計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)(第11章)課件

計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)第11章安全用電知識(shí)1/3/20231本章要點(diǎn)

電流對(duì)人體的作用觸電形式與觸電急救保護(hù)接地和保護(hù)接零電氣防雷、防火和防爆靜電的防護(hù)1/3/20232浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系目錄11.1電流對(duì)人體的作用11.1.1電流對(duì)人體的傷害11.1.2安全電流及有關(guān)因素11.1.3安全電壓和人體電阻1/3/20233浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.1電流對(duì)人體的作用

11.1.1電流對(duì)人體的傷害如果不遵守操作規(guī)程或粗心大意，人體接觸到電氣設(shè)備的帶電部分，以致引起局部受傷或死亡的現(xiàn)象稱為觸電。按人體的損傷程度不同觸電可分為電擊和電傷兩種。1.電擊電擊是指電流流過人體時(shí)，在人體內(nèi)部造成人體器官的損傷，當(dāng)通過人體的電流很微小時(shí)，則僅觸電部分的肌肉發(fā)生痙攣，若通過人體的電流超過一定值時(shí)，肌肉的痙攣將迅速加劇，使得觸電者不能自覺脫離帶電體。最后由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的麻痹，使呼吸及心臟跳動(dòng)停止，以致于死亡。2.電傷電傷是指人體外部的損傷，例如電弧的燒傷等。

1/3/20235浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.1.2安全電流及有關(guān)因素

觸電時(shí)直接傷害人體的因素是電流。傷害程度與通過人體的電流大小有關(guān)，電流越大，傷害越厲害。實(shí)驗(yàn)證明，常見的50Hz至60Hz工頻電流的危險(xiǎn)性最大，高頻電流的危害性較小。當(dāng)交流電(50Hz)電流大于10mA、直流電超過50mA時(shí)，觸電者已難于擺脫電源，觸點(diǎn)位置感到劇痛。電流大小對(duì)人體的影響如表11-1所列。

1/3/20236浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系表11-1不同電流對(duì)人體的影響

序號(hào)

觸電電流(mA)

觸電反應(yīng)交流電(50HZ)

直流電

1234567

0.6—1.52--35--78--lO20--2550--8090--lOO

開始有針麻感有強(qiáng)烈的針麻感肌肉有抽搐現(xiàn)象已難于擺脫電源，體感劇痛不能擺脫電源，劇痛、麻痹、呼吸困難心臟震顫、呼吸急促呼吸急促、心臟麻痹或停跳

無感覺無感覺有刺痛感、灼熱感灼熱感增加抽搐劇痛、抽痙，呼吸困難呼吸麻痹

1/3/20237浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.1.3安全電壓和人體電阻

通過人體的電流值取決于所受的電壓和人體電阻。人體各處電阻不一，其中肌肉和血液的電阻較小，皮膚的電阻最大，干燥的皮膚電阻約為～(Ω)。當(dāng)表皮角質(zhì)破壞時(shí)降到800～1000(Ω)。人體的電阻還與觸電持續(xù)時(shí)間有關(guān)，時(shí)間越長電阻越小，一般以1000(Ω)計(jì)算。觸電時(shí)的接觸面積、皮膚的潮濕、骯臟程度等對(duì)電阻的影響也很大。根據(jù)觸電危險(xiǎn)電流和人體電阻，可計(jì)算出安全電壓為36（V）。但電氣設(shè)備環(huán)境越潮濕，使用安全電壓就越低。

一般來說，在人體干燥時(shí)，65(V)以上的電壓是危險(xiǎn)的，潮濕時(shí)36(V)以上的電壓就有危險(xiǎn)，因此國家規(guī)定在一般情況下36(V)為安全電壓。但如果在潮濕場(chǎng)所或在金屬構(gòu)架上工作，安全電壓等級(jí)還要降低，通常為24(V)或12(V)。

1/3/20238浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.2觸電形式與觸電急救

11.2.1觸電形式

觸電的形式很多，但觸電種類大致可分為以下四種。1.單相觸電當(dāng)人體站在地面或接地體上，而人體的其他部位觸及電氣設(shè)備的一相電源而觸電則稱為單相觸電。另外，對(duì)于高壓電源，當(dāng)人體與電流之間超過了安全距離，則電流會(huì)對(duì)人體放電，造成單相接地而引起的觸電也屬于單相觸電方式。在觸電事故中，大部分屬于這種情況。根據(jù)供電系統(tǒng)中中性點(diǎn)是否接地，單相觸電又分為中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電和中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電。(1)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電在三相四線制供電系統(tǒng)中，中性點(diǎn)一般都是接地的，當(dāng)人體與任一根相線接觸時(shí)，即有電流通過人體，如圖11-1(a)所示。其電流大約為220(mA)，很顯然這是危險(xiǎn)電流。所以工程上所說的低壓并不是安全電壓。至于有時(shí)偶爾觸及220(V)的電源而未造成傷亡事故，是因?yàn)榇┲^緣性能良好的鞋子或站在干燥的地板上而增加了電阻值的緣故。

1/3/202310浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系a)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電b)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電圖11-1單相觸電示意圖

1/3/202312浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系圖11-2兩相觸電示意圖

1/3/202314浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系3.跨步電壓觸電當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞或線路的一相斷線落地時(shí)，落地點(diǎn)的電位就是導(dǎo)線的電位，電流就會(huì)從落地點(diǎn)（或絕緣損壞處）流入地中。離落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，電位越低。根據(jù)實(shí)際測(cè)量，在離導(dǎo)線落地點(diǎn)20m以外的地方，由于入地電流非常小，地面的電位近似等于零。如果有人走近導(dǎo)線落地點(diǎn)附近，由于人的兩腳電位不同，則在兩腳之間出現(xiàn)電位差，這個(gè)電位差叫作跨步電壓。離電流入地點(diǎn)越近，則跨步電壓越大；離電流入地點(diǎn)越遠(yuǎn)，則跨步電壓越小;在20m以外，跨步電壓很小，可以看作為零?？绮诫妷河|電情況，如圖11-3所示。當(dāng)發(fā)現(xiàn)跨步電壓威脅時(shí)應(yīng)趕快把雙腳并在一起，或趕快用一條腿跳著離開危險(xiǎn)區(qū)，否則，因觸電時(shí)間長，也會(huì)導(dǎo)致觸電死亡。

1/3/202315浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系圖11-3跨步電壓觸電示意圖

1/3/202316浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系4.接觸電壓觸電電氣設(shè)備的殼體在正常情況下是不帶電的，但如果內(nèi)部絕緣損壞產(chǎn)生漏電時(shí)，其外殼將帶電。此時(shí)，人體與帶電外殼相接觸便會(huì)觸電，稱為接觸電壓觸電。接觸電壓等于相電壓減去人體站立點(diǎn)的地面電位，人體站立點(diǎn)離接地點(diǎn)越近，所受的接觸電壓越小，反之，接觸電壓就越大。此外，接地裝置的接地電阻越小，人所承受的電壓也越小。如果電氣設(shè)備的接地線斷路，根本無接地線，人體所承受的電壓即為相電壓，即與單相觸電的情況相同。

1/3/202317浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.2.2觸電急救

當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)搶救。方法是首先迅速切斷電源，或采用絕緣物品如干木棒等迅速使電源線斷開，使觸電者脫離電源。當(dāng)觸電者脫離電源被救下以后，如果處于昏迷狀態(tài)，但尚未失去知覺，應(yīng)使觸電者在空氣流通的地方靜臥休息；同時(shí)請(qǐng)醫(yī)生前來或送醫(yī)院診治。如果觸電者有心跳但呼吸停止時(shí)需用人工呼吸的方法進(jìn)行搶救。觸電者既無心跳又無呼吸時(shí)，應(yīng)采用胸外擠壓法與人工呼吸法同時(shí)進(jìn)行。1/3/202318浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.3保護(hù)接地和保護(hù)接零

為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設(shè)備采取接地措施。按接地目的的不同，可分為工作接地和保護(hù)接地。

1/3/202320浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.3.1工作接地

為了保證電氣設(shè)備在正常和事故情況下可靠地工作，常將系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地，這種接地方式稱為工作接地，如圖11-4所示。

如果系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，當(dāng)一相接地而人體觸及另外兩相中的任意一相時(shí)，觸電電壓將為線電壓。但在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，觸電電壓等于或接近相電壓，從而降低了觸電電壓，同時(shí)也降低了電氣設(shè)備和輸電線的絕緣水平。

1/3/202321浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.3.2保護(hù)接地

將電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬外殼或構(gòu)架與大地作良好的電氣聯(lián)接稱為保護(hù)接地。在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，當(dāng)接到這個(gè)系統(tǒng)中的某臺(tái)電動(dòng)機(jī)由于其內(nèi)部絕緣損壞而使機(jī)殼帶電時(shí)，如果此時(shí)人體觸及機(jī)殼，將有電流通過人體，并與分布電容構(gòu)成回路從而使人觸電，如圖11-5（a）所示。如果電動(dòng)機(jī)采取了保護(hù)接地，則當(dāng)人體觸及外殼時(shí)，人體與接地裝置構(gòu)成并聯(lián)支路，且由于人體電阻比接地電阻大得多，因此，由于分流作用，流過人體的電流變得很小，從而避免了觸電的危險(xiǎn)，如圖11-5(b)所示。

在中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中不宜采用保護(hù)接地。

1/3/202323浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系圖11-5保護(hù)接地

1/3/202324浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系圖11-6保護(hù)接零

1/3/202326浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系(2)在采用保護(hù)接零時(shí)，接零的導(dǎo)線必須接牢固，以防脫線。在零線上不允許裝熔斷器和開關(guān)。(3)為使火線碰殼時(shí)保護(hù)電器可靠地動(dòng)作，要求接零、接地保護(hù)的導(dǎo)線要粗，阻抗不能太大，接地電阻一般規(guī)定不超過4(Ω)。因此，接地裝置的安裝要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定。在安裝完畢后，必須定期嚴(yán)格檢測(cè)接地電阻值，判斷其是否合乎要求。(4)中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)采用保護(hù)接零，中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)采用保護(hù)接地，不能搞錯(cuò)。

1/3/202327浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.3.4重復(fù)接地

采用保護(hù)接零時(shí)，除系統(tǒng)中點(diǎn)接地外，還必須在零線上的其它部分進(jìn)行重復(fù)接地，按照水利水電部《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ-76的規(guī)定：架空線的干線和支線的終端以及沿線每隔1公里，零線必須重復(fù)接地，電纜或架空線在進(jìn)入廠區(qū)后，距離線路重復(fù)接地處50米以上者，必須重復(fù)接地。如果不進(jìn)行重復(fù)接地，當(dāng)線路中的零線發(fā)生斷路時(shí)，在斷路點(diǎn)以后的線路及電器設(shè)備就相當(dāng)于中性點(diǎn)未接地，此時(shí)若發(fā)生單相短路故障時(shí)，則中性點(diǎn)相對(duì)于地電壓升高了倍，即接近線電壓，對(duì)人身危害很大。

1/3/202328浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.4電氣防雷、防火和防爆

11.4.1雷電的防護(hù)

1.雷電現(xiàn)象在大氣的云層中，總是帶有一些正電荷或負(fù)電荷。隨著電荷的逐漸積累，電壓也在逐漸升高。當(dāng)帶有不同電荷的云層接近到一定程度產(chǎn)生非常強(qiáng)大的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生激烈的放電，出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光。放電時(shí)溫度可高達(dá)2萬度左右，使得附近的空氣受熱而產(chǎn)生急劇膨脹，發(fā)出震耳的轟鳴聲，這就是雷電現(xiàn)象。雷電現(xiàn)象的出現(xiàn)次數(shù)與地區(qū)的地理環(huán)境有關(guān)，一般來說是熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)多，山區(qū)比平原多，平原比沙漠地帶多。2.雷電的危害性雷電的危害性主要有以下三種方式：(1)直接雷擊：不同電荷的云層之間，云層與地面之間在放電時(shí)電位差可達(dá)到幾百萬伏以上，放電的時(shí)間極短，而放電時(shí)電流極大，這種放電過程通過建筑物、電氣設(shè)備和人畜時(shí)，將造成破壞和傷亡。

1/3/202330浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系(2)靜電感應(yīng)雷擊：由于雷電云層影響，使物體，包括建筑物因靜電感應(yīng)而帶有與雷電云層不同的電荷，或是雷電云層與地面建筑物放電時(shí)，因建筑物與大地間的導(dǎo)電性能不好，而使建筑物與大地之間，在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很高的電位差(可達(dá)到1千伏～10千伏)，這時(shí)就會(huì)在物體與大地或物體與物體之間產(chǎn)生放電，造成建筑物及電氣設(shè)備的破壞。(3)電磁感應(yīng)雷擊：在雷電通過的地方附近，產(chǎn)生變化很快的強(qiáng)磁場(chǎng)，處在這種磁場(chǎng)中的導(dǎo)體因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生幾萬伏的電壓，如果這些導(dǎo)體是閉合回路，則在導(dǎo)體內(nèi)形成極大的電流；如果這些導(dǎo)體兩端不閉合，但兩端靠得很近，就會(huì)產(chǎn)生氣隙火花放電，造成物體受熱燒壞。雷電的破壞作用是綜合性的，包括電性質(zhì)、熱性質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)的破壞作用。

1/3/202331浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系3.防雷電措施根據(jù)不同的保護(hù)對(duì)象應(yīng)采取相應(yīng)的防雷電措施。（1）人身防雷電措施雷雨天，人們應(yīng)盡量避免在野外逗留。若必須到戶外時(shí)，應(yīng)穿好雨衣。在建筑物或大樹下避雨時(shí)，一定要離開墻壁或樹干。雷雨天，人們應(yīng)盡量離開河邊及煙囪、旗桿等地方。在室內(nèi)，也要防止雷電侵入波的傷害，應(yīng)盡量離開照明用線、電話線、各類天線。同時(shí)應(yīng)關(guān)好門窗，防止“雷球”進(jìn)入室內(nèi)造成危害。操作人員不能在雷雨天到室外檢查線路。（2）防止直接雷擊措施安裝避雷線、避雷針是防止直接雷擊的有效措施。避雷針又分獨(dú)立避雷針和附設(shè)避雷針。獨(dú)立避雷針是離開建筑物單獨(dú)安裝的，而附設(shè)避雷針是安裝在建筑物頂部的。裝有避雷針的建筑物，在建筑物頂部的所有金屬導(dǎo)體都必須與避雷針連接成一個(gè)整體。

1/3/202332浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系（3）防止感應(yīng)雷擊措施防止感應(yīng)雷擊的主要措施是將保護(hù)物接地。感應(yīng)雷擊，特別是靜電感應(yīng)雷擊能產(chǎn)生很高的沖擊電壓。為防止這種電壓的產(chǎn)生，必須將建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備、金屬管道等裝有良好的接地裝置，這類接地裝置可以和其他接地裝置共用。

1/3/202333浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.4.2電氣防火和防爆

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生事故時(shí)，很容易引起火災(zāi)，甚至爆炸，因此要積極預(yù)防。引起電氣設(shè)備火災(zāi)或爆炸的原因很多，主要有：(1)電網(wǎng)中的火災(zāi)大都是由短路引起的，短路時(shí)導(dǎo)線中的電流劇增，產(chǎn)生的大量熱量引起燃燒，甚至熔化金屬導(dǎo)線。短路一般發(fā)生在絕緣層損壞的地方，絕緣層易損的地方多在兩導(dǎo)線接觸點(diǎn)、導(dǎo)線穿墻部分、用金屬器件連接導(dǎo)線的接頭等。中性點(diǎn)接地的電氣設(shè)備中由于一相或多相接地也容易造成短路。(2)線路或電氣設(shè)備長期過負(fù)荷運(yùn)行，電流長期超過允許電流，可能使線路上的導(dǎo)線絕緣層燃燒，還可能使變壓器及油斷路器的油溫過高，在電火花或電弧作用下燃燒并爆炸。

1/3/202334浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系(3)導(dǎo)線接頭處接觸電阻過大，電路中的開關(guān)及觸點(diǎn)接觸不良，電氣設(shè)備連續(xù)運(yùn)行或過載時(shí)，該處過熱引起燃燒。如電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器、蓄電池、家用電器及電表等的導(dǎo)線與接線柱接觸不良或虛接，時(shí)間一長該處不斷打火，嚴(yán)重時(shí)燒毀絕緣層、熔化接線柱引起火災(zāi)。(4)周圍空間有爆炸性混合物或氣體時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)換向器上的火花或靜電火花都有可能。(5)使用電氣設(shè)備違反規(guī)定，例如電爐、電烙鐵等使用后忘記切斷電源，時(shí)間長了就有可能引起火災(zāi)。

1/3/202335浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系預(yù)防電火災(zāi)的措施有兩個(gè)方面，一方面是妥善處理電力網(wǎng)和電氣設(shè)備周圍的易燃易爆物品，使它們遠(yuǎn)離可能引起火災(zāi)的地方，按火災(zāi)危險(xiǎn)性選擇房屋的耐火度及設(shè)備的安裝環(huán)境等。另一方面是消滅引起電火災(zāi)的火源，有針對(duì)性的加以防范。其主要措施是：(1)根據(jù)使用場(chǎng)所條件合理選擇電氣設(shè)備的類型，對(duì)于容易引起火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，使用和安裝電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)選用防爆型、密封型等合適的類型。(2)電力網(wǎng)合理布線，采用規(guī)定的導(dǎo)線，規(guī)定的布線方法(明裝、暗裝)等，嚴(yán)格遵守規(guī)定的導(dǎo)線間距、穿墻方式、絕緣瓷瓶或套管等。

1/3/202336浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系(3)采用正確的繼電保護(hù)措施，如短路保護(hù)、過流保護(hù)等。(4)監(jiān)視電氣設(shè)備運(yùn)行情況，防止過負(fù)荷運(yùn)行。(5)要定期檢查，保持電氣設(shè)備通風(fēng)良好，及時(shí)排除事故隱患。(6)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和有關(guān)規(guī)定。萬一發(fā)生了電火災(zāi)，首先要切斷電源，然后滅火并及時(shí)報(bào)警。若不切斷電源會(huì)擴(kuò)大事故并造成救火者觸電。

1/3/202337浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.5靜電的防護(hù)11.5.1靜電感應(yīng)11.5.2靜電屏蔽11.5.3防止靜電危害的措施1/3/202338浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.5靜電的防護(hù)

11.5.1靜電感應(yīng)

將一導(dǎo)體放在電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的自由電荷將做定向移動(dòng)，然后達(dá)到平衡，導(dǎo)體兩端各帶等量異性電荷，這種現(xiàn)象稱為靜電感應(yīng)。靜電是普遍存在的物理現(xiàn)象。其產(chǎn)生的原因有：兩物體之間互相摩擦可產(chǎn)生靜電，處在電場(chǎng)內(nèi)的金屬物體會(huì)感應(yīng)靜電，施加過電壓的絕緣導(dǎo)體會(huì)殘留靜電。

1/3/202339浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系11.5.2靜電屏蔽

金屬導(dǎo)體和金屬網(wǎng)能夠把外界的電場(chǎng)遮擋住，使其內(nèi)部不受外界電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象稱之為靜電屏蔽，如圖11-7所示。應(yīng)用靜電屏蔽可以保護(hù)儀器、設(shè)備免遭外電場(chǎng)影響。如某些精密儀器為了免受外電場(chǎng)的干擾而將其置于金屬罩內(nèi)，某些電子設(shè)備、通信電纜電源部分采用的屏蔽線，在超高壓作業(yè)時(shí)利用均壓