第二章直接接觸電擊防護

電力工程系DepartmentofElectricalEngineering電氣安全技術(shù)2023/2/6第二章直接接觸電擊防護電擊防護基本準則：在正常情況或在單故障情況下，易觸及的可導電部分均應是無危險的。所謂“易觸及的可導電部分”包括了電氣設備上的“帶電部分”和“外漏可導電部分”。帶電部分：正常使用時要被通電的導體或可導電部分外漏可導電部分：電氣設備能觸及的可導電部分。正常情況下不帶電，但在故障情況下可能帶電。2023/2/63

直接接觸防護a．防止電流經(jīng)由身體的任何部位通過；b．限制可能流經(jīng)人體的電流，使之小于電擊電流?；敬胧航^緣、屏護、間距間接接觸防護a．防止故障電流經(jīng)由身體的任何部位通過；b．限制可能流經(jīng)人體的故障電流，使之小于電擊電流c．在故障情況下觸及外露可導電部分時，可能引起流經(jīng)人體的電流等于或大于電擊電流時，能在規(guī)定的時間內(nèi)自動斷開電源。2023/2/64定義：利用絕緣材料對帶電體進行封閉和隔離。作用：防止設備、元件短路；防止觸電。絕緣是衡量電氣設備壽命的指標第一節(jié)絕緣2023/2/65定義：又稱電介質(zhì)，凡由電阻系數(shù)大于的物質(zhì)構(gòu)成的材料，在電工技術(shù)上便稱為絕緣材料。種類：①氣體絕緣材料，常用的有空氣、氮、氫、二氧

化碳和六氟化硫等；電氣設備舉例：空氣斷路器、真空斷路器、氫冷發(fā)電機、SF6斷路器1絕緣材料2023/2/66②液體絕緣材料，常用的有從石油原油中提煉出來的絕緣礦物油，十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯聯(lián)苯等合成油以及蓖麻油；電氣設備舉例：油浸式變壓器、多油斷路器、少油斷路器、充油電纜、電容器注意：防水、防雜質(zhì)（變壓器）2023/2/67③

固體絕緣材料，常用的有樹脂絕緣漆，紙、紙板等絕緣纖維制品，漆布、漆管和綁扎帶等絕緣浸漬纖維制品，絕緣云母制品，電工用薄膜、復合制品和粘帶，電工用層壓制品，電工用塑料和橡膠、玻璃、陶瓷等。分類：有機、無機、復合絕緣子、干式變壓器鋼化玻璃絕緣子串、支柱式絕緣子干式變壓器2023/2/69①對絕緣材料的基本要求良好的介電性能良好的耐熱性能導熱性與耐潮性，較高的力學強度，且又便于加工②絕緣材料的性能指標絕緣電阻率ρ(或電導γ)、相對介電常數(shù)εr

、介質(zhì)損耗角tanδ2絕緣材料的電氣性能2023/2/610絕緣電阻和絕緣電阻率在正常工作時（穩(wěn)態(tài)），漏導電流決定了絕緣材料的導電性，因此，漏導支路的電阻越大，說明材料的絕緣性能越好。泄漏電流Ii吸收電流Ia充電電流IC2023/2/611（2）溫度、濕度、雜質(zhì)含量、電磁場強度的增加都會降低電介質(zhì)材料的電阻率。表面電阻率ρs

：指材料表面對電流流通的阻力系數(shù)。

1Ωm＝106Ωmm2/m，含義是：如果該材料的電阻率為1Ωm，則用該材料作成1m長、截面為1mm2的細棒時，從兩端測得的電阻為106Ω。表面電阻率的單位為Ω

Rs＝ρsL／Ss，即ρs＝RsSs／L

則得

ρs＝RsLs／L

LLs介電常數(shù)

介電常數(shù)是表征電介質(zhì)極化特征的性能參數(shù)。(儲電能力，又稱相對電容率)

絕緣材料的介電常數(shù)受電源頻率、溫度、濕度等因素而產(chǎn)生變化。通過測量介電常數(shù)，能夠判斷電介質(zhì)受潮程度。

2023/2/613介質(zhì)損耗和介質(zhì)損耗角總結(jié)：

①介質(zhì)損耗將使介質(zhì)發(fā)熱，是介質(zhì)熱擊穿的根源。

②電氣設備中使用的電介質(zhì)，要求它的tanδ值愈小愈好。③影響絕緣材料介質(zhì)損耗的因素：頻率、溫度、濕度、輻射、電場強度

在交流電壓作用下，電介質(zhì)中的部分電能不可逆地轉(zhuǎn)變成熱能，這部分能量叫做介質(zhì)損耗。

介質(zhì)損耗一種是由漏導電流引起的；另一種是由于極化引起的。單位體積內(nèi)介質(zhì)損耗功率公式推導Pc＝UIcosφ＝U2cosφ／Xc＝ωcU2cosφ

（1）∵δ＝90°－φ，對介質(zhì)來說δ值很小約3度左右∴sinδ＝tanδcosφ＝sin（90°－φ）＝sinδ＝tanδ

（2）Wc＝0.5CU

2＝0.5（εS／d）×（Ed）2

＝0.5εE

2Sd即CU

2＝εE2Sd

（3）將（2）、（3）代入（1）式得Pc＝ωεE

2SdtanδP＝Pc／Sd＝ωεE

2tanδ

3

絕緣的破壞

①絕緣擊穿

當施加于電介質(zhì)上的電場強度高于臨界值時，會使通過電介質(zhì)的電流突然猛增，這時絕緣材料被破壞，完全失去了絕緣性能，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿。發(fā)生擊穿時的電壓稱為擊穿電壓，擊穿時的電場強度簡稱擊穿場強。

氣體電介質(zhì)擊穿機理（由碰撞電離導致的電擊穿）液體電介質(zhì)擊穿機理（由電子碰撞電離導致?lián)舸┕腆w電介質(zhì)擊穿機理（電、熱、放電、電化學）傳導帶的概念在高壓絕緣理論中，純凈均勻介質(zhì)材料的原子結(jié)構(gòu)，其電子所在各軌道層的位置，從內(nèi)到外分為價帶、能區(qū)和傳導帶三個區(qū)域。其中價帶中的電子被共價鍵所約束，活動能力低；能區(qū)就是一個門坎，電子越不過這個門坎就到不了傳導帶。傳導帶又叫導電帶，其內(nèi)的電子活動性強，處于價帶中的電子只有獲得各種刺激或激發(fā)，得到足夠的能量，才能越過能區(qū)的阻擋進入傳導帶，成為活動性強的電子。當電介質(zhì)傳導帶中的電子無限增加到一定程度時，電介質(zhì)的絕緣性能就遭到破壞。傳導帶能區(qū)價帶2023/2/618②絕緣老化電氣設備在運行過程中,其絕緣材料由于受熱、電、光、氧、機械力(包括超聲波)、輻射線、微生物等因素的長期作用，產(chǎn)生一系列不可逆的物理變化和化學變化，導致絕緣材料的電氣性能和機械性能的劣化。熱老化（低壓設備）電老化（高壓設備，局部放電）局部放電的概念

局部放電是一種在高壓設備絕緣中發(fā)生的非擊穿性放電現(xiàn)象。它會降低材料的絕緣性能。一般分為以下三種類型：（a）內(nèi)部放電（b）表面放電：從帶電導體到介質(zhì)表面所發(fā)生的放電現(xiàn)象。它常常發(fā)生在電纜接頭和電動機繞組的出線端，也就是絕緣材料與導體的表面結(jié)合處。（c）電暈放電：高壓帶電導體在氣體介質(zhì)中的局部放電現(xiàn)象E-+U③絕緣損壞絕緣損壞是指由于不正確選用絕緣材料，不正確地進行電氣設備及線路的安裝，不合理地使用電氣設備等，導致絕緣材料在較短或很短的時間內(nèi)失去其電氣性能或機械性能的現(xiàn)象。對策：（1）避開有腐蝕性物質(zhì)和外界高溫的場所；

（2）正確使用和安裝電氣設備和線路，保持過流、過熱保護裝置的完好；

（3）嚴禁亂拉亂扯，防止機械性損傷絕緣物；

（4）應采取防止小動物損傷絕緣的措施。

4絕緣檢測和絕緣試驗

目的：檢查電氣設備或線路的絕緣指標是否

符合要求。

內(nèi)容：主要包括絕緣電阻試驗、工頻耐壓試

驗、泄漏電流試驗(吸收比)和介質(zhì)損

耗試驗

絕緣電阻的測量兆歐表

耐壓試驗電氣安全用具保證操作者安全地進行電氣工作必不可少的工具?；景踩镁撸褐冈谧鳂I(yè)過程中能長時間直接與帶電設備發(fā)生工作接觸，而不使工作人員觸電的絕緣工器具。這種絕緣工器具，能長時間承受相應等級的工作電壓。如高壓絕緣棒、高壓驗電器、絕緣夾鉗等。輔助安全用具，指絕緣強度不高，不能承受高壓電氣設備線路的工作電壓，只對基本安全用具絕緣的加強及保護作用，是用來防止接觸電壓、跨步電壓、電弧燒灼對操作人員傷害的用具如絕緣手套、絕緣靴（鞋）、絕緣墊、絕緣臺等。不允許用輔助絕緣安全用具直接與高壓電氣設備的帶電部分接觸。

絕緣用具：絕緣棒（令克棒）絕緣棒：又稱令克棒、絕緣拉桿、操作桿等。一般用電木、膠木、環(huán)氧玻璃制成的管或棒制成。由工作頭、絕緣桿和握柄三部分構(gòu)成。它供在閉合或斷開高壓跌落式熔斷器、隔離開關(guān)，裝拆攜帶式接地線，以及進行測量和試驗時使用。絕緣用具絕緣棒（令克棒）使用保管注意事項：操作前，棒面應用清潔的干布擦凈；操作時應戴絕緣手套、穿絕緣靴或站在絕緣臺（墊）上，并注意防止碰傷表面絕緣層；型號規(guī)格符合規(guī)定；雨雪天氣室外操作應使用防雨型令克棒；按規(guī)定進行定期試驗應存放在干燥處所，不得與墻面地面接觸，以保護絕緣表面。

絕緣安全用具：絕緣夾鉗絕緣夾鉗是用來帶電執(zhí)行安裝或拆卸高壓保險器或類似工作的工具。使用注意事項：操作時戴絕緣手套、穿絕緣靴及戴護目鏡，并必須在切斷負載的情況下進行操作；操作前，夾鉗表面應用清潔的干布擦凈；雨雪或潮濕天氣操作應使用專門防雨夾鉗；按規(guī)定進行定期試驗。高壓驗電器驗電器使用注意事項：(1)為確保設備或線路不再帶有電壓，應按該設備或線路的電壓等級選用相應的驗電器進行驗電。(2)驗電前先檢查驗電器外觀無損壞，再在帶電設備上先進行試驗，確認驗電器完好后方可使用。(3)驗電時，不要用驗電器直接觸及設備的帶電部分，應逐漸靠近帶電體，至燈亮或風輪轉(zhuǎn)動或語音提示為止。應注意驗電器受鄰近帶電體影響。(4)驗電時，必須三相逐一驗電，不可圖省事。低壓試電筆試電筆，是用來檢查測量低壓電氣設備是否帶電的一種工具。試電筆常做成筆式或小型螺絲刀式結(jié)構(gòu)。前端是金屬探頭，后部塑料外殼，殼內(nèi)裝有氖泡、安全電阻和彈簧，筆尾端有金屬端蓋或鋼筆型金屬掛鼻，作為使用時手必須觸及的金屬部分。普通試電筆測量電壓范圍在60～500伏之間，低于60伏時試電筆的氖泡可能不會發(fā)光，高于500伏不能用普通試電筆來測量，否則容易造成人身觸電。當試電筆的筆尖觸及帶電體時，帶電體上的電壓經(jīng)試電筆的筆尖（金屬體）、氖泡、安全電阻、彈簧及筆尾端的金屬體，再經(jīng)過人體接入大地形成回路。若帶電體與大地之間的電壓超過60伏，試電筆中的氖泡便會發(fā)光，指示被測帶電體有電。低壓試電筆使用試電筆時，應注意以下事項：（1）使用前，檢查試電筆里有無安全電阻，再直觀檢查試電筆是否有損壞，有無受潮或進水。（2）使用試電筆時，不能用手觸及試電筆前端的金屬探頭，這樣做會造成人身觸電事故。（3）使用試電筆時，一定要用手觸及試電筆尾端的金屬部分，否則，因帶電體、試電筆、人體與大地沒有形成回路，試電筆中的氖泡不會發(fā)光，造成誤判，認為帶電體不帶電。（4）在測量電氣設備是否帶電之前，先要找一個已知電源測一測試電筆的氖泡能否正常發(fā)光，能正常發(fā)光，才能使用。（5）在明亮的光線下測試帶電體時，應特別注意氖泡是否真的發(fā)光（或不發(fā)光），必要時可用另一只手遮擋光線仔細判別。千萬不要造成誤判，將氖泡發(fā)光判斷為不發(fā)光，而將有電判斷為無電。絕緣安全用具：絕緣手套絕緣手套可以使人的兩手與帶電體絕緣，是用特種橡膠（或乳膠）制成的，分12kV（試驗電壓）和5kV兩種。絕緣手套是不能用醫(yī)療手套或化工手套代替使用的。絕緣手套一般作為輔助安全用具，在1kV以下電氣設備上使用時可以作為基本安全用具看待。按規(guī)定進行定期試驗。絕緣安全用具：絕緣靴(鞋)絕緣靴：采用特種橡膠制成，作用是使人體與大地絕緣，防止跨步電壓，分20kV（試驗電壓）和6kV兩種。它的高度不小于15厘米，而且上部另加高邊5厘米。必須按規(guī)定進行定期試驗。絕緣鞋：有高低腰兩種，多為5kV，在明顯處標有“絕緣”和耐壓等級，作為1kV以下輔助絕緣用具，1kV以上禁止使用。使用中，不能用防雨膠靴代替。絕緣用具：絕緣墊和絕緣臺絕緣墊：一般鋪在控保屏、高壓開關(guān)柜、配電室的地面上，以便在帶電操作時增強操作者的對地絕緣，也應按規(guī)定進行定期試驗。絕緣臺：臺面一般用干燥、木紋直且無節(jié)的木板制成，臺面尺寸約100x100cm2，中間留有2cm左右的縫隙；絕緣腳一般用不小于10cm的高壓支持瓷瓶做成。也應按規(guī)定進行定期試驗。第二節(jié)

屏護定義：屏護是遮攔、護罩、護蓋等裝置將帶電體同外界隔離起來的電氣安全防護措施。

作用：防電擊、電弧燒傷、防止短路、便于安全操作等。屏護裝置舉例：變壓器遮攔、母線護網(wǎng)、開關(guān)罩蓋、開關(guān)柜、檢修遮攔2023/2/636屏護裝置主要用于電氣設備不便于絕緣或絕緣不足以保證安全的場合。電器開關(guān)的可動部分一般不能使用絕緣，而需要屏護。高壓設備不論是否有絕緣，均應采取屏護。其安全條件要求如下：(1)屏護裝置所用材料應有足夠的機械強度和良好的耐火性能。為防止因意外帶電而造成觸電事故，對金屬材料制成的屏護裝置必須實行可靠的接地或接零。(2)遮欄、柵欄等屏護裝置上應有“止步,高壓危險!”等標志。(3)必要時應配合采用聲光報警信號和聯(lián)鎖裝置。(4)屏護裝置應有足夠的尺寸，與帶電體之間應保持必要的距離。遮欄高度不應低于1.7m，下部邊緣離地不應超過0.1m，網(wǎng)眼遮欄與帶電體之間的距離應滿足最小安全距離，網(wǎng)眼手指不能伸入。柵遮欄的高度戶內(nèi)不應小于1.2m,戶外不應小于1.5m，欄條間距離不應大于0.2m。對于低壓設備，遮欄與裸導體之間的距離不應小于0.8m。戶外變配電裝置圍墻的高度一般不應小于2.5m。2023/2/637第三節(jié)

間距定義：間距是指帶電體與地面之間，帶電體與其他設備和設備與設施之間，帶電體與帶電體之間的必要安全距離。作用：防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故；防止電壓放電和各種短路故障導致火災事故，以及為了方便操作。

其距離的大小取決于電壓高低、設備類型、安裝方式和周圍環(huán)境等。2023/2/6381．線路間距線路間距導線與地面或水面的最小距離導線與建筑物的最小距離導線與樹木的最小距離架空線與工業(yè)設