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絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)主講:李蓓教授常州工學(xué)院2015-09.絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)主講:李蓓教授常州工學(xué)院.1第二章觸電事故及防范第二節(jié)電氣絕緣.第二章觸電事故及防范第二節(jié)電氣絕緣.2第二節(jié)電氣絕緣
一、絕緣防護(hù)絕緣:是指用絕緣材料對(duì)帶電體進(jìn)行封閉和隔離,是防止電擊發(fā)生的預(yù)防措施。絕緣材料又稱為電介質(zhì),導(dǎo)電能力小,工程上的絕緣材料通常要求電阻率高于1X107?·m。絕緣通常分為氣體絕緣、液體絕緣、固體絕緣三類。其中,固體絕緣是廣泛使用的一種可靠絕緣物質(zhì)。.第二節(jié)電氣絕緣
一、絕緣防護(hù).3第二節(jié)電氣絕緣
絕緣通常分為氣體絕緣、液體絕緣、固體絕緣三類。其中,固體絕緣是廣泛使用的一種可靠絕緣物質(zhì)。氣體絕緣材料:空氣、氮?dú)?、氫氣、二氧化碳和六氟化硫等?第二節(jié)電氣絕緣
絕緣通常分為氣體絕緣、液體絕緣、固體絕緣三4第二節(jié)電氣絕緣
液體絕緣材料:樹脂絕緣漆,紙、紙板等絕緣纖維制品,漆布、漆管和綁扎帶等絕緣浸漬纖維制品,絕緣云母制品,電工用薄膜,復(fù)合制品和粘帶,電工用層壓制品,電工用塑料和橡膠、玻璃、陶瓷等。例如:變壓器的絕緣介質(zhì)有油絕緣、六氟化硫等,電線和電纜多采用聚氯乙烯絕緣材料,架空線路上采用陶瓷作為橫擔(dān)及絕緣子。.第二節(jié)電氣絕緣
液體絕緣材料:樹脂絕緣漆,紙、紙板等絕緣纖5第二節(jié)電氣絕緣1、絕緣材料的電氣性能主要為:導(dǎo)電性、節(jié)電性、絕緣強(qiáng)度等,分別以絕緣電阻率、相對(duì)介電常數(shù)、擊穿強(qiáng)度等參數(shù)表示。絕緣電阻率是絕緣材料的主要電氣參數(shù),它是絕緣材料在電場(chǎng)強(qiáng)度與通過絕緣材料的電流密度之比:
Ρ=E/J(?/m)Ρ——絕緣電阻率;E——電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m);J——電流密度(A/m2)此值越大,絕緣電阻越大.第二節(jié)電氣絕緣1、絕緣材料的電氣性能.6第二節(jié)電氣絕緣絕緣電阻率不僅與所加電壓大小有關(guān),同時(shí)又與溫度相關(guān),一般溫度每下降10℃,絕緣電阻率會(huì)增大1.5~2.0倍,除此之外,濕度及雜質(zhì)含量的增加會(huì)降低材料的電阻率。絕緣電阻的大小表明了在一定電壓作用下,絕緣材料泄露電流的大小。如果泄漏電流過大,往往會(huì)使絕緣材料發(fā)熱,從而縮短其使用壽命,甚至造成損壞。.第二節(jié)電氣絕緣絕緣電阻率不僅與所加電壓大小有關(guān),同時(shí)又與溫7第二節(jié)電氣絕緣2.絕緣形式絕緣形式按其保護(hù)功能,可分為:1)基本絕緣、2)附加絕緣、3)雙重絕緣4)加強(qiáng)絕緣。具有雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的設(shè)備屬于II類設(shè)備,II類設(shè)備無需再采取接地、接零等安全措施。隱藏對(duì)雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的設(shè)備可靠性要求較高。.第二節(jié)電氣絕緣2.絕緣形式.8第二節(jié)電氣絕緣基本絕緣:保證電氣設(shè)備正常工作和防止觸電的絕緣。又稱工作絕緣位于帶電體與不可觸及金屬件之間。附加絕緣:又稱保護(hù)絕緣,是在工作絕緣因機(jī)械破損或擊穿等而失效的情況下,可防止觸電的獨(dú)立絕緣。位于不可觸及金屬件與可觸及金屬件之間。.第二節(jié)電氣絕緣基本絕緣:保證電氣設(shè)備正常工作和防止觸電的絕9第二節(jié)電氣絕緣雙重絕緣:是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。加強(qiáng)絕緣:對(duì)基本絕緣進(jìn)行改進(jìn)后增強(qiáng)絕緣能力的絕緣。在構(gòu)成上可以包含一層或多層絕緣材料。.第二節(jié)電氣絕緣雙重絕緣:是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。.10第二節(jié)電氣絕緣△雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的安全條件雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的設(shè)備應(yīng)滿足以下安全條件:1)絕緣電阻和電氣強(qiáng)度絕緣電阻在直流電壓為500V的條件下測(cè)試,工作絕緣的絕緣電阻不得低于2M?,保護(hù)絕緣的絕緣電阻不得低于5M?,加強(qiáng)絕緣的絕緣電阻不得低于7M?..第二節(jié)電氣絕緣△雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的安全條件.11第二節(jié)電氣絕緣交流耐壓試驗(yàn):工作絕緣為1250V,保護(hù)絕緣為2500V,加強(qiáng)絕緣為3750V。(有可能產(chǎn)生諧振電壓的,試驗(yàn)電壓應(yīng)比2倍諧振電壓高出1000V)耐壓持續(xù)時(shí)間為1min,試驗(yàn)中不得有閃絡(luò)或者擊穿。直流泄漏電流的試驗(yàn)電壓:對(duì)于額定電壓不超過250V的II類設(shè)備,應(yīng)為其額定電壓上限或者峰值的1.06倍;在加電壓5s后讀數(shù),泄漏電流允許值為0.25mA。.第二節(jié)電氣絕緣交流耐壓試驗(yàn):.12第二節(jié)電氣絕緣2)外殼防護(hù)和機(jī)械強(qiáng)度II類設(shè)備應(yīng)能保證在正常工作時(shí)及時(shí)打開門蓋和拆卸部件時(shí),人體不會(huì)觸及僅由工作絕緣與帶電體隔離的金屬部件,其外殼上不得有易于觸及到上述金屬部件的孔洞。若利用絕緣外護(hù)物實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)絕緣,則要求外護(hù)物必須用鑰匙或工具才能打開,其上不得有金屬件穿過,并有足夠的絕緣水平和機(jī)械強(qiáng)度。II類設(shè)備應(yīng)在明顯位置上標(biāo)“回”形標(biāo)志。.第二節(jié)電氣絕緣2)外殼防護(hù)和機(jī)械強(qiáng)度.13第二節(jié)電氣絕緣3)電源連接線II類設(shè)備的電源連接線應(yīng)符合加強(qiáng)絕緣要求。電源插頭上不得有起導(dǎo)電作用以外的金屬件,電源連接線與外殼之間至少應(yīng)有兩層單獨(dú)的絕緣層。電源線的固定件應(yīng)使用絕緣材料,如使用金屬材料應(yīng)加保護(hù)絕緣等級(jí)的絕緣。一般場(chǎng)所使用的手持電動(dòng)工具應(yīng)優(yōu)先選用II類設(shè)備;在濕場(chǎng)所或者金屬構(gòu)架上工作的時(shí)候,除選用安全電壓的工具以外,也應(yīng)盡量選用II類設(shè)備。.第二節(jié)電氣絕緣3)電源連接線.14第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△外殼防護(hù)及選擇電氣設(shè)備觸電防護(hù)分類共有五類:0類指用基本絕緣作為防護(hù)的設(shè)備;Ⅰ類指還需要加保護(hù)接地措施作為防護(hù)的設(shè)備;Ⅱ類指還需要附加絕緣作為防護(hù)的設(shè)備;Ⅲ類指用特低電壓保證安全的設(shè)備;0Ⅰ類指任何部件都是基本絕緣并裝有接地端子的設(shè)備。.第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△外殼防護(hù)及選擇.15第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△電氣設(shè)備外殼防護(hù)及選擇分為對(duì)固體異物進(jìn)入防護(hù)、水進(jìn)入防護(hù)兩種。應(yīng)根據(jù)安裝使用場(chǎng)所進(jìn)行選擇。.第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△電氣設(shè)備外殼防護(hù)及選擇.16第二節(jié)電氣絕緣3.絕緣的破壞1)絕緣擊穿當(dāng)電場(chǎng)的強(qiáng)度超過某一極限值時(shí),通過介質(zhì)的電壓關(guān)系將不再符合歐姆定律,而使電流猛增,這時(shí)的絕緣材料被破壞而失去了絕緣的性能,這種現(xiàn)象就稱為電介質(zhì)的擊穿。.第二節(jié)電氣絕緣3.絕緣的破壞.17第二節(jié)電氣絕緣氣體擊穿:氣體擊穿是由碰撞電離導(dǎo)致的。在強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電質(zhì)點(diǎn)(主要是電子),在電場(chǎng)中獲得足夠的動(dòng)能,當(dāng)它與氣體分子發(fā)生碰撞時(shí),能夠使中性分子電離為正離子和電子,新形成的電子又在電場(chǎng)中積累能量而碰撞其他分子,使其電離,這就是碰撞電離。碰撞電離過程是一個(gè)連鎖反應(yīng)過程,每個(gè)電子碰撞產(chǎn)生一系列新電子,因而形成電子崩。電子崩向陽(yáng)極發(fā)展最后形成一條具有高電導(dǎo)的通道,導(dǎo)致氣體擊穿。.第二節(jié)電氣絕緣氣體擊穿:.18第二節(jié)電氣絕緣在均應(yīng)電場(chǎng)中,當(dāng)溫度一定,電極距離不變,氣體壓力很低時(shí),氣體中分子稀少,碰撞游離機(jī)會(huì)很少,因此擊穿電壓很高。當(dāng)氣體壓力增大碰撞游離增加,擊穿電壓有所下降,在某一特定的氣壓下出現(xiàn)最小值;當(dāng)氣體壓力繼續(xù)升高,密度逐漸增大,平均自由行程很小,只有更高的電壓才能使電子積聚足夠的能量以產(chǎn)生碰撞游離,擊穿電壓也逐漸升高??諝獾膿舸﹫?chǎng)強(qiáng)為25~30KV/cm。工程上常采用高真空和高氣壓的方法來提高氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。.第二節(jié)電氣絕緣在均應(yīng)電場(chǎng)中,當(dāng)溫度一定,電極距離不變,氣體19第二節(jié)電氣絕緣液體電介質(zhì)擊穿:液體電介質(zhì)擊穿特性與純凈度有關(guān),一般認(rèn)為純凈液體的擊穿與氣體的擊穿機(jī)理相似,是由于電子碰撞電離后導(dǎo)致?lián)舸?。但液體的密度大,電子自由行程短,積聚能量小,因此擊穿場(chǎng)強(qiáng)比氣體高。工程上的液體絕緣材料不可避免地含有氣體、液體和固體雜質(zhì)。例如:含有水和纖維等。由于水和纖維的極性強(qiáng),在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,使纖維極化而定向排列,并運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)強(qiáng)度最高處聯(lián)成小橋,小橋貫穿兩電極間引起電導(dǎo)劇增,局部溫度驟升,最后導(dǎo)致?lián)舸?。例如:變壓器油中含有極少量水分子就會(huì)大大降低油的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。.第二節(jié)電氣絕緣液體電介質(zhì)擊穿:.20第二節(jié)電氣絕緣固體電介質(zhì)擊穿固體電介質(zhì)擊穿比較復(fù)雜,有電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿、放電擊穿等形式。在工程實(shí)踐中,常采用某些針對(duì)性措施來提高固體絕緣材料的擊穿強(qiáng)度。例如:將其用液體絕緣材料浸漬,適當(dāng)增加其厚度,填充內(nèi)部氣孔,減少氣泡,改善散熱條件,提高擊穿電壓。提高擊穿強(qiáng)度,防止絕緣破壞。.第二節(jié)電氣絕緣固體電介質(zhì)擊穿.21第二節(jié)電氣絕緣2)絕緣老化電氣設(shè)備運(yùn)行過程中,其絕緣材料由于受熱、電、光、氧、機(jī)械力(包括超聲波)、輻射線、微生物等因素的長(zhǎng)期作用,產(chǎn)生一系列不可逆的物理變化和化學(xué)變化,導(dǎo)致絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能劣化。絕緣老化過程十分復(fù)雜,就其老化機(jī)理而言,主要有熱老化和電老化兩種。.第二節(jié)電氣絕緣2)絕緣老化.22第二節(jié)電氣絕緣熱老化一般在低壓電氣設(shè)備中,促使絕緣材料老化的主要原因是熱。熱老化包括低分子揮發(fā)性成分的逸出,包括材料的解聚和氧化裂解、熱裂解、水解;還包括材料分子鏈繼續(xù)聚合等過程。每種絕緣材料都有其極限耐熱溫度,超過這極限,其老化將加劇,電氣設(shè)備的壽命就縮短。.第二節(jié)電氣絕緣熱老化.23第二節(jié)電氣絕緣電老化主要是由局部放電引起的。在高壓電氣設(shè)備中,促使絕緣材料老化的主要原因是局部放電。局部放電時(shí)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物、高速粒子,這些都會(huì)降低絕緣材料的性能,局部放電還會(huì)使材料局部發(fā)熱,促使材料性能惡化。3)絕緣損壞是指由于不正確選用絕緣材料、不正確地進(jìn)行電氣設(shè)備及線路的安裝、不合理地使用電氣設(shè)備等,導(dǎo)致絕緣材料收到外界腐蝕性液體、氣體、蒸汽、潮氣、粉塵的污染和侵蝕,或受到外界熱源、機(jī)械因素的作用,在較短的時(shí)間內(nèi)失去其電氣性能或者機(jī)械性能。.第二節(jié)電氣絕緣電老化.24第二節(jié)電氣絕緣4.絕緣測(cè)試和絕緣試驗(yàn)1)絕緣電阻試驗(yàn)絕緣電阻是衡量絕緣性能優(yōu)劣的最基本指標(biāo)。通過絕緣電阻的測(cè)定,可以在一定程度上判斷某些電氣設(shè)備的絕緣好壞,判斷某些電氣設(shè)備(如電機(jī)、變壓器)的受潮情況等,以防止絕緣電阻降低或損壞而造成的漏電、短路、電擊等電氣事故。2)耐壓試驗(yàn).第二節(jié)電氣絕緣4.絕緣測(cè)試和絕緣試驗(yàn).25第二節(jié)電氣絕緣2)耐壓試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)是破壞性的試驗(yàn),目的是檢驗(yàn)電氣設(shè)備承受過電壓的能力;確切地掌握投運(yùn)設(shè)備的絕緣良好程度,爆炸設(shè)備在實(shí)際使用中能長(zhǎng)期正常地工作;此外,也是檢驗(yàn)出廠產(chǎn)品或者研制的新產(chǎn)品的絕緣是否完好、或是否存在缺陷的一種重要手段。主要有工頻交流耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)兩種。.第二節(jié)電氣絕緣2)耐壓試驗(yàn).26第二節(jié)電氣絕緣5.絕緣安全工具為了防止電氣工作人員發(fā)生觸電、灼傷、高處摔跌、煤氣中毒等事故,必須正確使用相應(yīng)的電氣安全工具。電氣安全用具分絕緣安全用具和一般防護(hù)安全用具兩大類。一般安全防護(hù)用具有:安全帶、安全帽、安全照明燈、防毒面具、護(hù)目眼鏡、標(biāo)示牌和臨時(shí)遮攔等。絕緣安全用具有:絕緣桿、絕緣夾鉗、絕緣臺(tái)、絕緣手套、絕緣靴(鞋)、絕緣墊、驗(yàn)電筆、攜帶型接地線等。.第二節(jié)電氣絕緣5.絕緣安全工具.27第二節(jié)電氣絕緣絕緣安全用具又分兩大類:基本安全用具:它的絕緣強(qiáng)度大,能長(zhǎng)時(shí)間承受電氣設(shè)備的工作電壓,并能在該電壓等級(jí)內(nèi)產(chǎn)生過電壓時(shí)保證工作人員的人身安全,如:絕緣桿,絕緣夾鉗,驗(yàn)電筆等。輔助安全用具:它的絕緣強(qiáng)度小,不能承受電氣設(shè)備的工作電壓,只是用來加強(qiáng)基本安全用具的防護(hù)作用,能防止接觸電壓、跨步電壓和電弧對(duì)操作人員的傷害,如:絕緣臺(tái),絕緣手套,絕緣鞋及絕緣墊等。.第二節(jié)電氣絕緣絕緣安全用具又分兩大類:.28第二章觸電事故及防范第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第二章觸電事故及防范第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.29第三節(jié)屏護(hù)與安全間距一、屏障防護(hù)與安全標(biāo)識(shí)1.屏護(hù)的概念屏護(hù)是一種對(duì)電擊危險(xiǎn)因素進(jìn)行隔離的手段。即采用遮欄、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱匣等把危險(xiǎn)的帶電體與外界隔離開的措施。屏護(hù)可分為:屏蔽和障礙。屏蔽是完全的防護(hù),障礙是不完全的防護(hù)。后者不能防止有意識(shí)的移開繞過或者翻過障礙觸及或者接近帶電體。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距一、屏障防護(hù)與安全標(biāo)識(shí).30第三節(jié)屏護(hù)與安全間距屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或者絕緣不足的場(chǎng)合。如開關(guān)電氣的可移動(dòng)部分,除了為防止觸電的措施外,還是未來防止電弧傷人,防止電弧短路的重要措施。對(duì)于高壓設(shè)備,由于全部絕緣是有困難的,如果人接近至一定距離即會(huì)凡是嚴(yán)重的觸電事故,因此無論高壓設(shè)備是否有絕緣,均要加屏護(hù)裝置。室內(nèi)外的變壓器和變配電裝置均要有完善的防護(hù)措施。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或者31第三節(jié)屏護(hù)與安全間距2.屏護(hù)的分類屏護(hù)裝置按照使用要求分為永久性屏護(hù)裝置和臨時(shí)性屏護(hù)裝置。前者如配電裝置的遮欄、開關(guān)的罩蓋等;后者如:檢修工作中使用的臨時(shí)屏護(hù)裝置和臨時(shí)設(shè)備的屏護(hù)裝置。屏護(hù)裝置按照使用對(duì)象分為固定屏護(hù)裝置和移動(dòng)屏護(hù)裝置,如:母線的護(hù)網(wǎng)就屬于固定屏護(hù)裝置;而跟隨天車移動(dòng)的天車滑線屏護(hù)裝置就屬于移動(dòng)屏護(hù)裝置。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距2.屏護(hù)的分類.32第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3.屏護(hù)的應(yīng)用屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或者絕緣不足的場(chǎng)合,用于保證生產(chǎn)安全。以下場(chǎng)合需要屏護(hù):1)開關(guān)電器的可移動(dòng)部分:閘刀開關(guān)的膠蓋、鐵殼開關(guān)的鐵殼等。2)人體可能接近或觸及的裸線、行車滑線、母線等。3)高壓設(shè)備:無論有無絕緣。4)按照在人體可能接近或者觸及的場(chǎng)所的變配電裝置。5)在帶電體附近作業(yè)時(shí),作業(yè)人員與帶電體之間、過道、入口等處應(yīng)設(shè)置可移動(dòng)臨時(shí)屏護(hù)裝置。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3.屏護(hù)的應(yīng)用.33第三節(jié)屏護(hù)與安全間距4.屏護(hù)裝置的安全條件盡管屏護(hù)裝置是簡(jiǎn)單裝置,但為了保證其有效性,必須滿足如下條件:1)屏護(hù)裝置使用的材料應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的耐火性能,此外,為防止金屬屏護(hù)裝置以外帶電造成觸電事故,金屬屏護(hù)裝置必須實(shí)行可靠接地或者接零;2)屏護(hù)裝置應(yīng)有足夠的尺寸,遮攔高度不低于1.7m,下部邊緣離地面不應(yīng)超過0.1m,對(duì)于低壓設(shè)備,網(wǎng)眼遮欄與裸導(dǎo)體距離不宜小于0.15m;10KV設(shè)備不宜小于0.35m;20~30KV設(shè)備不宜小于0.6m;戶內(nèi)柵欄的高度不應(yīng)低于1.2m,戶外不應(yīng)低于1.5m。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距4.屏護(hù)裝置的安全條件.34第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3)與帶電體之間應(yīng)保持必要距離,對(duì)于低壓設(shè)備,柵欄與裸露導(dǎo)體之間距離不宜小于0.8m,欄條間距離不應(yīng)超過0.2m,戶外變電裝置圍墻高度不應(yīng)低于2.5m;4)遮欄、柵欄等屏護(hù)裝置根據(jù)被屏護(hù)對(duì)象應(yīng)用統(tǒng)一的顏色表示禁止、警告、指示、提示等含義。標(biāo)志“止步,高壓危險(xiǎn)!”“禁止攀登,高壓危險(xiǎn)”。5)必要時(shí)應(yīng)配合采用聲光警報(bào)信號(hào)和連鎖裝置等。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3)與帶電體之間應(yīng)保持必要距離,對(duì)于低35第三節(jié)屏護(hù)與安全間距國(guó)家規(guī)定的安全色有:紅、藍(lán)、黃、綠四種顏色。
1)紅色--用來標(biāo)志禁止、停止和消防,如信號(hào)燈、信號(hào)旗、機(jī)器上的緊急停機(jī)按鈕等都是用紅色來表示“禁止”的信息。如:禁止啟動(dòng)
禁止合閘
禁止觸摸
2)黃色--用來標(biāo)志注意危險(xiǎn)。如“當(dāng)心觸電”、“注意安全”、“當(dāng)心電纜”等。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距國(guó)家規(guī)定的安全色有:紅、藍(lán)、黃、綠四種36第三節(jié)屏護(hù)與安全間距
3)綠色--用來標(biāo)志安全無事。如“在此工作”等。
4)藍(lán)色--用來標(biāo)志強(qiáng)制執(zhí)行。如“必須帶安全帽”、“必須帶防護(hù)手套”等。
5)黑色--用來標(biāo)志圖像、文字符號(hào)和警告標(biāo)志的幾何圖形。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3)綠色--用來標(biāo)志安全無事。如“在37第三節(jié)屏護(hù)與安全間距二、安全間距安全間距是為保證人身與設(shè)備安全所設(shè)置的距離。包括人與帶電體之間、設(shè)備之間、設(shè)備與地之間等的距離。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距二、安全間距.38第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.39第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.40第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.41第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.42第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.43導(dǎo)線與地面的最小距離KV1以下6-1035-110220500居民區(qū)/m66.577.5不允許非居民區(qū)/m55.566.5>10交通困難地區(qū)/m44.555.510.導(dǎo)線與地面的最小距離KV1以下6-1035-1102205044導(dǎo)線與道路行道樹間的最小距離線路電壓KV356-101以下最大計(jì)算弧垂情況的垂直距離/m3.01.51.0最大計(jì)算風(fēng)偏情況的水平距離/m3.52.01.0.導(dǎo)線與道路行道樹間的最小距離線路電壓KV356-101以下最45導(dǎo)線與建筑物凸出部分之間的最小距離線路電壓KV1以下1-1035110220垂直距離/m2.53.0>5>5>5邊導(dǎo)線水平距離/m1.01.5345.導(dǎo)線與建筑物凸出部分之間的最小距離線路電壓KV1以下1-1046導(dǎo)線與地面的最小距離KV1以下6-1035-110220500居民區(qū)/m66.577.5不允許非居民區(qū)/m55.566.5>10交通困難地區(qū)/m44.555.510.導(dǎo)線與地面的最小距離KV1以下6-1035-1102205047同級(jí)電壓線路相互交叉或與低電壓線路交叉最小垂直距離線路電壓KV1以下6-1035-110220最小垂直距離/m1234.同級(jí)電壓線路相互交叉或與低電壓線路交叉最小垂直距離線路電壓K48導(dǎo)線與山坡、峭壁、巖石的最小凈空距離線路電壓KV1以下6-1035-110220步行可達(dá)到的山坡/m34.555.5步行不能達(dá)到的山坡、峭壁、巖石/m11.534.0.導(dǎo)線與山坡、峭壁、巖石的最小凈空距離線路電壓KV1以下6-149ThanksThanks易水寒江雪敬奉易水寒江雪敬奉.ThanksThanks易水寒江雪敬奉易水寒江雪敬奉.50絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)主講:李蓓教授常州工學(xué)院2015-09.絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)主講:李蓓教授常州工學(xué)院.51第二章觸電事故及防范第二節(jié)電氣絕緣.第二章觸電事故及防范第二節(jié)電氣絕緣.52第二節(jié)電氣絕緣
一、絕緣防護(hù)絕緣:是指用絕緣材料對(duì)帶電體進(jìn)行封閉和隔離,是防止電擊發(fā)生的預(yù)防措施。絕緣材料又稱為電介質(zhì),導(dǎo)電能力小,工程上的絕緣材料通常要求電阻率高于1X107?·m。絕緣通常分為氣體絕緣、液體絕緣、固體絕緣三類。其中,固體絕緣是廣泛使用的一種可靠絕緣物質(zhì)。.第二節(jié)電氣絕緣
一、絕緣防護(hù).53第二節(jié)電氣絕緣
絕緣通常分為氣體絕緣、液體絕緣、固體絕緣三類。其中,固體絕緣是廣泛使用的一種可靠絕緣物質(zhì)。氣體絕緣材料:空氣、氮?dú)?、氫氣、二氧化碳和六氟化硫等?第二節(jié)電氣絕緣
絕緣通常分為氣體絕緣、液體絕緣、固體絕緣三54第二節(jié)電氣絕緣
液體絕緣材料:樹脂絕緣漆,紙、紙板等絕緣纖維制品,漆布、漆管和綁扎帶等絕緣浸漬纖維制品,絕緣云母制品,電工用薄膜,復(fù)合制品和粘帶,電工用層壓制品,電工用塑料和橡膠、玻璃、陶瓷等。例如:變壓器的絕緣介質(zhì)有油絕緣、六氟化硫等,電線和電纜多采用聚氯乙烯絕緣材料,架空線路上采用陶瓷作為橫擔(dān)及絕緣子。.第二節(jié)電氣絕緣
液體絕緣材料:樹脂絕緣漆,紙、紙板等絕緣纖55第二節(jié)電氣絕緣1、絕緣材料的電氣性能主要為:導(dǎo)電性、節(jié)電性、絕緣強(qiáng)度等,分別以絕緣電阻率、相對(duì)介電常數(shù)、擊穿強(qiáng)度等參數(shù)表示。絕緣電阻率是絕緣材料的主要電氣參數(shù),它是絕緣材料在電場(chǎng)強(qiáng)度與通過絕緣材料的電流密度之比:
Ρ=E/J(?/m)Ρ——絕緣電阻率;E——電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m);J——電流密度(A/m2)此值越大,絕緣電阻越大.第二節(jié)電氣絕緣1、絕緣材料的電氣性能.56第二節(jié)電氣絕緣絕緣電阻率不僅與所加電壓大小有關(guān),同時(shí)又與溫度相關(guān),一般溫度每下降10℃,絕緣電阻率會(huì)增大1.5~2.0倍,除此之外,濕度及雜質(zhì)含量的增加會(huì)降低材料的電阻率。絕緣電阻的大小表明了在一定電壓作用下,絕緣材料泄露電流的大小。如果泄漏電流過大,往往會(huì)使絕緣材料發(fā)熱,從而縮短其使用壽命,甚至造成損壞。.第二節(jié)電氣絕緣絕緣電阻率不僅與所加電壓大小有關(guān),同時(shí)又與溫57第二節(jié)電氣絕緣2.絕緣形式絕緣形式按其保護(hù)功能,可分為:1)基本絕緣、2)附加絕緣、3)雙重絕緣4)加強(qiáng)絕緣。具有雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的設(shè)備屬于II類設(shè)備,II類設(shè)備無需再采取接地、接零等安全措施。隱藏對(duì)雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的設(shè)備可靠性要求較高。.第二節(jié)電氣絕緣2.絕緣形式.58第二節(jié)電氣絕緣基本絕緣:保證電氣設(shè)備正常工作和防止觸電的絕緣。又稱工作絕緣位于帶電體與不可觸及金屬件之間。附加絕緣:又稱保護(hù)絕緣,是在工作絕緣因機(jī)械破損或擊穿等而失效的情況下,可防止觸電的獨(dú)立絕緣。位于不可觸及金屬件與可觸及金屬件之間。.第二節(jié)電氣絕緣基本絕緣:保證電氣設(shè)備正常工作和防止觸電的絕59第二節(jié)電氣絕緣雙重絕緣:是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。加強(qiáng)絕緣:對(duì)基本絕緣進(jìn)行改進(jìn)后增強(qiáng)絕緣能力的絕緣。在構(gòu)成上可以包含一層或多層絕緣材料。.第二節(jié)電氣絕緣雙重絕緣:是兼有工作絕緣和附加絕緣的絕緣。.60第二節(jié)電氣絕緣△雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的安全條件雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的設(shè)備應(yīng)滿足以下安全條件:1)絕緣電阻和電氣強(qiáng)度絕緣電阻在直流電壓為500V的條件下測(cè)試,工作絕緣的絕緣電阻不得低于2M?,保護(hù)絕緣的絕緣電阻不得低于5M?,加強(qiáng)絕緣的絕緣電阻不得低于7M?..第二節(jié)電氣絕緣△雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣的安全條件.61第二節(jié)電氣絕緣交流耐壓試驗(yàn):工作絕緣為1250V,保護(hù)絕緣為2500V,加強(qiáng)絕緣為3750V。(有可能產(chǎn)生諧振電壓的,試驗(yàn)電壓應(yīng)比2倍諧振電壓高出1000V)耐壓持續(xù)時(shí)間為1min,試驗(yàn)中不得有閃絡(luò)或者擊穿。直流泄漏電流的試驗(yàn)電壓:對(duì)于額定電壓不超過250V的II類設(shè)備,應(yīng)為其額定電壓上限或者峰值的1.06倍;在加電壓5s后讀數(shù),泄漏電流允許值為0.25mA。.第二節(jié)電氣絕緣交流耐壓試驗(yàn):.62第二節(jié)電氣絕緣2)外殼防護(hù)和機(jī)械強(qiáng)度II類設(shè)備應(yīng)能保證在正常工作時(shí)及時(shí)打開門蓋和拆卸部件時(shí),人體不會(huì)觸及僅由工作絕緣與帶電體隔離的金屬部件,其外殼上不得有易于觸及到上述金屬部件的孔洞。若利用絕緣外護(hù)物實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)絕緣,則要求外護(hù)物必須用鑰匙或工具才能打開,其上不得有金屬件穿過,并有足夠的絕緣水平和機(jī)械強(qiáng)度。II類設(shè)備應(yīng)在明顯位置上標(biāo)“回”形標(biāo)志。.第二節(jié)電氣絕緣2)外殼防護(hù)和機(jī)械強(qiáng)度.63第二節(jié)電氣絕緣3)電源連接線II類設(shè)備的電源連接線應(yīng)符合加強(qiáng)絕緣要求。電源插頭上不得有起導(dǎo)電作用以外的金屬件,電源連接線與外殼之間至少應(yīng)有兩層單獨(dú)的絕緣層。電源線的固定件應(yīng)使用絕緣材料,如使用金屬材料應(yīng)加保護(hù)絕緣等級(jí)的絕緣。一般場(chǎng)所使用的手持電動(dòng)工具應(yīng)優(yōu)先選用II類設(shè)備;在濕場(chǎng)所或者金屬構(gòu)架上工作的時(shí)候,除選用安全電壓的工具以外,也應(yīng)盡量選用II類設(shè)備。.第二節(jié)電氣絕緣3)電源連接線.64第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△外殼防護(hù)及選擇電氣設(shè)備觸電防護(hù)分類共有五類:0類指用基本絕緣作為防護(hù)的設(shè)備;Ⅰ類指還需要加保護(hù)接地措施作為防護(hù)的設(shè)備;Ⅱ類指還需要附加絕緣作為防護(hù)的設(shè)備;Ⅲ類指用特低電壓保證安全的設(shè)備;0Ⅰ類指任何部件都是基本絕緣并裝有接地端子的設(shè)備。.第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△外殼防護(hù)及選擇.65第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△電氣設(shè)備外殼防護(hù)及選擇分為對(duì)固體異物進(jìn)入防護(hù)、水進(jìn)入防護(hù)兩種。應(yīng)根據(jù)安裝使用場(chǎng)所進(jìn)行選擇。.第二節(jié)絕緣、屏蔽、安全間距防護(hù)△電氣設(shè)備外殼防護(hù)及選擇.66第二節(jié)電氣絕緣3.絕緣的破壞1)絕緣擊穿當(dāng)電場(chǎng)的強(qiáng)度超過某一極限值時(shí),通過介質(zhì)的電壓關(guān)系將不再符合歐姆定律,而使電流猛增,這時(shí)的絕緣材料被破壞而失去了絕緣的性能,這種現(xiàn)象就稱為電介質(zhì)的擊穿。.第二節(jié)電氣絕緣3.絕緣的破壞.67第二節(jié)電氣絕緣氣體擊穿:氣體擊穿是由碰撞電離導(dǎo)致的。在強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電質(zhì)點(diǎn)(主要是電子),在電場(chǎng)中獲得足夠的動(dòng)能,當(dāng)它與氣體分子發(fā)生碰撞時(shí),能夠使中性分子電離為正離子和電子,新形成的電子又在電場(chǎng)中積累能量而碰撞其他分子,使其電離,這就是碰撞電離。碰撞電離過程是一個(gè)連鎖反應(yīng)過程,每個(gè)電子碰撞產(chǎn)生一系列新電子,因而形成電子崩。電子崩向陽(yáng)極發(fā)展最后形成一條具有高電導(dǎo)的通道,導(dǎo)致氣體擊穿。.第二節(jié)電氣絕緣氣體擊穿:.68第二節(jié)電氣絕緣在均應(yīng)電場(chǎng)中,當(dāng)溫度一定,電極距離不變,氣體壓力很低時(shí),氣體中分子稀少,碰撞游離機(jī)會(huì)很少,因此擊穿電壓很高。當(dāng)氣體壓力增大碰撞游離增加,擊穿電壓有所下降,在某一特定的氣壓下出現(xiàn)最小值;當(dāng)氣體壓力繼續(xù)升高,密度逐漸增大,平均自由行程很小,只有更高的電壓才能使電子積聚足夠的能量以產(chǎn)生碰撞游離,擊穿電壓也逐漸升高??諝獾膿舸﹫?chǎng)強(qiáng)為25~30KV/cm。工程上常采用高真空和高氣壓的方法來提高氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。.第二節(jié)電氣絕緣在均應(yīng)電場(chǎng)中,當(dāng)溫度一定,電極距離不變,氣體69第二節(jié)電氣絕緣液體電介質(zhì)擊穿:液體電介質(zhì)擊穿特性與純凈度有關(guān),一般認(rèn)為純凈液體的擊穿與氣體的擊穿機(jī)理相似,是由于電子碰撞電離后導(dǎo)致?lián)舸?。但液體的密度大,電子自由行程短,積聚能量小,因此擊穿場(chǎng)強(qiáng)比氣體高。工程上的液體絕緣材料不可避免地含有氣體、液體和固體雜質(zhì)。例如:含有水和纖維等。由于水和纖維的極性強(qiáng),在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,使纖維極化而定向排列,并運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)強(qiáng)度最高處聯(lián)成小橋,小橋貫穿兩電極間引起電導(dǎo)劇增,局部溫度驟升,最后導(dǎo)致?lián)舸?。例如:變壓器油中含有極少量水分子就會(huì)大大降低油的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。.第二節(jié)電氣絕緣液體電介質(zhì)擊穿:.70第二節(jié)電氣絕緣固體電介質(zhì)擊穿固體電介質(zhì)擊穿比較復(fù)雜,有電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿、放電擊穿等形式。在工程實(shí)踐中,常采用某些針對(duì)性措施來提高固體絕緣材料的擊穿強(qiáng)度。例如:將其用液體絕緣材料浸漬,適當(dāng)增加其厚度,填充內(nèi)部氣孔,減少氣泡,改善散熱條件,提高擊穿電壓。提高擊穿強(qiáng)度,防止絕緣破壞。.第二節(jié)電氣絕緣固體電介質(zhì)擊穿.71第二節(jié)電氣絕緣2)絕緣老化電氣設(shè)備運(yùn)行過程中,其絕緣材料由于受熱、電、光、氧、機(jī)械力(包括超聲波)、輻射線、微生物等因素的長(zhǎng)期作用,產(chǎn)生一系列不可逆的物理變化和化學(xué)變化,導(dǎo)致絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能劣化。絕緣老化過程十分復(fù)雜,就其老化機(jī)理而言,主要有熱老化和電老化兩種。.第二節(jié)電氣絕緣2)絕緣老化.72第二節(jié)電氣絕緣熱老化一般在低壓電氣設(shè)備中,促使絕緣材料老化的主要原因是熱。熱老化包括低分子揮發(fā)性成分的逸出,包括材料的解聚和氧化裂解、熱裂解、水解;還包括材料分子鏈繼續(xù)聚合等過程。每種絕緣材料都有其極限耐熱溫度,超過這極限,其老化將加劇,電氣設(shè)備的壽命就縮短。.第二節(jié)電氣絕緣熱老化.73第二節(jié)電氣絕緣電老化主要是由局部放電引起的。在高壓電氣設(shè)備中,促使絕緣材料老化的主要原因是局部放電。局部放電時(shí)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物、高速粒子,這些都會(huì)降低絕緣材料的性能,局部放電還會(huì)使材料局部發(fā)熱,促使材料性能惡化。3)絕緣損壞是指由于不正確選用絕緣材料、不正確地進(jìn)行電氣設(shè)備及線路的安裝、不合理地使用電氣設(shè)備等,導(dǎo)致絕緣材料收到外界腐蝕性液體、氣體、蒸汽、潮氣、粉塵的污染和侵蝕,或受到外界熱源、機(jī)械因素的作用,在較短的時(shí)間內(nèi)失去其電氣性能或者機(jī)械性能。.第二節(jié)電氣絕緣電老化.74第二節(jié)電氣絕緣4.絕緣測(cè)試和絕緣試驗(yàn)1)絕緣電阻試驗(yàn)絕緣電阻是衡量絕緣性能優(yōu)劣的最基本指標(biāo)。通過絕緣電阻的測(cè)定,可以在一定程度上判斷某些電氣設(shè)備的絕緣好壞,判斷某些電氣設(shè)備(如電機(jī)、變壓器)的受潮情況等,以防止絕緣電阻降低或損壞而造成的漏電、短路、電擊等電氣事故。2)耐壓試驗(yàn).第二節(jié)電氣絕緣4.絕緣測(cè)試和絕緣試驗(yàn).75第二節(jié)電氣絕緣2)耐壓試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)是破壞性的試驗(yàn),目的是檢驗(yàn)電氣設(shè)備承受過電壓的能力;確切地掌握投運(yùn)設(shè)備的絕緣良好程度,爆炸設(shè)備在實(shí)際使用中能長(zhǎng)期正常地工作;此外,也是檢驗(yàn)出廠產(chǎn)品或者研制的新產(chǎn)品的絕緣是否完好、或是否存在缺陷的一種重要手段。主要有工頻交流耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)兩種。.第二節(jié)電氣絕緣2)耐壓試驗(yàn).76第二節(jié)電氣絕緣5.絕緣安全工具為了防止電氣工作人員發(fā)生觸電、灼傷、高處摔跌、煤氣中毒等事故,必須正確使用相應(yīng)的電氣安全工具。電氣安全用具分絕緣安全用具和一般防護(hù)安全用具兩大類。一般安全防護(hù)用具有:安全帶、安全帽、安全照明燈、防毒面具、護(hù)目眼鏡、標(biāo)示牌和臨時(shí)遮攔等。絕緣安全用具有:絕緣桿、絕緣夾鉗、絕緣臺(tái)、絕緣手套、絕緣靴(鞋)、絕緣墊、驗(yàn)電筆、攜帶型接地線等。.第二節(jié)電氣絕緣5.絕緣安全工具.77第二節(jié)電氣絕緣絕緣安全用具又分兩大類:基本安全用具:它的絕緣強(qiáng)度大,能長(zhǎng)時(shí)間承受電氣設(shè)備的工作電壓,并能在該電壓等級(jí)內(nèi)產(chǎn)生過電壓時(shí)保證工作人員的人身安全,如:絕緣桿,絕緣夾鉗,驗(yàn)電筆等。輔助安全用具:它的絕緣強(qiáng)度小,不能承受電氣設(shè)備的工作電壓,只是用來加強(qiáng)基本安全用具的防護(hù)作用,能防止接觸電壓、跨步電壓和電弧對(duì)操作人員的傷害,如:絕緣臺(tái),絕緣手套,絕緣鞋及絕緣墊等。.第二節(jié)電氣絕緣絕緣安全用具又分兩大類:.78第二章觸電事故及防范第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.第二章觸電事故及防范第三節(jié)屏護(hù)與安全間距.79第三節(jié)屏護(hù)與安全間距一、屏障防護(hù)與安全標(biāo)識(shí)1.屏護(hù)的概念屏護(hù)是一種對(duì)電擊危險(xiǎn)因素進(jìn)行隔離的手段。即采用遮欄、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱匣等把危險(xiǎn)的帶電體與外界隔離開的措施。屏護(hù)可分為:屏蔽和障礙。屏蔽是完全的防護(hù),障礙是不完全的防護(hù)。后者不能防止有意識(shí)的移開繞過或者翻過障礙觸及或者接近帶電體。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距一、屏障防護(hù)與安全標(biāo)識(shí).80第三節(jié)屏護(hù)與安全間距屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或者絕緣不足的場(chǎng)合。如開關(guān)電氣的可移動(dòng)部分,除了為防止觸電的措施外,還是未來防止電弧傷人,防止電弧短路的重要措施。對(duì)于高壓設(shè)備,由于全部絕緣是有困難的,如果人接近至一定距離即會(huì)凡是嚴(yán)重的觸電事故,因此無論高壓設(shè)備是否有絕緣,均要加屏護(hù)裝置。室內(nèi)外的變壓器和變配電裝置均要有完善的防護(hù)措施。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或者81第三節(jié)屏護(hù)與安全間距2.屏護(hù)的分類屏護(hù)裝置按照使用要求分為永久性屏護(hù)裝置和臨時(shí)性屏護(hù)裝置。前者如配電裝置的遮欄、開關(guān)的罩蓋等;后者如:檢修工作中使用的臨時(shí)屏護(hù)裝置和臨時(shí)設(shè)備的屏護(hù)裝置。屏護(hù)裝置按照使用對(duì)象分為固定屏護(hù)裝置和移動(dòng)屏護(hù)裝置,如:母線的護(hù)網(wǎng)就屬于固定屏護(hù)裝置;而跟隨天車移動(dòng)的天車滑線屏護(hù)裝置就屬于移動(dòng)屏護(hù)裝置。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距2.屏護(hù)的分類.82第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3.屏護(hù)的應(yīng)用屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或者絕緣不足的場(chǎng)合,用于保證生產(chǎn)安全。以下場(chǎng)合需要屏護(hù):1)開關(guān)電器的可移動(dòng)部分:閘刀開關(guān)的膠蓋、鐵殼開關(guān)的鐵殼等。2)人體可能接近或觸及的裸線、行車滑線、母線等。3)高壓設(shè)備:無論有無絕緣。4)按照在人體可能接近或者觸及的場(chǎng)所的變配電裝置。5)在帶電體附近作業(yè)時(shí),作業(yè)人員與帶電體之間、過道、入口等處應(yīng)設(shè)置可移動(dòng)臨時(shí)屏護(hù)裝置。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3.屏護(hù)的應(yīng)用.83第三節(jié)屏護(hù)與安全間距4.屏護(hù)裝置的安全條件盡管屏護(hù)裝置是簡(jiǎn)單裝置,但為了保證其有效性,必須滿足如下條件:1)屏護(hù)裝置使用的材料應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的耐火性能,此外,為防止金屬屏護(hù)裝置以外帶電造成觸電事故,金屬屏護(hù)裝置必須實(shí)行可靠接地或者接零;2)屏護(hù)裝置應(yīng)有足夠的尺寸,遮攔高度不低于1.7m,下部邊緣離地面不應(yīng)超過0.1m,對(duì)于低壓設(shè)備,網(wǎng)眼遮欄與裸導(dǎo)體距離不宜小于0.15m;10KV設(shè)備不宜小于0.35m;20~30KV設(shè)備不宜小于0.6m;戶內(nèi)柵欄的高度不應(yīng)低于1.2m,戶外不應(yīng)低于1.5m。.第三節(jié)屏護(hù)與安全間距4.屏護(hù)裝置的安全條件.84第三節(jié)屏護(hù)與安全間距3)與帶電體之間應(yīng)保持必要距離,對(duì)于低壓設(shè)備,柵欄與裸露導(dǎo)體之間距離不宜小于0.8m,欄條間距離不應(yīng)超過0.2m,戶外變電裝置圍墻高度不應(yīng)低于2.5m;4)遮欄、柵欄等屏護(hù)裝置根據(jù)被屏護(hù)對(duì)象應(yīng)用統(tǒng)一的顏色表示禁止、警告、指示、提示等含義
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