《人身安全保護措施》PPT課件.ppt

1、第三章 人身安全保護措施,電氣信息工程學院陳亦鮮,電氣信息工程學院陳亦鮮,1,內容,電擊效應,1,直接電擊保護,2,間接電擊保護,3,兼有直接和間接電擊的保護,4,電氣信息工程學院陳亦鮮,2,電擊效應,人體阻抗 人體阻抗值與電流路徑、接觸電壓、電流幅值和持續(xù)時間、頻率、皮躍潮濕程度、接觸面積和施加壓力等因數有關，等效電路圖如圖所示：,人體內阻抗：Z1 基本上是電阻，有少量電容分量。數值主要取決于電流流過的路徑。當接觸面積過小，只有幾mm2時，也會造成內阻抗數值的增加。,皮膚阻抗：ZP 皮膚由半絕緣層和小的導電元件（如毛孔）所組成。電流或頻率增加時，皮膚阻抗降低。當接觸電壓約在50V及以下時，皮

2、膚阻抗值隨表面接觸面積、溫度、呼吸等顯著變化。當接觸電壓在50100V時，皮膚阻抗降低很多。如皮膚破損，阻抗可以忽略。,人體總阻抗由兩層皮膚的阻抗及人體內阻抗組成。接觸電壓在50V及以下時，由于皮膚阻抗ZP變化顯著，ZT變化也很大。當接觸電壓增高時，ZT與ZP的關系愈來愈??；當皮膚破損后，ZT值接近于人體內阻抗Z1值。頻率愈高，ZT愈低；當為直流時，ZT最高。,電氣信息工程學院陳亦鮮,3,電擊效應,人體阻抗 心電流系數F是電流流過某一路徑所產生的心電場強度與從手到腳流過相同大小電流所產生的心電場強度的比值。 在心臟內，電流密度與電場強度成正比，因此F可作為流經人體各種路徑的電流產生心室纖維性顫

3、動相對危險性的估計參數。,電氣信息工程學院陳亦鮮,4,電擊效應,人體阻抗,各種電流路徑的心電流系數,如從左手到右手流過200mA電流，即Ih200mA，由上表查得左手到右手的心電流系數F為0.4，按式(31)計算得Ihtf為80mA，即說明從左手到右手流過200mA電流，相當于從左手到雙腳流過80mA電流產生的電擊效應。,電氣信息工程學院陳亦鮮,5,電擊效應,電擊的機理 在興奮復原期間，有個心臟易損期，約占心動周期的1020。在易損期內，心肌纖維處于興奮不均勻狀態(tài)。如果受到足夠大的電流刺激，持續(xù)時間超過心動周期時間（例如1s）的刺激，就會引起期外收縮，使得心臟興奮狀態(tài)的不均勻性增強，產生心室纖

4、維性顫動，嚴重時血壓急劇下降，甚至導致死亡。心室纖顫是電擊致死的主要原因。此外，由于電擊造成窒息或心臟停跳，也會導致死亡。興奮周期也稱心動周期，約75ms。,電氣信息工程學院陳亦鮮,6,電擊效應,電擊的機理 電擊還能產生病理性生理效應，如肌肉收縮、呼吸困難、血壓升高，心臟中形成興奮波和興奮傳播紊亂，包括心房纖維性顫動和短暫的心臟停跳，這些效應通常是可逆的，不會致命，但能形成電流傷痕。當大電流，例如數A流過人體，如不在易損期內，也不會引起心室纖顫；但將產生嚴重燒傷，甚至導致死亡。,電氣信息工程學院陳亦鮮,7,電擊效應,15100Hz交流電流的電擊效應 人體受到電擊后，體內細胞將隨電流頻率作往復運

5、動，其周期與50/60Hz最接近，因此引起的騷動最大，破壞性也最強，所以50/60Hz是危險頻率。 電擊效應的閥值 感覺閾值，即人所能覺察到的流過人體的最小電流值。對正常的人體，平均為0.5mA，與時間無關。 擺脫閾值，即人握電極所能擺脫的最大電流值。對正常人體，平均為10mA，與時間無關。 心室纖維性顫動閾值，即導致心室纖維性顫動的最小電流值。日本和歐洲各國，對于交流50/60Hz的電流、采用30mAs作為人體所允許的安全電流時間積。,電氣信息工程學院陳亦鮮,8,電擊效應,100Hz以上交流電流的電擊效應 100Hz10kHz交流電流的電擊效應 在這個頻率范圍內，電擊效應用頻率系數fz來衡量

6、。頻率系數fz是在頻率f時產生相應生理現象的閾值電流與50/60Hz時的閾值電流之比。 10kHz以上交流電流的電擊效應 感覺閾值。頻率在10kHz到100kHz之間時，閾值由10mA上升到100mA（有效值）。頻率超過100Hz時，只有電流強度為幾百mA，且頻率略高于100kHz時才有針扎的感覺、頻率再高，變?yōu)闇嘏母杏X。 灼傷。頻率在100kHz以上且電流為安級時，如電流流通持續(xù)時間較長，可能出現灼傷。,電氣信息工程學院陳亦鮮,9,電擊效應,直流電流的電擊效應 直流電流容易擺脫，心室纖維性顫動的閾值比交流高得多，只有在最惡劣的環(huán)境下，才會產生電擊事故。 直流/交流等效系數Kad 電流流向

7、從手到手流過人體軀干的電流稱為橫向電流。從手到雙腳流過人體軀干的電流稱為縱向電流，其中以雙腳為正極，流向人體軀干的電流為向上電流；以雙腳為負極，從人體軀干流向雙腳的電流為向下電流。,電氣信息工程學院陳亦鮮,10,電擊效應,直流電流的電擊效應 電擊效應的閾值 感覺閾值。只有在接通和斷開電流時有感覺。正常人在正常條件下的感覺閾值約為2mA。 擺脫閾值。300mA及以下的直流電流只有在接通或斷開時引起疼痛性或痙攣似的肌肉收縮，沒有確定的擺脫閾值。只有大于300mA時，才可能擺脫不了。 心室纖維性顫動閾值。從向下電流的心室纖維性顫動閾值約為向上電流閾值的2倍，而橫向電流不大可能產生心室纖維性顫動。 流

8、過人體的電流約為300mA時，人體四肢有暖流感覺，超過300mA時，經常出現失去知覺的情況。,電氣信息工程學院陳亦鮮,11,直接電擊保護,將帶電體絕緣 絕緣材料的要求，常用的絕緣材料必須能承受帶電體的極限溫度。 防護的要求，帶電體所包的絕緣必須牢固、性能可靠，只有在遭到破壞后才能除去，并且應能長期耐受在運行中容易受到的機械、電氣、熱和化學應力。,電氣信息工程學院陳亦鮮,12,直接電擊保護,采用遮護物或外護物的保護 電氣設備的防護等級包括防護固體物和防水。其表示方式如下： 防護要求，帶電部分必須設在保護等級至少為IP2的外護物或遮護物內，以防止人的手指或類似大小的物件伸入碰觸帶電體。 安裝要求，

9、外護物和遮護物必須牢固地固定，與帶電部分保持適當的距離；并且具有足夠的穩(wěn)定性和牢固性，以使在己知的工作條件和有關的環(huán)境影響下保持其保護等級的要求。,電氣信息工程學院陳亦鮮,13,直接電擊保護,采用阻擋物的保護 阻擋物只能防止無意識地觸及帶電體，不能防止有意識地或故意繞過阻擋物而接觸帶電體。只有在采用遮護物有困難或要求不太嚴格的條件下才采用阻擋物作直接電擊保護，同時要求接近這個區(qū)域的人是熟練人員或在直接監(jiān)督下受過訓練的人。 防護要求，阻擋物必須防止人體無意識地接近帶電體或在正常工作時電氣設備運行期間無意識地觸及帶電體。 安裝要求，阻擋物可以不用鑰匙或工具就能移開，但必須固定在應有的位置，不能可以

10、被人無意識地移開。,電氣信息工程學院陳亦鮮,14,直接電擊保護,置于伸臂范圍以外的保護 伸臂范圍是指人經常站立或走動的面上任一點到不需幫助人手可以自然到達任何方向的界限為止。將裸帶電體置于這個范圍以外，可以防止人無意識地觸及帶電部分。 輔助措施 為了在正常工作中防止上述保護措施失效或防止使用者疏忽，可采用額定動作剩余電流不超過30mA的剩余電流動作保護器作為輔助保護裝置。,電氣信息工程學院陳亦鮮,15,間接電擊保護,自動切斷電源 采用自動切斷電源措施，可以最大限度地利用常用的保護電器、導線和布線方式，組成簡單，行之有效，是最常用的間接電擊保護措施。 自動切斷電源法的基本要求 外露導電部分通過P

11、E線或PEN線接地 形成主等電位聯結 保護電器自動切斷電源，延時限制,電氣信息工程學院陳亦鮮,16,間接電擊保護,自動切斷電源 TN接地方式系統(tǒng) 供電系統(tǒng)的中性線接地和電氣設備外露導電部分通過PE線或PEN線與供電系統(tǒng)接地點相連接。 滿足自動切斷電源法的關系式：ZSIaUp TT接地方式系統(tǒng) 供電系統(tǒng)的接地和保護線的連接。 滿足自動切斷電源法的關系式： RAIa50（V） IT接地方式系統(tǒng) 供電系統(tǒng)的接地、接地線連接和中性線配合問題。 滿足自動切斷電源法的關系式： RAId50（V）,電氣信息工程學院陳亦鮮,17,間接電擊保護,采用級設備或類似設備 這類設備防止間接電擊的方法，不僅依靠基本絕緣

12、，而且具有附加的安全預防措施，比如設置雙重絕緣式加強絕緣，不采用接地保護措施，也不依賴于安裝條件的可靠性。,電氣信息工程學院陳亦鮮,18,間接電擊保護,置于非導電場所 非導電場所的定義 非導電場所的絕緣地板和墻。 當絕緣墻和地板的每一點電阻不小于50k或100k（分別適用于線路或電氣設備的額定電壓在500V及500V以上）時，認為是絕緣的，否則只能作為裝置外導電部分。 安全要求 外露導電部分之間以及外露導電部分與裝置外導電部分之間的距離不小于2m 在外露導電部分與裝置外導電部分之間設置阻擋物。 將裝置外導電部分絕緣起來或采用絕緣隔離。,電氣信息工程學院陳亦鮮,19,間接電擊保護,不接地的局部等電位措施 將所有能同時觸及的外露導電部分和裝置外導電部分互相連接，防止出現危險的接觸電壓。 電氣隔離 電氣隔離是防止線路