安全工程師章節(jié)講義：電氣安全技術(shù)

時(shí)間：2023-02-27 11:25:26 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(duì)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(duì)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(zhǎng)，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(duì)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(guó)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(duì)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(duì)地電壓曲線。曲線有雙曲線特征。

　　對(duì)于集中式接地體，離接地體20 m處的對(duì)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(duì)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(zhǎng)、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(duì)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(duì)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