電氣安全第1章

電氣安全徐義忠5225103113962305532上課課時：32課時成績分布：平時30%，期末：70%。平時成績由作業(yè)和課堂表現(xiàn)進行總評。第一章電氣安全基礎第一節(jié)電氣安全問題立論第二節(jié)電氣危害第三節(jié)絕緣技術基礎第四節(jié)接地技術基礎第五節(jié)環(huán)境技術基礎第六節(jié)電氣產品的安全認證第一節(jié)電氣安全問題立論一、電氣安全問題的背景1、社會背景各類“電”系統(tǒng)產生的危害2、自然背景自然界雷電、靜電等產生的危害3、技術發(fā)展規(guī)律背景理論（如物理學）研究突破→趨利應用→形成工程體系→負面作用顯現(xiàn)→避害對策4、學科背景問題本身的基礎性、所涉及學科的廣泛性與理論深度、工程體系的系統(tǒng)性與綜合性二、電氣安全問題的工程現(xiàn)狀1）對比知不足——與IEC標準對比，與先進國家單位用電量事故率對比。2）學習與進步——與先進標準接軌。接軌力度：從等效采用，到等同采用。3）努力的方向——更新觀念，糾正錯誤，普及知識，發(fā)展技術。

三、本課程研究范圍和重點面向非專業(yè)場所，面對非專業(yè)人員，研究各類電氣危害產生的機理和特性參數(shù)計算，并提出有效的技術防護措施。

關鍵詞：兩個“非”，“技術措施”第二節(jié)電氣危害一、電氣危害分類

二、電氣危害的主要加害源簡介

1、供配電系統(tǒng)危害對象：系統(tǒng)自身；系統(tǒng)所處環(huán)境中的其他事物。

2、雷電、靜電等危害對象：所處環(huán)境中的其他事物，包括電氣電子系統(tǒng)和建（構）筑屋等。

三、電氣危害的特點

1、非直觀性。

2、途徑廣。

3、能量大小懸殊，譜密度多樣。

4、作用時間長短不一。

5、關聯(lián)性。危害間、危害與防護措施間、不同防護措施相互之間。

四、電氣危害的規(guī)律1、電氣危害總是緣于電能的非期望分配。理解某種危害產生機理的最基本依據(jù)。2、電氣危害的發(fā)生一定伴生著電氣參量的變化。變化：量值大小，特征、組合特性等。判斷某種危害是否發(fā)生的關鍵。第三節(jié)絕緣技術基礎一、絕緣材料絕緣材料——導電能力很小的一類材料的總稱，又稱電介質。本質特征：材料中基本沒有可自由移動的載流子。參數(shù)界定：電阻率不低于107Ω·m。用途：對帶電導體進行封閉、隔離。物態(tài)：氣體、液體、固體絕緣。典型材料：空氣、變壓器油、塑料……1、絕緣材料的電氣參數(shù)（1）絕緣電阻率。ρ>107Ω·m。與溫度反相關，溫度特性與導體相反。（2）介質損耗因數(shù)。1）介質損耗。交變電壓作用下絕緣介質中產生的有功功率損耗，簡稱介損。2）介損機理探討。交變電壓作用下介質中主要會產生泄漏和極化兩種現(xiàn)象。泄漏即介質中少量載流子在電壓作用下發(fā)生的定向運動，產生電流，由此產生的損耗叫做電導損耗或泄漏損耗。

極化又分有損與無損極化。

無損極化：中性分子在外電場作用下正、負電荷中心分離但外電場消失后會重新重合，無能量消耗，又稱彈性極化。

有損極化：偶極子在外電場作用下重新取向，外電場消失后不復原，有能量消耗，又稱非彈性極化。介質等效電路。三個支路解釋。理想介質實際介質3）介質損耗角δ。介損功率與介質體積、外加電壓等有關，不能表征材料的性質。介損角δ只與材料有關。工程上一般測量介損角正切值tanδ，稱為介損因數(shù)。理想介質相量圖實際介質（3）介電強度。指絕緣不被擊穿所能承受的最大電場強度，又稱介質強度。介電強度不僅與絕緣材料本身的性質有關，還與外加電場的形式有關。如直流與交流電壓作用下，介質的介電強度可能不同。介質介電強度受環(huán)境條件影響較大，如溫度、濕度、壓力等。舉例：正常條件下空氣介電強度為3kV/mm。小結：絕緣材料的最常見電氣參數(shù)為：絕緣電阻率、介質損耗角（或介損因數(shù)）和介電強度。這些參數(shù)只與介質材料有關，與介質形狀、體積等無關。介質材料電氣參數(shù)受溫度、濕度等環(huán)境條件影響較大。2、絕緣材料耐熱分級在保證壽命的前提下，根據(jù)絕緣材料所能長期承受的最高工作溫度，可將它們分為若干等級。耐熱等級YAEBFH長期允許使用的最高溫度/°C90105120130155180絕緣耐熱分級有時又稱為絕緣等級，注意不要與絕緣強度參數(shù)混淆。使絕緣壽命減半的額外溫升，Y級絕緣為8℃，B級為10℃，H級為12℃。二、絕緣結構及分類1、絕緣結構的概念由一種或若干種絕緣材料構成的絕緣體，稱為絕緣結構。絕緣結構可理解為由絕緣材料所加工成的零件在電氣設備上的特定應用方式。絕緣結構按功能可分為工作絕緣和保護絕緣。

2、按保護功能區(qū)分的絕緣形式（1）基本絕緣。帶電部件上對觸電起基本保護作用的絕緣結構。（介紹工作絕緣）（2）附加絕緣。為在基本絕緣損壞情況下防止觸電而附加在基本絕緣之外的一種獨立絕緣結構，又稱輔助絕緣。（3）雙重絕緣。由基本和附加絕緣共同構成的絕緣結構。基本絕緣和附加絕緣是可以分開的，各自本身就是一個獨立的絕緣結構。（4）加強絕緣。相當于雙重絕緣保護程度的單獨絕緣結構，由一種或若干種絕緣材料構成，但不能分拆，是一個整體。a、b、c、d——雙重絕緣e、f——加強絕緣三、絕緣檢測1、絕緣電阻測試1）測試設備。兆歐表。2）測試內容。吸收比，絕緣電阻。吸收比：屏蔽極應用偏轉角為Rx的一元函數(shù)絕緣電阻＝R∞2、介損角正切值tanδ測試1）測試設備。介損電橋，又稱西林電橋。2）測試結果。介損角正切值。正接線—試件不接地反接線—試件接地第四節(jié)接地技術基礎一、電氣地與電氣接地

電氣“地”：可用作為參考電位且電容無窮大的物體。用作參考電位:任何擾動下，電位都保持不變。（這一點實際上不可能完全做到）電容無窮大：可提供或接受任意多的電荷。

電氣“接地”：將電氣系統(tǒng)或裝置上導體的某一部分與電氣“地”進行電氣連接的技術措施。二、接地的分類功能性接地，保護性接地，電磁兼容接地。1、功能性接地為保證系統(tǒng)（設備）正常工作，或為保證系統(tǒng)（設備）正確可靠地實現(xiàn)其功能所作的接地。過去又稱為工作接地。例如：系統(tǒng)中性點接地，單極直流輸電系統(tǒng)大地回流極接地。2、保護性接地以人身和（或）設備安全為目的的接地。如：安全保護接地防雷接地防靜電接地陰極保護接地3、電磁兼容接地為達到電磁兼容的要求所作的接地。又稱高頻接地。三、接地裝置原理構成及接地電阻1、構成：由接地體（金屬）、接地線構成接地體周圍的土壤、巖石等雖然不是接地裝置的構成部分，但對接地的電氣性能影響很大，可視為與接地裝置相關的外部因素。接地體作用：獲取基準電位，提供電荷通。接地線作用：將接地體連接點引至地面以上并與接地系統(tǒng)或設備相連。

2、接地電阻

R——直流接地電阻；

Ra——工頻接地電阻；

Rsh——沖擊接地電阻；

UE——接地點與無窮遠大地參考點間直流電壓；

IE——流入接地點的直流電流；

α——沖擊系數(shù)，一般小于1。

四、地電位與地面（地中）電位分布地電位：即參考0電位，指距接地點無窮遠處的大地電位。相當于等效電路圖中接地電阻下端電位。地面（地中）某一點電位：當接地體有電流通過時，附近地面（地中）某一點以無窮遠大地為參考點的實際電位。最高值等于等效電路圖中接地電阻上端電位。地中等位面（剖面圖）地面等位線（俯視圖）

關于接地裝置的利用方式問題第五節(jié)環(huán)境技術基礎一、環(huán)境技術與電氣安全的關系研究電氣設備（系統(tǒng)）性能與環(huán)境狀況之間關系的技術，叫做環(huán)境技術。環(huán)境技術主要包括兩方面的內容：（1）環(huán)境條件。（2）環(huán)境試驗。二、環(huán)境條件我國傳統(tǒng)的稱謂為“環(huán)境條件”。IEC關于“外部條件”的概念內涵更深刻，而環(huán)境條件屬于外部條件的一個組成部分。根本區(qū)別：是否包括環(huán)境中人及與人相關的因素。按IEC“外部條件”進行介紹。三、環(huán)境試驗（1）自然暴露試驗。最準確，最難實施，很難重復，時效性最差。（2）現(xiàn)場試驗。時效性較好，有一定可重復性，結果可行度取決于試驗內容和方法。（3）人工模擬試驗?？呻S時重復進行，時效性好，結果可信度高度存疑。

第六節(jié)電氣產品的安全認證一、電氣產品安全認證的基本概念

1、認證與認證制度認證（Certification）：由權威機構根據(jù)當事人提供的資料和其他信息，對某一事物、行為或活動的本質或特征，經確認屬實后給予的證明。要件：被認證對象、認證機構、認證依據(jù)。認證制度：為實施認證活動而建立的一套規(guī)則、程序和管理制度，一般以法律或行政法