壓器的絕緣情況等。以防絕緣電阻降低或損壞造成漏電、短路、電擊等電氣事故。
(2)絕緣電阻的測量
絕緣材料的電阻通常用兆歐表測量。
(3)絕緣電阻指標
絕緣電阻隨線路和設備的不同,其指標要求也不一樣。一般而言,高壓較低壓設備要求高;新設備較老設備要求高;室外設備較室內設備要求高;移動設備較固定設備要求高等。任何情況下絕緣電阻不得低于每伏工作電壓1000Ω,并應符合專業標準的規定。
(二)屏護和間距
1.屏護
屏護是一種對電擊危險因素進行隔離的手段,即采用遮攔、護罩、護蓋、箱閘等把危險的帶電體同外界隔離開來,以防止人體觸及或接近帶電體所引起的觸電事故。屏護還起到防止電弧傷人、防止弧光短路或便利檢修工作的作用。
2.間距
間距是指帶電體與地面之間、帶電體與其他設備和設施之間、帶電體與帶電體之間的必要的安全距離。間距的作用是防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故;避免車輛或其他器具碰撞或過分接近帶電體造成事故;防止火災、過電壓放電及各種短路事故,以及方便操作。
二、間接接觸電擊防護措施
(一)IT系統(保護接地)
IT系統就是保護接地系統。保護接地的做法是將電氣設備在故障情況下可能呈現危險電壓的金屬部位經接地線、接地體同大地緊密地連接起來;其安全原理是通過低電阻接地,把故障電壓限制在安全范圍內。但應注意漏電狀態并未因保護接地而消失。
IT系統中的字母I表示配電網不接地或經高阻抗接地,字母T表示電氣設備外殼接地。
(二)TT系統(中性線接地)
TT系統中第一個字母T表示配電網直接接地,第二個T表示電氣設備外殼接地。采用TT系統必須裝設剩余電流動作保護裝置或過電流保護裝置。TT系統主要用于低壓用戶,即用于未裝備配電變壓器的低壓電源小型用戶。
(三)TN系統(保護接零)
TN系統相當于傳統的保護接零系統,其中字母N表示電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與配電網中性點之間直接連接。
保護接零的安全原理是當某相帶電部分碰連設備外殼時,形成該相對零線的單相短路,短路電流促使線路上的短路保護元件迅速動作,從而把故障設備電源斷開,消除電擊危險。
TN系統分為TN-S,TN-C-S,TN-C三種類型。TN-S系統是PE線與N線完全分開的系統,是安全性能最好的系統,正常情況下,外露導電部分和保護導體均呈零電位,被稱為最“干凈”的系統。有爆炸危險、火災危險性大及其他安全要求高的場所應采用TN-S系統。
三、兼防直接接觸電擊和間接接觸電擊的措施
(一)雙重絕緣
1.電氣設備的防觸電保護分類
(1)0類設備。僅靠基本絕緣作為防觸電保護的設備,當設備有能觸及的可導電部分時,該部分不與設施固定布線中的保護線相連接,一旦基本絕緣失效,則安全性完全取決于使用環境。這就要求設備只能在不導電環境中使用,比如木質地板和墻壁,且環境干燥的場所等。由于對環境要求過于苛刻,使用范圍受到局限。
(2)OI類設備和I類設備。設備的防觸電保護不僅靠基本絕緣,還包括一種附加的安全措施,即將能觸及的可導電部分與設施固定布線中的保護線相連接。這樣,一旦基本絕緣失效,由于能夠觸及的可導電部分已經與保護線連接,因而人員的安全可以得到保護。OI類設備的金屬外殼上有接地端子;I類設備的金屬外殼上沒有接地端子,但引出帶有保護端子的電源插頭。
(3)Ⅱ類設備。設備的防觸電保護不僅靠基本絕緣還具備像雙重絕緣或加強絕緣類型的附加安全措施。這種設備不采用保護接地措施,也不依賴于安裝條件。
(4)Ⅲ類設備。設備的防觸電保護依靠安全特低電壓(SELV)供電,且設備內可能出現的電壓不會高于安全電壓限值。三類設備是從電源方面就保證了安全。但是不具備保護接地手段。
2.雙重絕緣和加強絕緣措施
雙重絕緣和加強絕緣是在基本絕緣的直接接觸電擊防護基礎上,通過結構上附件絕緣和絕緣的加強,使之具備了間接接觸電擊防護功能的安全措施。具有雙重絕緣和加強絕緣的設備屬于Ⅱ類設備。
各種絕緣的意義如下:
(1)工作絕緣。又稱基本絕緣,是保證電氣設備正常工作和防止觸電的基本絕緣,位于帶電體和不可觸及金屬部件之間。
(2)保護絕緣。又稱附加絕緣,是在工作絕緣因機械破損和擊穿等而失效的情況下,可防止觸電的獨立絕緣,位于不可觸及金屬件和可觸及金屬件之間。
(3)雙重絕緣。是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。
(4)加強絕緣。是基本絕緣的改進,在絕緣強度和機械性能上具備了與雙重絕緣同等防觸電能力的單一絕緣,在構成上可以包含一層或多層絕緣材料。
3.雙重絕緣和加強絕緣的安全條件
由于具有雙重絕緣和加強絕緣,Ⅱ類設備無須再采用接地、接零等安全措施。雙重絕緣和加強絕緣的設備其絕緣電阻應滿足以下安全條件。
(1)工作絕緣的絕緣電阻不得低于2Ω;保護絕緣的絕緣電阻不得低于5Ω;加強絕緣的絕緣電阻不得低于7Ω。
(2)雙重絕緣和加強絕緣的標志。“回”字作為Ⅱ類設備技術信息一部分標志在設備明顯位置上。
(二)安全電壓
安全電壓是屬于兼有直接接觸電擊和間接接觸電擊防護的安全措施。其保護原理是:通過對系統中可能會作用于人體的電壓進行限制,從而使觸電時流過人體的電流受到抑制,將觸電危險性控制在沒有危險的范圍內。由特低電壓供電的設備屬于Ⅲ設備。
1.特低電壓的限值和額定值
(1)安全電壓額定值
我國國家標準規定了對應于特低電壓的系列,其額定值的等級為:42V、36V、24V、12V和6V。
(2)安全電壓額定值的選用
根據使用環境、人員和使用方式等因素確定。例如特別危險環境中使用的手持電動工具應采用42V特低電壓;有電擊危險環境中使用的手持照明燈和局部照明燈應采用36V或24V特低電壓;金屬容器內、特別潮濕處等特別危險環境中使用的手持照明燈應采用12V特低電壓;水下作業等場所應采用6V特低電壓。
2、特低電壓安全條件
(1)安全電源要求
安全特低電壓必須由安全電源供電。可以作為安全電源的主要有:
1)安全隔離變壓器或其等效的具有多個隔離繞組的電動發電機組,其繞
的絕緣至少相當于雙重絕緣或加強絕緣。
2)電化電源或與高于特低電壓回路無關的電源,如蓄電池及獨立供電的柴油發電機等。
3)即使在故障時仍能夠確保輸出段子上的電壓(用內阻不小于3kΩ的電壓表測量)不超過特低電壓值的電子裝置電源等。
(2)回路配置要求
1)回路的帶電部分相互之間、回路與其它回路之間應實行電氣隔離,其隔離水平不應低于安全隔離變壓器輸入與輸出回路之間的電氣隔離。
2)回路的導線應與其他任何回路的導線分開敷設,保持適當的物理上的隔離。
(三)剩余動作電流保護
剩余動作電流保護又稱漏電保護,是利用剩余動作電流保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術措施。所謂剩余電流,是指流過剩余動作電流保護裝置主回路電流瞬時值的相量和(用有效值表示)。剩余動作電流保護裝置簡稱RCD,主要用于防止人身電擊,防止因接地故障引起的火災和監測一相接地故障。剩余電流動作保護裝置的主要功能是提供間接接觸電擊保護,而額定漏電動作電流不大于30A的剩余電流動作保護裝置,在其他保護措施失效時,也可作文直接接觸電擊的補充保護,但不能作文基本的保護措施。
(三)剩余動作電流保護
1.剩余動作電流保護裝置的工作原理
剩余電流動作保護裝置由檢測元件、中間環節、執行機構三個基本環節及輔助電源和試驗裝置構成。
(1)檢測元件。是一個零序電流互感器,由均勻纏繞在環形鐵心上的繞組構成。檢測元件的作用是將漏電電流信號轉換為電壓信號或功率信號輸出給中間環節。
(2)中間環節。通常含有放大器、比較器等,對來自零序電流互感器的漏電信號進行處理。
(3)執行機構。指漏電動作脫扣器等,用于接收中間環節的指令信號,實施動作。
(4)輔助電源。是提供電子電路工作所需的低壓電源。
(5)試驗裝置。由一只限流電阻和檢查按鈕相串聯的支路構成,模擬漏電的路徑,以檢驗裝置是否能夠正常動作。
2.剩余動作電流保護裝置的防護要求
(1)對直接接觸電擊事故的保護
在直接接觸電擊事故防護中,剩余電流保護裝置只作為直接接觸電擊事故基本防護措施的補充保護措施。
(2)對間接接觸電擊事故的防護
間接接觸電擊事故防護的主要措施是采用自動切斷電源的保護方式,以防止由于電氣設備絕緣損壞發生接地故障時,電氣設備的外露可接近導體持續帶有危險電壓而產生電擊事故。當電路發生絕緣損壞造成接地故障,其故障電流值小于過電流保護裝置的動作電流值時,過電流保護裝置不動作,不能消除電擊危險,此時,需要依靠剩余電流動作保護裝置的動作來切斷電源,實現保護。
(3)對電氣火災的防護
為防止電氣設備或線路因絕緣損壞形成接地故障引起的電氣火災,應裝設當接地故障電流超過預定值時,能發出報警信號或自動切斷電源的剩余電流動作保護裝置。
3.必須安裝剩余電流動作保護裝置的設備和場所
(1)末端保護
1)屬于I類的移動式電氣設備;
2)生產用的電氣設備;
3)施工工地的電氣機械設備;
4)安裝在戶外的電氣裝置;
5)臨時用電的電氣設備;
6)機關、學校、賓館、飯店、企事業單位好住宅等除壁掛式空調電源插座外的其他電源插座或插座回路;
7)游泳池、噴水池、浴池的電氣設備;
8)醫院中可能直接接觸人體的電氣醫用設備;
9)其他需要安裝剩余電流動作保護裝置的場所;
(2)線路保護
低壓配電線路根據具體情況采用二級或三級保護時,在總電源端、分支線首端或線路末端安裝剩余電流動作保護裝置。
4.剩余電流動作保護裝置的運行和管理
為了確保剩余電流動作保護裝置的正常運行,必須加強運行管理。剩余電流動作保護裝置投入運作后,運行管理單位應建立相應的管理制度,并建立動作記錄。
(1)對使用中的剩余電流動作保護裝置應定期用試驗按鈕檢查其動作特征是否正常。雷擊活動期好用電高峰期應增加試驗次數。用于手持電動工具好移動式電氣設備和不連續使用剩余電流動作保護裝置,應在每次使用前進行試驗。因各種原因停運的剩余電流動作保護裝置再次使用前,應運行通電試驗,檢查裝置的動作情況是否正常。對已發現的有故障的剩余電流動作保護裝置應立即更換。
(2)為檢驗剩余電流動作保護裝置在運行中的動作特征及其變化,運行管理單位應配置專用測試儀器,并應定期進行動作特性試驗。動作特性試驗項目包括測試剩余動作電流值、測試分斷時間、測試極限不驅動時間。進行特性試驗時,應使用經國家有關部門檢測合格的專用測試設備,有專業人員進行。嚴禁采用相線直接對地短路或利用動物作為試驗物的方法進行試驗。
(3)電子式剩余電流動作保護裝置,根據電子元件有效工作壽命要求,工作年限一般為6年。超過規定年限應進行全面檢測,根據檢測結果,決定可否繼續使用。
(4)運行中剩余電流動作保護器動作后,應認真檢查其動作原因,排除故障后再合閘送電。經檢測未發現動作原因時,允許送電一次。如果再次動作,應查明原因,找出故障,不得連續強行送電。必要時對其進行動作試驗,經檢查確認剩余電流動作保護裝置本省發生故障時,應在最短時間內予以更換。嚴禁退出運行、私自撤除或強行送電。
(5)剩余電流動作保護裝置運行中遇有異常現象,應由專業人員進行檢查處理,以免擴大事故范圍。剩余電流動作保護裝置損壞后,應由專業人員進行檢查維護。
(6)在剩余電流動作保護裝置的保護范圍內發生電擊傷亡事故,應檢查剩余電流動作保護裝置的動作情況,分析未能起到保護作用的原因,在未調查前,不得拆動剩余電流動作保護裝置。
第三節電氣防火防爆技術
一、危險物質及危險環境
(一)危險物質分類、分組
對危險物質進行分類、分組,目的在于便于對不同的危險物質,采取有針對性的防范措施.下面就危險物質的分類、分組進行介紹。
1.危險物質分類
爆炸危險物質分如下三類。
(1)I類:礦井甲烷(CH4);
(2)Ⅱ類:爆炸性氣體、蒸汽;
(3)Ⅲ類:爆炸性粉塵、纖維或飛絮。
2.Ⅱ類、Ⅲ類爆炸性物質的進一步分類(級)
(1)Ⅱ類、Ⅲ類爆炸性氣體,按最大試驗安全間隙(ESG)和最小引燃電流比(ICR)進一步劃分為ⅡA、ⅡB和ⅡC三類。ⅡA、ⅡB和ⅡC各類對應的典型氣體分別是丙烷,乙烯和氫氣。其中ⅡB危險性大于ⅡA類;ⅡC類危險性大于前兩者,最為危險。
(2)對于Ⅲ類爆炸性粉塵、纖維或飛絮,進一步劃分為ⅢA、ⅢB和ⅢC三類。
ⅢA:可燃性飛絮。指正常規格大于500u的固體顆粒包括纖維,可懸浮在空氣中,也可以依靠自身質量沉淀下來。飛絮的實例包括人造纖維、棉花(包括棉絨纖維、
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