第六章 电气安全与静电防护技术
一、防雷技术
二、防静电技术
三、防爆防火技术
四、电气安全措施
一、防雷
雷电的产生与雷电的放电
防雷措施
适用规范
雷电的产生与雷电的放电
人们通常把发生闪电的云称为雷雨云, 一般讲的雷雨云就是指积雨云。
云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。
积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形成的云。
积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，也就是人们平常所说的"闪电"。
闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。
在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。
我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<15天）、中雷区（15-40天）、多雷区（41-90天）、强雷区（>90天）。
我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。
雷电危害按雷电形式可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。
1、直击雷破坏
2、感应雷破坏
A、静电感应雷：
B、电磁感应雷
3、雷电波引入的破坏：
雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性质破坏、热性质破坏和机械性质破坏
1、电性质破坏：
2、热性质破坏：
3、机械性质破坏：
当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往有极大的不同，可以概括为：
（1）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；
（2）从二维空间入侵变为三维空间入侵。
（3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。（4）产生上述特点的根本原因，也就是关键性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。
防雷措施
防雷装置：
▲避雷针、避雷网、避雷带、
避雷线、 ▲避雷器等。
包括：接闪器、引下线、接地装置三部分。（反击）
避雷针：保护范围确定
h/2
h
ha
hx
r=
θ
r—地面保护半径m
h—避雷针高度m
P—高度影响系数；h≤30m取1，30～120m取
rx＝避雷针在hx水平面上的保护半径
hx＝被保护物高度m
ha＝避雷针的有效高度m
rx
避雷器 分为阀型、管型和氧化锌避雷器
接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。
正常时，避雷器内部间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断冲击波，使引入被保护设备的电压为避雷器“残压”，雷电过后，避雷器恢复绝缘状态。
被保护
设备
过电压
避雷器
接地
线路
适用规范
石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95
建筑物防雷设计规范 GB50057-94
石油库设计规范 GB50074-2002
石油化工企业设计防火规范 GB50160-92
交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 620-1997
石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95
1 主题内容与适用范围 本规范规定了石油和石油产品在生产、运输、贮存、销售、使用过程中避免或减少石油设备雷电危害的基本原则和措施。 本规范适用于石油设备的雷电安全保护。
2 引用标准（略）
3 预防雷电危害的基本原则（略） 4 预防雷电危害的技术措施（略） 5 预防雷电危害的管理措施（略）
二、防静电
静电的产生
石油静电的产生
静电的安全防护
适用规范
静电的产生
静电现象
静电的产生
物质夺取自由电子，需要能量。
如果物质间进行摩擦，产生电子转移。但两个物质表面接触后，只要把他们迅速拉开，也足以产生静电。
静电产生的基本、重要的因素应当认为是，物质相互密切接触和迅速剥离。
产生静电的内因
物质逸出功（电子脱离物质表面所需要作的功）不同。
物质电阻率不同。
产生静电的外因
紧密接触（25×10－8 cm)与迅速分离。
附着带电。。
感应起电。
极化起电。
流动带电。
喷出带电。
飞沫带电。
静电的积累
电阻率与泄漏半衰期的关系
1200
1016
1012
1013
12
1014
120
1015
12000
1017
109
1010
1011
半衰期s
电阻率Ω·cm
石油静电的产生
输油管线中静电的产生
流动带电。
管线材质影响。如高分子塑料管与钢管比较，前者带静电高8倍。
管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大。
管线长度与带电量成正比，如管线设有过滤分离器、过滤网等，带电量有时会增加10～200倍。因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大管径和增设缓冲罐等措施，都是必要的。
泵转速的影响。
油温的影响。石油的导电率随油温的升高而增大；但也有相反的理论。
100
200
300
400
管线内静电，μA
泵内静电，μA
流速，m3/min
混入微粒子、空气和水的影响。当石油类中混入铁锈等微粒子以胶状分散时会增大带电量；当空气和其他气体泡混入石油类中时，在流动开始瞬间，试验证明与正常流动比产生约100倍的静电；水的混入因情况不同而不同，一般也会增加静电。
混合和搅拌引起的静电
当贮罐内存在水和杂质时，会产生大量静电。
喷出引起的静电
若发生喷溅和泡沫会引起大量静电，应引起重视。
沉降引起的静电
影响贮罐内静电产生量的几个因素
底部装油与喷溅装油；油流出口与油面的距离；不同油品混合发生爆炸；罐底沉降水被搅起；蒸汽清洗油罐会产生很高的静电电位；时间因素（最大静电电位产生有延迟）。
铁路槽车静电主要来自泵和过滤器，一般过滤器设置在离装油口100米外，使有充足的时间逸散电荷。
汽车油罐车静电主要来自泵管道和过滤器，在注油过程中，油面电位随油面升高而升高，到达一定值后又开始下降。
油轮静电事故的产生：用水冲洗油油舱（测试表明冲洗很短时间，油仓中心电位高达40kV）；油舱装油不满，油或压舱水摇晃带电。
静电危害的条件
静电的产生
放电间隙的存在
爆炸危险物质达到爆炸极限
汽油
煤油
柴油
丙烷
丁烷
下限浓度
上限浓度
产品
石油产品的爆炸极限（在空气中的浓度体积％）
静电的安全防护
消除静电的危害主要有两个途径：一是创造条件加速工艺过程中所产生静电的泄漏或中和，限制静电积累，使其不超过安全限度；二是控制工艺过程，限制静电产生。
第一类方法
泄漏法
中和法
接地
增湿
加入抗静电剂
涂导电涂层
感应中和器
发射性中和器
材料选择
工艺设计、操作
设备结构
第二类方法
防止形成危险性混合物
以不可燃介质代替可燃介质：如用不可燃混合剂进行化学脱脂。
降低爆炸性混合物浓度：通风、抽气等
工艺控制
控制流速
增强静电电荷的衰减：工艺过程总是包含静电的产生和逸散两个区域，因此可以采取不同的预防静电危害措施。
利用材质搭配控制静电产生：如钢铁和晴纶摩擦，钢铁带负电荷；钢铁与聚氯乙烯摩擦，钢铁带正电荷。一种方法是系统中分别选择不同材质容器、管道等，使一处的某种电荷在另一处消除；另一方法是材料混合，使物料流动时不会产生明显静电。如含有40％尼龙和60％达科隆的混合纤维同镀铬表面摩擦时不会产生静电积累。
管道、接受容器
过滤器
液体在系统流动
逸散区
产生区
过程
接地
增湿
增湿主要是增加静电沿介质表面的泄漏，而不是增加通过空气的泄漏。对于表面容易形成水膜的介质，如纸张、橡胶等非常有效。
化学防静电
防静电剂具有较好的导电性和较强的吸湿性，在高绝缘材料中非常有效。由无机盐表面活性剂发展到高分子、有机半导体、高聚物等化学防静电剂。
用于聚酯薄膜－涤纶片基的防静电剂，烷基二苯醚磺酸甲盐（DPE），使聚酯薄膜表面电子由1015欧降至107欧。
用于塑料的防静电剂，酰胺基季胺硝酸盐用于聚氯乙烯（SN）。
用于纤维的防静电剂，种类较多。
用于石油的防静电剂，甲基乙烯脂－顺丁烯二酸酐的共聚物。
静电消除器
将气体分子电离产生消除静电所需的离子。
自感应式、外接电源式（工频高压、高频高压、直流高压、离子流）、放射线式、组合式。
防止人体带静电
适用规范
防止静电事故通用导则 GB 12158-90
液体石油产品静电安全规程 GB 13348-92
易燃、可燃液体防静电安全管理 Q/YZG**-**-2004
液体石油产品静电安全规程 GB 13348-92
主题内容与适用范围
本标准规定了液体石油产品在生产、运输、贮存、使用过程中防止静电危害的基
本方法和措施。
本标准适用于液体石油产品。
三、防爆
爆炸性物质的分类、分级与分组
爆炸性气体环境危险区域的划分
防爆结构
电气防爆安全技术和管理
适用规范
爆炸性物质的分类、分级与分组
1.爆炸性物质的分类
爆炸性物质分为三类：
Ⅰ类： 矿井甲烷；
Ⅱ类： 爆炸性气体、蒸气；
Ⅲ类： 爆炸性粉尘、纤维。
注：分类来源于《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试行)》（劳动人事部、公安部、国家机械委员会、煤炭工业部、化学工业部、石油工业部、纺织工业部、轻工业部）1987年
2.爆炸性气体的分级
爆炸性气体混合物， 按其最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR）分级
<
≤
ⅡC
≤MICR≤
<MESG<
ⅡB
>
≥
ⅡA
MICR
MESG（mm)
级别
MESG（最大试验安全间隙）--爆炸性气体在标准容器中（8000cm3、半球法兰结合面的间隙长度为25mm的球形容器）试验的传爆间隙临界值，即为间隙长度为25mm时的传爆间隙的最小值。
MICR（最小点燃电流比）--各种易燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小点燃值之比。
3.爆炸性气体的分组
按其引燃温度分组。共分Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６六组。
85 < t≤100
T6
135 < t≤200
T4
300 < t≤450
T2
100 < t≤135
T5
200 < t≤300
T3
450 < t
T1
引燃温度t（℃）
组别
4.举例
85 < t≤100
100 < t≤135
135 < t≤200
200 < t≤300
300 < t≤450
450 < t
硝酸乙酯
二硫化碳
乙炔
水煤气、氢
<
≤
ⅡC
乙醛、
己烷、柴油、汽油、石脑油
丁烷、丙烯、乙苯
乙烷、苯、二甲苯
>
≥
ⅡA
≤MICR≤
MICR
乙烯、丁二烯
T2
四氟乙烯、二乙醚
T4
T6
T5
T3
T1
硫化氢、二甲醚
焦炉煤气、丙炔
<MESG<
ⅡB
甲烷
Ⅰ
引燃温度（℃）与组别
MESG
分类
爆炸性气体环境危险区域的划分
爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：
0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；
1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；
2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
注：正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。
按释放源级别和通风条件确定（连续级、第一级、第二级释放源）
范围：根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验，经技术经济比较综合确定。。。。。。
防爆结构
隔爆型电气设备（ｄ）：具有隔爆外壳的电气设备， 是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止向周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。
增安型电气设备（ｅ）：正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度， 并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。
本质安全型电气设备（ｉ）：在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
正压型电气设备（ｐ）：具有保护外壳，且壳内充有保护气体， 其压力保持高于周围爆炸性混合物气体的压力，以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部的电气设备。
无火花型电气设备（ｎ）在正常运行条件下不产生电弧或火花， 也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
设备选型
气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表
──────┬──────────────────────────────
爆炸危险区域│ 适 用 的 防 护 型 式
├───────────────────────┬──────
│ 电 气 设 备 类 型 │ 符 号
──────┼───────────────────────┼──────
│ １．本质安全型（ｉａ级） │ ｉａ
├───────────────────────┼─────
０区 │ ２．其他特别为０区设计的电气设备（特殊型）│ s
──────┼───────────────────────┼──────
│ １．适用于０区的防护类型 │
│ ２．隔爆型 │ ａ
１区 │ ３．增安型 │ ｅ
│ ４．本质安全型（ｉｂ级） │ ｉｂ
│ ５．充油型 │ ｏ
│ ６．正压型 │ ｐ
│ ７．充砂型 │ ｑ
│ ８．其他特别为１区设计的电气设备（特殊型）│ s
──────┼───────────────────────┼──────
│ １．适用于０区或１区的防护类型 │
２区 │ ２．无火花型 │ ｎ
──────┴───────────────────────┴──────
旋转电机防爆结构的选型
--为适用 --为慎用 X --为不适用
直流电动机
绕线型感应电动机
X
无火花型
n
增安型
e
正压型
p
隔爆型
d
增安型
e
正压型
p
隔爆型
d
1区
X
X
电磁滑差离合器
同步电动机
鼠笼型感应电动机
2区
爆炸性粉尘环境
分为：爆炸性粉尘（镁、铝等）
可燃性导电粉尘（石墨、焦炭、煤、锌、铁等）
可燃性非导电粉尘（聚乙烯、小麦、硫磺等）
可燃纤维（棉、麻等）
分组：引燃温度分组—T11（>270℃）、T12（200～270℃）、
T13（150～200℃）
分区：爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：
10区：连续出现或长期出现爆炸性粉尘混合物的环境；
11区：有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。
范围：根据粉尘的量、释放率、浓度和物理特性以及同类企业相似厂房的实践经验等确定。
设备选型：除可燃性非导电粉尘和可燃纤维的11区环境采用防尘结构（标志DP），10区及其它爆炸性粉尘环境11区均采用尘密结构（标志DT）；并按照粉尘的不同引燃温度选择不同易燃温度组别的电气设备。
4.举例
Ex dⅡBT3
Ex—防爆标志（EEx）
d—隔爆型
ⅡB—爆炸性气体分级（高于Ⅱ A， 低于ⅡC）
T3—爆炸性气体分组（高压T2，低于T4）
火灾危险环境
分类：可燃液体：柴油、润滑油、变压器油等；
可燃粉尘：铝粉、焦炭粉、煤粉、合成树脂粉等；
固体状可燃物质：煤、焦炭、木等；
可燃纤维：棉花纤维、合成纤维等。
危险区域划分：根据火灾事故发生的可能性和后果，以及危险程度和物质状态不同划分：
21区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
22区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上可能引起火灾危险环境。
23区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险环境。
火灾危险环境的电气装置
IP21
IP54
IP44
接线盒
配电装置
IP2X
IP54
IP2X
固定安装
照明
灯具
IP44
IP54
充油型、IP54、IP44
固定安装
电器和
仪表
固定安装
电机
IP5X
移动式、
携带式
44IP
IP54
移动式、
携带式
IP54
IP54
移动式、
携带式
23区
22区
21区
安全栅
安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，它的作用是一方面保证信号的正常传输；另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全无火花性能。
安全栅是一种特殊的关联设备，接在本安型和非本安型电路之间， 它包括安全栅元件或安全栅电路，如熔断器、电阻器和并联的二极管等。将供给本安型电路的电压和电流限制在一定安全水平之内。
常用的安全栅有齐纳式安全栅和隔离式安全栅。
齐纳式安全栅
基于齐纳二极管方向击穿特性来工作的。
现场发生故障，限流电阻将电流限制在安全范围。
齐纳二极管将电源电压限制在安全电压以内，两只齐纳二极管是为了提高可靠性。
发生高电压时，齐纳二极管击穿，同时快速熔断器熔断，保证过电压与现场隔离。
限流电阻
快速熔断器
齐纳二极管
危险侧
安全侧
隔离式安全栅
它在供电和信号传输线路中采用了变压器隔离措施，具有电子限流和限压功能，进一步提高了安全可靠性。
分为检测端（输入式）安全栅和操作端（输出式）安全栅
24DC
直流/
交流
转换
器
整流
滤波器
T1
解调
放大器
T2
调制器
整流
滤波器
限能器
输入
4～20mADC
输出
4～20mADC
或1～5VDC
检测端安全栅构成框图
24DC
直流/
交流
转换
器
T1
调制器
解调
放大器
整流
滤波器
限能器
输出
4～20mADC
T2
操作端安全栅构成框图
输入
4～20mADC
来至变送器
来至控制仪表
去现场
去控制仪表
适用规范
爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
GB 50058－92
电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 GB 50261－1996
中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试行)
劳人护(87)36号
爆炸性气体环境用电气设备第13部分：爆炸性气体环境用电气设备的检修
-1997 neq IEC79-19:1993
四、电气安全措施
电流对人体的伤害
安全电流、电压规范
人体触电方式
防止人身触电的技术措施
电气灭火知识
适用规程
电流对人体的伤害
电击：电流流过人体内部对内部组织的伤害。
√心室颤动—血液循环停止、神经中枢—遏止呼吸、
胸肌收缩—窒息，最危险的伤害！
√高压电击穿空气—人体通过电流、低压单相、两相
触电、接触电压和跨步电压触电等情况
电伤：灼伤、电烙印和皮肤金属化
√灼伤：电流热效应产生的电伤，电弧对皮肤烧伤。
√电烙印：电流化学效应和机械效应产生的电伤，直
接接触、有明显边缘的肿块、皮肤硬化。
√皮肤金属化：电弧下金属高温熔化、蒸发并飞溅渗
透到皮肤表层造成的电伤，皮肤粗糙硬化。
1.影响电流伤害程度的因素
电流大小
工频电流对人体的影响 电流大小与伤害程度
没有感觉
连续通电
强烈冲击但无心室颤动
短于心率
50-
数百
心跳不规则、昏迷、强烈痉挛，心室颤动
数秒至数分钟
30-50
痉挛不能摆脱，呼吸困难血压上升，极限
数分钟内
5-30
有感觉、痛感，可摆脱
连续通电
-5
心脏停止跳动，昏迷，可能致命
长于心率
心室颤动、昏迷，有痕迹
短于心率
超过
数百
昏迷、心室颤动，有痕迹
长于心率
生理反应
通过时间
电流mA
1300（）
50（3s）
直流
51
76
直流
直流
工频
有感觉的最小电流
感知电流
30～50
工频
在较短时间内危及生命的最小电流
致命电流
16
工频
能够自主地摆脱电源的最大电流
摆脱电流
成年女性
成年男性
定义
名称
人体电阻
一般认为人体电阻为1000～2000欧姆（不计皮肤角质层电阻）
与电压的关系
不同条件下人体电阻
443
268
125
99
10
流过电流mA
16500
6240
2222
220
1417
380
640
1000
1130
2000
3530
11000
人体电阻Ω
500
250
125
接触电压V
600
500
440
375
325
1200
1000
875
770
650
3500
2500
2000
1500
1000
7000
5000
4000
3000
1500
10
25
50
100
250
皮肤浸入水中
皮肤湿润
皮肤潮湿
皮肤干燥
人体电阻Ω
接触电压
V
通电时间长短
触电电流大小与触电时间的乘积（称为电击能量）来反映触电的危害程度，一般超过（毫安.秒）时人就有生命危险。
电流频率
一般来说，50～60Hz工频交流电对人体伤害最为严重。
500
持续时间s
1000
200
100
50
允许电流mA
有31％的死亡率
有22％的死亡率
有14％的死亡率
120
200
500
有50％的死亡率
有95％的死亡率
有45％的死亡率
10～25
50
50～100
危害程度
电流频率
危害程度
电流频率
电压高低
电压升高—电流增大；但不成正比。
电流途径
人体状况
性别：摆脱电流女性比男性低1/3；
年龄：小孩比成年人伤害重；
健康：心脏病、神经疾病容易受伤害；
心理、精神状况；
一只手到另一只手
左手到脚
右手到脚
一只脚到另一只脚
流经心脏电流于总电流的比例（％）
电流通过人体的途径
2.安全电流、电压规范
安全电流：一般把摆脱电流认为是安全电流；科学实验和事故分析。
安全电流值：交流50Hz—10mA；直流—50mA。
安全电压：为了防止触电事故而采取的特定电源供电的电压系列，是制定安全措施的依据。
人体电阻（1700欧）、接触电压—摆脱电流（30mA）的关系；通常认为低于40V的交流电压为安全电压。IEC为50V以下，并规定25V以下时不需要考虑防电击的安全措施。
安全电压等级：42、36、24、12、6V，超过24V时应有安全措施。
应用：
可供某些人体可能偶然触及带电体的设备选用。潮湿、塔罐灯场所的行灯。
26
15
8
24
12
6
在矿井、多导电粉尘等
43
36
在有触电危险的场所使用的移动工具
50
42
空载上限值
额定值
选用举例
安全电压（交流有效值）
3.人体触电方式
单相触电、两相触电（直接接触触电）、跨步电压触电、接触电压触电，还有高压触电和雷击触电。
单相触电
中性点直接接地方式
Ir=Ux/(Rg+Rr)=Ux/Rr(Rr>>Rg)
与人体电阻比接地体电阻很小，电压几乎全部加在人体上。危险！
如果穿上绝缘鞋或站在绝缘垫上，通过人体电流就会很小。
单相触电
中性点不接地方式
电流经过人体与其他两相的对地阻抗Z而形成回路，通过人体的电流Ir取决于电压、人体电阻和导线对地绝缘阻抗。
如果导线对地绝缘较好，通过人体的电流就会较小。
Ux
Rg
N
C
A
B
Rr
Ir
Ux
Z
两相触电
Ir=U/Rr
(U—线电压）
当发生两相触电时，如线电压为380V，则流过人体的电流高达268mA，只要经过就可能致人于死地。（)
但一般发生的几率较小。
跨步电压触电
当电气设备发生接地或线路一相落地时，故障电流就会从接地点向四周扩散，形成电压梯度。
离接地点越近，电位越高，电位梯度越高；离接地点20米外，电位近似为0。
在20米内，人体两脚之间（米）电位差形成跨步电压—跨步触电。
“安规”规定，发生接地后，室内不得接近故障点4米内，室外不得接近故障点8米以内；进入时必须穿绝缘靴，戴绝缘手套。
后果，跨步电压 流过人体两腿 人体两腿抽筋倒地 电流流过人体重要器官2秒可能死亡。
Ir
对地电位％
100
50
距离m
10
20
接触电压触电
接触电压是指：人站在发生接地短路故障设备旁边，触及漏电设备的外壳时，其手脚之间所承受的电压。由接触电压引起的触电称为接触电压触电。
如图：中间电动机绝缘损坏，外壳带电电位相同，但地电位不同，右边人承受的接触电压等于电动机外壳电位与地电位之差，接近于零；左边人承受的接触电压几乎为相电压。
在安装接地网时，应考虑一个车间、一个变电站和生产装置的所有设备均设接地体，或在地面下埋设接地网，这是防止接触电压触电的有效措施。
20m
对地电压（％）
距离（m）
100
接触电压
电位分布
防止人身触电的技术措施
人体触电一般是由于人体靠近或接触电气设备带电部分和人体触及正常不带电而绝缘损坏时外壳或金属构架带电。
1、基本概念：
接地装置：接地、接地体、接地线；电气地、对地电压；接地电阻；零线、接零；接地短路、接地短路电流。
2、保护接地
为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳与接地体连接，称为
保护接地。
适用于中性点不接地的低压电网。
中性点不接地
如不采用外壳接地，设备外壳长期带电，对地电压接近相电压。系统漏电流将全部流过人体，造成触电事故。
采用了外壳接地后，接地短路电流将同时延着接地体和人体与电网对地绝缘阻抗形成两条通路。
Ir/Id=Rd/Rr
Rd越小，流过人体电流越小，漏电设备对地电压主要决定于接地保护Rr的大小。
一般使Rd<4欧姆，就可以避免人体触电，起到保护作用。
中性点直接接地（常见方式）
如不采用外壳接地，通过人体电流为：Ir=Ux/(Rr+Ro)
如人体电阻按1000欧姆计，中性点接地电阻<4欧姆，流过人体电流为接近220mA，非常危险。
采用了外壳接地后，接地短路电流约为: Id=220/(4+4)=不足以使保护动作(Rr<<Rd和Ro）；
根据电压分布，近似求得作用于人体电压为110V，流过人体电流近似为110mA。
实际使用采取附设接地网来降低人体接触电压！
外壳不接地危险，接地又不够完善
Id
Ir
Rd
Rr
Ro
Rr
Ir
Id
中性点直接接地短路电流精确计算
R r
0
U x
Rd
Rd
Ro
Id
Ux
Rr
Rd
Rd
Ur
3、保护接零
为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳与电网的零线相连接，称为保护接零。
适用于中性点直接接地系统（TN－S，TN－C）。当采用保护接零时，除电源中性点必须采用工作接地外，零线要在规定的地点采取重复接地。
采用保护接零方式，设备发生外壳漏电，接地短路电流通过该相和零线构成回路，由于零线阻抗很小，短路电流很大，使低压断路器或继电保护动作，切除故障。
Id
工作接地
重复接地
保护接零装置的具体要求
采用重复接地，当零线断线后，保护接零设备就成为保护接地设备。
零线上不允许装设熔断器和断路器，防止断开后设备出现相电压引起触电。
为保证保护装置迅速动作，使任一点短路的短路电流均大于保护熔断器额定电流的4倍，大于断路器保护整定电流的倍。
在同一低压电网中（如同一变压器供电电网），不允许将一部分设备保护接地，而将另一部分设备保护接零。当保护接地设备漏电后，由于电压分布，使零线带电（Uo=RoUx/(Ro+Rd),所有保护接零设备外壳带电（Uo=RdUx/(Ro+Rd)。
使用三眼插座时，不准将插座内的电源
零线与接地端串接在一起，否则零线松
脱或折断，会使设备外壳带电；若零线
与地线接反，也会使外壳带电，造成触
电事故。
4、工作接地
在正常或故障情况下，为保证电气设备安全可靠工作，即运行需要电力系统中的某一点（通常为中性点）直接或通过特殊设备（如消弧线圈、电抗、电阻）的接地。
作用：
1、满足电气设备运行中的特殊需要，如防止高压电压串入低压系统；
2、降低电气设备和输电线路的绝缘水平，减少电气设备制造成本和节省投资。如110kV以上系统
中性点直接接地运行。
3、降低人体的接触电压。
4、迅速切断电源。
5、漏电保护
作用：防止电气设备和输电线路漏电引起人身触电事故，它能够在设备漏电、外壳呈现危险的对地电压时自动切断电源。
分类：电压型和电流型
电压型漏电保护装置原理图 电机漏电保护装置原理图
电压型漏电保护装置原理如上图所示。
V
J
HA
TA
HQ
C
试验回路
R
V
电流型漏电保护装置
原理：向量和等于零
即：Ia+Ib+Ic+Id=0
相线和零线全部穿入环形互感器
正常时互感器中总磁通为0
发生触电和漏电时，一部分漏电流经大地回到电源中性点，破坏了互感器中电流平衡，并感应出二次电流，使电流继电器动作，切除电源。
HQ
C
I
YA
R
J
TA
QA
漏电保护（剩余电流保护器RCD）补充资料：
一般来说，RDC的功能是提供间接接触保护（即指由于人体接触了因绝缘失效而触电的保护措施）。只有当RCD的剩余动作电流IΔn≤30mA、其动作时间≤，且其他直接接触保护方法失效时，RCD也可以提供直接接触保护，即对人体直接接触电气设备或线路的带电部分造成的电击危险进行补充保护。
德国科学家柯宾认为如果流过人体的电流很大，即使通电时间很短，也可能出现危险。反之，如果电流很小，通电时间稍长，也不一定会出现危险。也就是说，电击的危险程度是与电流和时间的乘积有关，即：I×T＝（有效值）。
为了充分保证人身安全，对柯宾提出的理论进行了修正，考虑了适当的安全系数，即I×T＝（有效值）。
为了保证在未达到规定动作值时不动作，IEC将额定剩余不动作电流IΔn0定为1/2或略大于1/2额定剩余动作电流。
有人从安全角度认为IΔn选得越小越好，但任何供电回路和用电设备都具有正常的泄漏电流，如果IΔn太小，接近泄漏电流，RCD可能经常误动，回路无法正常工作。
电气灭火知识
1、电气设备引发火灾的原因：
短路、操作等原因造成的电弧和电火花
导体连接不良造成分发热
雷电、操作等产生的外过电压、内过电压引起的放电、电弧和电火花
电气设备损耗过大引起的发热
正常运行时的发热（如灯具、电炉等）
直流电机整流子运行 产生的电火花
电焊等
电气充油设备着火
2、电气火灾的特点（与其他一般性火灾相比）
着火区域可能存在跨步电压
充油电气设备受热后可能喷油、甚至爆炸
3、灭火前的电源处理
尽可能先切断电源，切断电源后的电气火灾，多数可按照一般性火灾来扑救。
充油电气设备着火时，应立即切断电源，然后扑救，地面油火不得用水喷射，防止油火漂浮水面而蔓延扩大。
4、不切断电源灭火的保安措施
与带电部分保持足够的安全距离。
发生接地时，室内不得进入距故障点4米以内，室外不得进入距故障点8米以内。进入上述范围内人员必须穿绝缘靴，接触设备外壳和构架时，应戴绝缘手套。
扑救架空线路的火灾，人体与带电导线之间的仰角不应大于45度并应站在线路外侧，以防导线断落后触及人体。
应使用不导电的灭火剂，如二氧化碳、四氯化碳、二氟－氯－溴甲烷（1211）和化学干粉等灭火剂。泡沫灭火剂禁止用在带电火灾扑救。
使用水枪带电扑救时，应穿绝缘靴、戴绝缘手套并将金属喷嘴接地。其他人员要防止因地面水渍的导电而触电。
适用规程
漏电保护器安装和运行 GB 13955-92
低压配电系统中装设漏电保护器(剩余电流动作保护器)是防止电击事故的有效措施之一，也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装漏电保护器后，仍应以预防为主，并应同时采取其它各项防止电击和电气设备损坏事故的技术措施。
考试题
1、雷击时，应寻找下列地方掩蔽：
①山顶、山脊和建筑物和构筑物的顶部
②开旷田野、各种停车场、运动场
③有金属顶的各种车辆及有金属壳体的船舶★
2、雷灾新特点主要体现在
①损坏建筑物
②损坏电子设备★
③损坏电力设施
3、静电产生的基本、重要的因素应当认为是：
①物质相互密切接触和迅速剥离★
②摩擦起电
③雷击起电
4、预防静电危害的基本方法包括
①接地★
②加装避雷器
③防止人体带静电★
5、汽车罐车装油完毕，宜静置不少于多少时间后，再进行采样、测温、检尺、拆除接地线等。
①2min★ ②5min ③10min
6爆炸性物质分为三类，其中Ⅱ类是指：
①矿井甲烷
②爆炸性气体、蒸气★
③爆炸性粉尘、纤维
7、爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，进行分区，其中“在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境”代表：
①0区 ②1区 ③2区★
8、“ｅ”代表何种防爆结构？
①隔爆型电气设备
②增安型电气设备★
③正压型电气设备
9、爆炸性气体分组
T3对应引燃温度t（℃）是：
①200 < t≤300★
②135 < t≤200
③100 < t≤135
10、安全栅的作用是 ①控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下★ ②在漏电时切断电源，保证人身安全 ③将产生的静电消除 11、以下电流通过人体途径危险最大的是： ①一只脚到另一只脚 ②一只手到另一只手 ③左手到脚★ 12、安全电压不得高于： ①36V ②50V★ ③110V 13、零线上 ①应装设熔断器 ②不允许装设熔断器和断路器★ ③应装设熔断器和断路器 14、电击的危险程度是与电流和时间的乘积有关，一般考虑以下等式：
①I×T＝（有效值） ②I×T＝（有效值）★
③I×T＝（有效值） 15、不切断电源灭火的保安措施包括： ①迅速进入火场开展灭火 ②迅速用泡沫灭火剂 将火势控制住 ③与带电部分保持足够的安全距离★
谢谢！
