電氣安全教材

1、第一章電氣安全基礎知識第一節(jié)電氣事故電氣事故是電氣安全工程主要研究和管理的對象。掌握電氣事故的特點和事故的分類情況，對做好電氣安全工作具有重要的意義。一、電氣事故概要眾所周知， 電能的開發(fā)和應用給人類的生產(chǎn)和生活帶來了巨大的變革， 大大促進了社會的進步和文明。在現(xiàn)代社會中， 電能已被廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活等各個領域。 然而，在用電的同時， 如果對電能可能產(chǎn)生的危害認識不足， 控制和管理不當， 防護措施不利，在電能的傳遞和轉換的過程中， 將會發(fā)生異常情況， 造成電氣事故 。電氣事故具有以下特點：1. 電氣事故危害大電氣事故的發(fā)生伴隨著危害和損失， 嚴重的電氣事故不僅帶來重大的經(jīng)濟損失，

2、甚至還可能造成人員的傷亡。發(fā)生事故時， 電能直接作用于人體，會造成電擊；電能轉換為熱能作用于人體， 會造成燒傷或燙傷； 電能脫離正常的通道， 會形成漏電、 接地或短路， 構成火災、爆炸的起因。電氣事故在工傷事故中占有不小的比例，據(jù)有關部門統(tǒng)計，我國觸電死亡人數(shù)占全部事故死亡人數(shù)的 5% 左右。2. 電氣事故危險直觀識別難由于電既看不見、聽不見，又嗅不著，其本身不具備為人們直觀識別的特征。由電所引發(fā)的危險不易為人們所察覺、識別和理解。因此，電氣事故往往來得猝不及防、潛移默化。也正因為此，給電氣事故的防護以及人員的教育和培訓帶來難度。3.電氣事故涉及領域廣這個特點主要表現(xiàn)在兩個方面。首先，電氣事故

3、并不僅僅局限在用電領域的觸電、設備和線路故障等，在一些非用電場所，因電能的釋放也會造成災害或傷害。例如，雷電、靜電和電磁場危害等，都屬于電氣事故的范疇。另一方面，電能的使用極為廣泛，不論是生產(chǎn)還是生活， 不論是工業(yè)還是農(nóng)業(yè)，不論是科研還是教育文化部門，不論是政府機關還是娛樂休閑場所，都廣泛使用電。哪里使用電, 哪里就有可能發(fā)生電氣事故，哪里就必須考慮電氣事故的防護問題。4. 電氣事故的防護研究綜合性強一方面，電氣事故的機理除了電學之外，還涉及許多學科，因此，電氣事故的研究，不僅要研究電學， 還要同力學 、化學、生物學、醫(yī)學等許多其他學科的知識綜合起來進行研究。另一方面， 在電氣事故的預防上，既

4、有技術上的措施，又有管理上的措施，這兩方面是相輔相成、缺一不可的。在技術方面，預防電氣事故主要是進一步完善傳統(tǒng)的電氣安全技術，研究新出現(xiàn)電氣事故的機理及其對策，開發(fā)電氣安全領域的新技術等。在管理方面，主要是健全和完善各種電氣安全組織管理措施。一般來說， 電氣事故的共同原因是安全組織措施不健全和安全技術措施不完善 。實踐表明， 即使有完善的技術措施， 如果沒有相適應的組織措施，仍然會發(fā)生電氣事故。因此，必須重視防止電氣事故的綜合措施。電氣事故是具有規(guī)律性的，且其規(guī)律是可以被人們認識和掌握的。在電氣事故中，大量的事故都具有重復性和頻發(fā)性。無法預料、不可抗拒的事故畢竟是極少數(shù)。人們在長期的生產(chǎn)和生活

5、實踐中， 已經(jīng)積累了同電氣事故作斗爭的豐富經(jīng)驗， 各種技術措施、各種安全工作規(guī)程及有關電氣安全規(guī)章制度， 都是這些經(jīng)驗和成果的體現(xiàn)， 只要依照客觀規(guī)律辦事， 不斷完善電氣安全技術措施和管理措施，電氣事故是可以避免的。二、電氣事故的類型根據(jù)能量轉移論的觀點，電氣事故是由于電能非正常地作用于人體或系統(tǒng)所造成的。據(jù)電能的不同作用形式，可將電氣事故分為觸電事故、靜電危害事故、雷電災害事故、電磁場危害和電氣系統(tǒng)故障危害事故等。1.觸電事故根(1) 電擊 。這是電流通過人體， 刺激機體組織， 使肌肉非自主地發(fā)生痙攣性收縮而造成的傷害，嚴重時會破壞人的心臟、肺部、神經(jīng)系統(tǒng)的正常工作，形成危及生命的傷害。電擊

6、對人體的效應是由通過的電流決定的，而電流對人體的傷害程度是與通過人體電流的強度、種類、持續(xù)時間、通過途徑及人體狀況等多種因素有關。按照人體觸及帶電體的方式, 電擊可分為以下幾種情況：單相觸電 。這是指人體接觸到地面或其他接地導體的同時，人體另一部位觸及某一相帶電體所引起的電擊。發(fā)生電擊時，所觸及的帶電體為正常運行的帶電體時，稱為直接接觸電擊。而當電氣設備發(fā)生事故(例如絕緣損壞，造成設備外殼意外帶電的情況下) ，人體觸及意外帶電體所發(fā)生的電擊稱為間接接觸電擊。根據(jù)國內外的統(tǒng)計資料，單相觸電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觸電作為重點。兩相觸電 。這是指人體的

7、兩個部位同時觸及兩相帶電體所引起的電擊。在此情況下，人體所承受的電壓為三相系統(tǒng)中的線電壓，因電壓相對較大， 其危險性也較大?？绮诫妷河|電 。這是指站立或行走的人體， 受到出現(xiàn)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， 電流自接地的帶電體流入地下時， 在接地點周圍的土壤中產(chǎn)生的電壓降形成的。(2) 電傷。這是電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。此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。電傷屬于局部傷害，其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

8、眼等多種傷害 。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。電流灼傷是人體同帶電體接觸，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(chǎn)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。由于接近高壓帶電體時會發(fā)生擊穿放電，因此， 電流灼傷一般發(fā)生在低壓電氣設備上。因電壓較低，形成電流灼傷的電流不太大。但數(shù)百毫安的電流即可造成灼傷， 數(shù)安的電流則會形成嚴重的灼傷。 在高頻電流下， 因皮膚電容的旁

9、路作用， 有可能發(fā)生皮膚僅有輕度灼傷而內部組織卻被嚴重灼傷的情況 。電弧燒傷是由弧光放電造成的燒傷。電弧發(fā)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(fā)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(shù)千攝氏度，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(fā)生在高壓系統(tǒng)，也可以發(fā)生在低壓系統(tǒng)。 在低壓系統(tǒng)， 帶負荷 ( 尤其是感性負荷 ) 拉開裸露的閘刀開關時，產(chǎn)生的電弧會燒傷操作者的手部和面部； 當線路發(fā)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

10、操作引起短路也會導致電弧燒傷等。在高壓系統(tǒng)， 由于誤操作，會產(chǎn)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(chǎn)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，大部分事故發(fā)生在電氣維修人員身上。電烙印是電流通過人體后，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(xiàn)硬變，表層壞死，失去知覺。皮膚金屬化是由高溫電弧使周圍金屬熔化、蒸發(fā)并飛濺滲透到皮膚表層內部所造成的。受傷部位呈現(xiàn)粗糙、張緊。機械損傷多數(shù)是由于電流作用于人體，使肌肉產(chǎn)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(jīng)組織斷裂以及關節(jié)脫位

11、乃至骨折等。電光眼的表現(xiàn)為角膜和結膜發(fā)炎?；」夥烹姇r輻射的紅外線、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。2. 靜電危害事故靜電危害事故是由靜電電荷或靜電場能量引起的 。在生產(chǎn)工藝過程中以及操作人員的操作過程中， 某些材料的相對運動 、接觸與分離等原因導致了相對靜止的正電荷和負電荷的積累，即產(chǎn)生了靜電。由此產(chǎn)生的靜電其能量不大，不會直接使人致命。但是，其電壓可能高達數(shù)十千伏乃至數(shù)百千伏，發(fā)生放電，產(chǎn)生放電火花。靜電危害事故主要有以下幾個方面：(1)在有爆炸和火災危險的場所，靜電放電火花會成為可燃性物質的點火源，造成爆炸和火災事故。(2) 人體因受到靜電電擊

12、的刺激，可能引發(fā)二次事故，如墜落、跌傷等。此外，對靜電電擊的恐懼心理還對工作效率產(chǎn)生不利影響。(3) 某些生產(chǎn)過程中，靜電的物理現(xiàn)象會對生產(chǎn)產(chǎn)生妨礙，導致產(chǎn)品質量不良，電子設備損壞，造成生產(chǎn)故障，乃至停工。3. 雷電災害事故雷電是大氣中的一種放電現(xiàn)象。雷電放電具有電流大、電壓高的特點。其能量釋放出來可能形成極大的破壞力。其破壞作用主要有以下幾個方面:(1) 直擊雷放電、二次放電、雷電流的熱量會引起火災和爆炸。(2) 雷電的直接擊中、金屬導體的二次放電、跨步電壓的作用及火災與爆炸的間接作用，均會造成人員的傷亡。(3) 強大的雷電流、高電壓可導致電氣設備擊穿或燒毀。發(fā)電機、變壓器、電力線路等遭受雷

13、擊，可導致大規(guī)模停電事故。雷擊可直接毀壞建筑物、構筑物。4.射頻電磁場危害射頻指無線電波的頻率或者相應的電磁振蕩頻率，泛指100kHz以上的頻率。射頻傷害是由電磁場的能量造成的。射頻電磁場的危害主要有：(1)在射頻電磁場作用下，人體因吸收輻射能量會受到不同程度的傷害。過量的輻射可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機能障礙，出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群等臨床癥狀；可造成植物神經(jīng)紊亂，出現(xiàn)心率或血壓異常，如心動過緩、血壓下降或心動過速、高血壓等；可引起眼睛損傷，造成晶體渾濁， 嚴重時導致白內障；可使辜丸發(fā)生功能失常，造成暫時或永久的不育癥，并可能使后代產(chǎn)生疾患；可造成皮膚表層灼傷或深度灼傷等。(2) 在高強度的射頻電磁場作

14、用下，可能產(chǎn)生感應放電，會造成電引爆器件發(fā)生意外引爆。感應放電對具有爆炸、火災危險的場所來說是一個不容忽視的危險因素。此外，電磁場作用感應出的感應電壓較高時，會給人以明顯的電擊。當受5. 電氣系統(tǒng)故障危害電氣系統(tǒng)故障危害是由于電能在輸送、分配、轉換過程中失去控制而產(chǎn)生的。斷線、短路、異常接地、漏電、誤合閘、誤掉閘、電氣設備或電氣元件損環(huán)、電子設備受電磁干擾而發(fā)生誤動作等都屬于電路故障。 系統(tǒng)中電氣線路或電氣設備的故障也會導致人員傷亡及重大財產(chǎn)損失。電氣系統(tǒng)故障危害主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1) 引起火災和爆炸。線路、開關、熔斷器、插座、照明器具、電熱器具、電動機等均可能引起火災和爆炸；電力變壓器

15、、多油斷路器等電氣設備不僅有較大的火災危險，還有爆炸的危險。在火災和爆炸事故中，電氣火災和爆炸事故占有很大的比例。就引起火災的原因而言，電氣原因僅次于一般明火而位居第二。(2) 異常帶電。電氣系統(tǒng)中，原本不帶電的部分因電路故障而異常帶電，可導致觸電事故發(fā)生。例如 : 電氣設備因絕緣不良產(chǎn)生漏電，使其金屬外殼帶電；高壓電路故障接地時，在接地處附近呈現(xiàn)出較高的跨步電壓，形成觸電的危險條件。(3) 異常停電。在某些特定場合，異常停電會造成設備損壞和人身傷亡。如正在澆注鋼水的吊車，因驟然停電而失控，導致鋼水灑出，引起人身傷亡事故； 醫(yī)院手術室可能因異常停電而被迫停止手術， 無法正常施救而危及病人生命；

16、 排放有毒氣體的風機因異常停電而停轉， 致使有毒氣體超過允許濃度而危及人身安全等； 公共場所發(fā)生異常停電， 會引起妨礙公共安全的事故；異常停電還可能引起電子計算機系統(tǒng)的故障，造成難以挽回的損失。三、觸電事故的分布規(guī)律大量的統(tǒng)計資料表明，觸電事故的分布是具有規(guī)律性的。觸電事故的分布規(guī)律為制定安全措施， 最大限度地減少觸電事故發(fā)生率提供了有效依據(jù) 。根據(jù)國內外的觸電事故統(tǒng)計資料分析，觸電事故的分布具有如下規(guī)律。1.觸電事故季節(jié)性明顯一年之中，二、三季度是事故多發(fā)期，尤其在6 9月份最為集中。其原因主要是這段時間正值炎熱季節(jié)，人體穿著單薄且皮膚多汗，相應增大了觸電的危險性。另外，這段時間潮濕多雨，

17、電氣設備的絕緣性能有所降低。再有，這段時間許多地區(qū)處于農(nóng)忙季節(jié)，用電量增加，農(nóng)村觸電事故也隨之增加。2.低壓設備觸電事故多低壓觸電事故遠多于高壓觸電事故，其原因主要是低壓設備遠多于高壓設備，而且， 缺乏電氣安全知識的人員多是與低壓設備接觸。因此，應當將低壓方面作為防止觸電事故的重點。3. 攜帶式設備和移動式設備觸電事故多這主要是因為這些設備經(jīng)常移動，工作條件較差，容易發(fā)生故障。另外，在使用時需用手緊握進行操作。4. 電氣連接部位觸電事故多在電氣連接部位機械牢固性較差，電氣可靠性也較低，是電氣系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，較易出現(xiàn)故障。5. 農(nóng)村觸電事故多這主要是因為農(nóng)村用電條件較差，設備簡陋，技術水平低，管

18、理不嚴，電氣安全知識缺乏等。6. 冶金、礦業(yè)、建筑、機械行業(yè)觸電事故多這些行業(yè)存在工作現(xiàn)場環(huán)境復雜，潮濕、高溫，移動式設備和攜帶式設備多，現(xiàn)場金屬設備多等不利因素，使觸電事故相對較多。7. 青年、中年人以及非電工人員觸電事故多這主要是因為這些人員是設備操作人員的主體，他們直接接觸電氣設備，部分人還缺乏電氣安全的知識。8. 誤操作事故多這主要是由于防止誤操作的技術措施和管理措施不完備造成的。觸電事故的分布規(guī)律并不是一成不變的，在一定的條件下，也會發(fā)生變化。例如，對電氣操作人員來說，高壓觸電事故反而比低壓觸電事故多。而且，通過在低壓系統(tǒng)推廣漏電保護裝置， 使低壓觸電事故大大降低，可使低壓觸電事故與

19、高壓觸電事故的比例發(fā)生變化。上述規(guī)律對于電氣安全檢查、電氣安全工作計劃、實施電氣安全措施以及電氣設備的設計、安裝和管理等工作提供了重要的依據(jù)。第二節(jié)電流對人體的作用電流通過人體， 會引起人體的生理反應及機體的損壞。 有關電流人體效應的理論和數(shù)據(jù)對于制定防觸電技術的標準，鑒定安全型電氣設備，設計安全措施，分析電氣事故，評價安全水平等是必不可少的。一、人體阻抗人體阻抗是定量分析人體電流的重要參數(shù)之一， 也是處理許多電氣安全問題所必須考慮的基本因素。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很大的比例。人體阻抗包括皮膚阻抗和體內阻抗，其等效電

20、路如圖1-1 所示。1. 皮膚阻抗 Z P皮膚由外層的表皮和表皮下面的真皮組成。表皮最外層的角質層，其電阻很大，在干燥和清潔的狀態(tài)56皮膚阻抗是指表皮阻抗，即皮膚上電極與真皮之間的電阻抗，以皮膚電阻和皮膚電容并聯(lián)來表示。皮膚電容是指皮膚上電極與真皮之間的電容。皮膚阻抗值與接觸電壓、電流幅值和持續(xù)時間、頻率、皮膚潮濕程度、接觸面積和施加壓力等因素有關。當接觸電壓小于50V抗隨接觸電壓、溫度、呼吸條件等因素影響有顯著的變化，但其值還是比較高的；壓在 50 100V 時，皮膚阻抗明顯下降，當皮膚擊穿后， 其阻抗可忽略不計。時，皮膚阻當接觸電圖1-1 人體阻抗等效電路2. 體內阻抗 Zi體內阻抗是除去

21、表皮之后的人體阻抗，雖存在少量電容，但可以忽略不計。因此，體內阻抗基本上可以視為純電阻。體內阻抗主要決定于電流途徑。當接觸面積過小， 例如僅數(shù)平方毫米時，體內阻抗將會增大。圖 1-2 所示為不同電流途徑的體內阻抗值， 圖中數(shù)值是用與手一手內阻抗比值的百分數(shù)表示的。無括號的數(shù)值為單手至所示部位的數(shù)值；括號內的數(shù)值為雙手至相應部位的數(shù)值。如電流途徑為單手至雙腳，數(shù)值將降至圖上所標明的 75%；如電流途徑為雙手至雙腳，數(shù)值將降至圖上所標明的 50%。3. 人體總阻抗 ZT人體總阻抗是包括皮膚阻抗及體內阻抗的全部阻抗。接觸電壓大致在50V 以下時，由于皮膚阻抗的變化， 人體阻抗也在很大的范圍內變化；而

22、在接觸電壓較高時， 人體阻抗與皮膚阻抗關系不大。在皮膚被擊穿后，近似等于體內阻抗。另外，由于存在皮膚電容，人體的直流電阻高于交流阻抗。通電瞬間的人體電阻叫做人體初始電阻。在這一瞬間，人體各部分電容尚未充電，相當于短路狀態(tài)。因此，人體初始電阻近似等于體內阻抗，其影響因素也與體內阻抗相同。根據(jù)試驗，在電流途徑從左手到右手或從單手到單腳、大接觸面積的條件下，相應于5% 概率的人體初始電阻為500。在皮膚干燥時，人體工頻總阻抗一般為1000 3000。二、電流對人體的作用電流通過人體，會令人有發(fā)麻、刺痛、壓迫、打擊等感覺，還會令人產(chǎn)生痙攣、血壓升高、昏迷、心率不齊、窒息、心室顫動等癥狀，嚴重時導致死亡

23、。人體工頻電流試驗的典型資料見表 1-1和表 1-2 。圖 1-2 不同電流途徑的體內阻抗表 1-1左手- 右手電流途徑的實驗資料mA初試者百分數(shù)感覺情況5%50%95%手表面有感覺0.71.21.7手表面有麻痹似的連續(xù)針刺感1.O2.O3.0手關節(jié)有連續(xù)針刺感1.52.53.5手有輕微顫動 ,關節(jié)有受壓迫感2.O3.24.4上肢有強力壓迫的輕度痊孿2.54.05.5上肢有輕度在孿3.25.27.2手硬直有瘟孿 ,但能伸開 ,已感到有輕度疼痛4.26.28.2上肢部、手有劇烈瘟孿 ,失去知覺 ,手的前表面有連4.36.68.9續(xù)針刺感手的肌肉直到肩部全面痊孿,還可能擺脫帶電體7.011.015

24、.0表 1-2單手- 雙腳電流途徑的實驗資料感覺情況初試者百分數(shù)5%50%95%手表面有感覺0.92.23.5手表面有麻痹似的針刺感1.83.45.0手關節(jié)有輕度壓迫感 ,有強度的連續(xù)針刺感2.94.86.7前肢有壓迫感4.06.08.0前肢有壓迫感 ,足掌開始有連續(xù)針刺感5.37.610.0手關節(jié)有輕度瘟孿, 手動作困難5.58.511.5上肢有連續(xù)針刺感 ,腕部、特別是手關節(jié)有強度痙孿6.59.512.5肩部以下有強度連續(xù)針刺感,肘部以下僵直 ,還可以擺脫11.014.5帶電體7.5手指關節(jié)、躁骨、足眼有壓迫感, 手的大姆指 (全部 )痙12.315.8孿8.8只有盡最大努力才可能擺脫帶電

25、體10.01418.0電流對人體傷害的程度與通過人體電流的大小、電流通過人體的持續(xù)時間、電流通過人體的途徑、電流的種類等多種因素有關。而且， 上述各個影響因素相互之間，尤其是電流大小與通電時間之間也有著密切的聯(lián)系。1. 傷害程度與電流大小的關系通過人體的電流愈大，人體的生理反應愈明顯，傷害愈嚴重。對于工頻交流電，按通過人體的電流強度的不同以及人體呈現(xiàn)的反應不同，將作用于人體的電流劃分為三級：(1) 感知電流和感知閾值。感知電流是指電流流過人體時可引起感覺的最小電流。感知電流的最小值稱為感知閾值。 不同的人， 感知電流及感知閾值是不同的。 成年男性平均感知電流約為 1.1mA( 有效值，下同 )

26、 ；成年女性約為 0.7mA 。對于正常人體，感知閾值平均為 0.5mA ，并與時間因素無關。感知電流一般不會對人體造成傷害， 但可能因不自主反應而導致由高處跌落等二次事故。感知電流的概率曲線如圖 1-3 所示。(2)擺脫電流和擺脫閾值。擺脫電流是指人在觸電后能夠自行擺脫帶電體的最大電流。擺脫電流的最小值稱為擺脫閾值。成年男性平均擺脫電流約為16mA； 成年女性平均擺脫電流約為10.5mA ；成年男性最小擺脫電流約為9mA；成年女性最小擺脫電流約為 6mA；兒童的擺脫電流較成人要小。對于正常人體；擺脫閾值平均為10mA,與時間無關。(3)室顫電流和室顫閾值。室顫電流是指引起心室顫動的最小電流，

27、其最小電流即室顫閾值。由于心室顫動幾乎終將導致死亡，因此，可以認為， 室顫電流即致命電流。室顫電流與電流持續(xù)時間關系密切。當電流持續(xù)時間超過心臟周期時，室顫電流僅為50mA 左右；當電流持續(xù)時間短于心臟周期圖 1-3感知電流的概率曲線時，室顫電流為數(shù)百毫安。當電流持續(xù)時間小于 0.1S時，只有電擊發(fā)生在心臟易損期，500mA 以上乃至數(shù)安的電流才能夠引起心室顫動。室顫電流與電流持續(xù)時間的關系大致如圖1-4所示。圖 1-4 室顫電流與時間曲線2. 傷害程度與電流持續(xù)時間的關系通過人體電流的持續(xù)時間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。這主要是因為：(1) 能量積累 。電流持續(xù)時間愈長， 能量積

28、累愈多， 心室顫動電流減小， 使危險性增加。當持續(xù)時間在 0.01 5S 范圍內時，心室顫動電流和電流持續(xù)時間的關系可用下式表達：I=116（1.1）t式中或者:I ,一一心室顫動電流t一一電流持續(xù)時間用下式表達,mA,s 。當t 1S時:I=50mA(1.2)當 t 1S時 :I-t =50mA S(1.3)(2)與易損期重合的可能性增大。在心臟周期中，相應于心電圖上約0.2S的 T波這一特定時間對電流最為敏感，被稱為易損期， 電流持續(xù)時間愈長，與易損期重合的可能性就愈大，電擊的危險性就愈大。(3)人體電阻下降。電流持續(xù)時間愈長，人體電阻因出汗等原因而降低，使通過人體的電流進一步增加，危險性

29、也隨之增加。3. 傷害程度與電流途徑的關系電流通過心臟會引起心室顫動， 電流較大時會使心臟停止跳動， 從而導致血液循環(huán)中斷而死亡。電流通過中樞神經(jīng)或有關部位，會引起中樞神經(jīng)嚴重失調而導致死亡。電流通過頭部會使人昏迷，或對腦組織產(chǎn)生嚴重損壞而導致死亡。電流通過脊髓，會使人癱瘓等。上述傷害中，以心臟傷害的危險性為最大。因此，流經(jīng)心臟的電流多、電流路線短的途徑是危險性最大的途徑。利用心臟電流因數(shù)可以粗略估計不同電流途徑下心室顫動的危險性 。心臟電流因數(shù)是某一路徑的心臟內電場強度與從左手到腳流過相同大小電流時的心臟內電場強度的比值。表1-3列出了各種電流途徑的心臟電流因數(shù)。表 1-3各種電流途徑的心臟

30、電流因數(shù)電流途徑心臟電流因數(shù)左手 左腳、右腳或雙腳1.0雙手雙腳1.0左手右手0.4右手 左腳、右腳或雙腳0.8右手背0.3左手背0.7胸右手1.3胸左手1.5臀部 左手、右手或雙手0.7例如，從左手到右手流過 150mA 電流，由表可知， 左手到右手的心臟電流因數(shù)為 0.4 因此，其 150mA 電流引起心室顫動的危險性與左手到雙腳電流途徑下 60mA 電流的危險性大致相同。，如果通過人體某一電流途徑的電流為I ，通過左手到腳途徑的電流為Io ，且二者引起心室顫動的危險程度相同，則心臟電流因數(shù)K 可按下式計算：K=I 0（ 1.4）I4. 傷害程度與電流種類的關系100Hz 以上交流電流、直

31、流電流、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。(1)100Hz以上交流電流的效應。100Hz以上的頻率在飛機(400Hz)、電動工具及電焊( 可達 450Hz)、電療 (4 5kHz) 、開關方式供電(2OkHz 1MHz) 等方面被使用。高頻電流的危險性可以用頻率因數(shù)來評價 。頻率因數(shù)是指某頻率與工頻有相應生理效應時的電流閾值之比 。某頻率下的感知 、擺脫、室顫頻率因數(shù)是各不相同的 。圖 1-5是不同頻率下人體感知電流和擺脫電流的變化情況。圖中曲線1 表示感知閾值，曲線 2是感知概率為 50%的感知電流線； 曲線 3 是感知概率為 99.5%的感知電流線；曲線 4

32、,5,6分別是擺脫概率為99.5%,50%,0.5% 的擺脫電流線。圖1-5擺脫電流 - 頻率曲線(2) 直流電流的效應。直流電流與交流電流相比，容易擺脫，其室顫電流也比較高，因而，直流電擊事故很少。就感覺電流和感覺闊值而言， 只有在接通和斷開電流時才會引起感覺， 其閾值取決于接觸面積、接觸狀態(tài) ( 潮濕、溫度、壓力等 ) 、電流持續(xù)時間以及個體的生理特征。正常人在正常條件下的感覺閾值約為2mA。就擺脫電流而言， 300mA 及以下時， 沒有可確定的擺脫閾值，僅在電流接通和斷開時引起疼痛和肌肉收縮；大于300mA 時將導致不能擺脫。就室顫閾值而言，根據(jù)動物實驗資料和電氣事故資料的分析結果，腳部

33、為負極的向下電流的室顫閡值是腳部為正極的向上電流的2倍；而對于從左手到右手的電流途徑，不大可能發(fā)生心室顫動。當電流持續(xù)時間超過心臟周期時，直流室顫閾值為交流的數(shù)倍。電流持續(xù)時間小于200ms 時，直流室顫閾值大致與交流相同。國際電工委員會建議按圖1- 6劃分直流電流對人體作用的區(qū)域范圍。該圖中各個區(qū)域所產(chǎn)生的電擊生理效應見表14。圖 1-6 直流電流時間 - 電流效應對人體作用的區(qū)域劃分（本圖是電流途徑從左手至雙腳，且電流方向向上的效應）表 1 4直流的時間- 電流效應曲線內各區(qū)的生理效應區(qū)域生理效應區(qū)通常無反應性效應區(qū)通常無有害的生理效應區(qū)通常無器官性損傷, 隨電流和時間的增加, 可能出現(xiàn)心

34、臟中興奮波的形成和傳導的可逆性紊亂區(qū)除區(qū)的效應外 , 還可能出現(xiàn)心室纖顫, 也可能發(fā)生嚴重燒傷等其他病理生理效應當 300mA 的直流電流通過人體時，人體四肢有暖熱感覺。電流途徑為從左手到右手的情況下，電流為 300mA 及以下時，隨持續(xù)時間的延長和電流的增長，可能產(chǎn)生可逆性心率不齊、電流傷痕、燒傷、暈眩乃至失去知覺等病理效應；而當電流為300mA 以上時，經(jīng)常出現(xiàn)失去知覺的情況。(3)特殊波形電流的效應。特殊波形電流最常見的有帶直流成分的正弦電流、相控電流和多周期控制正弦電流等。特殊波形電流的室顫閾值是按其具有相同電擊危險性的等效正弦電流有效值 Iev考慮。根據(jù)表1 - 5 可以計算出Iev

35、 值，利用此值在15 100Hz 交流電流對人體作用的區(qū)域范圍圖中，可查得其相應的電擊效應。(4)電容放電電流的效應。這里討論的電容放電電流指持續(xù)時間(即電容放電時間常數(shù) 的 3倍 )小于 10 ms的短持續(xù)時間脈沖電流。由于作用時間短暫，不存在擺脫閾值問題， 但有一個疼痛閾值。電容放電電流的感覺閾值和疼痛閾值決定于電極形狀、沖擊電量和電流峰值 。在干手握住大電極的條件下，感覺閾值和疼痛閾值與電量和充電電壓的關系如圖 1-7 所示。圖中，兩組斜線分別是電容和能量的分度線。根據(jù)充電電壓的坐標及電容坐標的交叉點，可在相應的斜線上讀出脈沖的電荷及能量。表 1- 5Iev值的確定在下列電擊持續(xù)時間 T

36、e的 Iev值特殊波形(Tn 為心動周期 )備注電流種類Te1.5TnI pp含有直流分量2 2Ip 一波形峰值I pIm一波形峰向值相電流參量由峰逐相應波形電流有 一電力控制程序對稱控制2位漸轉為有效值效值=ts/(ts+tp)控不對稱控制待定ts一傳導時間制tp 一不傳導時間多周期控制由 決定注:當p=1時 ,Iev為與同一持續(xù)時間的正弦交流電流相同的有效值Ie 。當p=0.1時Iev=I p2。當 在中間值時 ,Iev值 介 于Ie與I p空之間 ,按2插入法計算。電容放電的室顫閾值決定于電流持續(xù)時間、電流大小、脈沖發(fā)生時的心臟相位、電流通過人體的途徑和個體生理特征等因素。電容放電的室顫

37、閡值示于圖1-8 ，該圖相應于左手一雙腳的電流途徑。圖 1-8 中， C1 以下，無心室顫動； C1 以上直到 C 2，低心室顫動危險 ( 直到 5% 的概率 ) ； C2 以上直到 C3，中等心室顫動危險圖1-7電容放電的感覺閾值及疼痛閾值（干手、大接觸面積）(直到 50% 的概A 區(qū)- 感覺閾值； B區(qū) - 典型的疼痛閾值率)；C以上， 高3心室顫動危險 ( 大于 50% 的概率 ) 。圖 1-8電容放電的心室顫動閾值第三節(jié)工業(yè)企業(yè)供配電工業(yè)企業(yè)供配電是指工業(yè)企業(yè)所需電能的供應和分配。由于電能易于由其他形式的能量轉換而來， 又易于轉換為其他形式的能量而被利用，并且，電能在傳輸和分配上簡單經(jīng)

38、濟，便于控制，因此，電能成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要能源和動力。實際上，電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是在同一瞬間完成的，實現(xiàn)這個全過程的各個環(huán)節(jié)構成了一個有機聯(lián)系的整體，這個整體就稱為電力系統(tǒng)。一、電力系統(tǒng)1. 電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、送電線路、變電所、配電網(wǎng)和電力負荷組成，圖 1-9是典型的電力系統(tǒng)主接線單線圖。圖中未畫出用戶內部的配電網(wǎng)。圖1-9電力系統(tǒng)圖電廠又稱發(fā)電站，是將自然界蘊藏的各種一次能源轉換為電能(二次能源)的工廠。發(fā)電廠根據(jù)一次能源的不同，分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠以及風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠等。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，最常見的是火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和

39、核能發(fā)電廠。送電線路是指電壓為35kV及其以上的電力線路，分為架空線路和電纜線路。其作用是將電能輸送到各個地區(qū)的區(qū)域變電所和大型企業(yè)的用戶變電所。變電所是構成電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，分為區(qū)域變電所(中心變電所)和用戶變電所。其作用是匯集電源、升降電壓和分配電力。配電網(wǎng)由電壓為10kV及其以下的配電線路和相應電壓等級的變電所組成，也有架空線路和電纜線路之分 。其作用是將電能分配到各類用戶。 電力負荷是指國民經(jīng)濟各部門用電以及居民生活用電的各種負荷。2. 額定電壓和電壓等級電氣設備都是設計在額定電壓下工作的。額定電壓是保證設備正常運行并能夠獲得最佳經(jīng)濟效果的電壓。電壓等級是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、

40、電力工業(yè)的水平以及技術經(jīng)濟的合理性等因素綜合確定的。我國標準規(guī)定的三相交流電網(wǎng)和電力設備常用的額定電壓如表1-6所列。表 1-6我國三相交流電網(wǎng)和電力設備的額定電壓kV電網(wǎng)和用電設備額定電力變壓器額定電壓分類發(fā)電機額定電壓電壓一次繞組二次繞組0.22O.230.220.23低壓0.380.40O.380.400.660.690.660.6933.153及3.153.15 及3.366.36及 6.36.3 及6.61010.510及 10.510.5 及1113.8,15.75,18,2013.8,15.75,18,2035一3538.5高壓636369110一110121220一220242

41、330330363500一500550我國標準規(guī)定：額定電壓1000V以上的屬高壓裝置，1000V及其以下的屬低壓裝置。對地電壓而言，250V 以上為高壓，250V 及其以下為低壓。一般又將高壓分為中壓(1 1OkV) 、高壓 (10 330kV)、超高壓(330 100OKV)特高壓 (100OKV)。電力網(wǎng)的電壓隨著大型電站和輸電距離的增加，送電電壓有提高的趨勢。、在表1-6列出的工頻高壓多個等級中，應用較多的是1OKV、35kV、110kV和220kV。我國工頻低壓最常用的是380V和220V電壓；在井下及其他場合，常采用127V和660V 電壓；在安全要求高的場合，還采用50V 以下的

42、安全電壓。就直流電壓而言，我國常用的有110V 、220V 和 440V三個電壓等級、 用于電力牽引的還有250V 、 550V、 750V、 1500V、 300OV 等電壓等級。用電設備的額定電壓規(guī)定為與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。考慮用電設備運行時線路上要產(chǎn)生電壓降， 所以發(fā)電機額定電壓要高于同級電網(wǎng)額定電壓5% 。同樣， 變壓器的二次繞組額定電壓高于同級電網(wǎng)額定電壓5% 。變壓器一次繞組的額定電壓分兩種情況：當變壓器直接與發(fā)電機相連時，其一次繞組額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓的 5%；當發(fā)電機接在電力網(wǎng)的末端，其一次繞組額定電壓應與電網(wǎng)額定電壓相同。電力系統(tǒng)的電壓和

43、頻率是衡量電力系統(tǒng)電能質量的兩個基本參數(shù)。全國供用電規(guī)則(1983年 )規(guī)定，一般交流電力設備的額定頻率為5OHz,一般稱其為工頻 。設備的端電壓與其額定電壓有偏差時，設備的工作性能和使用壽命將受到影響，總的經(jīng)濟效果將會下降。 例如，當感應電動機的端電壓比其額定電壓低10% 時，其實際轉矩將只有額定轉矩的 81%，而負荷電流將增大5% 10% 以上，溫升將提高10% 15% 以上，絕緣老化程度將比規(guī)定增加 1倍以上，將明顯縮短電動機的使用壽命。此外，由于轉矩減小， 使轉速下降，不僅降低生產(chǎn)效率， 減少產(chǎn)量， 還會影響產(chǎn)品質量，增加廢次品。當感應電動機的端電壓偏高時，負荷電流一般也要增加，絕緣也

44、要受損。用戶供電電壓允許的變化范圍見表1-7 ，電力網(wǎng)頻率允許偏差值見表1-8 。表 1-7用戶供電電壓允許變化范圍線路額定電壓 (Ue)電壓允許變化范圍 235kV 5%Ue 10kV 7%Ue低壓照明+5%Ue-10%Ue農(nóng)業(yè)用戶+5%Ue-10%Ue表 1-8電力網(wǎng)頻率允許偏差運行情況允許偏差 /Hz允許標準時鐘誤差 /s正常運行中、小容量系統(tǒng)士 0.560大容量系統(tǒng) 0.230 30 min 1一事故運行 15min 1.5一絕不允許-4二、工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)及其組成圖1-9電力系統(tǒng)示意圖工業(yè)企業(yè)或建筑物為了從電力系統(tǒng)獲得電能, 首先通過降壓, 然后再把電能分配到車間工段 (樓層 )和各

45、用戶設備上去。在工業(yè)企業(yè)內, 按照企業(yè)負荷性質、工藝要求提出一個合理的供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)由高、低壓配電線路，變配電所和用電設備組成。圖1-9中虛線部分則為這樣的一個供電系統(tǒng)。大、中型工業(yè)企業(yè)一般都設有總降壓變電所，由于這里負荷密度較大，則先把35 11OKV 電壓降為 6 1OKV 電壓，再向車間變電所或高壓電動機和其他高壓用電設備供電。在這樣的總降變電所中通常設有2臺降壓變壓器，以提高供電的可靠性。小型工業(yè)企業(yè)一般負荷較小， 可由附近企業(yè)或市內二次變電所，用 1OKV 電壓轉送電能， 或設立一個簡單的降壓變電所，直接由電力網(wǎng)以6 1OKV 供電。對國民經(jīng)濟影響大的工業(yè)企業(yè)可設自備發(fā)電廠作備用電源， 如果企業(yè)內有大量余熱或廢氣可用來發(fā)電時，工業(yè)企業(yè)則可考慮建立自備發(fā)電廠， 在工業(yè)企業(yè)對供電可靠性要求高時，可考慮從電力系統(tǒng)引兩個獨立電源對其供電，以保證供電的不間斷性。在生產(chǎn)車間內部，根據(jù)其生產(chǎn)規(guī)模，用電設備的布局及用電量大小，可設一個或幾個車間變電所，并將其設置在負荷中心。變壓器臺數(shù)為1 2 臺，單臺容量不超過1000kVA ，特殊時為1800kVA 。變壓器二次側電壓降為380/220V ，低壓用電設備。工業(yè)企業(yè)內部輸送、分配電能的