1、,电力工程系,Department of Electrical Engineering,电气安全技术,2018/10/15,第二章 直接接触电击防护,电击防护基本准则：在正常情况或在单故障情况下， 易触及的可导电部分均应是无危险的。所谓“易触及的可导电部分”包括了电气设备上 的“带电部分”和“外漏可导电部分”。 带电部分：正常使用时要被通电的导体或可导电部分 外漏可导电部分：电气设备能触及的可导电部分。正 常情况下不带电，但在故障情况下可能带电。,2018/10/15,3,直接接触防护 a防止电流经由身体的任何部位通过； b限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。 基本措施：绝缘、屏护、间距
2、间接接触防护 a防止故障电流经由身体的任何部位通过； b限制可能流经人体的故障电流，使之小于电击电流 c在故障情况下触及外露可导电部分时，可能引起流经人体的电流等于或大于电击电流时，能在规定的时间内自动断开电源。,2018/10/15,4,定义：利用绝缘材料对带电体进行封闭 和隔离。 作用： 防止设备、元件短路；防止触电。绝缘是衡量电气设备寿命的指标,第一节 绝缘,2018/10/15,5,定义：又称电介质，凡由电阻系数大于的物质构成的材料，在电工技术上便称为 绝缘材料。 种类： 气体绝缘材料，常用的有空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等； 电气设备举例： 空气断路器、真空断路器、氢冷发电机、
3、SF6断路器,1 绝缘材料,2018/10/15,6,液体绝缘材料，常用的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； 电气设备举例： 油浸式变压器、多油断路器、 少油断路器、充油电缆、电容器 注意：防水、防杂质（变压器）,2018/10/15,7, 固体绝缘材料，常用的有树脂绝缘漆，纸、纸板等绝缘纤维制品，漆布、漆管和绑扎带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。 分类：有机、无机、复合 绝缘子、干式变压器,钢化玻璃绝缘子串、 支柱式绝缘子 干式变压器,2018/10/15,
4、9,对绝缘材料的基本要求 良好的介电性能 良好的耐热性能 导热性与耐潮性，较高的力学强度，且又便于加工 绝缘材料的性能指标 绝缘电阻率( 或电导) 、 相对介电常数r 、 介质损耗角 tan,2 绝缘材料的电气性能,2018/10/15,10,绝缘电阻和绝缘电阻率,在正常工作时 （稳态），漏导电流决定了绝缘材料的导电性，因此，漏导支路的电阻越大，说明材料的绝缘性能越好。,泄漏电流Ii 吸收电流Ia 充电电流IC,2018/10/15,11,（2）温度、湿度、杂质含量、电磁场强度的增加都会降低电介质材料的电阻率。表面电阻率s ：指材料表面对电流流通的阻力系数。 1m 106 mm2/m，含义是：
5、如果该材料的电阻率为1m，则用该材料作成1m长、截面为1mm2的细棒时，从两端测得的电阻为106。表面电阻率的单位为,RssLSs ，即sRsSsL,则得 sRsLsL,介电常数介电常数是表征电介质极化特征的性能参数。(储电能力，又称相对电容率)绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素而产生变化。通过测量介电常数，能够判断电介质受潮程度。,2018/10/15,13,介质损耗和介质损耗角,总结： 介质损耗将使介质发热，是介质热击穿的根源。 电气设备中使用的电介质，要求它的tan值愈小愈好。 影响绝缘材料介质损耗的因素 ：频率、温度、湿度、辐射、电场强度,在交流电压作用下，电介质中的部分电
6、能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。介质损耗一种是由漏导电流引起的；另一种是由于极化引起的。,单位体积内介质损耗功率公式推导PcUIcosU 2cosXccU 2cos （1） 90，对介质来说值很小约3度左右 sintan cossin（90）sintan （2） Wc0.5CU 20.5（Sd）（Ed）2 0.5E 2Sd 即 CU 2E 2Sd （3） 将（2）、（3）代入（1）式 得PcE 2Sd tan PPcSdE 2 tan,3 绝缘的破坏,绝缘击穿当施加于电介质上的电场强度高于临界值时，会使通过电介质的电流突然猛增，这时绝缘材料被破坏，完全失去了绝缘性能，这种现象称为
7、电介质的击穿。发生击穿时的电压称为击穿电压，击穿时的电场强度简称击穿场强。 气体电介质击穿机理 液体电介质击穿机理 固体电介质击穿机理（电、热、放电、电化学 ）,传导带的概念在高压绝缘理论中，纯净均匀介质材料的原子结构，其 电子所在各轨道层的位置，从内到外分为价带、能区和传导 带三个区域。其中价带中的电子被共价键所约束，活动能力 低；能区就是一个门坎，电子越不过这个门坎就到不了传导 带。传导带又叫导电带，其内的电子活动性强，处于价带中 的电子只有获得各种刺激或激发，得到足够的能量，才能越 过能区的阻挡进入传导带，成为活动性强的电子。当电介质 传导带中的电子无限增加到一定程度时，电介质的绝缘性能
8、 就遭到破坏。,2018/10/15,17,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 变化和化学变化，导致绝缘材料的电气性能和机械 性能的劣化。 热老化（低压设备） 电老化（高压设备，局部放电）,局部放电的概念 局部放电是一种在高压设备绝缘 中发生的非击穿性放电现象。它会降低 材料的绝缘性能 。一般分为以下三种类型： （a）内部放电 （b）表面放电 ：从带电导体到介质表面所发生的放电现象。它常常发生在电缆接头和电动机绕组的出线端，也就是绝缘材料与导体的表面结合处。 （c）电晕放电 ：高
9、压带电导体在气体介质中的局部放电现象,绝缘损坏绝缘损坏是指由于不正确选用绝缘材料，不正确地 进行电气设备及线路的安装，不合理地使用电气设备等， 导致绝缘材料在较短或很短的时间内失去其电气性能或 机械性能的现象。 对策：（1）避开有腐蚀性物质和外界高温的场所； （2）正确使用和安装电气设备和线路，保持过流、过热保护装置的完好； （3）严禁乱拉乱扯，防止机械性损伤绝缘物； （4）应采取防止小动物损伤绝缘的措施。,4 绝缘检测和绝缘试验,目的：检查电气设备或线路的绝缘指标是否符合要求。 内容：主要包括绝缘电阻试验、工频耐压试验、泄漏电流试验(吸收比)和介质损 耗试验 绝缘电阻的测量兆欧表 耐压试验,
10、电气安全用具,保证操作者安全地进行电气工作必不可少的工具。,基本安全用具：指在作业过程中能长时间直接与带电设备发生 工作接触，而不使工作人员触电的绝缘工器具。这种绝缘工器 具，能长时间承受相应等级的工作电压。如高压绝缘棒、高压 验电器、绝缘夹钳等。 辅助安全用具，指绝缘强度不高，不能承受高压电气设备线路 的工作电压，只对基本安全用具绝缘的加强及保护作用，是用 来防止接触电压、跨步电压、电弧烧灼对操作人员伤害的用具 如绝缘手套、绝缘靴（鞋）、绝缘垫、绝缘台等。不允许用辅 助绝缘安全用具直接与高压电气设备的带电部分接触。,绝缘用具：绝缘棒（令克棒）,绝缘棒： 又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。一般用
11、电木、胶木、环氧玻璃制成的管或棒制成。由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它供在闭合或断开高压跌落式熔断器、隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。,绝缘用具绝缘棒（令克棒）,使用保管注意事项： 操作前，棒面应用清洁的干布擦净； 操作时应戴绝缘手套、穿绝缘靴或站在绝缘台（垫）上，并注意防止碰伤表面绝缘层； 型号规格符合规定； 雨雪天气室外操作应使用防雨型令克棒； 按规定进行定期试验 应存放在干燥处所，不得与墙面地面接触，以保护绝缘表面。,绝缘安全用具：绝缘夹钳,绝缘夹钳是用来带电执行安装或拆卸高压保险器或类似工作的工具。,使用注意事项： 操作时戴绝缘手套、穿绝缘靴及戴护目镜，并必须
12、在切断负载的情况下进行操作； 操作前，夹钳表面应用清洁的干布擦净； 雨雪或潮湿天气操作应使用专门防雨夹钳； 按规定进行定期试验。,高压验电器,验电器,使用注意事项： (1) 为确保设备或线路不再带有电压，应按该设备或线路的电压等级选用相应的验电器进行验电。 (2) 验电前先检查验电器外观无损坏，再在带电设备上先进行试验，确认验电器完好后方可使用。 (3) 验电时，不要用验电器直接触及设备的带电部分，应逐渐靠近带电体，至灯亮或风轮转动或语音提示为止。应注意验电器受邻近带电体影响。 (4) 验电时，必须三相逐一验电，不可图省事。,低压试电笔,试电笔，是用来检查测量低压电气设备是否带电的一种工具。
13、试电笔常做成笔式或小型螺丝刀式结构。前端是金属探头，后部塑料外壳，壳内装有氖泡、安全电阻和弹簧，笔尾端有金属端盖或钢笔型金属挂鼻，作为使用时手必须触及的金属部分。普通试电笔测量电压范围在60500伏之间，低于60伏时试电笔的氖泡可能不会发光，高于500伏不能用普通试电笔来测量，否则容易造成人身触电。当试电笔的笔尖触及带电体时，带电体上的电压经试电笔的笔尖（金属体）、氖泡、安全电阻、弹簧及笔尾端的金属体，再经过人体接入大地形成回路。若带电体与大地之间的电压超过60伏，试电笔中的氖泡便会发光，指示被测带电体有电。,低压试电笔,使用试电笔时，应注意以下事项： （1）使用前，检查试电笔里有无安全电阻，
14、再直观检查试电笔是否有损坏，有无受潮或进水。 （2）使用试电笔时，不能用手触及试电笔前端的金属探头，这样做会造成人身触电事故。 （3）使用试电笔时，一定要用手触及试电笔尾端的金属部分，否则，因带电体、试电笔、人体与大地没有形成回路，试电笔中的氖泡不会发光，造成误判，认为带电体不带电。 （4）在测量电气设备是否带电之前，先要找一个已知电源测一测试电笔的氖泡能否正常发光，能正常发光，才能使用。 （5）在明亮的光线下测试带电体时，应特别注意氖泡是否真的发光（或不发光），必要时可用另一只手遮挡光线仔细判别。千万不要造成误判，将氖泡发光判断为不发光，而将有电判断为无电。,绝缘安全用具：绝缘手套,绝缘手套
15、可以使人的两手与带电体绝缘，是用特种橡胶（或乳胶）制成的，分12kV（试验电压）和5kV两种。绝缘手套是不能用医疗手套或化工手套代替使用的。绝缘手套一般作为辅助安全用具，在1kV以下电气设备上使用时可以作为基本安全用具看待。 按规定进行定期试验。,绝缘安全用具：绝缘靴(鞋),绝缘靴：采用特种橡胶制成，作用是使人体与大地绝缘，防止跨步电压，分20kV（试验电压）和6kV两种。它的高度不小于15厘米，而且上部另加高边5厘米。必须按规定进行定期试验。 绝缘鞋：有高低腰两种，多为5kV，在明显处标有“绝缘”和耐压等级，作为1kV以下辅助绝缘用具， 1kV以上禁止使用。 使用中，不能用防雨胶靴代替。,绝
16、缘用具：绝缘垫和绝缘台,绝缘垫：一般铺在控保屏、高压开关柜、配电室的地面上，以便在带电操作时增强操作者的对地绝缘，也应按规定进行定期试验。 绝缘台：台面一般用干燥、木纹直且无节的木板制成，台面尺寸约100x100cm2，中间留有2cm左右的缝隙；绝缘脚一般用不小于10cm的高压支持瓷瓶做成。也应按规定进行定期试验。,第二节 屏护,定义：屏护是遮拦、护罩、护盖等装置将带 电体同外界隔离起来的电气安全防护 措施。 作用：防电击、电弧烧伤、防止短路、便于安全操作等。 屏护装置举例：变压器遮拦、母线护网、开关罩盖、开关柜、检修遮拦,2018/10/15,35,屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不
17、足以保 证安全的场合 。电器开关的可动部分一般不能使用绝缘， 而需要屏护。高压设备不论是否有绝缘，均应采取屏护。 其安全条件要求如下： (1) 屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能。为防止因意外带电而造成触电事故，对金属材料制成的屏护装置必须实行可靠的接地或接零。 (2) 遮栏、栅栏等屏护装置上应有 “ 止步 , 高压危险 !” 等标志。 (3) 必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。,(4) 屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离。遮栏高度不应低于 1.7m，下部边缘离地不应超过 0.1m ， 网眼遮栏与带电体之间的距离应满足最小安全距离，网眼手指不能伸入。栅遮
18、栏的高度户内不应小于 1.2 m ,户外不应小于 1.5m ，栏条间距离不应大于 0.2 m 。对于低压设备，遮栏与裸导体之间的距离不应小于 0.8 m 。户外变配电装置围墙的高度一般不应小于 2.5 m 。,2018/10/15,36,第三节 间距,定义：间距是指带电体与地面之间，带电体与其他设备和设备与设施之间，带电体与带电体之间的必要安全距离。 作用：防止人体触及或接近带电体造成触电事故；防止电压放电和各种短路故障导致火灾事故，以及为了方便操作。其距离的大小取决于电压高低、设备类型、安装方式和周围环境等。,2018/10/15,37,1 线路间距,架空线路架空线路挡距架空线路导线间距（导
19、线间距与线路的电压等 级和挡距大小有关。同样的挡距，电压越高导线间距也要求 越大，而随着挡距的增大，则导线间距也应适当增大。） 架空线路安全净距,2018/10/15,38,接户线和进户线 从配电线路到用户进线处第一个支持点之间的一段导线称为接户线。 从接户线引入室内的一段导线称为进户线。 安全特点：线路长度一般较短；临近或处于用户区； 电缆线路直埋电缆与电缆沟敷设电缆,2018/10/15,39,2 变配电设备间距 带电体间距 变压器间距 3 用电设备间距 配电箱 开关插座 照明灯具,2018/10/15,40,4 检修间距,低压作业 高压作业 起重作业起重机严禁越过电力线进行作业。在临近带电 体处吊装时，起重臂及吊件的任何部位与带电体的 最小安全距离不得小于规定值。,2018/10/15,41,表2-11 高压作业的最小距离,注： 距离不足时，应装设临时遮拦。 距离不足时，邻近线路应当停电。 火焰不应喷向带电体。,习 题,电气设备绝缘破坏的主要原因是什么？ 什么叫介质损耗？为什么说tg（为介质损耗角）越大，电介质材料的绝缘性能越差？ 屏护主要应用于什么场所？ 屏护装置的安全条件是什么？ 什么叫间距？间距的作用是什么？,
