电工手册电气安全Word格式文档下载.docx
- 文档编号:4831425
- 上传时间:2023-05-04
- 格式:DOCX
- 页数:159
- 大小:300.43KB
电工手册电气安全Word格式文档下载.docx
《电工手册电气安全Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工手册电气安全Word格式文档下载.docx(159页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
可引起肌肉痉挛和强直性收缩。
故手若触及高压交流电后,往往是抓紧带电体而不易放松,造成电击时间延长。
40~60Hz/s的交流电,对人体的危险性最大。
因它可使人体细胞内离子紊乱,造成心室纤维性颤动而迅速死亡。
因肌肉和神经对高频电的反应低,使交流电对人体的危险性随其频率的增加而减轻。
电流通过人体后,使人体生理上发生很大的变化,而且变化程度与电流大小有关。
通过人体的电流愈大,生理反应愈严重。
按工频电流通过人体引起的生理反应不同,电流大小(有效值)可分为感知电流、摆脱电流、致命电流三级。
感知电流是人能感觉的最小电流,成年男性约为1.1mA,成年女性约为0.7mA。
摆脱电流人能自主摆脱电源的最大电流,成年男性约为16mA,成年女性约为10.5mA。
从安全考虑,宜取99.5%的人都能摆脱的电流作为依据,称为最小摆脱电流,成年男性约为9mA,成年女性约为6mA。
致命电流是指在较短时间内就危及人的生命的最小电流,一般认为能产生心室颤动的电流是致命电流。
电流通过人体的时间愈长,生理反应愈大。
女性较男性触电的生理反应重;
小孩较成年人触电的生理反应重;
体轻者较体重者触电的生理反应重。
触电分为直接触电和间接触电。
直接触电是指人直接触及带电体,例如触及带电的裸导线或电器的裸露部分。
直接触电一般是由工作失误所致。
间接触电是指人触及在故障情况下才带电的物体,例如电气设备外壳和与之相连的金属构件,在正常情况下是不带电的,但当设备绝缘损坏而漏电时则带电,人若触及就会触电。
间接触电是无法预测的,所以间接触电的危险性并不低于直接触电。
触电事故多发生在600V以下的低压系统。
(二)电流对人体伤害的程度及其因素
电流对人体伤害的程度与以下因素有关:
1.电流大小
通过人体的电流越大,人体的生理反应越明显,感受越强烈,引起心室颤动或窒息的时间越短,致命的危险性越大,因而伤害也越严重。
一般来说,通过人体的交流电(50Hz)超过10mA、直流电超过50mA时,触电者自己难以摆脱电源,这时就有生命危险。
表14—1为工频电流对人体的影响,表14—2为通过人体电流大小与人体伤害程度的关系。
表14-1工频电流对人体的影响
电流范围
(mA)
通电时间
人体生理反应
0~0.5
连续通电
没有感觉
0.5~5
连续通电
开始有感觉,手指、手腕等处有痛感,没有痉挛,可以摆脱带电体
5~30
数分钟以内
痉挛,不能摆脱带电体,呼吸困难,血压升高,是可以忍受的极限
30~50
数秒到数分钟
心脏跳动不规则,昏迷,血压升高,强烈痉挛,时间过长即可引起心室频动
50~数百
短于心脏搏动周期
受强烈冲击,但未发生心室颤动
长于心脏搏动周期
昏迷,心室颤动,接触部位留有电流通过的痕迹
超过数百
短于心脏搏动周期
发生心室颤动,昏迷,接触部位留有电流通过的痕迹
心脏跳动停止,昏迷,可能致命
表14-2通过人体电流大小与人体伤害程度的关系(mA)
名称
定义
对成年男性
对成年女性
感知电流
引起人有感觉的最小电流
工频
1.1
0.7
直流
5.2
3.5
摆脱电流
人体触电后能自主地摆脱电源的最大电流
16
10.5
76
51
致命电流
在较短时间内危及生命的最小电流
30~50
1300(0.3s)、50(3s)
从表14—1、表14—2可看出,感知电流一般不会对人体造成伤害,但当电流增大时,感觉增强,反应加大;
摆脱电流是人体可以承受的最大电流,因而一般不致造成不良后果。
2.人体电阻
通过人体电流的大小,决定于人体的外部电阻和内部电阻以及人体所承受电压的大小。
人体的外部电阻是指人体在接触带电设备时,接触部分表皮与带电体之间的电阻,以及电流通过人体流人大地时人体与大地接触点之间的电阻。
这两个电阻与触电者当时所穿的衣服、鞋袜以及身体的潮湿情况有关。
当触电者穿胶底鞋,带手套而且身体比较干燥时,接触电阻比较高,在接触380V及以下的低压设备可能不会有遭到伤害的危险。
因此,从事电气工作的人员,在工作时最好能穿胶底鞋,戴手套。
人体的内部电阻是不稳定的。
不同的人,生理条件不同,其内部的电阻也不一样。
就是同一个人,由于工作环境不不同,劳动量不同,以及触电时接触部位的不同,电阻值也不完全相同。
一般人体的电阻可分为皮肤的电阻和内部组织的电阻两部分。
但由于皮肤的角质外层具有一定的绝缘性能,因此实际决定人体电阻的主要是皮肤的角质外层。
表皮角质外层厚的人电阻较大,反之较小。
不同的人,其表皮的角质外层厚薄不一样,电阻也不相同。
就是同一个人,由于身体各部位的角质外层厚度不同,在测量其电阻时所得的数值也随着测点位置的改变而不同;
但这个表皮角质外层的绝缘强度是十分有限的,一般在50V的电压时将出现缓慢的破坏现象,几秒钟后接触点即生水泡,因而破坏了干燥皮肤的绝缘性能,使人体的电阻降低。
当电压升迭500V时会很快被击穿而成为电流的通路。
因此,随着外加电压的不同,皮肤绝缘层被击穿的时间是不一样的。
一般可以从百分之几秒到几分钟。
当人体触电时,能不能自主地摆脱电源,与皮肤的绝缘层是否被击穿有很大的关系。
当皮肤的绝缘层被击穿后,人体组织内部的电阻就成为决定通过电流大小的主要因素了。
皮肤如同人的绝缘外壳,在触电时起着一定的保护作用。
当人体触电时,流过人体的电流与人体的电阻有关,人体电阻越小,通过人体的电流就越大,也就越危险。
人体电阻不是固定不变的,它的数值随着接触电压的升高而下降,如表14-3所示。
又随条件不同而在很大范围内变化,如表14-4所示。
皮肤潮湿、多、多有损伤、迼有导电性粉尘,以及电极与皮肤的接触电面积加大、接触压力增加等情况下,人体电阻都会降低。
不同类型的人人体电阻也不同,一般认为人体电阻为1000~2000Ω(不计皮肤角质层电阻)。
表14-3随电压变化的人体电阻
接触电压
12.5
31.3
62.5
125
22
250
380
500
1000
人体电阻
16500
11000
6240
3530
2222
2000
1417
1130
640
表14-4不同条件下的人体电阻
(V)
人体电阻(Ω)
皮肤干燥
皮肤潮湿
皮肤湿润
皮肤浸入水中
10
25
50
100
7000
5000
4000
3000
1500
3500
2500
1200
875
700
650
600
440
375
325
①皮肤湿润是指有水蒸汽及特别潮湿场所中的皮肤。
3、通电时间长短
电流对人体的伤害与电流作用于人体的时间长短有密切关系。
通电时间越长,人体电阻逐渐下降,流过人体的电流也就逐渐加大,后果越严重。
电击能量(触电电流大小与触电时间的乘积,通常用它来反应触电危害程度)超过50mA·
S时,人就有生命危险;
表14-5说明了通过人体的允许电流与持续时间越的关系。
从表14-5可看出,通过人体电流的持续时间越长,允许电流值越小。
触电急救时,强调救护要争分夺秒,最大限度地缩短电流通过人体的时间,就是基于这个道理。
表14-5允许电流与持续时间的关系
允许电流(mA)
200
持续时间(s)
5.4
1.35
0.35
0.054
0.0135
4、电流频率不同,对人体伤害程度也不同。
一般来说,常用的50~60Hz工频交流电对人体的伤害最为严重,交流电的频率偏离工频越远,对人体伤害的危险性就越降低。
即50—60Hz的电流最危险;
小于或大于50~60Hz的电流,危险性降低,在直流和高频情况下,人体可以耐受较大的电流值。
不同频率的电流对人体危害的程度如表14—6所示。
表14-6不同频率的电流对人体的危害程度
电流频率(匝)
对人体的危害程度
电流频率(Hz)
10~25
50~100
有50%的死亡率
有95%的死亡率
有45%的死亡率
120
有31%的死亡率
有22%的死亡率
有14%的死亡率
一般男性对电流的抵抗能力普遍较女性为高。
对摆脱电流的能力,工频电流男性约为16mA,女性约为10.5mA(平均值);
直流电流男性约为76mA,女性约为51mA(平均值)。
总的来说,当电流通过人体时,由于每个人的生理条件不同,对电流的反应也不相同。
有的人敏感一些,即使通过几毫安的工频电流也忍受不了,有的人甚至通过十几毫安也不在乎,因此很难确定一个对所有人都合适的安全极限电流。
一般认为5—30mA的工频电流是人们能忍受的极限值;
但有的人在此范围内就感到呼吸困难,不能自主地摆脱带电体。
当电流增大到30—50mA时,出现呼吸麻痹、心脏开始震颤的迹象,即有致命的危险。
世界各国对通过人体安全电流规定的允许值差别很大,对工频电流法国规定为25mA;
英国规定为50mA;
苏联规定为30mA。
从许多触电事故教训中可以看出,电流通过人体对人体所受损害的程度,除与电流量的大小有关外,还与电流通过的时间有关。
触电时间越长,危害越大,在高压系统中尤其是这样。
电流的频率对人体触电的损害程度也有一定的影响。
频率增高,触电危险性减小。
需要指出的是,由于高频电流的热效应,在机体内部可能引起灼烧。
曾经发生过在电压为6~10kV,频率为500000Hz的强力装置中触电死亡的教训。
5.电压高低
一般来说,当人体电阻一定时,人体接触的电压越高,通过人体的电流就越大。
实际上,通过人体的电流与作用在人体上的电压不成正比。
这是因为随着作用于人体电压的升高,皮肤会破裂,人体电阻急剧下降,电流会迅速增加。
当人体接近高压时,还有感应电流的影响,也是很危险的。
触电电压的大小与人体伤害程度的关系是非常明显的。
但是,问题在于如何确定一个对人体安全的电压。
由于人体的电阻(包括内电阻和外电阻)是经常变动的,因此不可能确定一个对人体完全适合的最高安全电压。
根据实验研究,当人的双手处于潮湿状态下,电压加到40V时,握住电极的两手立即麻木,并感到疼痛,但还能忍受片刻。
在此种情况下要自主地从电极上摆脱电源,已是十分困难了。
此时通过人体的电流不到40mA。
因此认为对人体的安全电压不超过40V。
一般在比较干燥且没有尘埃的环境中工作时,为了增加必要的安全裕度,以36V作为安全电压(在国际上有许多国家采用36V为安全电压,并设计制造了许多额定工作电压为36V的电动工具)。
但在危险的工作场所,如环境潮湿(相对湿度经常超过75%),有导电尘埃,或在高温工作场所,人体一旦接触36V电压的带电设备,仍有可能由于肌肉收缩、发生痉挛而失去自主摆脱电源的能力。
尤其是在金属容器内工作时,若所用的电器漏电,则更加危险。
因此,一般在上述危险的工作场所工作时,以12V作为安全电压。
6、电流途径
电流通过人体的途径不同,对人体的伤害程度也不同。
电流通过心脏会引起心室颤动,较大的电流还会使心脏停止跳动,这两者都会使血液循环中断而导致死亡;
电流通过电枢神经系统,会引起中枢神经强烈失调而导致死亡。
表14-7电流通过人体的途径与流经心脏电流比例数的关系
电流通过人体的途径
流经心脏电流与通过人体总电流的比例数(%)
从一只手到另一只手
3.3
从左手到脚
6.4
从右手到脚
3.7
从一只脚到另一只脚
0.4
经研究表明,电流流经人体不同部位所造成的伤害中,以对心脏的伤害为最严重。
表14-7列举了电流通过人体的途径与流经心脏电流比例数的关系。
从表14-7可以看出:
最危险的途径是从手到胸部(心脏)到脚;
较危险的途径是从手到手;
危险性较小的途径是从脚到脚。
7、人体状况
人体本身的状况与触电对人体的伤害程度有着密切关系:
(1)性别。
女性对电的敏感性比男性的高,女性的感知电流和摆脱电流约比男性的低1/3,因此在同等的触电电流下女性比男性更难以摆脱。
(2)年龄。
在遭受电击后,小孩的伤害程度要比成年人重。
(3)健康状况。
凡患有心脏病、神经系统疾病、肺病等严重疾病或体弱多病者,由于自身抵抗能力较差,故比健康人更易受电伤害。
(4)心理、精神状态。
有无思想准备,对电的敏感程度是有差异的,酒醉、疲劳过度、心情欠佳等情况会增加触电伤害程度。
二、静电感应和高压电场对人体的影响
自从电力工业采用超高压输变电压技术以来,出现了了许多影响人身安全的异常现象。
如人们在高压输电线路或设备下站立或行走时,往往会有不舒服的感觉;
当距离带电导体较近时,精神紧张,毛发竖立,严重时身体与衣服接触处有刺痛的感觉;
在潮湿天气时,头和帽子之间,脚和鞋之间,往往会发生使人难受的电火花。
美国在500kV输电线路投入运行后,有的地方在线路下面或附近装设了金属栅栏,人体接触栅栏时曾发生过触电事故。
有人在线路附近用铁线做晒衣绳。
也发生过触电事故;
甚至还发生过人体接触停在带电线路下面的汽车外壳时触电的现象。
我国在330KV送电线路投入运行初期,在眉县金渠镇线路跨越汽车站处,发生过旅客上下汽车麻电的现象。
后来只好将汽车站迁移到其他地方。
这些异常现象,提出了在安全技术上有待研究的新课题。
如对经常在超高压带电设备附近工作人员,尤其是经常在带电设备上带电作业的人员,以及生活在超高压线路附近的沿线居民,高压电场对他们身体的健康和生命安全有没有影响,有多大影响等。
这些问题说明,超高压线路或设备仅仅按照绝缘配合的需要对地面保持一定的距离时,对人体的健康和安全能否满足要求,是还需要进一步研究的问题。
众所周知,当导体带有电压时,其周围空间就存在电场。
在带电的高压架空线路与地面之间,或在变电站高压带电设备的附近,都有电场存在。
根据电势差和电场强度的关系,带电导体的电压愈高,电场强度就愈大,因此在超高压输电线路和变电所设备的周围存在有高压电场。
如在电场中引入一个与周围或大地绝缘良好的导电物体,根据静电感应原理,导体内部的自由电子在电场力的作用下将发生移动。
自由电子移动的方面与电场的方向相反。
由于自由电子的移动,使导电物体靠近带电体的一侧和远离带电体的另一侧的表面上带有不同的龟荷,如一侧为正电荷,则另一侧为负电荷。
这种自由电子移动的过程很短促,直到导体产生的电场与外部电场相平衡为止。
由于导体内部电荷重新分布,使导体带有电压,这种现象叫做静电感应。
这个电压一般叫做感应电压。
当导电物体上的感应电压比较高时,一旦有人靠近或接触,导电物体上聚集的电荷将向人体移动。
若人体对大地有较好的绝缘。
则电荷的移动相当于一个已充电的电容器对另一个未充电电容器的充电过程。
当二者的电荷量重新达到平衡时,电荷移动即停止。
这个充电过程很短促,但在起始的那一瞬间仍有一定数量的电流,会使人体产生电击的感觉。
若人体接地良好,则导电物体的聚集电荷
,将通过人体流入大地。
这相当于一台已充电的电容器通过电阻对地放电,从而造成对人体的瞬间电击。
实践证明,在154kV和220kV线路或设备附近正常的安全距离以外,很少发生静电感应危害人身的现象。
可是电压在330kV以上时,静电感应现象就成为需要研究解决的问题了。
通常采用提高线路和设备的对地距离来控制在线路或设备下面离地面一米高处的电场强度。
倘若在超高压线路或设备下的导电物体相当长,并且有两处以上的部位接地,尤其是当导电物体放置与带电导体平行时,带电导体与接地的导电物体之间的关系,相当于一个空芯变压器。
带电导体中的载流回路,起着变压器初级绕组的作用,接地的导电物体则起二次绕组的作用。
由于电磁感应,在导电物体上将有电流流过。
若导电物体仅有一端接地,则在另一端和大地之间将出现感应电压。
当输电线路上有大量故障电流流过时,在充分接地的导电物体的开路端,将产生较高的感应电压,有时可达百伏以上。
此时人体接触这个开路端,就会有较大的电流通过人体流入大地,可能对人体造危害。
静电感应的瞬时电击对人体的安全极限,目前在国际上还没有统一的标准,一般可用被感应物体对地电容中储存的能量来表示。
有的国家用25J(25W·
s)作为瞬时电击能量的最大安全值,美国电机工程学会静电感应小组推荐用50J(50W·
s)作为对人体危险的临界点。
由于一般物体的对地电容不足以储存这样大的能量,所以有人认为静电感应的瞬时电流不会危及人的生命安全。
通过试验得知,当人或物体对地电容达到275pF、感应电压为1000-2000V时就会产生轻度的电击感受,当人或物体对地电容等于或大于275pF、充电到2000V以上时,就会发生疼痛的电击感觉。
必须指出的是,这种由于静电感应的瞬间电流虽然对人体可能不会直接造成生命危害,但若不采取安全措施,由于瞬间电击刺激的结果,可能使工作人员从高处坠落或跌倒,以致造成其他可能的间接伤害。
关于高压电场对人体的影响问题,世界上许多国家还在探讨。
美国电力公司在它的345kV及765kV电网中做了多年的研究,根据他们多年来没有发生过在高压电场下工作而引起疾病或影响健康的经验和有关医生的意见,认为在设计合理的情况下,只要对带电的导线或设备保持正常的安全距离,高压电场是不会伤害人身的。
为了搞清楚高压电场对人体的影响,1975年原东北电业管理局技术改进局对这个问题进行过调查研究。
通过试验得知。
当人体处于电场强度为200-250kV/m的情况下,皮肤就会出现类似风吹的感觉。
这个数值与美国认为人体能感到的电场强度数值(236kV/m)是一致的。
当电场强度升到500-700kV/m时,皮肤就有麻木和刺痛的感觉。
当电场强度高达一定的数值是时,甚至可能发生弧光放电。
因此认为,在正常情况下,控制人体表面的电场强度不超过200kV/m是合适的(这个数值较其他国家提供的现场实际数值为高,国外对高压变电站巡视维护人员允许的最大场强,西德为12.6kV/m,美国为15.2kV/m,日本为12.5kV/m)。
根据调查。
在我国35—550kV的变电所,当巡视维护人员站在带电设备下面举手时,按照2m高度考,人体表面的电场强度大都小于100kV/m。
个别330kV变电所,最高电场强度不超过150kV/m。
330kV输电线路在跨越公路,导线对地距离为8m时,人的体表场强为40kV/m。
因此无论在变电所或输电线路下面,不会有不舒服的感觉。
当人体的表面场强超过200kV/m时,可穿均压服或采取其他屏蔽措施。
当进行带电作业尤其是进行等电位作业时,工作人员的体表场强可能大于200kV/m。
根据实测,在44—66kV线路和变电所,最大体表场强约为100kV/m。
但在由154kV升压到220kV的线路上,有的耐张塔上体表场强可达750-820kV/m。
330kV线路的的直线塔上的最大体表场强可达550-984kV/m。
在这种情况下为了避免和减少高压电场对人体影响,工作人员应采取屏蔽措施。
可以认为,对高压电场只要采取适当的安全措施,人体的健康是不会受影响的,也不会危及生命安全。
为避免高压电场对人体的影响,许多国家规定了限制高压电场强度的数值,日本规定在550kV线路下面离地1m处的电场强度不超过3kV/m,美国为15kV/m,我国为8kV/m。
三、安全电流和安全电压
(一)安全电流
电流对人体的危害,通过人体的电流越大,危害越严重。
那么到底流过人体的电流为多大才不至于对人体造伤害呢?
这就需要知道安全电流值。
1、确定安全电流值的依据
(1)一般情况下,可以把摆脱电流看作是人体允许的电流。
要求流过人体的电流小于摆脱电流。
即可把摆脱电流认为是安全电流。
(2)以大小不同的电流作用到人体,根据人体表现出的不同特征来确定安全电流。
这些特征是通过科学实验和事故分析得出的,如表14-8所示
表14-8电流作用下人体表现的特征
电流(mA)
交流电(50-60Hz)
直流电
0.6-1.5
2-3
5-7
8-10
20-25
50-80
90-100
500以上
手指开始感觉麻刺
手指感觉强烈麻刺
手指感觉肌肉痉挛
手指关节与手掌感觉痛,手已难于脱电源,但仍能脱离电源
手指感觉剧痛、迅速麻痹、不能摆脱电源,呼吸困难
呼吸麻痹,心室开始震颤
呼吸麻痹,持续3s或更长时间后心脏麻痹或心房停止跑动
延续1s以上有死亡危险
无感觉
感到灼热和刺痛
灼热增加
灼热更增,手的肌肉开始痉挛
强烈灼痛,手的肌肉痉挛、呼吸困难
呼吸麻痹
呼吸麻痹,心室震颤,停止跳动
2、安全电流值
从表14-8可以看出,作用于人体的电流,交流为50-60Hz、10mA,直流50mA时,人手仍能脱离电源,无生命危险,故可把50-60Hz、10mA及直流50mA确定为人体的安全电流值。
当通过人体的电流低于这个数
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电工 手册 电气 安全