安全工程師章節(jié)講義：電氣安全技術(shù)

時(shí)間：2024-09-11 06:23:23 安全工程師我要投稿

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　　第一節(jié) 電氣危險(xiǎn)因素及事故種類

　　根據(jù)能量轉(zhuǎn)移論的觀點(diǎn)，電氣危險(xiǎn)因素是由于電能非正常狀態(tài)形成的。電氣危險(xiǎn)因素分為觸電危險(xiǎn)、電氣火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)、靜電危險(xiǎn)、雷電危險(xiǎn)、射頻電磁輻射危害和電氣系統(tǒng)故障等。按照電能的形態(tài)，電氣事故可分為觸電事故、雷擊事故、靜電事故、電磁輻射事故和電氣裝置事故。

　　一、觸電

　　觸電分為電擊和電傷兩種傷害形式。

　　1電擊

　　電擊是電流通過人體，刺激機(jī)體組織，使肌體產(chǎn)生針刺感、壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、血壓異常、昏迷、心律不齊、心室顫動(dòng)等造成傷害的形式。嚴(yán)重時(shí)會(huì)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。

　　(1)電擊傷害機(jī)理。人體在正常能量之外的電能作用下，系統(tǒng)功能很容易遭受破壞。當(dāng)電流作用于心臟或管理心臟和呼吸機(jī)能的腦神經(jīng)中樞時(shí)，能破壞心臟等重要器官的正常工作。

　　(2)電流效應(yīng)的影響因素(以下不加說明電流均指工頻)。電流對人體的傷害程度是與通過人體電流的大小、種類、持續(xù)時(shí)間、通過途徑及人體狀況等多種因素有關(guān)。

　　1)電流值

　　①感知電流。指引起感覺的最小電流。感覺為輕微針刺，發(fā)麻等。就平均值(概率50%)而言，男性約為1.1 mA;女性約為0.7 mA。

　　②擺脫電流。指能自主擺脫帶電體的最大電流。超過擺脫電流時(shí)，由于受刺激肌肉收縮或中樞神經(jīng)失去對手的正常指揮作用，導(dǎo)致無法自主擺脫帶電體。就平均值(概率50%)而言，男性約為16 mA;女性約為10.5 mA;就最小值(可擺脫概率99.5%)而言，男性約為9 mA;女性約為6 mA。

　　③室顫電流。指引起心室發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)的最小電流。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和事故統(tǒng)計(jì)資料表明，心室顫動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致死亡。室顫電流與電流持續(xù)時(shí)間關(guān)系密切。當(dāng)電流持續(xù)時(shí)間超過心臟周期時(shí)，室顫電流僅為50 mA左右;當(dāng)持續(xù)時(shí)間短于心臟周期時(shí)，室顫電流為數(shù)百mA。當(dāng)電流持續(xù)時(shí)間小于0.1 s時(shí)，只有電擊發(fā)生在心室易損期，500 mA以上乃至數(shù)A的電流才能夠引起心室顫動(dòng)。前述電流均指流過人體的電流，而當(dāng)電流直接流過心臟時(shí)，數(shù)十微安的電流即可導(dǎo)致心室顫動(dòng)發(fā)生。

　　2)電流持續(xù)時(shí)間。通過人體的電流持續(xù)時(shí)間愈長，愈容易引起心室顫動(dòng)，危險(xiǎn)性就愈大。

　　3)電流途徑。流經(jīng)心臟的電流多、電流路線短的途徑是危險(xiǎn)性最大的途徑。最危險(xiǎn)的途徑是：左手到前胸。判斷危險(xiǎn)性，既要看電流值，又要看途徑。

　　4)電流種類。直流電流、高頻交流電流、沖擊電流以及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。

　　5)個(gè)體特征。因人而異，健康情況、性別、年齡等。

　　(3)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，是處理許多電氣安全問題所必須考慮的基本因素。

　　1)組成和特征。人體皮膚、血液、肌肉、細(xì)胞組織及其結(jié)合部等構(gòu)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較大的比例。

　　皮膚阻抗：決定于接觸電壓、頻率、電流持續(xù)時(shí)間、接觸面積、接觸壓力、皮膚潮濕程度和溫度等。皮膚電容很小，在工頻條件下，電容可忽略不計(jì)，將人體阻抗看作純電阻。

　　體內(nèi)電阻：基本上可以看作純電阻，主要決定于電流途徑和接觸面積。

　　2)數(shù)值及變動(dòng)范圍。在除去角質(zhì)層，干燥的情況下，人體電阻約為1 000～3000Ω;潮濕的情況下，人體電阻約為500～800Ω。

　　3)影響因素。接觸電壓的增大、電流強(qiáng)度及作用時(shí)間的增大、頻率的增加等因素都會(huì)導(dǎo)致人體阻抗下降。皮膚表面潮濕、有導(dǎo)電污物、傷痕、破損等也會(huì)導(dǎo)致人體阻抗降低。接觸壓力、接觸面積的增大均會(huì)降低人體阻抗。

　　(4)電擊類型

　　電擊的分類方式有如下幾種。

　　1)根據(jù)電擊時(shí)所觸及的帶電體是否為正常帶電狀態(tài)，電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊兩類。

　　①直接接觸電擊。指在電氣設(shè)備或線路正常運(yùn)行條件下，人體直接觸及了設(shè)備或線路的帶電部分所形成的電擊。

　　②間接接觸電擊。指在設(shè)備或線路故障狀態(tài)下，原本正常情況下不帶電的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分或設(shè)備以外的可導(dǎo)電部分變成了帶電狀態(tài)，人體與上述故障狀態(tài)下帶電的可導(dǎo)電部分觸及而形成的電擊。

　　2)按照人體觸及帶電體的方式，電擊可分為單相電擊、兩相電擊和跨步電壓電擊三種。

　　?單相電擊。指人體接觸到地面或其他接地導(dǎo)體，同時(shí)，人體另一部位觸及某一相帶電體所引起的電擊。根據(jù)國內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料，單相電擊事故占全部觸電事故的70%以上。

　　因此，防止觸電事故的技術(shù)措施應(yīng)將單相電擊作為重點(diǎn)。

　　②兩相電擊。指人體的兩個(gè)部位同時(shí)觸及兩相帶電體所引起的電擊。此情況下，人體所承受的電壓為線路電壓，因其電壓相對較高，其危險(xiǎn)性也較大。

　　(3)跨步電壓電擊。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(dāng)帶電體接地，電流經(jīng)接地線流人埋于土壤中的接地體。

　　又通過接地體向周圍大地流散時(shí)，在接地體周圍土壤電阻上產(chǎn)生的電壓梯度形成的。圖2—3所示為接地體的對地電壓曲線。曲線有雙曲線特征。

　　對于集中式接地體，離接地體20 m處的對地電壓接近于零。圖中，人體兩腳所處兩點(diǎn)之間出現(xiàn)的電壓u。即跨步電壓。

　　2電傷

　　電傷是電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等對人體所造成的傷害。傷害多見于機(jī)體的外部，往往在機(jī)體表面留下傷痕。能夠形成電傷的電流通常比較大。電傷的危險(xiǎn)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(jī)械損傷、電光性眼炎等多種傷害。

　　(1)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。

　　1)電流灼傷。指人體與帶電體接觸，電流通過人體時(shí)，因電能轉(zhuǎn)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(nèi)嚴(yán)重得多的灼傷。電流愈大、通電時(shí)間愈長、電流途徑上的電阻愈大，則電流灼傷愈嚴(yán)重。電流灼傷一般發(fā)生在低壓電氣設(shè)備上。數(shù)百毫安的電流即可造成灼傷，數(shù)安的電流則會(huì)形成嚴(yán)重的灼傷。

　　2)電弧燒傷。指由弧光放電造成的燒傷，是最嚴(yán)重的電傷。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(shí)電流很大，能量也很大，電弧溫度高達(dá)數(shù)千度，可造成大面積的深度燒傷。嚴(yán)重時(shí)能將機(jī)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(fù)荷(尤其是感性負(fù)荷)拉開裸露的閘刀開關(guān)時(shí)，產(chǎn)生的電弧會(huì)燒傷操作者的手部和面部;當(dāng)線路發(fā)生短路，開啟式熔斷器熔斷時(shí)，熾熱的金屬微粒飛濺出來會(huì)造成灼傷;因誤操作引起短路也會(huì)導(dǎo)致電弧燒傷等。在高壓系統(tǒng)，由于誤操作，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，造成嚴(yán)重的燒傷;人體過分接近帶電體，其間距小于放電距離時(shí)，直接產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，造成電弧燒傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因電弧燒傷而死亡。

　　在全部電燒傷的事故當(dāng)中，大部分的事故發(fā)生在電氣維修人員身上。

　　(2)電烙印。指電流通過人體后，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。

　　(3)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(nèi)部所造成的。受傷部位呈現(xiàn)粗糙、張緊，可致局部壞死。

　　(4)機(jī)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(guān)節(jié)脫位乃至骨折等。

　　(5)電光性眼炎。其表現(xiàn)為角膜和結(jié)膜發(fā)炎。弧光放電時(shí)的紅外線、可見光、紫外線都會(huì)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。

　　【例題】電傷是電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等對人體所造成的傷害。電傷包括電燒傷、()。

　　A.電烙印

　　B.皮膚金屬化

　　C.機(jī)械損傷

　　D.電光性眼炎

　　E.單相電擊

　　【答案】ABCD