电气安全工程复习知识点.doc
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1、电气和电器的区别:电器指用电的物品或设备,包括有关元件和设备;电气是指与电有关的一切线路和设备,包括控制线路、主回路、还有线路上的各种电气设备。电力系统的组成:电力系统由发电厂、送电线路、变电所、配电网和电力负荷组成。发电站:是将其他形式的一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。发电厂根据一次能源的不同,分为火力发电厂、水力、核能、风力、地热、太阳能等。送电线路:指35千瓦及其以上的电力线路,分为架空线路和电缆线路。其作用是将电能输送到各地的区域变电所和大型企业的用户变电所。变电所:是构成电力系统的中间环节,分为区域变电所(中心变电所)和用户变电所。其作用是汇集电源、升降电源和分配电力。电力负荷
2、分级:一级负荷:突然中断供电将造成人身伤亡事故,或造成重大设备损坏且难以修复,或给国民经济带来极大损失;二级负荷:突然断电,将造成大量废品,产量锐减,生产流程紊乱且不易恢复,企业内运输停顿等,因而在经济上造成较大损失。此类负荷数量很大,一般允许短时停电几分钟;三级负荷:为一般的电力负荷,电力负荷的供电原则:一级负荷应由两个独立电源供电,而且要求发生故障时,两个电源的任何部分应不致同时受到损坏。对于特别重要的一级负荷,还应增设专供应急使用的可靠电源。二级负荷应由两回路供电,该两回路应尽可能引自不同的变压器或母线段,在负荷较小或取得两回路困难时,二级负荷可由一回6千伏及以上专用架空线供电。三级负荷
3、对供电电源无特殊要求,允许较长汗时间停电,可用单回路供电。电气事故类型:触电事故、静电危害事故、雷电灾害事故、射频电磁场危害、电气系统故障危害。电气事故概要:1电气事故危害大2电气事故危险直观识别难3电气事故涉及领域广4电气事故的防护研究综合性强电流对人体作用的影响因素(5种):1通过人体电流的大小;是决定人体危害程度的主要因素之一,电流越大,危险越大。2电流通过人体的时间;电击时间越长,电流对人体引起的热伤害、化学伤害以及生理伤害就越严重。3电流通过人体的途径;电流通过人体人一部位,都可能致人死亡。电流通过心脏、脊椎和中枢神经等要害部位,电击伤害最为严重。4通过人体电流的频率或种类;电流的频
4、率除了会影响人体电阻,还会对电击的伤害程度产生直接的影响。25-300hz的交流电对人体的伤害远大于直流电。5触电者的身体健康状况;触电者的性别、年龄、健康状况、精神状态和人体电阻都会对触电后果产生影响。触电事故的分布规律:1触电事故季节性明显2低压设备触电事故多3携带式和移动式设备触电事故多4电气连接部位触电事故多5农村触电事故多6冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多7青年、中年人以及非电工人员触电事故多8误操作事故多直接接触电击的基本防护原则:应当使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。最为常用的直接接触电击的防护措施,即绝缘、屏护、间距。绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。绝缘材
5、料:(电介质)其导电能力很小,指电阻率不低于1107.m的材料。绝缘材料作用:是用于对带电的或不同电位的导体进行隔离,使电流按照确定线路流动。绝缘材料的分类:1气体:空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等2液体:有从石油原油中提炼出来的绝缘矿物油,十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等合成油以及蓖麻油3固体:树脂绝缘漆,纸、纸板等绝缘纤维制品,漆布、漆管和绑扎等绝缘浸渍纤维制品,绝缘云母制品,电工用薄膜、复合制品和粘带,电工用层压制品,电工用塑料和橡胶、玻璃、陶瓷等。绝缘材料的电气性能主要表现在电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。它们分别以绝缘电阻率、相对介电常数、介质损耗角及击穿场强表
6、示。绝缘破坏:(绝缘击穿)电介质在强电场作用下,遭到急剧破坏,失去绝缘性能的现象;绝缘老化:电气设备在运行过程中,其绝缘材料由于受热、电、光、氧、机械力(包括超声波)、辐射线、微生物等因素的长期作用,产生一系列不可逆的物理化学变化,导致绝缘材料的电气性能和机械性能的劣化;绝缘损坏:是指由于不正确选用绝缘材料,不正确的进行电气设备以及线路的安装,不合理的使用电器设备,导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀,或受到外界热源、机械因素的作用,在较短或很短时间内失去其电气性能或机械能的现象。绝缘老化的机理主要有热老化机理和电老化机理。绝缘检测和绝缘试验:绝缘检测是检查电气设
7、备和线路绝缘指标是否合要求。主要包括绝缘电阻试验(最基本的绝缘试验)、耐压试验(是检验电气设备承受过电压的能力,主要用于新品种电气设备的型式试验及投入运行前的电力变压器等设备、电工安全用具)、泄漏电流试验、介质损耗试验(只对一些要求较高的高压电气设备才有必要进行)。屏护和间距是最为常见的电气安全措施之一。从防止电击的角度,屏护和间距属于防止直接接触电击的安全措施。此外,屏护和间距还是防止短路故障接地等电气事故的安全措施之一。屏护:(指采用遮拦、护罩、护盖、箱匣等)把危险的带电体同外界隔离开来的安全防护措施。其作用是防止电击,主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。屏护的特点:1屏
8、护装置不直接与带电体接触,对所有材料的电气性能无严格要求;2有足够的机械强度和良好的耐火性能。分类:按屏护的作用分屏蔽和障碍;按使用要求分永久性和临时性;按使用对象方式固定和移动。间距是指带电体与地面之间,带电体与其他设备和设施之间,带电体与带电体之间必要的安全距离。其作用是:防止触电、火灾、过电压放电及各种短路事故,以及方便操作。间距大小取决因素:电压高低、设备类型、安装方式、周围环境等。架空线路与绿化区树木、公园的树木的最小距离为3m。IT系统即保护接地系统,也称中性点不接地系统。中性点指星形连接的变压器或发电机的中性点。字母I表示配电网不接地或经高压阻抗接地,字母T表示电气设备外壳接地。
9、接地:将设备的某一部位经接地装置与大地紧密连接起来。接地装置是接地体(埋入地下的与土壤紧密接触的金属导体)和接地线(连接接地设备和接地体的金属导线)的总称。什么是保护接地,保护接地的应用范围:将故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分接地,可以把故障电压限制在安全范围以内,这种做法称为保护接地。在不接地配电网中采用接地保护的配电防护系统,即IT系统保护接地适用于各种不接地配电网和电气设备的金属部分,包括:交流和直流不接地配电网,低电压和高电压不接地配电网。这类配电网中,凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分,除另有规定外均因接地。低压配电系统各接地方式(IT,TT,TN),各字母
10、的意义?(I,T,N,C,S)配电系统接地型式文字代号的意义第一个字母:表示电源系统的对地关系T中性点不接地I中性点不接地或经过阻抗接地第二个字母:表示电气设备外露可导电部分的对地关系T外露可导电部分直接接地,而与电源系统的任何接地地点无关。N-外露可导电部分与电源系统的接地点有直接电气连接第二个以后的字母:表示TN系统和保护导线的组合关系S保护零线和工作零线分开(PE线)(N线)C保护零线和工作零线合一(PEN线)TN系统类别TN-C 系统的干线部分保护零线是与工作零线完全共用的TN-S 系统的保护零线是与工作零线完全分开的TN-C-S 系统的干线部分的前一部分保护零线是与工作零线共用的自然
11、接地体是用于其他目的,且与土壤保持紧密接触的金属导体。利用自然接地体的优点:节省钢材和施工费用,降低接地电阻和等化地面及设备间的电位。接地装置的连接必须保证设备至接地体之间导电的连续性。接地装置设计的原则:接地装置是安全装置,设计时首先应考虑的是接地电阻允许值、接触电动势和跨步电动势允许值、可靠的连接、足够的防腐蚀能力和热稳定性等安全要求;作为设计也必须考虑到节省投资和施工方便等经济原则。额定电压是保证设备正常运行并能够获得最佳经济效果的电压。电力系统的电压和频率是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。企业高压配电有放射式、树干式、环式等三种基本接线方式。企业低压配电有放射式、树干式、环式等三种
12、基本接线方式。根据能量转移论的观点,电气事故是由于电能非正常地作用于人体或系统所造成的。根据电能的不同作用形式,可将电气事故分为触电事故、静电危害事故、雷电灾害事故、电磁场危害和电气系统故障危害事故等。按照人体触及带电体的方式,电击分为单相触电、两项触电、跨步电压触电。电气系统故障危害主要体现方面有:引起火灾和爆炸、异常带电、异常停电。电流对人体的伤害的程度与通过人体电流的大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、电流的种类等多种因素有关。室颤电流即致命电流。当电流持续时间超过心脏周期时室颤电流仅为50MA左右。人体平均电阻10002000男性人体总阻抗大于女性。气体击穿后电压降低到临
13、界值之下后,气体电介质会恢复绝缘性能。液体电介质击穿后,绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。固体电介质一旦击穿,将失去其绝缘性能。电气设备的耐压试验主要用于检查电气设备承受过电压的能力。耐压试验应注意事项:1、耐压试验须在绝缘电阻试验合格之后方能进行。2、要确保高电压试验回路与接地物体和工作人员的距离不小于安全距离,试验现场应设置围栏,围栏上向外悬挂“止步,高压危险!”的标示牌,围栏应具有机械连锁和电气联锁。此外,还应设置红色信号灯和警铃,给出声、光警示信号3、试验前应由试验负责人全面检查试验装置的所有接线,确保连接无误。4、控制室、示波器室、电桥操作间和配电柜前,应铺设5以上厚度的绝缘胶垫。5
14、、试验后应使用串联有负载电阻的放电棒,对被试设备进行放电。6、为了泄放高压残余电荷,以及当发生误送电源时能迅速作用于自动开关跳闸或熔断器熔断,保证人员安全,试验后,必须将升压设备的高压部分短路短接。间接接触电击防护的三大系统及不同:IT系统、TT系统、TN系统。不同之处:1、保护原理不同。2、应用范围不同。3、线路结构不同。间接接触电击即故障状态下的点击。防止间接接触电击的技术措施:保护接地、保护接零、加强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位联结、安全电压和漏电保护。TT系统第一个字母T表示电源是直接接地的。TN系统即保护接零接地。字母N表示电气设备正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金
15、属性的连接,亦即与配电网保护接零的紧密连接。TN系统就是配电网低压中性点直接接地,电气设备接零的保护接零系统。TN系统分为TN-S,TN-C-S,TN-C三种方式,TN-S系统的保护接零线是与工作零线完全分开的。TN-C-S系统干线部分的前一部分保护零线与工作零线共用的。TN-C系统干线部分保护零线与工作零线完全共用。重复接地的作用:1、减轻零线断开或接触不良时电击的危险性。在保护零线断开的情况下,即使没有设备漏电,而是三相负荷不平衡,也会给人身安全造成重大的威胁,在这方面,重复接地有减轻危险或消除危险的作用;在零线断线情况下,重复接地一般只能减轻零线断线时触电的危险,而不能完全消除触电的危险
16、。2、降低漏电设备的对地电压。3、缩短漏电故障持续时间,4、改善架空线路的防雷性能。工作接地的主要作用:抑制故障时配电网对地电压不致升高太多,以免过分增加触电的危险性,并减轻绝缘的额外负担或防止绝缘击穿。保护接零的计算主要是单项短路电流的计算。在不致错误切断线路、不影响正常工作的前提下,保护元件的动作电流越小越好。为了不影响线路正常工作,保护元件应能躲过线路上的最大冲击电流而不动作。断路器动作很快,应要求其瞬时动作过电流脱扣器的整定电流大于线路上的峰值电流。保护导体断开或缺陷除可能导致触电事故外,还可能导致电气火灾和设备损坏。保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联结线。相-零线回路检测的
17、目的:相-零线回路检测是TN系统的主要检测项目,主要包括保护零线完好性、连续性检查和相-零线回路阻抗测量。测量相-零线回路阻抗是为了检验接零系统是否符合规定的速断要求。角度考虑,接地装置设计须考虑的条件:1、土壤类型2、土壤分层3、岩层性质及深度4、水源位置5、净水位变化6、冻土层深度7、最大接地短路电流。降低接地电阻的施工法:1、高土壤电阻率地区。(1)外引接地法(2)接地体延长法(3)深埋法(4)化学处理法(5)换土法。2、冻土地区。(1)将接地体敷设在融化地带或融化地带的水池、水坑中。(2)敷设深钻式接地体,或充分利用井管或其他深埋在地下的金属构件作为接地体。(3)在房屋融化盘内敷设接地
18、体。(4)除深埋式接地体外,再敷设深度为0.5米的延长接地体,以便在夏季地层表面化冻时起流散作用。(5)在接地体周围人工处理土壤,以降低冻结温度和土壤电阻率。流散电阻主要决定于接地装置的结构和土壤电阻率。土壤电阻率主要的影响因素有:土壤种类,土壤含水量,土壤温度,土壤化学成分,土壤物理性质,季节的影响。双重绝缘:是兼有工作绝缘和附加绝缘的绝缘。加强绝缘:是基本绝缘经改进后,在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘等同防触电能力的单一绝缘,在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备,按外壳特征分为以下三类类设备:第一类,全部绝缘外壳的类设备。第二类,全部金属外壳的类
19、设备。第三类,兼有绝缘外壳和金属外壳两种特征的类设备。特低电压:又称安全特低电压,是属于兼有直接接触电击防护和间接接触电击防护的安全措施。特低电压保护原理:通过对系统中可能会作用于人体的电压进行限制,从而使触电时流过人体的电流受到抑制,将触电危险性控制在没有危险的范围内。电气隔离的安全原理:1.电气隔离实质上是将接地的电网转换为一范围很小的不接地电网。2.从电气隔离的原理图中可以看出,正常情况下,由于N线直接接地,使流经a的电流沿系统的工作接地和重复接地构成回路,a的危险性很大。3.流经b的电流只能沿绝缘电阻和分布电容构成回路,电击的危险性可以得到抑制。漏电保护的功能:漏电保护装置是一种低压安
20、全保护电器,主要用于1.单项电击保护。2.也防止由漏电引起的火灾。3.用于检测和切断各种一相接地故障。4.有的漏电保护装置还可用于过载、过压、欠压和缺相保护。漏电保护装置的原理:电气设备漏电时,将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电压信号,经信号处理,促使执行机构动作,借助开关设备迅速切断电源。误动作:是指线路或设备未发生预期的触电或漏电时漏电保护装置产生的动作。误动作的原因:1.漏电保护装置本身的原因。2.由于来自线路的原因引起。拒动作:指线路或设备已发生预期的触电或漏电而漏电保护装置却不产生预期的动作。拒动作的原因:接线错误;动作电流选择不当;线路绝缘阻抗降低
21、或线路太长。此外,零序电流互感器二次线圈断线,脱扣元件粘连等各种各样的漏电保护装置内部故障、缺陷均可造成拒动作。电气线路可分为电力线路和控制线路。前者完成输送电能的任务;后者供保护和测量的连接之用。按功能杆塔分为:直线杆,耐张杆,跨越杆,转角杆,终端杆,分支杆。电力电缆线路主要由电力电缆、终端头、中间接头等三部分组成。电气线路应满足的条件:1.应满足供电可靠性和控制可靠性的要求。2.经济指标的要求。3.满足维护管理方便的要求。4.满足各项安全要求。导线的导电能力应符合发热、电压损失和短路电流等三方面要求。负荷计算的目的:1.确定导线截面,确定变压器及开关电器的容量;2.校验电压损失,选择和整定
22、保护元件;3.确定电能消耗量和无功补偿装置。第一个目的需要用到30分钟的平均最大负荷电流;第二个目的需要用到1秒左右的最大负荷电流;第三个目的需要用到一段时间内的平均负荷电流。用电环境分为三类:1.无较大危险的环境。2.有较大危险的环境。3.特别危险的环境。电动机的种类很多,有直流电动机和交流电动机。交流电动机又分为同步电动机和异步电动机,而异步电动机又分为绕线式电动机和笼型电动机。单相电气设备指照明设备、日用电器、小型电动工具、小电炉及其他小型电气设备。单相设备上的触电事故及其他事故都比较多。手持电动工具应当注意的安全要求:1.辨认铭牌,检查工具或设备的性能是否与使用条件想适应。2.检查其防
23、护罩、防护盖、手柄防护装置等有无损伤、变形或松动。3.检查电源开关是否失灵、破损,是否牢固,接线有无松动。4,电源线应采用橡皮绝缘软电缆,单相用三芯电缆、三相用四芯电缆。电缆不得有破损或龟裂,中间不得有接头。5.|类设备应有良好的接零或接地措施,且保护导体应与工作零线分开。保护零线应采用截面积0.751.52以上的多股软铜线,且保护零线最好与相线、工作零线在同一护套内。6.使用|类手持电动工具应陪用绝缘用具,并根据用电特征安装漏电保护器或采取电气隔离及其他安全措施。7.绝缘电阻合格,带电部分与可触及导体之间的绝缘电阻|类设备不低于2M,类设备不低于7M。8.根据需要装设漏电保护装置。9.类和类
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