電氣安全第1章

電氣安全徐義忠5225103113962305532上課課時：32課時成績分布：平時30%，期末：70%。平時成績由作業(yè)和課堂表現(xiàn)進(jìn)行總評。第一章電氣安全基礎(chǔ)第一節(jié)電氣安全問題立論第二節(jié)電氣危害第三節(jié)絕緣技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)接地技術(shù)基礎(chǔ)第五節(jié)環(huán)境技術(shù)基礎(chǔ)第六節(jié)電氣產(chǎn)品的安全認(rèn)證第一節(jié)電氣安全問題立論一、電氣安全問題的背景1、社會背景各類“電”系統(tǒng)產(chǎn)生的危害2、自然背景自然界雷電、靜電等產(chǎn)生的危害3、技術(shù)發(fā)展規(guī)律背景理論（如物理學(xué)）研究突破→趨利應(yīng)用→形成工程體系→負(fù)面作用顯現(xiàn)→避害對策4、學(xué)科背景問題本身的基礎(chǔ)性、所涉及學(xué)科的廣泛性與理論深度、工程體系的系統(tǒng)性與綜合性二、電氣安全問題的工程現(xiàn)狀1）對比知不足——與IEC標(biāo)準(zhǔn)對比，與先進(jìn)國家單位用電量事故率對比。2）學(xué)習(xí)與進(jìn)步——與先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。接軌力度：從等效采用，到等同采用。3）努力的方向——更新觀念，糾正錯誤，普及知識，發(fā)展技術(shù)。

三、本課程研究范圍和重點面向非專業(yè)場所，面對非專業(yè)人員，研究各類電氣危害產(chǎn)生的機理和特性參數(shù)計算，并提出有效的技術(shù)防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：兩個“非”，“技術(shù)措施”第二節(jié)電氣危害一、電氣危害分類

二、電氣危害的主要加害源簡介

1、供配電系統(tǒng)危害對象：系統(tǒng)自身；系統(tǒng)所處環(huán)境中的其他事物。

2、雷電、靜電等危害對象：所處環(huán)境中的其他事物，包括電氣電子系統(tǒng)和建（構(gòu)）筑屋等。

三、電氣危害的特點

1、非直觀性。

2、途徑廣。

3、能量大小懸殊，譜密度多樣。

4、作用時間長短不一。

5、關(guān)聯(lián)性。危害間、危害與防護(hù)措施間、不同防護(hù)措施相互之間。

四、電氣危害的規(guī)律1、電氣危害總是緣于電能的非期望分配。理解某種危害產(chǎn)生機理的最基本依據(jù)。2、電氣危害的發(fā)生一定伴生著電氣參量的變化。變化：量值大小，特征、組合特性等。判斷某種危害是否發(fā)生的關(guān)鍵。第三節(jié)絕緣技術(shù)基礎(chǔ)一、絕緣材料絕緣材料——導(dǎo)電能力很小的一類材料的總稱，又稱電介質(zhì)。本質(zhì)特征：材料中基本沒有可自由移動的載流子。參數(shù)界定：電阻率不低于107Ω·m。用途：對帶電導(dǎo)體進(jìn)行封閉、隔離。物態(tài)：氣體、液體、固體絕緣。典型材料：空氣、變壓器油、塑料……1、絕緣材料的電氣參數(shù)（1）絕緣電阻率。ρ>107Ω·m。與溫度反相關(guān)，溫度特性與導(dǎo)體相反。（2）介質(zhì)損耗因數(shù)。1）介質(zhì)損耗。交變電壓作用下絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的有功功率損耗，簡稱介損。2）介損機理探討。交變電壓作用下介質(zhì)中主要會產(chǎn)生泄漏和極化兩種現(xiàn)象。泄漏即介質(zhì)中少量載流子在電壓作用下發(fā)生的定向運動，產(chǎn)生電流，由此產(chǎn)生的損耗叫做電導(dǎo)損耗或泄漏損耗。

極化又分有損與無損極化。

無損極化：中性分子在外電場作用下正、負(fù)電荷中心分離但外電場消失后會重新重合，無能量消耗，又稱彈性極化。

有損極化：偶極子在外電場作用下重新取向，外電場消失后不復(fù)原，有能量消耗，又稱非彈性極化。介質(zhì)等效電路。三個支路解釋。理想介質(zhì)實際介質(zhì)3）介質(zhì)損耗角δ。介損功率與介質(zhì)體積、外加電壓等有關(guān)，不能表征材料的性質(zhì)。介損角δ只與材料有關(guān)。工程上一般測量介損角正切值tanδ，稱為介損因數(shù)。理想介質(zhì)相量圖實際介質(zhì)（3）介電強度。指絕緣不被擊穿所能承受的最大電場強度，又稱介質(zhì)強度。介電強度不僅與絕緣材料本身的性質(zhì)有關(guān)，還與外加電場的形式有關(guān)。如直流與交流電壓作用下，介質(zhì)的介電強度可能不同。介質(zhì)介電強度受環(huán)境條件影響較大，如溫度、濕度、壓力等。舉例：正常條件下空氣介電強度為3kV/mm。小結(jié)：絕緣材料的最常見電氣參數(shù)為：絕緣電阻率、介質(zhì)損耗角（或介損因數(shù)）和介電強度。這些參數(shù)只與介質(zhì)材料有關(guān)，與介質(zhì)形狀、體積等無關(guān)。介質(zhì)材料電氣參數(shù)受溫度、濕度等環(huán)境條件影響較大。2、絕緣材料耐熱分級在保證壽命的前提下，根據(jù)絕緣材料所能長期承受的最高工作溫度，可將它們分為若干等級。耐熱等級YAEBFH長期允許使用的最高溫度/°C90105120130155180絕緣耐熱分級有時又稱為絕緣等級，注意不要與絕緣強度參數(shù)混淆。使絕緣壽命減半的額外溫升，Y級絕緣為8℃，B級為10℃，H級為12℃。二、絕緣結(jié)構(gòu)及分類1、絕緣結(jié)構(gòu)的概念由一種或若干種絕緣材料構(gòu)成的絕緣體，稱為絕緣結(jié)構(gòu)。絕緣結(jié)構(gòu)可理解為由絕緣材料所加工成的零件在電氣設(shè)備上的特定應(yīng)用方式。絕緣結(jié)構(gòu)按功能可分為工作絕緣和保護(hù)絕緣。

2、按保護(hù)功能區(qū)分的絕緣形式（1）基本絕緣。帶電部件上對觸電起基本保護(hù)作用的絕緣結(jié)構(gòu)。（介紹工作絕緣）（2）附加絕緣。為在基本絕緣損壞情況下防止觸電而附加在基本絕緣之外的一種獨立絕緣結(jié)構(gòu)，又稱輔助絕緣。（3）雙重絕緣。由基本和附加絕緣共同構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)。基本絕緣和附加絕緣是可以分開的，各自本身就是一個獨立的絕緣結(jié)構(gòu)。（4）加強絕緣。相當(dāng)于雙重絕緣保護(hù)程度的單獨絕緣結(jié)構(gòu)，由一種或若干種絕緣材料構(gòu)成，但不能分拆，是一個整體。a、b、c、d——雙重絕緣e、f——加強絕緣三、絕緣檢測1、絕緣電阻測試1）測試設(shè)備。兆歐表。2）測試內(nèi)容。吸收比，絕緣電阻。吸收比：屏蔽極應(yīng)用偏轉(zhuǎn)角為Rx的一元函數(shù)絕緣電阻＝R∞2、介損角正切值tanδ測試1）測試設(shè)備。介損電橋，又稱西林電橋。2）測試結(jié)果。介損角正切值。正接線—試件不接地反接線—試件接地第四節(jié)接地技術(shù)基礎(chǔ)一、電氣地與電氣接地

電氣“地”：可用作為參考電位且電容無窮大的物體。用作參考電位:任何擾動下，電位都保持不變。（這一點實際上不可能完全做到）電容無窮大：可提供或接受任意多的電荷。

電氣“接地”：將電氣系統(tǒng)或裝置上導(dǎo)體的某一部分與電氣“地”進(jìn)行電氣連接的技術(shù)措施。二、接地的分類功能性接地，保護(hù)性接地，電磁兼容接地。1、功能性接地為保證系統(tǒng)（設(shè)備）正常工作，或為保證系統(tǒng)（設(shè)備）正確可靠地實現(xiàn)其功能所作的接地。過去又稱為工作接地。例如：系統(tǒng)中性點接地，單極直流輸電系統(tǒng)大地回流極接地。2、保護(hù)性接地以人身和（或）設(shè)備安全為目的的接地。如：安全保護(hù)接地防雷接地防靜電接地陰極保護(hù)接地3、電磁兼容接地為達(dá)到電磁兼容的要求所作的接地。又稱高頻接地。三、接地裝置原理構(gòu)成及接地電阻1、構(gòu)成：由接地體（金屬）、接地線構(gòu)成接地體周圍的土壤、巖石等雖然不是接地裝置的構(gòu)成部分，但對接地的電氣性能影響很大，可視為與接地裝置相關(guān)的外部因素。接地體作用：獲取基準(zhǔn)電位，提供電荷通。接地線作用：將接地體連接點引至地面以上并與接地系統(tǒng)或設(shè)備相連。

2、接地電阻

R——直流接地電阻；

Ra——工頻接地電阻；

Rsh——沖擊接地電阻；

UE——接地點與無窮遠(yuǎn)大地參考點間直流電壓；

IE——流入接地點的直流電流；

α——沖擊系數(shù)，一般小于1。

四、地電位與地面（地中）電位分布地電位：即參考0電位，指距接地點無窮遠(yuǎn)處的大地電位。相當(dāng)于等效電路圖中接地電阻下端電位。地面（地中）某一點電位：當(dāng)接地體有電流通過時，附近地面（地中）某一點以無窮遠(yuǎn)大地為參考點的實際電位。最高值等于等效電路圖中接地電阻上端電位。地中等位面（剖面圖）地面等位線（俯視圖）

關(guān)于接地裝置的利用方式問題第五節(jié)環(huán)境技術(shù)基礎(chǔ)一、環(huán)境技術(shù)與電氣安全的關(guān)系研究電氣設(shè)備（系統(tǒng)）性能與環(huán)境狀況之間關(guān)系的技術(shù)，叫做環(huán)境技術(shù)。環(huán)境技術(shù)主要包括兩方面的內(nèi)容：（1）環(huán)境條件。（2）環(huán)境試驗。二、環(huán)境條件我國傳統(tǒng)的稱謂為“環(huán)境條件”。IEC關(guān)于“外部條件”的概念內(nèi)涵更深刻，而環(huán)境條件屬于外部條件的一個組成部分。根本區(qū)別：是否包括環(huán)境中人及與人相關(guān)的因素。按IEC“外部條件”進(jìn)行介紹。三、環(huán)境試驗（1）自然暴露試驗。最準(zhǔn)確，最難實施，很難重復(fù)，時效性最差。（2）現(xiàn)場試驗。時效性較好，有一定可重復(fù)性，結(jié)果可行度取決于試驗內(nèi)容和方法。（3）人工模擬試驗。可隨時重復(fù)進(jìn)行，時效性好，結(jié)果可信度高度存疑。

第六節(jié)電氣產(chǎn)品的安全認(rèn)證一、電氣產(chǎn)品安全認(rèn)證的基本概念

1、認(rèn)證與認(rèn)證制度認(rèn)證（Certification）：由權(quán)威機構(gòu)根據(jù)當(dāng)事人提供的資料和其他信息，對某一事物、行為或活動的本質(zhì)或特征，經(jīng)確認(rèn)屬實后給予的證明。要件：被認(rèn)證對象、認(rèn)證機構(gòu)、認(rèn)證依據(jù)。認(rèn)證制度：為實施認(rèn)證活動而建立的一套規(guī)則、程序和管理制度，一般以法律或行政法