簡介
隨著人類對電力能源的重視與不斷套用,電力設施與設備已與現代人類的工作與生活密不可分,電力甚至成為現代各行各業發展的基礎前提。但不可否認的是由於種種原因,電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時,由電氣設備產生的問題也帶給人類的生產與生活不少煩惱與損失,有時甚至表現為災難。因此,電氣安全不僅已成為各國電氣操作與維護人員消除安全生產隱患、防止傷亡事故、保障職工健康及順利完成各項任務的重要工作內容,同時也是電氣專業工作者首要面臨並著力解決的課題。
電氣安全工作是一項綜合性的工作,主要分為兩方面:一方面是研究各種電氣事故,研究電氣事故的機理、原因、構成、特點、規律和防護措施;另一方面是研究用電氣的方法解決各種安全問題,即研究運用電氣監測、電氣檢查和電氣控制的方法來評價系統的安全性或獲得必要的安全條件。
現代電子與電工學的不斷發展,對電氣安全工作提出了更高的要求。以防止觸電為例,接地、絕緣、間距等都是傳統的安全措施,這些措施現在仍是有效的;而隨著自動化元件和電子元件的廣泛套用而出現的漏電保護裝置又為防止觸電事故及其他電氣事故提供了新的途徑。而近年來,電磁場安全問題、靜電安全問題等又伴隨著某些新技術的廣泛套用而日益引起人們的重視。
近些年,得益於電子學,電磁學及控制系統技術的快速發展與加入,電氣安全人員在在第二個方面的研究取得了突破性的進展。這種突破性進展以市場出現的三類電氣安全產品作為標誌:
第一類:電氣安全隱患探測與自動告警型。
一些新型的電氣安全產品不僅能在極早期發現電氣安全隱患所在,並以多級告警的方面指示其嚴重程度,提
醒電氣維護人員及時排查問題,如消防行業中出現的以澳大利亞Xtralis ICAM為代表的吸入式極早期煙霧探測系統。
第二類:電氣安全隱患智慧型識別及自動恢復型。
一些電氣安全產品能夠在對短暫的可恢復的電氣干擾進行檢測識別後,自動將負載設備自動從分斷狀態切換回工作狀態,這對於套用無人值守環境下的電氣或電子設備而言,不僅節省電氣維護人員的操作時間外,更是提高了設備的套用效率,消除了因設備停頓而造成的直接與間接損失。如電工行業中出現的以義大利GEWISS公司的自動重合閘低壓開關係統。
第三類:電氣安全侵襲消除型。
一些電氣安全產品能夠對外來的電氣干擾進行識別並加於排除。如防雷行業出現的以德國OBO公司的雷電及浪涌過電壓保護系統。
基礎要素
(1) 電氣絕緣。保持配電線路和電氣設備的絕緣良好,是保證人身安全和電氣設備正常運行的最基本要素。電氣絕緣的性能是否良好,可通過測量其絕緣電阻、耐壓強度、泄漏電流和介質損耗等參數來衡量。
(2) 安全距離。電氣安全距離,是指人體、物體等接近帶電體而不發生危險的安全可靠距離。如帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其他設施和設備之間,均應保持一定距離。通常,在配電線路和變、配電裝置附近工作時,應考慮線路安全距離,變、配電裝置安全距離,檢修安全距離和操作安全距離等。
(3) 安全載流量。導體的安全載流量,是指允許持續通過導體內部的電流量。持續通過導體的電流如果超過安全載流量,導體的發熱將超過允許值,導致絕緣損壞,甚至引起漏電和發生火災。因此,根據導體的安全載流量確定導體截面和選擇設備是十分重要的。
(4) 標誌。明顯、準確、統一的標誌是保證用電安全的重要因素。標誌一般有顏色標誌、標示牌標誌和型號標誌等。顏色標示表示不同性質、不同用途的導線;標示牌標誌一般作為危險場所的標誌;型號標誌作為設備特殊結構的標誌。
基本要求
電氣事故統計資料表明,由於電氣設備的結構有缺陷,安裝質量不佳,不能滿足安全要求而造成的事故所占比例很大。因此,為了確保人身和設備安全,在安全技術方面對電氣設備有以下要求:
(1) 對裸露於地面和人身容易觸及的帶電設備,應採取可靠的防護措施。
(2) 設備的帶電部分與地面及其他帶電部分應保持一定的安全距離。
(3) 易產生過電壓的電力系統,應有避雷針、避雷線、避雷器、保護間隙等過程電壓保護裝置。
(4) 低壓電力系統應有接地、接零保護裝置。
(5) 對各種高壓用電設備應採取裝設高壓熔斷器和斷路器等不同類型的保護措施;對低壓用電設備應採用相應的低電器保護措施進行保護。
(6) 在電氣設備的安裝地點應設安全標誌。
(7) 根據某些電氣設備的特性和要求,應採取特殊的安全措施。
事故分類
電氣事故按發生災害的形式,可以分為人身事故、設備事故、電氣火災和爆炸事故等;按發生事故時的電路狀況,可以分為短路事故、斷線事故、接地事故、漏電事故等;按事故的嚴重性,可以分為特大性事故、重大事故、一般事故等;按傷害的程度,可以分為死亡、重傷、輕傷三種。
如果按事故的基本原因,電氣事故可分為以下幾類:
(1)觸電事故。人身觸及帶電體(或過分接近高壓帶電體)時,由於電流流過人體而造成的人身傷害事故。觸電事故是由於電流能量施於人體而造成的。觸電又可分為單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電三種。
(2)雷電和靜電事故。局部範圍內暫時失去平衡的正、負電荷,在一定條件下將電荷的能量釋放出來,對人體造成的傷害或引發的其他事故。雷擊常可摧毀建築物,傷及人、畜,還可能引起火災;靜電放電的最大威脅是引起火災或爆炸事故,也可能造成對人體的傷害。
(3)射頻傷害。電磁場的能量對人體造成的傷害,亦即電磁場傷害。在高頻電磁場的作用下,人體因吸收輻射能量,各器官會受到不同程度的傷害,從而引起各種疾病。除高頻電磁場外,超高壓的高強度工頻電磁場也會對人體造成一定的傷害。
(4)電路故障。電能在傳遞、分配、轉換過程中,由於失去控制而造成的事故。線路和設備故障不但威脅人身安全,而且也會嚴重損壞電氣設備。
以上四種電氣事故,以觸電事故最為常見。但無論哪種事故,都是由於各種類型的電流、電荷、電磁場的能量不適當釋放或轉移而造成的。
單位事故
單位事故分類
根據我國電氣事故調查規程的規定,用電單位的電氣事故一般分為以下四類:
(1)用電單位影響系統事故。當某一用電單位內部發生事故時,其他用電單位受牽連而突然斷電或電力系統受影響而大量減負荷。
(2)全廠停電事故。由於用電單位內部事故造成的全廠停電。
(3)重大設備損壞事故。多指大工業企業(大用電戶)的一次設備損壞,如受電主變壓器以及變壓器前的斷路和避雷器等的損壞。
(4)人身觸電傷亡事故。由於用電單位的電氣設備或電氣線路發生故障(如絕緣損壞)等,造成人身觸電,出現重傷或死亡事故。
事故處理方法
(1)用電單位一旦發生人身觸電傷亡或電氣火災,以及發生導致電力系統跳閘、高壓供電的用戶生產中斷、一次用電設備損壞等重大電氣事故,應及時向當地供電部門報告,並儘可能保護好現場,以便供電部門組織人力及時進行調查處理,迅速恢復供電。
(2)事故發生後,用電單位和有關部門應組織事故調查組,對事故進行詳細的調查分析,找出事故發生的原因,制定出善後處理方案和採取防止再發生類似事故的措施,並按有關規定寫出事故報告,報送供電部門和有關單位。
(3)對有人員觸電死亡的事故和電氣火災事故,還應同時報告當地勞動部門和公安機關,以便共同調查處理。對用電中的電氣事故原因進行調查時的分類統計,在用電電氣事故的調查統計中,對事故原因要分類統計,以便有針對性地制訂反事故措施。
對工業企業中日常發生的電氣事故分類如下:
(1)誤操作事故:指操作人員違反規程操作或操作失誤造成的事故
(2)設備維修不善事故:指由於工作人員的過失或管理制度不嚴造成設備維修不善而引起的事故。
(3)設備製造不良或選擇不當事故:指由於電氣設備選擇不當或設備有先天缺陷而造成的事故。如選用的設備不能勝任所擔負的負載或與使用環境不符,產品質量不合格,選用了已淘汰的產品或有先天工藝缺陷的產品等。
(4)外力破壞事故:外力對電氣設備的破壞,有自然因素和人為因素兩種。自然因素如落雷、颶風、大霧等自然氣候引起的事故;人為因素如汽車撞斷電桿、構築物倒砸線路等事故。此外,操作維修時措施不當造成的事故也屬於這類事故。
電工人員
具備的條件
當一名合格電工應具備以下條件:
(1) 事業心、責任心強、工作認真負責,踏實肯乾。
(2) 年滿十八周歲,身體健康,精神正常,無癲癇、精神病、高血壓、心臟病、實發性昏厥及其他妨礙電工作業的病症和生理缺陷。
(3) 熟悉電氣安全規程和設備運行操作規程。
(4) 能熟練掌握和運用觸電急救法和人工呼吸法。
(5) 具有國中以上文化程度,掌握相應的電工作業安全技術、電工基礎理論和專業技術知識,並具有一定的實踐經驗。通過安全技術培訓考試合格後已取得《特種作業人員安全技術操作證》,並經定期複審合格,才能從事允許作業類範圍內的電工工作。
工作職責
在電氣安全方面電工作業人員應熟記並自覺地履行以下各項職責:
(1) 無證不準上崗操作;如果發現非電工人員從事電氣操作,應及時制止,並報告領導。
(2) 嚴格遵守有關安全法規、規程和制度,不得違章作業。
(3) 對管轄區電氣設備和線路的安全負責。
(4) 認真做好巡視、檢查和消除隱患的工作,並及時、準確地填寫工作記錄和規定的表格。
(5) 架設臨時線路和進行其他危險作業時,應完備審批手續,否則應拒絕施工。
(6) 積極宣傳電氣安全知識,有權制止違章作業和拒絕違章指揮。
法律法規
《安全生產法》第二十一條規定:生產經營單位應當對從業人員進行安全生產教育和培訓,保證從業人員具備必要的安全生產知識,熟悉有關的安全生產規章制度和安全操作規程,掌握本崗位的安全操作技能。未經安全生產教育和培訓合格的從業人員,不得上崗作業。針對企業共同的危險因素和相應的安全操作規程和技能,對於特定作業的基層操作人員提供電工作業分類及規程知識。
編輯推薦
《電氣安全(第2版)》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材之一。
目錄
第2版前言
第1版前言
第一章 電氣安全基礎
第一節 電氣安全問題立論
一、電氣安全問題的背景
二、電氣安全問題的工程現狀
三、本課程研究的範圍和重點
第二節 電氣危害
一、電氣危害的分類
二、電氣危害的主要加害源簡介
三、電氣危害的特點
四、電氣危害的規律
第三節 絕緣技術基礎
一、絕緣材料
二、絕緣結構
三、絕緣檢測
第四節 接地技術基礎
一、電氣“地”與電氣“接地”
二、接地的分類
三、接地裝置原理構成及接地電阻
四、地電位與地面(地中)電位分布
第五節 環境技術基礎
一、環境技術與電氣安全的關係
二、環境條件
三、環境試驗
第六節 電氣產品的安全認證
一、電氣產品安全認證的基本概念
二、常見認證簡介
思考與練習題
第二章 低壓配電系統
第一節 城市電網與低壓配電系統
一、城市電網簡介
二、供配電系統概念
三、低壓配電系統
第二節 低壓系統按接地形式和帶電導體形式分類
一、術語解釋
二、低壓系統按接地形式分類
三、低壓系統按帶電導體形式分類
第三節 常用低壓配電電器
一、低壓開關、隔離器
二、熔斷器
三、低壓斷路器
第四節 低壓系統短路電流計算
一、低壓系統短路電流計算的特點
二、三相與兩相短路電流計算
三、單相短路電流計算
四、計算示例
第五節 低壓配電線路的過電流保護
一、過電流及保護原則
二、低壓配電線路的短路保護
三、低壓配電線路的過負荷保護
第六節 低壓配電線路帶電導體截面積選擇
一、相線導體截面積選擇
二、中性線導體截面積選擇
思考與練習題
第三章 電擊防護
第一節 電流通過人體產生的效應
一、電擊形式
二、人體通過電流時的生理反應
三、工程標準
四、人體阻抗與安全電壓
第二節 電氣設備及裝置的電擊防護措施
一、用電設備電擊防護方式分類
二、電氣設備外殼防護等級
三、屏護
四、間距
第三節 低壓系統自身的電擊防護性能分析
一、低壓系統接地故障
二、TT系統間接電擊防護性能分析
三、TN系統間接電擊防護性能分析
四、IT系統間接電擊防護性能分析
第四節 低壓系統上專門的電擊防護措施
一、剩餘電流保護
二、電氣隔離
三、特低電壓
第五節 作業場所的電擊防護措施
一、非導電場所
二、等電位聯結
第六節 電擊防護措施的綜合套用示例
一、住宅的電擊防護
二、浴室的電擊防護
三、醫院心臟手術室的電擊防護
第七節 間接電擊防護工程設計計算
一、TN系統的安全條件
二、TT系統的安全條件
三、IT系統的安全條件
思考與練習題
第四章 雷電、建築物防雷及工程接地裝置
第一節 雷電與雷電參數
一、雷電的形成與危害
二、雷電參數
第二節 雷電能量在導體上的傳輸
一、傳輸線
二、傳輸線上的行波
三、導體上雷電能量傳輸與傳輸線的關係
第三節 工程防雷體系及建築物防雷類別
一、工程防雷體系
二、建築物防雷類別
第四節 建築物外部防雷系統
一、建築物外部防雷系統的構成
二、接閃器的保護範圍
三、典型接閃器保護範圍計算
四、外部防雷系統導致的次生雷害
第五節 建築物內部防雷系統及雷擊電磁脈衝防護
一、傳統建築物內部防雷與雷擊電磁脈
沖防護的關係
二、傳統建築物內部防雷措施
三、雷擊電磁脈衝防護的防雷區及劃分
四、實施在建築物上的雷擊電磁脈衝防護措施
第六節 工程接地裝置
一、人工接地體
二、自然接地體
三、跨步電壓
四、接地電阻測試
思考與練習題
第五章 過電壓及低壓系統電涌保護
第一節 過電壓與設備耐壓
一、過電壓
二、電氣設備的耐壓
第二節 變配電所過電壓保護
一、避雷器
二、變配電所的外部過電壓防護
三、10/O.38kV變配電所過電壓防護示例
第三節 低壓系統常見異常電壓的危害與防護
一、中性點位移
二、直接傳導性過電壓
三、通過接地體傳導的過電壓
第四節 電涌
一、電涌及來源
二、電涌強度計算
第五節 電涌保護器
一、電涌保護器的原理與類別
二、電涌保護器的衝擊分類試驗
三、電涌保護器的主要參數
第六節 低壓系統電涌保護配置
一、電涌保護對象分級
二、電涌保護的目的及在綜合防雷體系中的地位
三、電涌保護主要對象的耐受水平
四、電涌保護的布局
五、電壓保護模式
六、電涌保護器主要參數及類型選擇
第七節 電涌保護的級間配合
一、電涌保護級間配合的原則
二、安裝間距的配合
三、通流容量及電壓保護水平的配合
第八節 電涌保護與其他保護及系統接地形式的配合
一、電涌保護與其他保護的配合
二、電涌保護在各接地形式系統中的套用
思考與練習題
第六章 電氣環境安全
第一節 電氣火災概述
一、電氣火災的火源
二、電氣火災的起因、特點及危害
第二節 電氣火災預防及電熱效應防護
一、在設備和線纜型式選擇上採取的火災預防措施
二、在配電系統構造上採取的火災預防措施
三、施工安裝環節應注意的火災預防事項
四、避免使用不當造成的電氣火災
五、電熱效應的防護
第三節 爆炸和火災危險性場所電氣安全簡介
一、危險性物質
二、危險性環境
三、爆炸危險性場所電氣設備選擇
四、火災危險性場所電氣設備選擇
第四節 靜電防護
一、靜電的產生與危害
二、靜電危害的防護
第五節 電磁污染與電磁兼容
一、概述
二、常見騷擾源特性及限值
三、電子設備、人體對電磁騷擾的抗擾度限值
四、電磁兼容的工程措施
五、電磁兼容的測量與試驗
思考與練習題
附錄
參考文獻
序言
20世紀,電子技術、計算機網路技術、自動控制技術和系統工程技術獲得了空前的高速發展,並滲透到各個領域,深刻地影響著人類的生產方式和生活方式,給人類帶來了前所未有的方便和利益。建築領域也未能例外,智慧型化建築便是在這一背景下走進人們的生活。智慧型化建築充分套用各種電子技術、計算機網路技術、自動控制技術、系統工程技術,並加以研發和整合成智慧型裝備,為人們提供安全、便捷、舒適的工作條件和生活環境,並日益成為主導現代建築的主流。近年來,人們不難發現,凡是按現代化、信息化運作的機構與行業,如政府、金融、商業、醫療、文教、體育、交通樞紐、法院、工廠等,他們所建造的新建築物,都已具有不同程度的智慧型化。
智慧型化建築市場的拓展為建築電氣工程的發展提供了寬廣的天地。特別是建築電氣工程中的弱電系統,更是藉助電子技術、計算機網路技術、自動控制技術和系統工程技術在智慧型建築中的綜合利用,使其獲得了日新月異的發展。智慧型化建築也為其設備製造、工程設計、工程施工、物業管理等行業創造了巨大的市場,促進了社會對智慧型建築技術專業人才需求的急速增加。令人高興的是眾多院校順應時代發展的要求,調整教學計畫、更新課程內容,致力於培養建築電氣與智慧型建築套用方向的人才,以適應國民經濟高速發展需要。這正是這套建築電氣與智慧型建築系列教材的出版背景。
我欣喜地發現,參加這套建築電氣與智慧型建築系列教材編撰工作的有近20個姐妹學校,不論是主編者或是主審者,均是這個領域有突出成就的專家。因此,我深信這套系列教材將會反映各姐妹學校在為國民經濟服務方面的最新研究成果。系列教材的出版還說明一個問題,時代需要協作精神,時代需要集體智慧。我藉此機會感謝所有作者,是你們的辛勞為讀者提供了一套好的教材。