电气安全 

发布时间:2017-10-12 | 作者:郑少辉 | 来源:法规科 | 点击数: | 字号:
  

第七部分:电气安全

一、触电防护

   电气事故包括触电事故,静电、雷电、电磁场危害,电气火灾与爆炸,电气线路和设备故障等。具有危害大、危险直观识别难、涉及领域广等特点。

   触电事故尽管各种各样,但最常见的情况是偶然触及那些正常情况下不带电而意外带电的导体。触电事故虽然具有突发性,但具有一定的规律性,针对其规律性采取相应的安全技术措施,很多事故是可以避免的。预防触电事故的主要技术措施如下:

   1.采用安全电压

   安全电压是为了防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列,它是制定电气安全规程和一系列电气安全技术措施的基础数据。这个电压系列的上限值,在任何情况下,两导体间或任一导体与地之间均不得超过交流(频率为50∽500Hz)有效值50V。

   安全电压能限制人员触电时通过人体的电流在安全电流范围内,从而在一定程度上保障了人身安全。国家标准规定,安全电压额定值的等级为42V、36V、24V、12V、6V。当电气设备采用了超过24V电压时,必须采用防止人直接接触带电体的保护措施。凡手提照明灯、危险环境和特别危险环境的局部照明灯、高度不足2.5m的一般照明灯、危险环境特别危险环境中使用的携带式电动工具,如果没有特殊安全结构或安全措施,应采用36V安全电压;凡工作地点狭窄,行动不便,以及周围有大面积接地导体的环境(如金属容器内、隧道或者矿井内等),所使用的手提照明灯应采用12V安全电压;对于水下的安全电压值,我国尚未规定,国际电工标准委员会规定为2.5V。

   2.保证绝缘性能

   电气设备的绝缘,就是用绝缘材料将带电导体封闭起来,使之不被人身触及,从而防止触电事故。一般使用的绝缘材料有瓷、云母、橡胶、布、纸、矿物油及某些高分子合成材料。作业环境不良时(潮湿、高温、有导电性粉尘、腐蚀性气体的工作环境,如铆工、锻工、电镀、漂染车间和空压站、锅炉房等场所),可选用加强绝缘或双重绝缘的电动工具、设备和导线。但绝缘并非万无一失,它也会遭到破坏,有的因为机械损伤,有的因为电压过高或绝缘老化产生电击穿。绝缘损坏会使电气设备外壳带电的机会增加,从而也就增加了触电机会。因此,必须使电气设备的绝缘强度保持在规定范围内。衡量电气设备绝缘性能最基本的指标是绝缘电阻,足够的绝缘电阻能把电气设备的泄漏电流限制在很小的范围内,可以防止漏电引起的事故。不同电压等级的电气设备,有不同的绝缘电阻要求,并要定期测定。

   此外,电作业人员还应正确使用绝缘工具,穿戴绝缘防护用品,如绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫等。

   3.采用屏护

   屏护包括屏蔽和障碍,是指能防止人体有意、无意触及或过分接近带电体的遮栏、护罩、护盖、箱匣等安全装置。某些开启式开关电器的活动部分不便绝缘,或高压设备的绝缘不能保证人在接近时的安全,应有相应的屏护,如围墙、遮栏、护网、护罩等,所采用的材料应有足够的机械强度和耐火性能。必要时,还可设置声、光报警信号和联锁保护装置。

   4.保持安全距离

   安全距离是指有关规程明确规定的、必须保持的带电部位与地面、建筑物、人体、其他设备之间的最小电气安全空间距离。安全距离的大小取决于电压的高低、设备的类型及安装方式等因素,大致可分为4种:各种线路的安全距离、变配电设备的安全距离、各种用电设备的安全距离、检验维修时的安全距离。为了防止人体触及和接近带电体,为了避免车辆或其他工具碰撞或过分接近带电体,为了防止火灾、过电压放电和各种短路事故,在带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与人体之间、带电体与其他设施和设备之间,均应保持安全距离。

   5.合理选用电气装置

   合理选用电气装置是减少触电危险和火灾爆炸危害的重要措施。选择电气设备时主要根据周围环境的情况,如在干燥少尘的环境中,可采用开启式或封闭式电气设备;在潮湿和多尘的环境中,应采用封闭式电气设备;在有腐蚀性气体的环境中,必须采用封闭式电气设备;在有易燃易爆的环境中,必须采用防爆式电气设备。

6.装设漏电保护装置

漏电保护器(亦称漏电流动作保护器)是一种在设备及线路漏电时,保证人身和设备安全的装置,其作用主要是防止由于漏电引起的人身触电,并防止由于漏电引起的设备火灾,以及监视、切除电源一相接地故障。依据《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2005)的要求,在电源中性点直接接地的保护系统中,在规定的设备、场所范围内必须安装漏电保护器和实现漏电保护器的分级保护。对一旦发生漏电切断电源时,会造成事故和重大经济损失的装置和场所,应安装报警式漏电保护器。

7.保护接地与接零

(1)保护接地是把用电设备在故障情况下出现危险的金属部分(如外壳等)用导线与接地体连接起来,使用点设备与大地紧密连通。在电源为三相三线制中性点不直接接地或单相制的电力系统中,应设保护接地线。保护接地线的原理如图4-1和图4-2所示。当电源的某一相漏电时,用电设备金属部分就带有与相电压相等的电压,接地电流Id在人体和电网对地绝缘阻抗形成回路。而有了接地后,漏电设备对地电压主要决定于接地电阻Rb的大小。

 

接地装置广泛的选用自然接地极。例如,与大地有连接的建筑物的金属结构,敷设于地下的水管路等均可以用作自然接地吸。但是要严禁将氧气管道和乙炔管道等易燃易爆其他管道作为自然接地极。自然接地电阻不得超过4Ω,电阻超过4Ω时 ,应采用人工接地极。由于保护接地电阻值远小于电网相对地的绝缘阻抗,所以大大降低了设备带电体的对地电压,接地电阻值越小,越能把带电体的对地电压控制在安全电压范围内。

应该指出,在电源为三相四线制变压器中性点直接接地的电力系统中,是不能单纯采取保护接地措施的。如果采取保护接地,当某相发生碰壳短路时,人体与保护地表装置处于并联状态,加在人体上的电压等于接地电阻的电压降,一般可达110V,这个电压对人体还是很危险的。这就是说,在三相四线制变压器中性点直接接地的电力系统中,单纯采取保护接地虽然比不采取任何措施要好一些,但并没有从跟不上保证安全,危险性依然存在。

(2)保护接零是把电气设备在政策情况下不带电的金属部分(外壳),用导线与低压电网的零线(中性线)连接起来。在电压为三相四线制变压器中性点直接接地的电力系统中,应采用保护找零。同时,在中性点直接接地的系统中,如果用电设备上不采取任何安全措施,一旦设备漏电,触及设备的人体将承受220V的相电压,是很危险的,采取保护接零就可以消除这一危险。

保护接零的原理如图4-3所示。当某相带电部分与设备外壳碰连时,通过设备外壳形成相线对零线的单相短路(即碰壳短路),短路电流Id能促使线路上的保护装置(如熔断器FU)迅速动作,从而把故障部分断开,消除触电危险。

 

应当注意的是,在三相四线制电力系统中,不允许只对某些设备采取接零,而对另外一些设备只采取保护接地而不接零。否则,采取接地(不接零)的设备发生漏电时,电流通过两接地体构成回路,采用接地的漏电设备和采用接零的非漏电设备上都可能带有危险电压。

正确的做法是:采取重复接地保护装置,就是降零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接,通常是把用电设备的金属外壳同时接地和接零。还应该注意,零线回路中不允许装设熔断器和开关。

二、静电预防

消除静电危害,可采取以下基本措施:

1. 静电接地

 所有金属装置、设备、管道、储罐等都必须接地。不允许有与地相绝缘的金属设备或金属部件。

各专设的静电接地端子电阻不应大于100Ω

金属设备与设备之间、管道与管道之间,如用金属法兰连接,可不另接跨接线,但必须有两个以上螺栓可靠连接。

平时不能接地的汽车槽车和槽船在装卸易燃液体时,必须在预设地点按操作规程的要求接地,所用接地材料必须在撞击时不会发生火花。装卸完毕后,必须按规定待物料静置一定时间后,才能拆除接地线。

直径大于2.5m或容积大于50m3的大型金属装置应有两处以上的接地点。较长的输送管道应每隔80~100设一接地点。

2、防止装卸和输送易燃液体时产生静电

灌装液体物料时,应从槽车等大型容器的底部注入或将其注入容器底部。

必须严格按照操作规程控制易燃液体在管道内的流速。灌装铁路槽车时,鹤管内的允许流速按下式计算(但流速最高不得超过 5m∕s)

                                V×D≤0.8

式中V﹣烃类液体流速, m∕s

     D-鹤管内径,m

     灌装汽车槽时,鹤管内的允许流速按下式计算

   V×D≤0.5

化工生产中,易燃液体的输送可参照表4-2执行。

表4-2             输送管道直径与推荐流速

输送管直径

流速(m∕s)

输送管直径

流速(m∕s)

mm

in(英寸)

mm

in(英寸)

10

0.5

8.0

200

8

1.8

25

1

4.9

400

16

1.3

50

2

3.5

600

24

1.0

100

4

2.5

 

 

 

 

2. 在物料静置时间内禁止操作

设备内正在进行灌装、搅拌或循环过程时,禁止检尺、取样、测温等现场操作。在灌装、搅拌或循环停止后,应按操作规程或参照4-3的要求的静置时间,静置一定时间后,才允许进行上述操作或者进行下一步工序。

 

表4-3    易燃液体灌装后静电泄露入大地所需的静置时间

易燃带电液体的电导率(s.m-1)

易燃带电液体的容积(m3)

>10     10~50      50~5000

﹤5000

所需静置时间(min)

<10-8

1

1

1

2

1012~10-8

2

3

20

30

10-14~10-12

4

5

60

120

﹥10-14

10

15

120

240

 

3. 采用静电消除器

非导体,如橡胶、胶片塑料薄膜、纸张等生产过程中产生的静电,应采用静电消除器消除。

4. 采用导电性好的管道输送易燃液体

不宜采用非金属输送易燃液体,如必须采用,应采用可导电的管子或内设金属丝、网的管子,并将金属丝、网的一端可靠接地或采用静电屏蔽。

5. 增加湿度

增加空气湿度的主要作用是降低绝缘体的表面电阻率,从而便于绝缘体通过自身泄放静电。因此,如工艺条件许可,可增加室内空气的相对湿度至50%以上。

7.抗静电剂

抗静电剂具有较好的导电性和较强的吸附性,因此在易产生静电的高绝缘材料中。加入抗静电剂,使材料的电阻率下降,加快静电泄放,消除静电危险。使用抗静电剂是消除石油静电的有效方法。

8.可燃性粉尘和纤维的防静电措施

在工艺设备的结构上应避免粉体的不正常滞留、堆积和飞扬,同时还应配置必要的密闭、清扫和排放装置。

粉体的粒径越小,越易起电和点燃。在整个工艺过程中,应尽量避免形成粒径为75μm及以下的细微粉尘。

气流物料输送系统内,应防止外来金属混入,以免成为对地绝缘的导体。应尽量采用金属导体制作管道或部件。当采用非导体时应具体测量并评价其起电程度。必要时,可在气流输送系统的管道中央顺其走向加设两端接地的金属线,以降低管内静电电位,或者也可采用专用的管道静电消除器。

强烈带电的粉料,大型料仓内部不应有突出的接地导体。在从顶部进料时,进料口不得伸出,应与仓顶取平,当筒仓直径在1.5m以上,且工艺中粉尘半径多半在30μm以下时,要作惰性气体置换,密封筒仓。

工艺中需将非导体粉粒投入可燃性液体或混合搅拌时,应采取相应的综合防静电措施。

收集和可滤过粉料的设备,应采用导静电的容器及滤料并予以接地。

9.控制可燃气体静电

       为减少氢、乙炔、丙烷、城市煤气等可燃气体的静电电量,应首先清除输送管、储气瓶、软管等内部杂质(包括水分),保证容器和管道有良好的静电接地,尽量使用接地的金属管。气体出口处应保持洁净。

对管道的阀门、法兰应经常维修,而泄露处应保持洁净,有条件宜安装气体泄露自动报警器。

        控制可燃气体的流速,如管道中乙炔流速应限制在2 m∕s以下,气相液化石油气管中流速应控制在8~12 m∕s。

        10.人体防静电措施

       重点防火防爆岗位的入口应设人体导除静电装置。属0区或1区的爆炸危险场所,且可燃物的最小点燃能量在0.25mJ以下时,工作人员应穿防静电鞋、工作服。禁止在爆炸危险场所穿衣服、鞋帽。

三、雷电防护

1.第一类防雷建筑物的防雷措施

防直击雷采取的措施主要是:装设独立避雷针或架空避雷线(网),网格尺寸不大于5m×5m,并有独立的接地装置;对排放有爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道,其管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内。

(1)防雷电感应采取的措施主要是:建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮,钢窗等较大金属物和突出的放散管、风管等金属物,均应接到防雷电感应得接地装置上;平行敷设的管道、构架和电缆,金属外皮等长金属物,其净距小于0.1m时,每隔不大于30m用金属线跨接。

(2)防止雷电波侵入采取的措施主要是:低压线路最好全线采用电缆直接埋地敷设,在入户端应将电缆的金属的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上;架空金属管道,在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置相连。

2.第二类防雷建筑物的防雷措施

(1)防直击雷采取的措施主要是:在建筑物上装设避雷网(带)、避雷针,避雷网格应不大于10m×10m;对排放有爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道,其管口外的以上空间应处于接闪器的保护范围内;引下线应不少于2根,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。

(2)防雷电感应的措施主要是:建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物,应就近接至防雷击接地、电气设备的保护接地装置上,平行敷设的管道、构架和电线金属外皮等长金属物,若净距小于0.1m时,应每隔不大于30m用金属线跨接。

(3)防雷电波侵入的措施主要是:当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时,在入口端应将电缆金属外皮、金属线槽接地;架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷接地装置相连。

3.第三类防雷建筑物的防雷措施

防直击雷的措施主要是:在建筑物上装设避雷网或避雷针,避雷网格不大于20m×20m,引下线应不少于2根,每根引下线的冲击接地电阻不应大于30Ω。

防雷电波侵入的措施主要是:电缆进出线,应在进出端将电缆金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。

相关链接:医疗卫生计生机构电气工程设计施工、电气线路改造设计、施工在《JGJ-16-2008-民用建筑电气设计规范》、《建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002》未进行修订之前,按现有技术标准执行。

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