引发二次事故，如坠落、跌伤等。此外，对静电电击的恐惧心理还对工作效率产生影响。

3）一些生产过程中，静电的物理现象会对生产产生妨碍，导致产品质量不良，电子设备损坏。

2.静电的特征

（1）静电的产生

只有两种物质紧密接触而后在分离时，就可能产生静电。静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的。

1）静电的起电方式

①接触—分离起电

②破断起电。

固体粉碎、液体分离过程的起电属于破断起电。

③感应起电

④电荷迁移

2）固体静电

3）人体静电

人体静电产生主要是摩擦、接触-分离和感应所致。

人体静电可达10000v以上。

4）粉体静电

5）液体静电

液体在流动、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注和剧烈晃动等过程中，由于静电荷的产生速度高于静电荷泄露速度，从而积聚静电荷，可能产生十分危险的静电。

6）蒸气和气体静电

完全纯净的气体即使高速流动或高速喷出也不会产生静电。

（2）静电的消散

 中和与泄露是静电消失的两种主要方式。前者主要是通过空气发生的；后者主要是通过带电体本身及其相连接的其他物体发生的。

1）静电中和

2）静电泄漏。

表面泄漏和内部泄露是绝缘体上静电泄漏的两种主要途径。静电表面泄露过程其泄漏电流遇到的是表面电阻，景点内部泄露过程其泄漏电流遇到的是体积电阻。

（3）静电的影响因素

1）材质和杂质的影响

一般情况下，杂质有增加静电的趋势。但如杂质能降低原有材料的电阻率，加入杂质则有利于静电的泄漏。

液体内含有高分子材料的杂质时，会增加静电的产生。

液体内含有水分时，在液体流动、搅拌或喷射过程中会产生静电。液体内水珠的沉降过程中也会产生静电。如果油罐或油槽底部积水，经搅动后可能由静电引发爆炸炸事故。

2）工艺设备和工艺参数的影响

接触面积愈大，产生静电愈多，接触压力愈大或摩擦愈强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的静电。工艺速度越高，产生的静电越强。

下列是容易产生和积累静电典型工艺过程：

①纸张与辊轴的摩擦、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦；橡胶的研制、塑料压制、上光等。

②固体物质的粉碎、研磨过程；粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程；悬浮粉尘的高速运动等。

③在混合器中各种高电阻率物质的搅拌。

④高电阻率液体在管道中流动且流速超过1m/s；液体喷出管口；液体注入容器发生冲击、冲刷或飞溅等。

⑤液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中流动和由管口喷出，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。

五、射频电磁场的危害

射频是指无线电波在频率或者相应的电磁振荡频率，泛指100kHz以上的频率。

射频伤害是由电磁场的能量造成的。

射频电磁场的主要危害主要有：

1.在射频电磁场的作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。过量的辐射可引起中枢神经系听的机能障碍，出出现神经衰弱症候群等临床症状；可造成植物神经紊乱，出现心律或血压异常，如心率过缓、血压下降或心动过速、高血压等；可引起眼睛损伤，造造成晶体浑浊，严重时导致白内障；可是睾丸发生功能失常，造成暂时或永久的不育症，并可能使后代产生疾患；可造成皮肤表皮灼伤或深度灼伤等。

2.在高强度的射频电磁场的作用下，可能产生感应放电，会造成电引爆器件发生意外引爆。感应放电对具有爆炸、火灾危险的场所来说是一个不容忽视的危险因素。

六、高速运动危害

断路、短路、异常接地、漏电、误合闸、误掉闸、电气设备或电器元件损坏、电子设备受电磁干扰而发生误动作、控制系统硬件或软件的偶尔失效等都属于电气装置故障。

其主要危害在于电气装置故障在一定条件下会引发或转化为造成人员伤亡及重大财产损失的事故。

1.引起火灾和爆炸

2.异常带电

3.异常停电

4.安全相关系统失效

第二节触电防护技术

所有电气装置都必须具备防止电击危害的直接接触防护和间接接触防护措施。

一、直接接触电击防护措施

 绝缘、屏护和间距时直接接触电击的基本防护措施。

1.绝缘

绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。

（1）绝缘材料的电气性能

 工程上应用的材料的电阻率一般都不低于107Ω.m。

绝缘材料品种很多，一般分为;

1)气体绝缘材料（空气和六氟化硫等）

2）液体绝缘材料（绝缘矿物油、蓖麻油等）

3)固体绝缘材料

（2）绝缘检测和绝缘试验

 1）绝缘电阻试验

 2）绝缘电阻的测量

绝缘材料的电阻通常用兆欧表（摇表）测量。

  3）绝缘电阻指标

 任何情况下绝缘电阻不得低于每伏工作电压1000Ω。

 2.屏护和间距

（1）屏护

需满足如下条件：

 1）屏护装置所用的材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能。为防止因意外带电造成触电事故，对金属材料制成的屏护装置必须有可靠的连接保护线。

2）屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离。

  遮拦高度不应低于1.7m,下部边缘离地不应超过0.1m。栅遮拦的高度户内不应小于1.2m、户外不应小于1.5m，栏条间距离不应大于0.2m；对于低压设备，遮拦与裸导体之间的距离不应小于0.8m.户外变配电装置围墙的高度不应小于2.5m。

3）遮拦、栅栏等屏护装置上，应有“止步，高压危险”等标志。

4）必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。

（2）间距

1）线路间距

导线与地面和水面的距离

 

线路经过地区       线路电压

       ≤ 1kv    1-10kv    35kv

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     ---

不能通航或浮运的河、湖（50年一遇的洪水水面）      3     3     ---

交通困难地区       4     4.5   5

步行可以到达的山坡    3     4.5   5

步行不能到达的山坡或岩石       1     1.5   3

2）用电设备间距

明装的车间低压配电箱抵扣距地面的高度可取1.2m，暗装的可取1.4m。明装的电度表底口距地面的高度可取1.8m.

常用开关电器的安装高度为1.3-1.5m；开关手柄与建筑物之间应保留150mm的距离，墙用平开关离地面高度可取1.4m.明装插座离地面高度可取1.3-1.8m，暗装的可取0.2-0.3m。

室内灯具高度应大于2.5m;受实际条件约束达不到时，可减为2.2m；低于2.2m时应采取适当的安全措施。当灯具位于桌面上方等人碰不到的地方时，高度可减为1.5m，户外灯具高度应大于3m；安装在墙上是可减为2.5m。

起重机具至线路导线间最小距离，1kv及1kv以下者不应小于1.5m,10kv者不应小于2m。

3）检修间距

低压操作时人体及其所携带的工具与带电体之间的距离不得小于0.1m。

高压作业的最小距离

类别       电压等级

       10kv       35kv

无遮拦作业，人体及其所携带的工具与带电体之间①    0.7   1.0

无遮拦作业，人体及其所携带的工具与带电体之间，用绝缘杆操作    0.4   0.6

线路作业，人体及其所携带的工具与带电体之间②       1.0   2.5

带电水冲洗，小型喷嘴与带电体之间       0.4   0.6

喷灯或气焊火焰与带电体之间③       1.5   3.0

注：①距离不足时，应装设临时遮拦。

②距离不足时，临近线路应当停电。

③火焰不应喷向带电体。

二、间接接触电击防护措施

1.IT系统（保护接地）

IT系统的字母I表示配电网不接地或经高阻抗接地，字母T表示电气设备外壳接地。

保护接地适用于各种不接地的配电网。   

    2.TT系统

     TT系统第一个T表示配电网直接接地，第二个T表示电气设备外壳接地。

     TT系统主要用于低压用户。

    3.TN系统（保护接零）

      TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间直接接零。

TN系统分为TN-S,TN-C-S,TN-C三种类型。

TN-S系统是PE线与N线完全分开的系统；

TN-C-S系统是干线部分的前一段PE线与N线共用为PEN线，后一段PE线与N线分开的系统；

TN-C系统是干线部分PE线与N线完全共用的系统。

有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所应采用TN-S系统；厂内低压配电的场所及民用楼房应采用TN-C-S系统；触电危险性小、用电设备简单的场合可采用TN-C系统。

重复接地的安全作用是：

1）减轻PE线与PEN线断开或接触不良的危险性。

2）进一步降低漏电设备对地电压。

3）缩短漏电故障持续时间。

4）改善架空线路的防雷性能。

保护零线截面选择表

相线截面SL/mm2 保护零线最小截面SPE/mm2

SL≤16   SL

16＜SL≤35   16

SL＞35   SL/2

三、兼防直接接触和间接接触电击的措施

1.双重绝缘

（1）电气设备防触电保护分类

  1）0类设备

仅靠基本绝缘作为防触电保护的设备，当设备有能触及的可导电部分时，该部分不与设施固定布线中的保护线相连接，一旦基本绝缘失效，则安全性完全取决于使用环境。这就要求设备只能在不导电环境使用。

2）0Ⅰ类设备和Ⅰ类设备

设备的触电保护不仅靠基本绝缘，还包括一种附加的安全措施，即将能触及的可导电部分设施固定布线中的保护线相连接。对于使用软电线或软电缆的设备，软电线或软电缆应具有一根保护芯线。0Ⅰ类设备的金属外壳上有接地端子；Ⅰ类设备的金属外壳上没有接地端子，但引出带有保护端子的电源插头。

3）Ⅱ类设备

设备的防触电保护不仅靠基本绝缘还具备像双重绝缘或加强绝缘类型的附加安全措施。这种设备不采用保护接地措施，也不依赖于安装条件。

4)Ⅲ类设备

设备的防触电保护依靠安全特低电压供电，且设备内可能出现电压不会高于安全电压的限值。三类设备是从电源方面就保证了安全。应注意Ⅲ类设备不得具有保护接地手段。

具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于Ⅱ类设备；无须在采取接地、接零等安全措施。

手持电动工具应优先选用Ⅱ类设备；在潮湿场所及金属构架上工作时，除选用特低电压工具外，也应尽量选用Ⅱ类设备。

    2.安全电压

由特低电压供电的设备属于Ⅲ类设备

（1）特低电压的限值和额定值

  1）安全电压额定值

  等级分为：42v\36v\24v\12v\6v.

 2)安全电压额定值的选用

  特别危险环境中使用手持电动工具应采用42v特低电压；有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36v或24v特低电压；金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12v特低电压；水下作业等场所应采用6v特低电压。

第三节电气防火防爆技术

一、危险物质及危险环境

（一）、危险物质的分类、分组

 1.危险物质分类

  爆炸危险物质分如下三类。

 （1）Ⅰ类：矿井甲烷（CH4）；

（2）Ⅱ类：爆炸性气体、蒸汽；

（3）Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维或飞絮。

2. Ⅱ类、Ⅲ类爆炸性物质进一步分类

（1）对于Ⅱ类爆炸性气体，按最大试验安全间隙和最小引燃电流比进一步分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三类。ⅡA、ⅡB、ⅡC对应的典型气体分别是丙烷、乙烯、氢气。危险性分别是：           ⅡC＞ⅡB＞ⅡA。

 （2）对于Ⅲ类爆炸性粉尘、纤维或飞絮，进一步划分为ⅢA、ⅢB、ⅢC、三类。

   ⅢA：可燃性飞絮。指正常规格大于500um的固体颗粒包括纤维，可悬浮在空气中，也可以靠自身质量沉淀下来。

   ⅢB：非导电粉尘。

   ⅢC：导电粉尘。

危险性：ⅢC＞ⅢB＞ⅢA

（二）危险环境

   1.爆炸性气体环境

（1）爆炸性气体环境危险场所分区

根据爆炸性气体的混合物出现的频繁程度和持续时间，对危险场所分区，分为：0区、1区、2区。

1）0区：指正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域。例如：油罐内部液面上部空间。

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、蒸汽或薄雾的区域。例如：油罐顶上呼吸阀附近.

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、蒸汽或薄雾的区域。例如：油罐外3m内。

   （2）释放源的等级

释放源的等级与通风条件对分区有直接影响。其中释放源是划分爆炸危险区域的基础。释放源有如下几种情况：

1）连续级释放源。连续释放、长时间释放或短时间频繁释放。

2）一级释放源。正常运行时周期性释放或偶然释放。

3）二级释放源。正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放。

4）多级释放源。包含上述两种以上特征。

（3）通风类型的划分

1）通风的主要方式

①自然通风

②人工通风

2）通风的有效性

分为：良好、一般、差三种。

3）通风的等级

IEC和我国有关标准将通风分为高、中、低三个等级。

高级通风(VH)：能能够在释放源处瞬间降低其浓度，使其低于爆炸下限，区域范围很小甚至可以忽略不计。

中级通风（VM）能够控制浓度，使得区域界限外部的浓度稳定地低于爆炸下限，虽然施放源正在释放中，并且释放停止后，爆爆炸性环境持续存在时间不会过长。

低级通风（VL）在释放源释放过程中，不能控制其浓度，并且在释放源停止释放时，也不能阻止爆炸性环境持续存在。

存在连续性释放源的区域可划分为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。

良好的通风使混合物中危险物质的浓度被释放到爆炸下限25%以下。

当易燃物质可能大量释放并扩散到15m以外时，爆炸危险区域的范围应划分附加2区。

在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体可能大量泄漏，其爆炸危险区域的范围可适当缩小。

2.爆炸性粉尘环境

根据粉尘、纤维和飞絮的可燃性物质与空气形成的混合物出现的频率和持续时间及粉尘层厚度进行分类，将爆炸性粉尘环境分为20区、21区、22区。

（1）20区。在正常运行工程中，可燃性粉尘连续出现或经常出现其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。

（2）21区。在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。

（3）22区。在异常情况下，可燃性粉尘云偶然出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶然出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘与空气的混合物的场所。

3.火灾危险环境

火灾危险环境按下列规定分为21区、22区和23区。

（1）火灾危险21区。具有闪电高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。

（2）火灾危险22区。具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。

（3）火灾危险23区。具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。

二、防爆电气设备和防爆电气线路

1.防爆电气设备

爆炸性环境用电器设备与爆炸危险物质的分类相对应，被分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。

1）Ⅰ类电气设备。用于煤矿瓦斯（甲烷）气体环境。

Ⅰ类防爆型式考虑了甲烷和煤粉的点燃及地下用设备的机械增强保护措施。

2）Ⅱ类电气设备。用于煤矿甲烷以外的爆炸性气体环境。

  具体分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三类；ⅡB适用于ⅡA的使用条件，ⅡC可用于ⅡA或ⅡB的使用条件。

3）Ⅲ类电气设备。用于爆炸性粉尘环境。

具体分为ⅢA、ⅢB、ⅢC三类；ⅢB适用于ⅢA的使用条件，ⅢC可用于ⅢA或ⅢB的使用条件。

（2）设备的保护等级（EPL）

用于煤矿瓦斯（甲烷）气体环境的Ⅰ类电气设备EPL分为Ma、Mb两级。

用于煤矿甲烷以外的爆炸性气体环境的Ⅱ类电气设备EPL分为Ga、Gb、Gc三级。

用于爆炸性粉尘环境的Ⅲ类电气设备EPL分为Da、Db、Dc、三级。

（3）防爆电气设备防爆结构型式

隔爆型（d）、增安型（e）、本质安全型（i，对应不同的保护等级分为ia\ib\ic）、浇封型（m）无火花型（nA）、火花保护（nC）、限制呼吸型（nR）、限能型（nL）、油浸型（o）、正压型（p）、无砂型（q）。

2防爆电气线路

1）敷设位置。应当敷设在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置。

2）敷设方式。爆炸危险环境中电气线路主要采用防爆钢管配线和电缆配线。

3）隔离密封。

4）导线材料选择。爆炸危险环境危险等级1区的范围内，配电线路应采用铜芯导线或电缆。在有剧烈振动处应选用多股铜芯软线或多股铜芯电缆。煤矿井下不得采用铝芯电力电缆。

爆炸危险环境危险等级2区的范围内，电力线路应采用截面积4mm2及以上的铝芯导线或电缆，照明线路可采用截面积2.5mm2及以上铝芯导线或电缆。

5）允许载流量。1区、2区绝缘导线截面积和电缆截面的选择，导体允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流和熔断器延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍。

6）电气线路的连接。1区和2区的电气线路的中间接头必须在与该危险环境相适应的防爆型的接线盒或接头盒内部。1区应采用隔爆型接线盒，2区可采用增安型接线盒。

第四节雷击和静电防护技术

一、防雷措施

1.建筑物防雷的分类

防雷的分类是指建筑物按其重要性、生产性质、遭受雷击的可能性和后果的严重性进行的分类，划分方法如下：

（1）第一类防雷建筑物

1）凡制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

2）具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。

3）具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

例如：火药制造车间、乙炔站、电石库、汽油提炼车间等。

（2）第二类防雷建筑物

1）国家级重点文物保护的建筑物。

2）国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。

3）国家及计算中心、国国际通讯枢纽的对国民经济有重要意义的建筑物。

4）国家特级或甲级大型体育馆。

5）制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

6）具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者

7）具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。

8）有爆炸危险的露天钢制封闭气罐。

9）预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。

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

（3）第三类防雷建筑物

1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。

2）预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要和人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。

3）预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般民用建筑物或一般性工业建筑物。

4）在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；

2.防雷技术分类

防雷主要分为外部防雷和内部防雷以及防雷击电磁脉冲。

3.防雷装置

由外部防雷装置和内部防雷装置组成。

（1）外部防雷装置。指用于防直击雷的防雷装置，由接闪器、引下线和接地装置组成。

1）接闪器。由接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网、以及金属屋面、金属构件等均为常用的接闪器。

接闪器的保护范围按滚球法确定。混球的半径按建筑物防雷类别确定，一类为30m、二类为45m、三类为60m。

2）引下线。防直击雷的专设引下线具建筑物出入口或人行道边沿不宜小于3m。

3）接地装置。是接地体和接地线的总和，用于传导雷电流并将其流散入大地。

防雷接地电阻通常指冲击接地电阻。冲击接地电阻一般不等于工频接地电阻。冲击接地电阻一般都小于工频接地电阻。

（2）内部防雷装置。由屏蔽导体、等电位连接件和电涌保护器等组成。

避雷器主要分为阀型避雷器和氧化锌避雷器等。

正常时，避雷器对地保持绝缘状态；当雷电冲击波到来时，避雷器被击穿，将雷电引入大地；冲击波过去后，避雷器自动回复绝缘状态。

4、防雷措施

根据不同的雷电种类，各类防雷建筑物所应采取的主要防雷措施要求如下：

（1）直击雷的防护

第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物均应设置防直击雷的外部防雷装置；高压架空电力线路、变电站等也应采取防直击雷的措施。

直击雷防护的主要措施是装设接线杆、架空接闪线或网。

第一类防雷建筑物的直击雷防护，要求装设独立的接闪杆、架空接闪线或网。

第二类或第三类防雷建筑物的直击雷防护措施，宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，或由其混合组成接闪器。

（2）闪电感应防护

第一类防雷建筑物和具有爆炸危险的第二类防雷建筑物均应采取防闪电感应的防护措施。闪电感应的防护主要有静电感应防护和电磁感应防护两方面。

1）静电感应防护

2）电磁感应防护

为了防止电磁感应，平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时，其交叉处也应跨接，跨接点之间的距离不应超过30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处也应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处也应用金属跨接。在非腐蚀环境中，对于不小于5根螺栓连接的法兰盘可不跨接。防电磁感应的接地装置也可与其它接地装置共用。

（3）闪电电涌侵入防护

第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物均应采取防闪电电涌的侵入防护措施。在低压系统中，这种事故占总雷害事故的70%以上。

（4）人身防雷

雷雨天气情况下，人身防雷应注意的要点如下：

1）为了防止直击雷伤人，应减小在户外活动时间，尽量避免在野外逗留。应尽量离开山丘、海滨、河边、池旁，不要暴露在室外空旷区域。不要骑在牲畜上或骑自行车行走；不要用金属杆的雨伞，不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头扛在肩上。避免铁丝网、金属晒衣架。如有条件应进入有宽大金属构件、有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车和船只。

2）为了防止二次放电和跨步电压伤人，要远离建筑物的接闪杆及其接地引下线；远离各种天线、电线杆、高塔、烟筒、旗杆、孤独的树木和没有防雷装置的孤立小建筑。

3）雷雨天气情况下， 室内人身防雷应注意的要点有：

①人体最还离开可能传来雷电侵入波的照明线、动力线、电话线、广播线、收音机和电视及电源线、收音机和电视机天线1.5m以上，尽量暂时不用电器，最好拔掉电源插头。

②不要靠近室内的金属管线，如暖气片、自来水管、下水管等，以防止这些导体对人体的二次放电。

③关好门窗，防止球星雷传入室内造成伤害。

二、静电防护

1.环境危险程度的控制

为了防止静电的危害，可采取以下控制所在环境爆炸和火灾危险性的措施。

（1）取代易燃介质。

（2）降低爆炸性气体、蒸汽混合物的浓度。

（3）减少氧化剂含量。混合物中氧含量不超过8%时即不会引起燃烧。

2.工艺控制

工艺控制是消除静电危害的重要方法。主要是从工艺上采取适当的措施，限制和避免静电的产生和积累。

（1）材料的选用

（2）限制物料的运动速度

  为了限制产生危险的静电，汽车罐车采用顶部装油时，装油鹤管应深入到槽罐的底部200mm。油罐装油时，注油管出口应尽可能接近油罐底部，对于电导率低于50ps/m的液体石油产品，初始流速不应大于1m/s，当当主入口浸没200mm后，可逐步提高流速，但最大流速不应超过7m/s。灌装铁路罐车时，按下式计算：VD≤0.8灌装汽车罐车时，按下式计算：VD≤0.5.式中：V为流速，D为内径。

（3）加大静电消散过程

在输送工艺过程中，在管道的末端加装一个直径较大的缓和器，可大大降低液体在管道内流动时积累的静电。例如，液体石油产品从精细过滤器出口到储器应留有30s的缓和时间。

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。

3、静电接地

可能产生静电的管道两端和每隔200-300m处均应接地。平行管道相隔10cm时，每隔20m应由连接线互相连接起来。管道与管道或管道与其他金属构件交叉或接近，其间距离小于10cm时，也应互相连接起来。

汽车槽车、铁路槽车在装油之前，应与储油设备跨接并接地；装、卸完毕先拆除油管，后拆除跨接线和接地线。

因为静电泄漏电流很小，所有单纯为了消除导体上的静电的接地，其防静电接地电阻不得超过1MΩ即可；但出入检测方便的考虑，规程要求接地电阻不应大于100Ω。

4、增湿

局部环境的相对湿度应增加到50%以上。

5、抗静电添加剂

加入抗静电添加剂后，材料能降低体积电阻率或表面电阻率。

6、静电的中和器

7、为了防止人体静电的危害，在气体爆炸危险场所的等级属于0区及1区时，作业人员应穿防静电工作服，防静电工作鞋、袜，佩戴防静电手套。禁止在静电危险场所穿脱衣物、帽子及类似物，并避免剧烈的身体运动。

第五节电气装置安全技术

一、变配电站安全

1.变配电站位置

变配电站位置应符合供电、建筑、安全的基本原则。变配电站应避开易燃易爆环境；变配电站应设在企业的上风侧，并不得设在容易沉积粉尘和纤维的环境；变配电站不应设在人员密集的场所。地势低洼处不宜建变电站。变配电站应有足够的消防通道并保持畅通。

2.建筑结构

高压配电室、低压配电室、油浸电力变压器室、电力电容器室、蓄电池室应为耐火建筑。蓄电池室应隔离。室内油量600kg以上的充油设备必须有事故蓄油设施。储油坑应能容纳100%的油。

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，应两边开启，门应为非燃烧体或难燃烧体材料制造的实体门。长度超过7m的高压配电室和长度超过10m的低压配电室至少应有两个门。

3.间距、屏护和隔离

室内充油设备的油量60kg以下者允许安装在两侧有隔板的间隔内，油量60-600kg者须装在有防爆隔墙的间隔内，600kg以上者应安装在单独的隔墙内。

4.通道

高压配电装置长度大于6m时，通道应设两个出口；低压配电装置两个出口间的距离超过15m时，应增加出口。

5.通风

6.封堵

门窗及孔洞应设置网孔小于10mm×10mm的金属网，防止小动物钻入。通向站外的孔洞、沟道应予封堵。

7.标志

变配电站的重要部位应设有“止步，高压危险”等标志。

8.连锁装置

断路器及隔离开关操作机构之间、电力电容器的开关与其放电负荷之间应装有可靠的连锁装置。

9.电气设备正常运行

10.安全用具和灭火器材

变配电站应配备可用于带电灭火的灭火器材。

11.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。

12.管理制度

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、检修制度及防火责任制、岗位责任制等规章制度。

二、主要变配电设备安全

1.电力变压器

（1）变压器的安装

1）变压器各部件及本体的固定必须牢固。

2）电气连接必须良好，铝导体与变压器的连接应采用铜铝过渡接头。

3）在不接地的10kv系统中，变压器的接地一般是其低压绕组中性点、外壳及其阀型避雷器三者共用的接地。接地必须良好，接地线上应用可断开的连接点。

4）变压器防爆管前方不得有可燃物体。

5）位于地下的变压器室的门、变压器室通往配电装置室的门、变压器室之间的门均应为防火门。

6）居住建筑物内安装的油浸式变压器，单台容量不得超过400kv.A。

7）10KV变压器壳体距门不应小于1m，距墙不应小于0.8m（装有操作开关时不应小于1.2m）。

8）采用自然通风时，变压器室地面应高于室外底面1.1m。

9）室外变压器容量不得超过315KV.A者可柱上安装，315KV.A以上者应在台上安装；一次引线和二次引线均应采用绝缘导线。柱上变压器底部距地面不应小于2.5m，裸导体距地面不应小于3.5m；变压器台高度一般不应低于0.5m，其围栏高度不应低于1.7m，变压器壳体距围栏不应小于1m，变压器操作面距围栏不应小于2m。

10）变压器室的门和围栏上应有“止步，高压危险”的字样。

（2）变压器的运行

运行中变压器高压侧电压偏差不得超过额定值的±5%，低压最大不平衡电流不得超过额定电流的25%。上层油温一般不应超过85℃；冷却装置应保持正常，呼吸器内吸潮剂的颜色应为淡蓝色；通向气体继电器的阀门和散热器的阀门应为打开状态，防爆管的膜片应完整，变压器室的门窗、通风孔、百叶窗、防护网、照明灯应完好；室外变压器基础不的下沉，电杆应牢固，不得倾斜。

干式变压器的安装场所应有良好的通风，且空气相对湿度不得超过70%。

2.高压开关

高压开关主要包括高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关。高压开关用于完成电路的转换，有较大的危险性。

（1）高压断路器。

   高压断路器必须与高压隔离开关或隔离插头串联使用，由断路器接通或分断电流，有隔离开关或隔离插头隔断电源。因此，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，再合上断路器。

（2）高压隔离开关

隔离开关主要用于隔断电源；隔离开关不能带负荷操作。

运行中的高压隔离开关连接部位温度不得超过75℃。

（3）高压负荷开关

高压负荷开关有比较简单的灭弧装置，用来接通或断开负荷电流。负荷开关必须与有高分断能力的高压熔断器配合使用，由熔断器切断短路电流。

高压负荷开关分段负荷电流时有强电弧产生，因此，其前方不得有可燃物。

三、配电柜（箱）

1.配电柜（箱）的安装

（1）配电柜（箱）应用不可燃材料制作。

（2）触电危险性小的场所和办公室，可安装开启式配电板。

（3）触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所，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性场所，必须安装密闭式或防爆型的电气设施。

（5）配电柜（箱）各电器元件、仪表、开关或线路应排列整齐、安装牢固、操作方便，柜（箱）内应无积尘、积水或杂物。

（6）落地安装的配电柜（箱）底面应高出地面50-100mm，操作手柄中心高度一般为1.2-1.5m，配电柜（箱）前方0.8-1.2m的范围内无障碍物。

（7）保护线连接可靠。

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

四、用电设备和低压电器

2.手持电动工具和移动是电气设备

（1）Ⅱ类、Ⅲ类设备没有保护接地或保护接零的要求；Ⅰ类设备必须采取保护接地或保护接零措施。设备的保护线迎接保护干线。

（2）移动是电气设备的保护零线（或地线）不应单独敷设，而应当与电源线采取同样的防护措施，即采用带有保户芯线的橡皮套软线作为电源线。电源线不得有破损，中间不得有接头，电源线与设备之间的防止拖拉的紧固装置应保证完好。设备的软电缆及其插头不得任意接长、拆除或调换。

（3）移动式电气设备的电源插座和插销应有专用的接零（地）插孔和插头。

（4）一般场所，手持式电气设备应采用Ⅱ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Ⅱ类或Ⅲ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Ⅲ类设备。

（5）使用Ⅰ类设备应配用绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫等安全工具。

（6）设备的电源开关不得失灵、不得破损并应安装牢固，接线不得松动，转转动部分应灵活。

（7）绝缘电阻合格，带电部分与可触及到体之间的绝缘电阻Ⅰ类设备不得低于2MΩ，Ⅱ类设备不得低于7MΩ.

3.电焊设备

（1）电弧熄灭时焊钳电压较高，为了防止触电及其他事故，电焊工人应当带帆布手套、穿胶底鞋。在金属容器中工作时，还应带上头盔、护肘等防护用品。电焊工人的防护用品还应能防止烧伤和射线伤害。

（2）在高度触电危险环境中进行电焊时，可以安装空载自行停止装置。

（3）固定使用的弧焊机的电源线与普通配电线路同样要求，移动使用的弧焊机的电源线应安临时线处理。弧焊机的二次线路最好采用两条绝缘线。

（4）弧焊机的电源线上应按装隔离电器，主开关和短路保护电器。

（5）电焊机外露导电部分应采取保护接零（或接地）措施。为为了防止高压窜入低压造成的危险和危害，交流弧焊机二次侧应采取接零（或接地）。但必须注意二次侧接焊钳的一端是不允许接零（或接地）的，二次侧的另一根线也只能一点接零（或接地），以防止部分焊接电流经其他导体构成回路。

（6）弧焊机一次绝缘电阻不应低于1 MΩ，二次绝缘电阻不应低于0.5 MΩ.弧焊机应安装在干燥、通风良好处，不应安装在易燃易爆环境、有腐蚀性气体的环境、有严重尘垢的环境或剧烈振动的环境。室外使用的弧焊机应采取防雨雪措施，工作地点下方有可燃物质时应采取适当的安全措施。

（7）移动焊机时必须停电。

4.低压保护电器

熔断器和热继电器属于最常见的低压保护电器。

（1）熔断器

管式熔断器多用于大容量的线路。螺塞式熔断器和插式熔断器用于中、小容量的线路。

（2）热继电器

热继电器也是利用电流的热效应制成的。它主要有热元件、双金属片、控制插头等组成。热继电器的热容量较大，动作不快，只用于过载保护。