電工安全基礎知識第一頁，共32頁。學習重點：1.了解根本物理量、定律和知識第二頁，共32頁。第一節(jié)根本物理量、定律和知識一、根本物理量、定律電流是帶電微粒有規(guī)律的運動。通常以正電荷移動的方向作為電流的正方向。大小和方向不隨時間變化的電流稱為直流電流；大小和方向隨時間作周期性變化的電流稱為交流電流。電流的符號是I、i，單位是安培〔A〕。電阻是表征物質(zhì)阻礙電流通過能力的一個物理量。電阻的符號是R、r,單位是歐姆〔Ω〕。電阻率是單位長度、單位截面積材料的電阻，是說明材料導電性能的參數(shù)。電阻率的符號是ρ，單位是Ω·m、Ω·mm2/km等。例如，20℃時導電用銅的電阻率約為17.48~17.9Ω·mm2/km，20℃時導電用鋁的電阻率約為28.3~29Ω·mm2/km。第三頁，共32頁。電壓是兩點之間的電位差，亦即在兩點之間產(chǎn)生電流的能力。電壓的符號是U、u，單位是V。我國現(xiàn)行標準規(guī)定：額定電壓1000V及以上屬高壓裝置，1000V以下屬低壓裝置。電動勢是電源兩端的電位差，其數(shù)值等于單位正電荷在外力作用下，由電源負極移至電源正極所做的功。電動勢的符號是E、e，單位是V。電場強度是表征電場強弱和方向的一個物理量，一般可理解為單位距離上的電壓。電場強度的符號是E，單位是V/m。當空氣中電場強度超過25~30KV/cm時，既可能發(fā)生擊穿放電。電功率是說明電器設備做功能力的物理量，是單位時間內(nèi)所做的功。平均功率的符號是P，單位是W。電能是電功率的積累。電能的常用符號是W，單位是J，1KW·h=3.6*106J。頻率是交流電每秒鐘交變的周期數(shù)。頻率的符號是f，單位是Hz。通用交流電的頻率均為50Hz。角頻率是交流電每秒鐘交變的弧度數(shù)。角頻率的符號ω，第四頁，共32頁。單位是rad/s。角頻率與頻率的關系是ω=27πf。電感分為自感和互感。自感是載流線圈或?qū)w自身電流所產(chǎn)生磁鏈與該電流的比值。兩個線圈的互感是一個線圈中的電流在另一個線圈中產(chǎn)生的磁鏈與前一個線圈中電流的比值。自感的符號是L，互感的符號是M，兩者的單位均是H。交流電流流過自感和互感時均在其上產(chǎn)生電壓降。自感和互感對交流電流的阻擋作用稱為感抗。感抗是電抗的一種。電抗的符號是X，單位是Ω。自感和互感感抗的表達式分別為XL=ωL和XM=ωM。兩個相互絕緣的導體之間即存在電容，其大小等于導體上電量與導體間電壓的比值。電容的符號是C，單位是F。交流電流流過電容時在其上產(chǎn)生電壓降。電容對交流電流的阻擋作用稱為容抗。容抗是電抗的一種。容抗的表達式為XC=1/ωC。阻抗是電阻與電抗的組合。磁感應強度也稱磁通密度，是說明磁場強弱及其方向的物理量。其大小為單位長度的單位直線電流在均勻磁場中所受的作用力，其方向為載流導體在磁場中受力的方向。磁感應強度的符號是B，單位是T，1T=1*104GS。第五頁，共32頁。磁通是表征磁介質(zhì)或真空中磁場分布情況的物理量，磁通在磁路中相當于電路中的電流，可看作是某一面積上磁力線的總和。磁通的符號是Ф，單位是Wb，1Wb=1*108MX。如某一面積S與磁感應強度B垂直，則Ф=BS。磁阻是磁路中磁通遇到的特殊阻力。磁阻的符號是Rm，單位是H-1。磁場強度也能說明磁場強弱及其方向，但磁場強度與介質(zhì)性質(zhì)無關。磁場強度的符號是H，單位是A/m。二、根本知識發(fā)電廠一般建在燃料、水力等豐富的地方，與用戶距離一般很遠。為降低輸電線路的電能損耗，發(fā)電廠的電能經(jīng)過升壓變壓器再經(jīng)輸電線路傳輸〔高壓輸電〕；經(jīng)高壓輸電線路送到距用戶較近的降壓變電所，經(jīng)降壓分配給用戶。連接發(fā)電廠和用戶之間的環(huán)節(jié)稱電力網(wǎng)。發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)：第六頁，共32頁。水力發(fā)電廠：利用水流的位能生產(chǎn)電能：水流位能→機械能→電能。火力發(fā)電廠：利用燃料〔通常是煤〕的化學能生產(chǎn)電能：煤被粉碎成煤粉，煤粉在鍋爐的爐膛內(nèi)充分燃燒，將鍋爐內(nèi)的水加熱成高溫高壓的蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動，汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電：煤的化學能→熱能→機械能→電能。核能發(fā)電廠：利用原子核的裂變能生產(chǎn)電能：核裂變能→熱能→機械能→電能。〔核能是巨大的能源，且核電站的建立具有重要的經(jīng)濟和科研價值，很多國家都很重視核電建立，核電在整個發(fā)電量中的比重正逐年增長?！筹L力發(fā)電廠：利用風力的動能生產(chǎn)電能。地熱發(fā)電廠：利用地球內(nèi)部蘊藏的大量地熱生產(chǎn)電能，建在有足夠地熱資源的地方。太陽能發(fā)電廠：利用太陽光的熱能生產(chǎn)電能。太陽能發(fā)電廠建在常年日照時間長的地方。電力網(wǎng):聯(lián)接發(fā)電廠和電能用戶的中間環(huán)節(jié)，由變電所和各種不同電壓等級的電力線路組成。第七頁，共32頁。電力線路是輸送電能的通道，是將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的紐帶；變電所是承受電能、變換電壓和分配電能的場所，一般可分為升壓變電所和降壓變電所兩大類。電網(wǎng)示意圖第八頁，共32頁。不同的用戶，對供電可靠性的要求不一樣?！?〕一級負荷一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡并在政治、經(jīng)濟上造成重大損失的用電負荷。一般應采用兩個獨立電源供電，其中一個為備用電源?！?〕二級負荷二級負荷為中斷供電將造成主要設備損壞，大量產(chǎn)品被廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，需較長時間才能恢復從而在政治、經(jīng)濟上造成較大損失的負荷?！?〕三級負荷不屬于一級和二級負荷的一般負荷。對特別重要的一級負荷，除采用兩個獨力電源外，還應增設應急電源。對于二級負荷，一般由兩個回路供電,兩個回路的電源線應盡量引自不同的變壓器或兩段母線。對于三級負荷無特殊要求，采用單電源供電即可?！?〕電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費是同時進展的?！?〕系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、電力線路和用電設備等的投入和撤除都是在一瞬間完成的，所以，系統(tǒng)的暫態(tài)過程非常短暫。第九頁，共32頁。第二節(jié)防火防爆平安要求一、防火平安要求〔1〕電氣設備過熱。引起電氣設備過熱主要是電流產(chǎn)生的熱量造成的，包括以下幾種情況：電氣設備過熱短路過載接觸不良鐵芯發(fā)熱散熱不良第十頁，共32頁?！?〕電火花或電弧。電火花是電極間的擊穿放電，電火花能引起可燃物燃燒，構(gòu)成危險的火源。電火花主要包括工作火花和事故火花兩類。工作火花是指電氣設備正常工作時或正常操作過程中產(chǎn)生的火花。如直流電機電刷與整流子滑動接觸處、交流電機電刷與滑環(huán)滑動接觸處電刷前方的微小火花、開關或接觸器開合時的火花等。事故火花是線路或設備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花。如發(fā)生短路或接地時出現(xiàn)的火花、絕緣損壞時出現(xiàn)的閃光、保險絲熔斷時的火花等。電弧是大量電火花聚集而成的，它同樣可以引起可燃物燃燒，而且還能使金屬熔化飛濺，構(gòu)成火源。電氣防火平安要求主要為抑制電氣設備過熱和電路引起的火花或電弧而采取的措施?！?〕電器設備。1.電器設備的額定功率大于負載的功率；2.電線的載面積允許電流電流要大于負載電流；3.電氣設備的絕緣要符合平安要求；4.電氣設備的安裝要符合一定的平安距離；5.不可拆卸的接頭及活動接頭要接觸良好；6.要加強電氣設備的日常維護保養(yǎng)工作。第十一頁，共32頁?！?〕照明燈具及附件。燈具完整、無損傷，附件齊全，普通燈具有平安認證標志?！?〕開關、插座。不同極性帶電部件間有合理電氣間隙和爬電距離；開關、插座、接線盒及其面板塑料絕緣材料具有阻燃性能?！?〕電線、電纜。采用國標標準生產(chǎn)的材料，具有平安認證標志。二、防爆平安要求不同危險環(huán)境應選用不同類型的防爆電氣設備，并采用不同的防爆措施。因此，首先必須正確劃分所在環(huán)境危險區(qū)域的大小和級別?！?〕氣體、蒸汽爆炸危險環(huán)境。氣體、蒸汽爆炸危險環(huán)境0區(qū)?正常運行時連續(xù)出現(xiàn)或長時間出現(xiàn)爆炸氣體、蒸汽或薄霧的區(qū)域。1區(qū)?正常運行時預計周期性出現(xiàn)或偶然出現(xiàn)爆炸性氣體、蒸汽或薄霧的區(qū)域。2區(qū)?正常運行時不出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也只是短時間偶然出現(xiàn)爆炸氣體、蒸汽或薄霧的區(qū)域。第十二頁，共32頁?！?〕粉塵、纖維爆炸危險環(huán)境。電氣的爆炸是與火災有聯(lián)系的，發(fā)生火災的同時發(fā)生爆炸。因此，防爆平安除按防火平安要求外，還要注意以下幾點：〔1〕防爆電氣設備的選用。應當根據(jù)安裝地點的危險等級、危險物質(zhì)的組別和級別、電氣設備的種類和使用條件選用爆炸危險環(huán)境的電氣設備?！?〕防爆電氣線路的安裝。爆炸危險環(huán)境和火災危險環(huán)境，電氣線路的安裝位置、敷設方式、導線材質(zhì)、粉塵、纖維爆炸危險環(huán)境10區(qū)?正常運行時連續(xù)出現(xiàn)或長時間出現(xiàn)爆炸性粉塵、纖維的區(qū)域。11區(qū)?正常運行時不出現(xiàn)，僅在不正常運行時短時間偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵、纖維的區(qū)域。第十三頁，共32頁。連接方法等均應與區(qū)域危險等級相適應。〔3〕防爆平安技術(shù)。①消除或減少爆炸性混合物。②隔離。③消除引燃源。④接地措施。第十四頁，共32頁。第三節(jié)防雷防靜電及觸電的平安要求一、防雷平安要求雷電的種類較多，按危害方式分為直擊雷、感應雷和雷電侵入波，按形狀分為線形、片形和球形三種。雷電的危害分為電作用的破壞、熱作用的破壞、機械作用的破壞。〔1〕電作用的破壞：雷電數(shù)十萬至數(shù)百萬伏的沖擊電壓可能毀壞電氣設備的絕緣，造成大面積停電?！?〕熱作用的破壞：巨大的雷電流通過導體，在極短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)換成大量的熱能，使金屬熔化飛濺而引起火災或爆炸。〔3〕機械作用的破壞：巨大的雷電流通過被擊物時，瞬間產(chǎn)生大量的熱，使被擊物內(nèi)部的水分或其它液體急劇汽化，劇烈膨脹大量氣體，指示被擊物破壞或爆炸。第十五頁，共32頁?！?〕建筑物防雷措施。建筑物防雷措施各類建筑物應采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施。建筑物可利用根底內(nèi)鋼筋網(wǎng)作為接地體?？衫猛饩壷鶅?nèi)外側(cè)兩根主筋作為防雷引下線。應將45m以上外墻的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接以防側(cè)擊雷建筑物上面可裝設避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、消雷器。第十六頁，共32頁?！?〕架空線路防雷措施。〔3〕變、配電所的防雷措施。裝設避雷針、消雷器來保護整個變、配電所建筑物，使之免遭直擊雷。二、防靜電平安要求與流電相比，靜電是相對靜止的電荷。靜電現(xiàn)象是一種常見的帶電現(xiàn)象，如雷電、電容器殘留電荷、摩擦帶電等。靜電既有有利的一面也有有害的一面。架空線路防雷措施提高線路本身的絕緣水平用三角形頂線作保護線裝設自動重合閘裝置第十七頁，共32頁。靜電的危害方式有爆炸和火災、電擊、阻礙生產(chǎn)?！?〕爆炸和火災：靜電電量雖然不大，但因其電壓很高而容易發(fā)生放電，產(chǎn)生靜電火花。在具有可燃液體的作業(yè)場所，可能因靜電火花引起火災；在具有爆炸性粉塵或爆炸性氣體、蒸汽的作業(yè)場所，可能因靜電火花引起爆炸?！?〕電擊：當人體接近帶電體的時候，帶靜電荷的人體在接近接地體的時候就有可能發(fā)生電擊。由于靜電能量很小，靜電電擊不至于直接使人致命，但可能因電擊墜落摔倒引起二次事故?！?〕阻礙生產(chǎn)：在某些生產(chǎn)過程中，如不去除靜電，將會阻礙生產(chǎn)或降低產(chǎn)品質(zhì)量。例如，紡織行業(yè)，靜電使纖維纏結(jié)、吸附塵土，降低紡織品質(zhì)量；在印刷行業(yè)，靜電使紙張不齊，不能分開，影響印刷速度和質(zhì)量；靜電還可能引起電子元件誤動作。消除靜電危害的措施大致有接地法、泄漏法、中和法和工藝控制法?！?〕接地法。接地是消除靜電危害最簡單的方法。接地主要用來消除導電體上的靜電，不宜用來消除絕緣體上的靜電。靜電接地裝置應當連接牢靠，并有足夠的機械強度，可以同其他目的接地用第十八頁，共32頁。一套接地裝置?！?〕泄漏法。采取增濕措施和采用抗靜電添加劑，促使靜電電荷從絕緣體上自行消散，這種方法稱為泄漏法?！?〕靜電中和法。靜電中和法是消除靜電危害的重要措施。靜電中和法是靜電電荷密集的地方設法產(chǎn)生帶電離子，將該處靜電電荷中和掉。靜電中和法可用來消除絕緣體上的靜電。靜電中和法依其產(chǎn)生相反電荷或帶電離子的方式不同，主要有以下幾種類型：靜電中和法感應中和器接電源中和器射線中和器離子風中和法第十九頁，共32頁?！?〕工藝控制法。前面說到的增濕法就是一種從工藝上消除靜電危險的措施。不過，增濕不是控制靜電的產(chǎn)生，而是加速靜電電荷的泄露，防止靜電電荷積累到危險程度。在工藝上，還可以采用適當措施，限制靜電的產(chǎn)生，控制靜電電荷的累積。三、觸電當人體觸及帶電體承受過高的電壓而導致死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為觸電。觸電分電擊和電傷。電擊是指電流觸及人體而使內(nèi)部器官受到損害，它是最危險的觸電事故。多發(fā)生在對地電壓為220V的低壓線路或帶電設備上。電傷：在電流熱效應、化學效應、機械效應的作用下使熔化或蒸發(fā)的金屬微粒等侵入人體皮膚，使皮膚局部發(fā)紅、起泡、燒焦或組織破壞，嚴重時也可危及生命。電傷多發(fā)生在1000V及1000V以上的高壓帶電體，其危險雖不像電擊那樣嚴重，但也不容無視。觸電傷害程度主要取決于電流的大小和電擊時間長短等因素。人體觸電后最大的擺脫電流，稱為平安電流。我國規(guī)定平安電流為30mAs。如果接觸電壓在36V以下，通過人體的電流不會超過30mA，故平安電壓通常規(guī)定為36V，但在潮濕地面和能導電的廠房，平安電壓可低至12V。第二十頁，共32頁。分為中性線接地和中性線不接地兩種情況?！?〕中性點接地電網(wǎng)的單相觸電在中性點接地的電網(wǎng)中，人體所觸及的電壓是相電壓。電流經(jīng)相線、人體、大地和中性點接地裝置而形成通路，觸電的后果往往很嚴重。中性點接地的單相觸電；(b)中性點不接地的單相觸電2〕中性點不接地電網(wǎng)的單相觸電由于相線與大地間存在電容,有對地的電容電流從另外兩相流入大地，并全部經(jīng)人體流入到人手觸及的相線。一般導線越長，對地的電容電流越大，其危險性越大。第二十一頁，共32頁。2.兩相觸電即相間觸電，指人體與大地絕緣的情況下，同時接觸到兩根不同的相線，或人體同時觸及到電氣設備的兩個不同相的帶電部位。兩相觸電比單相觸電更危險。3.跨步電壓觸電絕緣損壞或線路一相斷線落地。離導線落地點20m外，地面電位近似為零。人走近導線落地點，在兩腳之間出現(xiàn)電位差，即跨步電壓。離電流入地點越近，跨步電壓越大；在20m外，跨步電壓很小，可看作為零。當發(fā)現(xiàn)跨步電壓威脅時應趕快把雙腳并在一起，或趕快用一條腿跳著離開危險區(qū)。第二十二頁，共32頁。導線落地后，還會產(chǎn)生接觸電壓觸電；或由于接地裝置布置不合理，接地設備發(fā)生碰殼時造成電位分布不均勻而形成一個電位分布區(qū)域。在人體與帶電設備外殼相接觸時，便會發(fā)生接觸電壓觸電。觸電者一般不會立即死亡，往往是“假死〞，現(xiàn)場人員迅速使觸電者脫離電源，立即運用正確的救護方法加以搶救。第二十三頁，共32頁。第四節(jié)電工平安用具和平安標識一、電工平安用具絕緣平安用具包括絕緣桿、絕緣夾鉗、絕緣鞋、絕緣手套、絕緣墊和絕緣站臺等用具。絕緣平安用具分為根本平安用具和輔助平安用具。前者的絕緣強度能長時間承受電氣設備的工作電壓，能直接用來操作電氣設備；后者的絕緣強度缺乏以承受電氣設備的工作電壓，只能加強根本平安用具的作用。絕緣桿和絕緣夾鉗都是根本平安用具。絕緣夾鉗只用于35KV及以下的電氣操作。絕緣桿和絕緣夾鉗都由工作局部、絕緣局部和握手局部組成。絕緣局部和握手局部用浸過絕緣油漆的木材、硬塑料、膠木或玻璃鋼制成，其間有護環(huán)分開。絕緣桿可用來操作高壓隔離開關、操作跌落式熔斷器、安裝和拆卸臨時接地線以及進展測量和試驗等工作。絕緣夾鉗主要用來撤除和安裝熔斷器及其類似工作。絕緣手套和絕緣鞋用橡膠制成，二者都作為輔助平安用具。絕緣手套可作為第二十四頁，共32頁。低壓工作的根本平安用具，絕緣鞋可作為防護跨步電壓的根本平安用具。絕緣墊和絕緣站臺只作為輔助平安用具。絕緣墊用厚度5mm以上、外表有防滑條紋的橡膠制成。其最小尺寸不宜小于0.8m*0.8m。絕緣站臺用木板或木條制成。相鄰板條之間的距離不得大于2.5cm，以免鞋跟陷入；站臺上不得有金屬零件；臺面板用支持絕緣子與地面絕緣，支持絕緣子高度不得小于10cm。絕緣站臺最小尺寸不宜小于0.8m*0.8m，但為了便于移動和檢查，最大尺寸也不宜大于1.5m*1.5m.驗電器分為高壓驗電器和低壓驗電器，用來檢驗導體是否有電。老式驗電器都靠氖燈發(fā)光顯示。新式低壓驗電器有的用液晶顯示。新式高壓驗電器有的帶聲、光、形多重顯示。臨時接地線裝設在被檢修區(qū)段兩端的電源線路上，用來防止突然來電和防止鄰近高壓線路的感應電的危險，臨時接地線也用作放盡線路或設備上殘留電荷的平安器材。臨時接地線主要由帶透明護套的軟銅線、絕緣棒和接線夾組成。臨時接地線的線夾必須鞏固有力，軟銅線應采用截面積25mm2以上的多股軟銅線，各局部連接必須結(jié)實。第二十五頁，共32頁。遮欄主要用來防止工作人員無意碰到或過分接近帶電體，也用作檢修平安距離不夠時的平安隔離裝置。遮欄用枯燥的木材或其他絕緣材料制成。在過道或入口等處可裝用柵欄。遮欄和柵欄必須安裝結(jié)實，并不得影響工作。遮欄高度及其與帶電體的距離應符合防護的平安要求。標示牌用絕緣材料制成。其作用是警告工作人員不得過分接近帶電局部，指明工作人員準備的工作地點，提醒工作人員應當注意的問題，以及制止向某段線路送電等。登高平安用具包括梯子、高凳、腳扣、登高板、平安帶等專用用具。梯子和高凳應鞏固可靠，能承受工作人員及其所攜帶工作、材料的總重量。腳扣是登桿用具，其主要局部為鋼材制成。登高板也是登高平安用具，主要由堅硬的木板和結(jié)實、柔軟的繩子組成。平安帶是防止墜落的平安用具。平安帶用皮革、帆布或化纖材料制成。平安帶的寬度不應小于60mm。繞電桿帶的單根拉力不應小于2206N。二、平安標識第二十六頁，共32頁。平安色是表達平安信息含義的顏色，表示制止、警告、指令、提示等。國家規(guī)定的平安色有紅、藍、黃、綠四種顏色。紅色表示制止、停頓；藍色表示指令、必須遵守的規(guī)定；黃色表示警告、注意；綠色表示指示、平安狀態(tài)、通行。為使平安色更加醒目的反襯色叫比照色，國家規(guī)定的比照色是黑、白兩種顏色。平安色與其對應的比照色是：紅——白、黃——黑、藍——白、綠——白。黑色用于平安標志的文字、圖形符號和警告標志的幾何圖形。白色作為平安標志紅、藍、綠色的背風光，也可用于平安標志的文字和圖形符號。在電氣上涂成紅色的電器外殼是表示其外殼有電；灰色的電器外殼是表示其外殼接地或接零；線路上黑色代表工作零線；明敷接地扁鋼或圓鋼涂黑色。用黃綠雙色絕緣導線代表保護零線。直流電中紅色代表正極，藍色代表負極，信號和警告回路用白色。平安標志是提醒人員注意或按標志上注明的要求去執(zhí)行，保障人身和設施平安的重要措