人們在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中,使用電能是非常普遍的,但是,電能又對人類構(gòu)成威脅,觸電會造成人員傷亡,電氣事故會毀壞用電設(shè)備或引起火災(zāi)。所謂電氣事故,主要包括觸電事故、雷擊、靜電危害、電磁場危害、電氣火災(zāi)和爆炸,也包括危及人身安全的線路故障和設(shè)備故障。由于物體帶電不象機(jī)械危險部位那樣容易被人們覺察到,因而更具有危險性。電氣安全技術(shù),就是人為了消除電氣事故,保證安全所采用的技術(shù)措施的統(tǒng)稱。
一、電流對人體的傷害
(一)電流對人體的傷害有電擊、電傷和電磁場生理傷害等三種形式。電擊是指電流通過人體,破壞人的心臟、肺及神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能。電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或機(jī)械效應(yīng)對人體的傷害。主要是指電弧燒傷、熔化金屬濺出燙傷等。電磁場生理傷害是指在高頻電磁場的作用下,使人出現(xiàn)頭暈、乏力、記憶力減退、失眠、多夢等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。電流對人體造成死亡的原因主要是電擊。在100伏以下的低壓系統(tǒng)中,電流會引起人的心室顫動。所謂心室顫動,是當(dāng)電流通過人的心臟時,心臟由原來正常跳動變?yōu)槊糠昼姅?shù)百次以上的細(xì)微顫動。這種細(xì)微顫動足以使心臟不能再壓送血液,導(dǎo)致血液終止循環(huán)和大腦缺氧,發(fā)生窒息死亡。
(二)電流對人體危害的主要因素。
電流對人體的危害與下列因素有關(guān):
1 .流經(jīng)人體的電流強(qiáng)度;
2.電流通過人體的持續(xù)時間;
3.電流通過人體的途徑;
4.電流的頻率;
5.人體的健康狀況。
6.危害程度與上述因素的程度直接相關(guān)。
一般認(rèn)為,電流通過人體的心臟、肺部和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危險性大,其中以電流通過心臟的危險性為最大。所以,按電流通過的途徑來區(qū)別危險程度,首先以從手到腳的電流途徑最危險。因為沿這條途徑有較多的電流通過心臟、肺部和脊髓等重要器官;其次是從一只手到另一只手的電流途徑;第三是從一只腳到另一只腳的電流途徑。但后者容易因劇烈痙攣而摔倒,導(dǎo)致電流通過全身,造成摔傷、墜落等嚴(yán)重的二次事故。
通常電氣設(shè)備都采用頻(50赫)交流電,這對人的安全來說是最危險的頻率。另外,人的健康狀況不同,對電流的敏感程度和可能造成的危險程度也不完全相同。凡患有心臟病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和結(jié)核病的人,受電擊傷害的程度都比較重。
(三)觸電形式。按照人體觸電及帶電體的方式和電流通過人體的途徑,電擊可以分為下列幾種情況:
1.低壓單相觸電。既人體在地面或其他接地導(dǎo)體上,人體的某一部位觸及一相帶電體的觸電事故。大部分觸電事故都是單相觸電事故。
2.低壓兩相觸電。即人體兩處同時觸及兩相帶電體的觸電事故。這時由于人體受到的電壓可達(dá)220伏或380伏,所以危險性很大。
3.跨步電壓觸電。當(dāng)帶電體接地有電流流入地下是時,電流在接地點周圍土壤中產(chǎn)生電壓降,人的接地點周圍,兩腳之間出現(xiàn)電壓(即跨步電壓),由此引起的觸電事故稱為跨步電壓觸電。高壓故障接地處或有大電流流過的接地裝置附近,都可能出現(xiàn)較高的跨步電壓。
4.高壓電擊。對于1000伏以上的高壓電氣設(shè)備,當(dāng)人體過分接近它時,高壓電能將空氣擊穿使電流通過人體。此時還伴有高溫電弧,能把人燒傷。
二、電氣安全技術(shù)措施
觸電事故盡管有各種各樣,但最常見的是偶然觸及在正常情況下不帶電而意外帶電的導(dǎo)體。觸電事故雖然具有突發(fā)性。但具有一定的規(guī)律,只要能夠掌握其規(guī)律采取相應(yīng)的安全措施,很多是可以避免的。
預(yù)防觸電事故的主要技術(shù)措施,有采用安全電壓,保證電氣設(shè)備的絕緣性能,采取屏護(hù),保證安全距離,合理選用電氣裝置,裝設(shè)漏電保護(hù)裝置和保護(hù)接地、接零等。
(一)采用安全電壓。安全電壓是為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列。這個電壓系列的上限值,在任何情況下,兩導(dǎo)體間或任一導(dǎo)體之間均不得超過交流(頻率為50~50赫)有效值50伏。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;安全電壓額定值的等級為42伏、36伏、24伏、12伏、6伏。當(dāng)電氣設(shè)備采用了超過24伏電壓時,必須采取防止人接觸帶電體的防護(hù)措施。
凡手提照明燈、危險環(huán)境和特別危險環(huán)境的局部照明燈、高度不足2,5米的一般照明燈、危險環(huán)境和特別環(huán)境中使用的攜帶式電動工具,如果沒有特殊安全結(jié)構(gòu)或安全措施,應(yīng)采用36伏安全電壓。凡工作地點狹窄,行動不便,以及周圍有大面積接地導(dǎo)體的環(huán)境(如金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)),所使用的手提照明燈,應(yīng)采用12伏電壓。對于水下的安全電壓額定值,我國尚未規(guī)定,國際電工標(biāo)準(zhǔn)委員會(IEC)規(guī)定為2.5伏。
安全電壓能限制人員觸電通過人體的電流在安全電流范圍內(nèi),從而在一定程度上保障了人身安全。
(二)保證電氣設(shè)備的絕緣性能。所謂絕緣,是用絕緣物將帶電導(dǎo)體封閉起來,使之不能被人身觸及導(dǎo)體,從而保證安全。一般使用的絕緣物有瓷、云母、橡膠、膠木、塑、布、紙、礦物油等。但絕緣不是萬無一失的,因為絕緣也會遭到破壞,有的是機(jī)械損傷,有的是電壓過高或絕緣老化產(chǎn)生電擊穿。絕緣損壞就會使電氣設(shè)備外殼帶電的機(jī)會增加,雖然我們對電氣設(shè)備外殼偶然帶電采取了防護(hù)措施,但也直接增加了觸電機(jī)會。因此,必須使電氣設(shè)備的絕緣程度保持在規(guī)定范圍內(nèi)。
用絕緣電阻衡量電氣設(shè)備的絕緣性能,是一個最基本的指標(biāo)。足夠的絕緣電阻能把電氣設(shè)備的泄漏電流限制在很小的范圍,可以防止漏電引起的事故。不同電壓等級的電氣設(shè)備,有不同的絕緣電阻要求,并要定期進(jìn)行測定。此外,電工作業(yè)人員還應(yīng)正確使用絕緣用具,穿用絕緣靴、鞋。
(三)采取屏護(hù)。所謂屏護(hù),就是由遮欄、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱盒等把帶電體同外界隔絕開來,以減少人員直接觸電的可能性。
(四)保證安全距離。所謂電氣安全距離,是指人體、物體等接近電體不會發(fā)生危險的距離。為了防止人體觸電和接近帶電體,為了避免車輛或其它工具碰撞或過分接近帶電體,為了防止火災(zāi)、過電壓放電和各種短路事故,在帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其它設(shè)施和設(shè)備之間,均應(yīng)保證安全距離。安全距離電壓的高低、設(shè)備的類型及安裝方式等因素決定。
(五)合理選用電氣裝置。合理選用電氣裝置,是減少觸電危害和火災(zāi)爆炸事故的重要措施。選擇電氣設(shè)備,主要根據(jù)周圍環(huán)境的需要。例如,在干燥少塵的環(huán)境,可采用開啟式和封閉式電氣設(shè)備,在潮濕和多塵的環(huán)境中,應(yīng)采用封閉式電氣設(shè)備;在有腐蝕性氣體的環(huán)境中,必須采用封閉式電氣設(shè)備;在有易燃易爆危險的環(huán)境中,必須采用防爆式電氣設(shè)備。
(六)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。漏電電流動作保護(hù)器(漏電保護(hù)器),是一種在設(shè)備及線路漏電時,保證人身和設(shè)備安全的裝置。其作用主要是防止由于漏電引起的人身觸電,其次是防止由于漏電引起設(shè)備火災(zāi),以及監(jiān)視、切除電源一相接地故障。有的漏電保護(hù)器還能夠切除三相電機(jī)缺相運行的故障。
(七)保護(hù)接地與接零。
1.保護(hù)接地。是把用電設(shè)備的金屬與接地體連接起來。使用電設(shè)備與大地緊密連通。在電源為三相三線制中性點不直接接地或單相制電力系統(tǒng)中,應(yīng)設(shè)保護(hù)接地線。保護(hù)接地線的原理:當(dāng)電源的某一相漏電時,用電設(shè)備金同部分就帶有與相電壓相等的電壓,接地電流Id通過人體和電網(wǎng)對地絕緣阻抗形成回路。有了保護(hù)接地后,漏電設(shè)備對地電壓主要決定于接地電阻Rb的大小。由于保護(hù)接地電阻值遠(yuǎn)小于電網(wǎng)每相對地的絕緣阻抗,所以大大降低了設(shè)備帶電體的對地電壓。接地電阻值越小,越能把帶電體的對地電壓控制在安全電壓范圍內(nèi)。應(yīng)該指出,在電源為三相四線制變壓器中性點直接接地的電力系統(tǒng)中,是不可單純采取保護(hù)接地措施的。如果單純采取保護(hù)接地,當(dāng)某相發(fā)生碰殼短路時,人體與保護(hù)接地裝置處于并聯(lián)狀態(tài),加在人體上的電壓等于接地電阻的電壓降,一般可達(dá)110伏,這個電壓對人體還是很危險的。這就是說,在三相四線制變壓器中性點接地的電力系統(tǒng)中,單純采取保護(hù)接地雖然比不采取任何措施要好一些,但并沒有從根本上保證安全,危險性依然存在。
2.保護(hù)接零,是把電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與電網(wǎng)的零線緊密地連接起來,在電源為三相四線制變壓器中性點直接接地的電力系統(tǒng)中,應(yīng)采用保護(hù)接零。在中性點直接接地的系統(tǒng)中,如果用電設(shè)備上不采取任何安全措施,則一旦設(shè)備漏電,觸及設(shè)備的人體將承受近220伏的電壓,是很危險的,采取保護(hù)接零就可以消除這一危險。保護(hù)接零的原理:當(dāng)某相帶電部分與設(shè)備外殼碰連時,通過設(shè)備外殼形成相線對零一的單相短路(即碰殼短路),短路電流Id能促使線路上的保護(hù)裝置(如熔斷RD)迅速動作,從而把故障部分?jǐn)嚅_,消除觸電危險。應(yīng)當(dāng)注意的是,在三相四線制電力系統(tǒng)中,不允許只對某些設(shè)備采取接零,對另外一些設(shè)備只采取護(hù)地而不接零。正確的做法是采取重復(fù)接地保護(hù)裝置。就是將零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接。通常是把用電設(shè)備的金屬外殼同時接地和接零。還應(yīng)該注意,零線回路中不允許裝設(shè)熔斷器和開關(guān)。接地裝置廣泛地選用自然接地極。例如,與大地有可靠連接的建筑物的金屬結(jié)構(gòu),敷設(shè)于地下的水管路等均可以用作自然接地極。但是要嚴(yán)禁將氧氣管道和乙炔管道等易燃易爆氣體管道作為自然接地極。自然接地電阻不得超過4歐姆。電阻超過4歐姆,應(yīng)采用人工接地極。