電氣安全

1、電 氣 安 全,首都經(jīng)濟貿(mào)易大學 安全與環(huán)境工程學院鈕英建 教授,內(nèi) 容,§1　電氣安全概述§2 觸電事故基本對策及概念 §3 觸電事故常用對策 §4 電氣防火防爆擴展內(nèi)容：功能安全,§1 電氣安全概述,電在造福于人類的同時，也會給人類帶來災難。從2011年——7.23鐵路特別重大事故說起。 引出： 一個安全原理———— Failsafe

2、原理 兩個電氣安全問題 → 雷擊電磁脈沖防護 → 功能安全系統(tǒng),Failsafe 原理,即失效安全——發(fā)生故障時不出危險。介紹：裝置安全的“兩個可預見” 1、可預見的誤操作 2、可預見的異常情況,Failsafe 原理例1——雙金屬片滅火關氣原理,Failsafe 原理例2——電梯安全鉗-限速器系統(tǒng)（見視頻

3、）,一、電氣事故分類——觸電事故,觸電事故——電流形式（存在形式）的能量引起,1. 事故案例—為救一人，七人喪命,1999年7月30日，西寧鐵二中小學部夏令營的60名師生到青島一家著名企業(yè)的工業(yè)園參觀。小學生霍某在碧波蕩漾的如意湖邊照相，不慎落水。為救小學生，同學、老師、導游、公司員工等19人紛紛跳下湖……結果，有七個大人被奪去了生命。孩子都獲救了。醫(yī)生診斷結果……原因：如意湖內(nèi)有三臺潛水泵和7個水下射燈，事故是由其中一個潛水

4、泵……,Q & A,Q：為什么身亡的七人都是大人？Q：潛水泵雖漏電，但通過湖水與大地相連，接了地，為什么還能電人？A：罪魁禍首是——,2. 跨步電壓（UN）和接地電阻的概念,巴西狂歡節(jié)預演事故造成17人死亡,巴西東南部小城市南班代拉市2011年2月27日晚舉行狂歡節(jié)預演活動時發(fā)生高壓線墜落事故，目前已造成17人死亡，50多人受傷?！　‘斖韥碜栽撌泻椭苓叺貐^(qū)的１萬多人聚集在市中心廣場舉行狂歡節(jié)預演，電子樂隊大卡車上方

5、的高壓線突然起火斷裂，電纜橫掃過卡車墜落到地上，導致卡車上的一人和地面上的12人當場觸電死亡，整個城市電力供應中斷。另有４人在被送往醫(yī)院途中死亡?！　‘?shù)仉娏菊J為，高壓線斷裂是有人把帶金屬膜的彩鏈拋到上面所致，但有目擊者稱是有人放鞭炮擊中高壓線造成。,電氣火災爆炸——由電火花和電弧的能量所引發(fā)。,二、電氣事故分類——電氣火災爆炸,2009年8月17日俄羅斯最大的水電站“薩彥-舒申斯克”水電站發(fā)生爆炸事故。這起事故死亡人數(shù)為72

6、人，另有3人下落不明 。,在維修過程中變壓器發(fā)生爆炸是造成事故的原因。變壓器發(fā)生爆炸，水電站墻體損毀，機房進水。,攝于2006年10月24日的薩彥－舒申斯克水電站的資料照片,事故案例 2006年1月17日，日本愛媛縣今治市的太陽石油公司四國事業(yè)所的10萬m3原油儲罐發(fā)生火災，造成5人死亡，2人受傷。事故原因……在日本，室外儲罐火災事故自1975年至今，已經(jīng)發(fā)生了十余起。大部分都造成了人員傷亡。,2006年1月17日，日本愛媛縣今治

7、市的太陽石油公司四國事業(yè)所的10萬m3原油儲罐發(fā)生火災，造成5人死亡，2人受傷。事故原因……,雷擊——由大自然的力量分離和積累的電荷能量所引起。據(jù)中國氣象局不完全統(tǒng)計，多年來每年因雷擊造成人員傷亡上千人。,三、電氣事故分類——雷擊事故,1 事故案例 1）1989年8月12日，山東青島市黃島油庫火災、爆炸。引發(fā)的大火燒了104小時才撲滅，死亡19人（其中消防人員13人）；燒掉原油3.6萬噸，油庫區(qū)淪為一片廢墟。直接和間接損失達7千

8、萬元。2）2007年5月23日，重慶開縣義和鎮(zhèn)政府興業(yè)村小學遭遇雷擊，造成興業(yè)村小學四、六年級學生7人死亡、19人重傷、20人輕傷。,,2. 危險及危害 a. 引起爆炸和火災 b. 電擊電傷 c. 毀壞設備、設施：汽化的力（水→汽化→力） d. 造成大規(guī)模停電。,靜電事故——人為的正負電荷形式的能量,四、電氣事故分類——靜電事故,1. 事故案例例1：加油站發(fā)生的故事

9、。（視頻播放）例2：1987年哈爾濱亞麻廠大爆炸，死亡59人……2. 靜電危害靜電雖能量不大，不會直接使人致命，但：靜電放電引發(fā)火災爆炸——在火災和爆炸危險場所是十分危險的因素。靜電電擊——能量雖小，但妨礙生活、工作，妨礙生產(chǎn)、擊穿電路元、器件。,五、電氣事故分類——電磁輻射危害,電磁輻射危害——電磁波形式的能量造成的,泛指100kHz以上的頻率，100kHz以上才能輻射電磁波廣播、通訊設備——（數(shù)百kHz ~ 數(shù)千MHz）

10、；（如手機：中國GSM系統(tǒng)運行在900MHz 上，CDMA則運行在800MHz和1900MHz這兩個頻率上，發(fā)展起來的WCDMA（3G）則運行在2000MHz基礎上。）1. 電磁輻射傷害：人體在高頻電磁場的作用下，吸收輻射能量，中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等會受到傷害。2. 電磁輻射危害：感應放電，（如高大的金屬構架接受電磁波會發(fā)生諧振，產(chǎn)生感應電壓，較高的電壓，能給人明顯的電擊，或產(chǎn)生火花放電。）在有爆炸性混合物的場所是十分危險達

11、到因素。較高的感應電壓會使塔式起重機的工人在掛吊鉤時引起危險。 心臟起搏器 電磁干擾，產(chǎn)生誤動作： 航空（起降時打手機危險） 日本數(shù)控機床軋死人,六、電氣事故分類——電路故障及事故,電路故障及事故——電能失

12、控，整個電流流通的回路中任何一個環(huán)節(jié)上的事故及故障。,2002年9月23日，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市二中因晚上放學時樓梯照明燈損壞，因擁擠，造成21名學生死亡，43名學生受傷。最大15歲，最小13歲。,異常停電事故案例,2003年8月14日美國東北部和加拿大部分地區(qū)發(fā)生大面積停電事故，一度使美加兩國的5000萬人陷入一片黑暗當中，給美國造成了40億～100億美元的經(jīng)濟損失。 美國總統(tǒng)布什在發(fā)生停電事件后發(fā)表講話說，這是一起“重大

13、的全國性問題”。,2008年1月中旬到2月上旬，我國南方地區(qū)遭受低溫雨雪冰凍極端天氣襲擊，貴州和湖南電網(wǎng)出現(xiàn)網(wǎng)架垮塌、造成大面積停電，京廣、滬昆等鐵路干線運輸受阻。,電力設施損毀嚴重。電網(wǎng)大面積倒塔斷線，13個省（區(qū)、市）輸配電系統(tǒng)受到影響，西電東送通道中斷。,§2 觸電事故基本對策及概念,一、觸電事故的種類1. 電擊 直接接觸電擊：觸及正常狀態(tài)下帶電的帶電體。 間接接觸電擊：觸及正常狀態(tài)下不帶電、而在故障下意外

14、帶電的帶電體。 單線電擊：人占在地面上，與一線接觸。（可以是直接或間接） 兩線電擊：人與地面隔離，兩手各觸一線。（可以是直接或間接；可以是兩相，也可以是單相） 跨步電壓電擊：（前面已經(jīng)介紹）2. 電傷：電弧燒傷、電流灼傷、皮膚金屬化、電氣機械性傷害等。,二、電流對人體的作用,人本身就是一種電氣設備，這是因為：人的整個神經(jīng)系統(tǒng)是以電信號和電化學反應為基礎的。上述電信號和電化學反應所涉及的能量是非常小的。人只要求

15、正常功能所必要的電能，由于這個能量非常小，因此，系統(tǒng)功能很容易被破壞。,1. 電擊致命原因,① 心室顫動 數(shù)秒～數(shù)分鐘（６～８分鐘）→　死亡　Ｔ波前半部（約0.1s）——心臟易損（激）區(qū) 心室顫動，幅值小，頻率高（800～1000次/每分鐘以上），無規(guī)則，發(fā)生始于T波的前半部。,② 窒息 窒息→缺氧或中樞神經(jīng)反射→室顫. 特點:致命時間較長。10～20分鐘。③ 電休克（昏迷）　由于中樞神經(jīng)反射造成體內(nèi)功

16、能障礙，昏迷時間長后的死亡。,2. 電流效應的影響因素（一）電流值（工頻）,感知電流——引起感覺的最小電流。如輕微針刺，發(fā)麻。 平均（概率50%），男：1.1 mA ；女：0.7 mA擺脫電流——能自主擺脫帶電體的最大電流。 平均（概率50%）， 男：16mA； 女：10.5 mA 最低（概率0.5

17、%），男： 9mA； 女： 6 mA室顫電流——引起心室發(fā)生心室纖維性顫動的最小電流。 I顫 ＝ 50 mA 適用于當1s ≤ t ＜5s時； I顫 ＝ 50/t mA 適用于當0.01 s＜ t ＜1s時。,（二）電流持續(xù)時間,t↑ → 吸收電能↑ → 傷害↑t↑ → 電流重合心臟易損（激）期，危險↑t↑ → 人體電阻↓→

18、人體電流↑ → 傷害↑t↑ → 中樞神經(jīng)反射↑ → 危險↑,（三）電流途徑,不同途徑，危險性不同。最危險的是：左手到前胸。判斷危險性，既要看電流值，又要看途徑。,（四）電流種類,高頻電流——燒傷比工頻電流嚴重，但電擊的危險性較小。沖擊電流——指作用時間＜0.1~10ms的電流。 種類：方脈沖、正弦波、電容放電脈沖。

19、 影響室顫的主要影響因素是It和I2t的值。 （I — 有效值）直流電流——持續(xù)時間＞心臟周期時，室顫閾值為交流的數(shù)倍； 持續(xù)時間＜200 ms時，室顫閾值與交流大致相同。,（五）個體特征,因人而異，健康情況、健壯程度、性別、

20、年齡。,3. 人體電阻,人體阻抗等值電路RS1、RS2 —— 皮膚電阻（皮膚外面的電極與真皮之間的電阻）CS1、CS2 —— 皮膚電容（皮膚外面的電極與真皮之間的電容， 數(shù)PF ~ 數(shù)μF），Ri —— 體內(nèi)電阻（約為500Ω）,人體電阻的數(shù)值及影響因素,變化范圍 干燥的情況下，人體電阻：1000~3000Ω；

21、 潮濕的情況下，人體電阻： 500 ~ 800Ω。影響因素電氣參數(shù)：U（接觸電壓）↑→ RP↓， I ↑ → RP↓， f ↑ → XCP↓；皮膚表面狀態(tài)： 潮濕、導電污物、傷痕、破損；皮膚表面接觸狀態(tài)： 接觸壓力、面積。,三、直接接觸電擊防護,基本防護原則——應使危險的帶電體不會被有意或無意地觸及。基本防護措施1. 絕

22、緣——用絕緣物將帶電體封閉起來。2. 屏護——采用遮欄、護罩、護蓋、箱匣隔絕帶電體。3. 間距——帶電體與地面之間、或與其他設備之間、或與帶電體之間必要的安全距離。,四、間接接觸電擊防護基本措施,防止間接接觸電擊的技術措施：保護接地保護接零,1. 保護接地（IT系統(tǒng)）,保護接地是最古老的電氣安全措施。 保護接地是防止間接接觸電擊的基本安全技術措施,IT、TT和TN——國際電工委員會（ IEC ）規(guī)定的供

23、電方式符號,1 ）第一個字母表示電力（電源）系統(tǒng)對地關系。     2 ）第二個字母表示用電裝置外露的金屬部分對地的關系。,對IT、TT和TN系統(tǒng)兩個字母解釋：,第一個字母： I—— 表示電力系統(tǒng)所有帶電部分與地絕緣或一點經(jīng)阻抗接地。 T ——則表示電力系統(tǒng)一點（通常是中性點）直接接地。 第二個字母

24、： T —— 表示電氣裝置的外露可導電部分直接接地（與電力系統(tǒng)的任何接地點無關）。 N ——表示電氣裝置的外露可導電部分通過保護線與電力系統(tǒng)的中性點聯(lián)結。,保護接地（IT系統(tǒng)）,保護原理——,Z,IT系統(tǒng)應用范圍,∵采用不接地系統(tǒng)，允許帶故障運行2h，利用此時間尋找故障點檢修；∴供電連續(xù)性、可靠性較有保證。1~10kV 配電網(wǎng)（6kV高壓電動機外殼接地保護）煤礦井下低

25、壓配電網(wǎng) 380V、660V、110V（照明）對安全有特殊要求。（有些液化站氣采用）,所有設備的外露可導電部分均應通過保護線與接地極（或保護接地母線、總接地端子）連接。保護接地電阻的允許值：低壓系統(tǒng)RE≤4Ω。 IT 系統(tǒng)必須裝設絕緣監(jiān)視及接地故障報警或顯示裝置。在無特殊要求的情況下，IT系統(tǒng)不宜引出中性線。,2. TT系統(tǒng),保護原理——,分析可知：TT系統(tǒng)，必須配合使用漏電保護裝置或過電流保護裝置，并優(yōu)先使用前者。,

26、TT系統(tǒng)應用范圍及要求,主要用于低壓共用用戶。上海市住宅配電為TT系統(tǒng) 。農(nóng)村低壓電網(wǎng)用電設備分散，線路長時采用。共用同一接地保護裝置的所有外露可導電部分，必須用保護線與這些部分共用的接地極連在一起（或與保護接地母線、總接地端子相連）。接地裝置的接地電阻要滿足單相接地故障時，在規(guī)定時間內(nèi)切斷供電的要求，或使接觸電壓限制在50V以下。,3. 保護接零（TN系統(tǒng)）,保護原理——漏電→單相短路→單相短路電流ISS→單相短路保護元件動作

27、→迅速切斷電源→實現(xiàn)保護。,ISS,L1,,,,L2,L3,,,,,,,,,,,,,,,,,RN,,,,,,,PEN,,,N,,,,TN-C系統(tǒng),TN-S系統(tǒng),TN-C-S系統(tǒng),應用與類型,適用保護接零適用于低壓中性點直接接地的三相四線配電網(wǎng)。此系統(tǒng)中，凡因絕緣損壞而可能呈現(xiàn)危險對地電壓的金屬部分均應接零。三種方式：TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)TN-S——可用于爆炸、火災危險性較大或安全要求高的場所，宜用于獨立附

28、設變電站的車間。也適用于科研院所、計算機中心、通信局站等。正常工作條件下，外露導電部分和保護導體呈零電位——最“干凈”的系統(tǒng)。TN-C-S——宜用于廠內(nèi)設有總變電站，廠內(nèi)低壓配電場的所及民用樓房。TN-C——可用于爆炸、火災危險性不大，用電設備較少、用電線路簡單且安全條件較好的場所。,§3 觸電事故常用對策,一、等電位聯(lián)結目的——構成等電位空間1. 主等電位聯(lián)結（Main Equipotential Bonding）

29、——在建筑物的進線處將PE干線、設備PE干線、進水管、總煤氣管、采暖和空調豎管、建筑物構筑物金屬構件和其他金屬管道、裝置外露可導電部分等相連結。2. 輔助等電位聯(lián)結（Supplementery Equipotential Bonding）——在某一局部將上述管道構件相連結。（作為補充，進一步提高安全水平）,,1—保護線； 2—總等電位聯(lián)結線； 3—接地線； 4—輔助等電位聯(lián)結線；B—總等電位聯(lián)結（接地

30、）端子板； N—外露導電部分；C—裝置外導電部分； P—金屬水管干線； T—接地極,建筑物內(nèi)總等電位聯(lián)結圖,二、雙重絕緣和加強絕緣,1. 雙重絕緣—— 是兼有工作絕緣和保護絕緣的絕緣。工作絕緣——又稱基本絕緣或功能絕緣，是保證電氣設備正常工作和防止觸電的基本絕緣。位于帶電體與不可觸及金屬件之間。保護絕緣——又稱附加絕緣，是在工作絕緣因機械破損或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

31、與可觸及金屬件之間。2. 加強絕緣—— 是基本絕緣經(jīng)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典型結構,4. 雙重絕緣和加強絕緣的絕緣電阻,在直流電壓為500V的條件下進行測試。 工作絕緣的絕緣電阻不得低于2MΩ； 保護絕緣的絕緣電阻不得低于5MΩ； 加強絕緣的絕緣電阻不得低于7MΩ。,5. 識別和選用,具有雙重絕緣和

32、加強絕緣的設備屬于Ⅱ類設備。Ⅱ類設備無須再采取接地、接零等安全措施。標志：“回”——作為Ⅱ類設備技術信息一部分。手持電動工具應優(yōu)先選用Ⅱ類設備。,三、特低電壓,特低電壓——又稱安全特低電壓，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。1. 保護原理——通過對系統(tǒng)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(nèi)。,我國標準規(guī)定：,15～100Hz交流電壓限值——

33、當電氣設施或電氣設備正常（無故障）狀態(tài)下，在干燥環(huán)境中限值為33V（對于接觸面積小于1cm2的非可握緊部件，允許增大至66V）；潮濕環(huán)境中限值為16V?！旊姎庠O施或電氣設備出現(xiàn)能影響兩個可同時觸及的可導電部分間電壓的單一故障狀態(tài)下，在干燥環(huán)境中限值為55V（對于接觸面積小于1cm2的非可握緊部件，允許增大至80V）；潮濕環(huán)境中限值為33V。,直流電壓限值——當電氣設施或電氣設備正常（無故障）狀態(tài)下，在干燥環(huán)境中限值為70V（電池

34、充電時，允許增大至75V）；潮濕環(huán)境中限值為35V。——當電氣設施或電氣設備出現(xiàn)能影響兩個可同時觸及的可導電部分間電壓的單一故障狀態(tài)下，在干燥環(huán)境中限值為140V（電池充電時，允許增大至150V）；潮濕環(huán)境中限值為70V（電池充電時，允許增大至75V）。,2. 特低電壓額定值,特低電壓額定值（工頻有效值）的等級：42V、36V、24V、12V和6V選用：根據(jù)使用環(huán)境、人員和使用方式等因素確定。,3. 特低電壓&安全電源

35、,根據(jù)國際電工委員會相關的導則中有關慎用“安全”一詞的原則，上述安全電壓的說法僅作為特低電壓保護型式的表示，即：不能認為僅采用了“安全”特低電壓電源就能防止電擊事故的發(fā)生！安全特低電壓必須由安全電源供電?？梢宰鳛榘踩娫吹闹饕校喊踩綦x變壓器蓄電池及獨立供電的柴油發(fā)電機即使在故障時仍能夠確保輸出端子上的電壓不超過特低電壓值的電子裝置電源等。,具有隔離作用的雙線圈變壓器,變壓器工作原理圖,不具有隔離作用的自耦變壓器不屬于安全

36、電源!,單相自耦變壓器,四、漏電保護（剩余電流動作保護）,漏電保護 —— 利用漏電保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術措施。漏電保護裝置——又稱為剩余電流動作保護裝置，簡稱RCD（Residual Current Operated Protective Device）。漏電保護裝置是一種低壓安全保護電器。,1. 漏電保護裝置的原理,,檢測元件是一個零序電流互感器。,,N1,N2,ZL,零序電流互感器,漏電保護裝置的工作原理,2. 漏

37、電保護裝置的選用,防止人身觸電事故用于直接接觸電擊防護時：應選用額定動作電流為30mA及其以下的高靈敏度、快速型。,需要安裝漏電保護裝置的場所（1）,屬于Ⅰ類的移動式電氣設備及手持電動工具；生產(chǎn)用的電氣設備；施工工地的電氣機械設備；安裝在戶外的電氣裝置；臨時用電的電氣設備；機關、學校、賓館、飯店、企事業(yè)單位和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；,需要安裝漏電保護裝置的場所（2）,游泳池、噴水池、浴池的電氣設

38、備；安裝在水中的供電線路和設備；醫(yī)院中可能直接接觸人體的電氣醫(yī)用設備；其他需要安裝剩余電流保護裝置的場所。,變配電站和變配電設備,變配電站（室）是工廠生產(chǎn)的動力樞紐，其運行正常與否直接影響著全廠生產(chǎn)系統(tǒng)的運行和安全。變配電站（室）設置有各種變配電設備，如各種高低壓開關、變壓器、互感器、電力電容器、避雷器，敷設有各種高低壓電纜、母線等電氣線路。上述電氣設備和線路具有電壓高、電流強、控制能量大的特點，一旦失控，就容易引發(fā)嚴重事

39、故。,1．變配電站（室）和變配電設備主要危險,⑴油浸式變壓器爆炸火災事故 變壓器油箱內(nèi)充有大量的絕緣油。該絕緣油是飽和的碳氫化合物，其閃點在130~140℃之間。 變壓器故障→過熱或電弧→可燃物分解→產(chǎn)生易燃氣體。 故障持續(xù)時間過長→易燃氣體多→內(nèi)部壓力急劇上升→會導致油箱炸裂→噴油燃燒。 燃燒會隨著油流的蔓延而擴展，形成更大范圍的火災危害。造成停電、影響生產(chǎn)等重大經(jīng)濟損失、甚至造成人

40、員的傷亡等重大事故。,⑵電纜火災短路、過載、局部過熱、電火花或電弧等故障 → 引燃導線電纜 → 發(fā)生火災。導線電纜在著火同時，會產(chǎn)生有毒氣體，對在場人員造成威脅。,⑶電氣誤操作事故五種惡性電氣誤操作事故：①帶負荷拉（合）隔離開關。②帶電掛（合）接地線（接地開關）。③帶接地線（開關）合斷路器（隔離開關）。④誤分（合）斷路器。⑤誤入帶電間隔。,,⑷繼電保護裝置和自動裝置不能正確動作變配電系統(tǒng)中繼電保護裝置和自動裝置一旦發(fā)

41、生拒動作，將無法切除發(fā)生故障設備，嚴重時會使電氣設備燒壞，造成更大范圍的供電系統(tǒng)停電。,2．變配電站（室）的環(huán)境和變配電設備的布置10kV及以下的變配電站（室）,（1）不應設置在低洼處和有可能經(jīng)常積水場所的正下方或相貼鄰；不應設置在有劇烈振動或高溫的場所；不應設在有火災、爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方。當變配電站（室）與有火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，共用的隔墻應是密實的非燃燒體，管道和溝道穿過墻或樓板處應用非燃燒性材料嚴密封堵。變配

42、電站（室）不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側。,（2）可燃油油浸電力變壓器室的耐火等級應為一級。高壓配電室、高壓電容器室和非燃（或難燃）介質的電力變壓器室的耐火等級不應低于二級。低壓配電室和低壓電容器室的耐火等級不應低于三級，屋頂承重構件應為二級。 車間內(nèi)變電室的可燃油油浸變壓器室應設置容量為100%變壓器油量的貯油池。變壓器室的通風窗，應采用非燃燒材料。,（3）變壓器室、配電室、電容器

43、室等應設置防止雨、雪和蛇、鼠類小動物從采光窗、通風窗、門、電纜溝等進入室內(nèi)的設施。應達到“四防一通” （即防火、防雨雪、防汛、防小動物及通風良好）的要求。,（4）變配電站（室）門應向外開；高低壓配電室之間的門應向低壓側開；相鄰配電室之間的門應能雙向開啟。（5）長度大于7m的配電室應設兩個出口，并宜布置在配電室的兩端。配電裝置的長度大于6m時，其柜（屏）后通道應設兩個出口，低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時，尚應增加出口。,（6）

44、變配電站（室）內(nèi)不應有與其無關的管道或線路通過。室內(nèi)管道上不應設置法蘭、螺紋接頭和閥門等；水汽管道與散熱器的連接應采用焊接。配電屏的上方不應敷設管道。,五、 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（接地）線相連接，一旦基本絕緣失效，則安全性完全取決于使用環(huán)境。2. 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

45、將能觸及的可導電部分與設施固定布線中的保護（接地）線相連接。,3. Ⅱ類設備 設備的防觸電保護不僅靠基本絕緣還具備象雙重絕緣或加強絕緣這樣的附加安全措施。這種設備不采用保護接地的措施，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(nèi)可能出現(xiàn)的電壓不會高于安全特低電壓。三類設備是從電源方面就保證了安全。應注意Ⅲ類設備不得具有保護接地手段。,六、電氣設備外殼防護等級,1.防護內(nèi)容外殼

46、防護等級反映以下三種內(nèi)容的防護：①防止人體接近殼內(nèi)危險部件（如殼內(nèi)帶電部分或運動部分）；②防止固體異物進入殼內(nèi)設備；③防止由于水進入殼內(nèi)對設備造成有害影響。,外殼防護等級由IP（International Protection）代碼來標示,其組成如下：  IP □ □ □ □ 

47、 補充字母 附加字母

48、 第二位特征數(shù)字 第一位特征數(shù)字 代碼字母,2. IP代碼組成,3. 表示防護等級的特征數(shù)字,第一位特征數(shù)字——表

49、示外殼防止人體接近殼內(nèi)危險部件及固體異物進入殼內(nèi)設備的防護等級。第二位特征數(shù)字——表示外殼防止由于進水而對設備造成有害影響的防護等級。不要求規(guī)定特征數(shù)字時，該處由用“X”代替。附加字母和（或）補充字母可以省略，不需代替。第一位特征數(shù)字所代表的防護等級分為7級，第二位特征數(shù)字所代表的防護等級分為9級。例如：IP65為塵密、防噴水型電氣設備。,表a 第一位特征數(shù)字所代表的防護等級簡要說明,,表b 第二位特征數(shù)字所代表的防護等級

50、簡要說明,,§4 電氣防火防爆—— 例如：石油開采現(xiàn)場和精煉廠約有60%~80%的場所屬于爆炸性危險環(huán)境,主要分為兩類：危險溫度電火花和電弧1. 危險溫度（見下頁圖）,1. 電氣引燃源,一、 電氣引燃源,Tracking現(xiàn)象（參見視頻）,2. 電火花及電弧,電火花——電極之間的擊穿放電。大量電火花將匯集成電弧，電弧高溫可達8000℃，能使金屬熔化、飛濺，構成火源。分為： 工作火花——正常時應無引燃

51、危險，但異 常時如：三相刀開關不同時 閉合等 事故火花——短路、斷線 其他火花——雷電、靜電、電磁感應,二、危險物質,1. 分類 按爆炸性物質種類分類，爆炸性物質分三類。Ⅰ類：礦井甲烷（CH4）Ⅱ類：爆炸性氣體、蒸氣Ⅲ類：爆炸性粉塵、纖維或飛絮,2. 分級、分組,分級——（按爆炸性氣體混合

52、物的最大試驗安全間隙（MESG）或最小點燃電流比（MICR））分級：Ⅱ類爆炸性氣體： ⅡA ； ⅡB ； ⅡC ⅡA、ⅡB和ⅡC各類對應的典型氣體分別是丙烷、乙烯和氫氣。,,Ⅲ類爆炸性粉塵： Ⅲ A ； Ⅲ B ； ⅢC ⅢA：可燃性飛絮。 ⅢB：非導電粉塵。

53、 ⅢC：導電粉塵。,分組——（按引燃溫度即自燃點）分組：,分6組 T1、T2、T3、T4、T5、T6見表：爆炸性氣體的分類、分級和分組,三、危險環(huán)境（危險區(qū)域等級）,1.爆炸性氣體環(huán)境根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間，對危險場所分區(qū)，分為：0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)。0區(qū)（0級危險區(qū)域）—— 正常運行時連續(xù)或長時間出現(xiàn)或短時間頻繁出現(xiàn)爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。例如：油罐內(nèi)部液面上部空間。,,,1區(qū)（

54、1級危險區(qū)域）—— 正常運行時可能出現(xiàn)（預計周期性出現(xiàn)或偶然出現(xiàn)）爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。例如：油罐頂上呼吸閥附近。,,2區(qū)（2級危險區(qū)域）——正常運行時不出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也只可能是短時間偶然出現(xiàn)爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。例如：油罐外3m內(nèi)。注意：釋放源和通風條件的影響,2. 釋放源,釋放源——是劃分爆炸危險區(qū)域的基礎。釋放源分為：連續(xù)級釋放源：連續(xù)釋放、長時間釋放或短時間頻繁釋放；一級釋放源：預計在正常運行時周期

55、或偶爾釋放的釋放源；二級釋放源：預計在正常運行時不可能釋放，即使釋放也僅僅是偶爾短時釋放的釋放源。,必須指出的是，切不可將GB 50058-92中釋放源定義中的兩個“偶爾”同樣看待。第一級釋放源定義中的“周期或偶爾釋放”中的“偶爾”在IEC60079-10原文中用詞為occasionally（中譯：有時候, 偶而）；而第二級釋放源定義中的“偶爾短時釋放”中的“偶爾”在原文中用詞為infrequently（中譯：很少發(fā)生地, 罕見地

56、）。,3.通風條件,通風條件——是劃分爆炸危險區(qū)域的重要因素。通風分為三種類型：自然通風一般機械通風局部機械通風,4.爆炸性粉塵環(huán)境,粉塵、纖維爆炸危險區(qū)域——指生產(chǎn)設備周圍環(huán)境中，懸浮粉塵、纖維量足以引起爆炸；以及在電氣設備表面會形成層積狀粉塵、纖維而可能形成自燃或爆炸的環(huán)境。,爆炸性粉塵危險區(qū)域劃分為20區(qū)、 21區(qū)、 22區(qū),20區(qū)——在正常運行過程中可燃性粉塵連續(xù)出現(xiàn)或經(jīng)常出現(xiàn)，其數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和/或可

57、能形成無法控制和極厚的粉塵層的場所及容器內(nèi)部。21區(qū)——在正常運行過程中，可能出現(xiàn)粉塵數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區(qū)的場所。該區(qū)域包括，與充入或排放粉塵點直接相鄰的場所、出現(xiàn)粉塵和正常操作情況下可能產(chǎn)生可燃濃度的可燃性粉塵與空氣混合物的場所。 22區(qū)——在異常條件下，可燃性粉塵云偶爾出現(xiàn)并且只是短時間存在、或可燃性粉塵偶爾堆積或可能存在粉塵層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場所。如果不能保證排除可燃性粉塵堆積或粉

58、塵層時，則應劃分為21區(qū)。,圖例： 釋放源接近地坪時易燃物質重于空氣、通風不良的生產(chǎn)裝置區(qū),四、防爆電氣設備和防爆電氣線路,1. 防爆電氣設備類型按照使用環(huán)境，防爆電氣設備分成三類： Ⅰ類 ——用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境； Ⅱ類 ——用于煤礦甲烷以外的爆炸性氣體環(huán)境； Ⅲ類 ——用于爆炸性粉塵環(huán)境。,按防爆結構型式，防爆電氣設備分為以下類型（括弧內(nèi)字母為該類型標志字母）：,(1) 隔爆型（d）(2) 增安型（e）(

59、3) 本質安全型（i）(4) 澆封型（m）(5) 無火花型(n)(6) 油浸型（o）(7) 正壓型（p）(8) 充砂型（q）等等,2. 防爆電氣設備的標志,防爆型電氣設備外殼的明顯處，須設制清晰的永久性凸紋標志。設備銘牌的右上方應有明顯的“Ex”標志。防爆標志表示法：防爆型式 類別 級別 組別例如：dⅡBT3——表示Ⅱ類B級T3組的隔爆型電氣設備； iaⅡAT5——表示Ⅱ類A級T5組的ia級本質安全型電

60、氣設備。如有一種以上復合防爆型式，應先標出主體防爆型式，然后標出其他防爆型式。如epⅡBT4——表示主體為增安型，并有正壓型部件的防爆型電氣設備。,,,,,3. 防爆電氣設備的選型,,電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)（E/E/PE）功能安全,擴展內(nèi)容,背景： 在以提高安全性為目的的安全控制系統(tǒng)中，具有監(jiān)視、控制和邏輯功能的電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)（E/E/PE）的應用已經(jīng)越來越多。

61、 由此引出：電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)（E/E/PE）功能安全問題,安全與風險及安全技術,IEC61508 1998年發(fā)布GB/T20438 2007-01-01實施,IEC61511 2003年發(fā)布GB/T21109 2007-12-01實施,www.cueb.edu.cn,IEC 61508,IEC 61511Process Industry,IEC 61513Nuclear Industry,三

62、、功能安全評估與認證基礎,2000年國際電工委員會正式完整發(fā)布了IEC61508,安全儀表系統(tǒng)（SIS——Safety Instrumented System）,是指用于實現(xiàn)一個或多個安全功能的儀表系統(tǒng)，主要用于響應危險狀況，如系統(tǒng)超過限值的情況，并將生產(chǎn)過程從該狀況中脫開，轉入安全狀態(tài)，以確保人員、過程、設備和環(huán)境的安全。 包括：傳感器、邏輯解算器和最終單元。由硬件和軟件兩個基本部分組成。,安全完整性,IEC 61508把安

63、全完整性定義為：在規(guī)定的時間周期內(nèi)的所有規(guī)定的條件下，安全相關系統(tǒng)成功地完成所需安全功能的概率。安全完整性就是安全功能能夠有效被執(zhí)行的能力。而安全完整性水平就是用來衡量這種能力大小的。,操作模式,操作模式是指安全儀表系統(tǒng)運行其安全功能的方式，分為低要求模式和高要求模式（或連續(xù)模式）：低要求模式：在該模式下，對安全儀表系統(tǒng)提出操作要求的頻率不大于每年一次和不大于二倍的檢驗測試頻率。（對應于平均失效概率PFDavg ）高要求模式（或

64、連續(xù)模式）：在該模式下，對安全儀表系統(tǒng)提出操作要求的頻率大于每年一次或大于二倍的檢驗測試頻率。 （對應于每小時失效概率PFH ）,IEC61508定義了四個安全完整性等級（Safely Integrity Level，SIL），它們由平均要求失效概率（Probability Failure on Demand，PFD）決定。,兩種操作模式的安全完整性水平,安全完整性等級SIL,,等級表,,,核能工業(yè),,公用鍋爐,,工業(yè)鍋爐,,化工