《电气安全工程》讲义

1、电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 Dian qi an quan gong cheng 2016.3 电气安全工程电气安全工程 电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 1 - 绪论 电气电气（electrical，electrical power and equipment）是电能的生产、传输、分配、使用和 电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维 持与改善限定空间和环境的一门科学， 涵盖电能的转换、 利用和研究三方面， 包括基础理论、 应用技术、设施设备等。 电气安全电气安全工作主要有两方面的任务。 一方面是研究各种电气事故， 研究电气事故的机理、 原因、构成、特点、规律和防护措施；另一方面是研究用电气的方法解决各种安全问题，即 研究运用电气监测、电气检查和电气控制的方法来评价系统的安全性或获得必要的安全条 件。 电气安全工作的两大特点电气安全工作的两大特点 横向上：随着科学技术和工、农业生产的发展，将出现更先进的电气安全技术，也将对 电气安全工作提出更高的要求。 以防止触电为例， 接地、 绝缘、 间距等都是传

2、统的安全措施， 直至现在这些措施仍是有效的； 而随着自动化元件和电子元件的广泛应用而出现的漏电保护 装置又为防止触电事故及其他电气事故提供了新的途径。而近年来，电磁场安全问题、静电 安全问题等又伴随着某些新技术的广泛应用而日益引起人们的重视。 因此， 电气安全工作的 领域是不断扩展的。 纵向上：电气安全工作将向着更科学、更实用、更深入、更系统的方向发展。在工程技 术方面的主要任务是进一步完善传统的安全技术方法， 以求建立完整的电气安全体系； 并注 重引进先进的自动化技术和计算技术， 研究电气检测技术和监测技术在安全领域的应用。 在 管理科学方面，主要任务是逐步提高相关人员的电气安全水平；逐步实现电气安全标准化； 并引进系统工程的方法，提高电气安全管理的科学性。 核心核心是电力用户和公共场所的用电安全问题。 应用领域：应用领域： 1）供配电系统设计； 2）供配电系统运行管理； 3）用电安全性评估、质量检测等。适用于质检、安监等部门。 4）电气安全事故分析、责任认定等。适用于金融、物管、司法服务等行业。 课程内容：课程内容：以电气为范围，以安全为中心，研究各种电气事故的构成、规律和相关联的

3、 安全理论、现代工程技术方法及管理方法。 电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 2 - 第 1 章电气安全基础 第一节电气安全常识 一、安全电压（特低电压） 安全电压是指人体不戴任何防护设备时,触及带电体不受电击或电伤。 交流电压上限为 50V，直流为 120V。 交流：42、36、24、12、6V； 直流：72、60、48、36、 6V。 二、安全色与安全标志 安全色是表达安全信息含义的颜色。红色用来表示禁止；蓝色：指令；黄色：警告；绿 色：提示、安全与通行等。 安全标志由安全色、图形和符号构成，用以表达特定的安全信息。安全标志分为禁止、 警告、指令、提示等四类。 1、禁止标志 禁止人们不安全行为的图形标志， 是带斜杠的圆形边框， 颜色为白底、 红圈红杠黑图案， 共 23 种，如： 禁止烟火禁止通行禁止合闸禁止启动 2、警告标志 提醒人们对周围环境引起注意的图形标志，是正三角形边框，颜色为黄底黑边黑图案， 共 28 种，如： 当心触电当心火灾当心坠落当心伤手 3、指令标志 强制人们必须做出某种动作或采用防范措施的图形标志， 是圆形边框， 颜色为蓝底白图 案，共 12

4、 种，如： 必须加锁必须系安全带必须戴安全帽必须穿防护鞋 电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 3 - 4、提示标志 向人们提供某种信息的图形符号，是正方形边框，颜色为绿底白图案，共 3 种，如： 也可以辅加方向文字，成长方形，如： 三、电气安全距离 1、人与带电设备 1kV：0.1m；10kV：0.7m；35kV：1.0m； 110kV：1.5m；220kV：3.0m 2、遮栏与带电设备 1kV：无遮栏；10kV：0.35m；35kV：0.6m； 110kV：1.5m；220kV：3.0m 四、电气安全标准 国际电工委员会（IEC）是专门从事电工和电子领域的国际标准的制订组织，IEC 标准是 国际技术交流和产品贸易中公认的标准，。除 IEC 标准外，国际上比较有权威、有影响的标 准是欧洲的 CEE 标准和美国的 UL 标准，二者都是电气设备合格认证标准；其他还有德国的 VDE （电气工程师协会） 安全规程等。 我国实行强制性产品认证 3C 标志 CHINACOMPULSORY CERTIFICATION。 第二节 电力系统与设备 一、电力系统概述 1、定义： 完成电

5、能生产、变换、输送、分配、消费的统一整体。通常由发电厂、送电线路、变电 电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 4 - 所、配电网和电力负荷组成 。 2、电力系统组成 （1）发电厂：生产电能，一次能源转换成二次能源(电能)，火 /水/核/风/太阳/地热等. （2）电力网（输配电系统）：由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成。它的 任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。 （3）负荷（用户）：电能的生产和传输最终是为了供用户使用。不同的用户，对供电 可靠性的要求不一样。根据用户对供电可靠性的要求及中断供电造成的危害或影响的程度， 我们把用电负荷分为三级： （a） 一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治、 经济上造成重大损 失的用电负荷。 （b）二级负荷：二级负荷为中断供电将造成主要设备损坏，大量产品被废，连续生产 过程被打乱，需较长时间才能恢复从而在政治、经济上造成较大损失的负荷。 （c）三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般负荷， 即为三级负荷。 一级负荷一般应采用两个独立电源供电， 二级负荷应由双回线路供电， 三级负荷无特殊 要求，采用单电源供

6、电即可。 3、电力系统电压等级 额定电压：保证设备正常运行并能够获得最佳经济效益的电压。 电压等级：我国标准规定的电网和用电设备额定电压等级为，低压配电电压应采用 220/380V，高压供电电压为 6KV、10KV、35KV、110KV 等。 用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。 发电机发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出 5%，用于补偿线路上的电压损失。 变压器的一次绕组变压器的一次绕组： 相当于是用电设备， 所以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设 备额定电压相同。 （注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额 定电压与发电机额定电压相等。） 变压器的二次绕组变压器的二次绕组对于用电设备而言，相当于供电设备。 一种情况比用电设备额定电压高 10%。其中 5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次 绕组上的电压损失； 另外 5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长 时的情况。 第二种情况比用电设备额定电压高 5%。当变压器供电距离较短时，可以不考虑线路上 的电压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。 51001005

7、电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 5 - 额定电压等级 交流电高低压划分标准：电业安全工作规程规定，电气设备分为高压和低压两种。 高压：设备对地电压在 250V 以上者；低压：设备对地电压在 250V 及以下者。 设计、制造和安装规程通常是以 1000V 为界限来划分电压高低的，一般规定： 低压指额定电压在 1000V 及以下者； 中压 1-10kV 高压 10-330kV 超高压 330-1000kV 4、电力系统的特点 电能产品货真价实、供电中断后果严重、过渡过程非常迅速、电能难以大量储存。 5、电能质量 电力系统的电压和频率直接影响电气设备的运行， 所以说， 电压和频率是衡量电能质量 的两个基本参数。 我国一般交流电力设备的额定频率为 50Hz，称之为“工频”，频率的偏差一般不得超 过0.5Hz，频率的调整主要依靠发电厂。 电压质量指标： 电压偏移电压偏移：是指设备的端电压与其额定电压有偏差。 常用设备电压偏移的范围为：一般电动机和一般工作场所照明为-5%+5%，视觉要求较 高的屋内场所为2.5%+5%。 电压偏移的影响：电压偏低会明显缩短电动机的使用寿命，

8、影响白炽灯的发光效率，导 致荧光灯不易点燃。电压偏高会不同程度缩短白炽灯、荧光灯和电机的寿命。 常用的减少电压偏移的方法有：正确选择变压器的变比，合理补偿无功功率，尽量使三 相荷载平衡。 电压波动电压波动：由于负荷急剧变动引起的。 电压波动的影响：对照明的影响最为明显，使照明灯发出明显闪烁，对人眼造成刺激。 电压波动也可影响电机的正常起动，使电子计算机无法正常工作，A 级计算机房允许的电压 波动范围为-5%+5%。 常用的抑制电压波动的措施有： 采用专线或专用变压器对负荷变动剧烈的大型电气设备 单独供电；设法增大供电容量，减小系统阻抗；在系统电压波动严重时，减小或切除引起波 动的负荷。 电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 6 - 二、供电系统接线方式 常见的供电方式： 35KV 进线10KV 配电0.4KV 到用电设备适用于大中型企业； 10KV 进线各车间0.4KV 到用电设备适用于中型企业； 10KV 进线0.4KV 到各车间用电设备适用于中小型企业； 0.4KV 进线配电各车间到用电设备适用于小型企业。 供电系统接线方式： （1）放射式：由一条母线分别给大型电

9、动机、电炉变压器、 电力变压器送电。 优点：是各个线路上的故障不产生相互影响，因此可靠性较 高； 缺点：使用高压开关较多，投资增加。 （2）树干式：由一条高压配电干线引出若干支线，向用电负 荷送电。 优点：线路简化，采用高压开关少，减少投资； 缺点:干线检修或出现故障，所有支线停电。 （3）环式：两端供电的树干式接线，多数环形线路采用开环 运行。 第三节 电气事故 一、 电气事故的特点 严重性（危害大）、抽象性（危害直观识别难）、广泛性（应用广泛和非用电场所）、 综合性（管理技术并重） 二、 电气事故分类 1.触电事故： 触电是指人体触及带电体后， 电流对人体造成的伤害。 它有两种类型， 即 电击和电伤。 （1）电伤（非致命的）：指电流的热效应、化学效应、机械效应及电流本身作用造成的人 体伤害。电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕，常见的有灼伤、电烙伤和皮肤金属化等现 象。 （2）电击：指电流通过人体内部，破坏人体内部组织，影响呼吸系统、心脏及神经系统的 正常功能，甚至危及生命。在触电事故中，电击和电伤常会同时发生。 电气安全工程 中国矿业大学 安全工程 13 卓越班 - 7 - 按照人体触及带电体的方式， 电击可分为单相触电、 两相触电、 跨步低压触电三种情况。 1）单相触电：当人站在地面上或其他接地体上，人体的某一部位触及一相带电体时，电流 通过人体流入大地， 称为单相触电， 单相触电又可分为中性线接地和中性线不接地两种情况。 一般情况下，接地电网里的单相触电比不接地电网里的危险性大。 （要避免单相触电，操作时必须穿上胶鞋或站在干燥的木凳上。） （a） 中性点直接接地（b） 中性点不直接接地 2） 两相触电：指在人体与大地绝缘的情况下， 同时接触到两根不同的相线， 或者人体同时触及到电 气设备的两个不同相的带电部位时， 电流由一根相线 经过人体到另一根相线，形成闭合回路，如图所示。 两相触电比单相触电更危险， 因为此时加在人体上的 是线电压。 当发生两相触电时，如线电压为 380V，则流过 人体的电流高达 268mA，只要经过 0.186s 就可能致人于死地。但一般发生的机率较小。 3） 跨步电压触电： 当带电体接地时有电 流向大地流散， 在

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