電氣安全工程課程課件一一零

電氣安全工程

(2.1)

1第二章

直接接觸電擊防護(hù)

直接接觸電擊：人體觸及正常運(yùn)行的帶電體時(shí)發(fā)生的電擊。間接接觸電擊：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生事故(例如絕緣損壞，造成設(shè)備外殼意外帶電的情況下)，人體觸及意外帶電體所發(fā)生的電擊。2第二章

直接接觸電擊防護(hù)

直接接觸電擊的基本防護(hù)原則是：應(yīng)當(dāng)使危險(xiǎn)的帶電部分不會(huì)被有意或無(wú)意地觸及。3第一節(jié)絕緣

絕緣：指利用絕緣材料對(duì)帶電體進(jìn)行封閉和隔離的措施。

絕緣材料：又稱(chēng)電介質(zhì)，是指體積電阻率不低于1×107Ω·m的材料。42.1.1絕緣材料的電氣性能

絕緣材料的電氣性能主要表現(xiàn)在電場(chǎng)作用下材料的導(dǎo)電性能、介電性能及絕緣強(qiáng)度。它們分別以絕緣電阻率ρ(或電導(dǎo)γ)、相對(duì)介電常數(shù)εr

、介質(zhì)損耗角

tanδ及擊穿強(qiáng)度EB四個(gè)參數(shù)來(lái)表示。本節(jié)暫先介紹前三個(gè)參數(shù)。52.1.1絕緣材料的電氣性能1、絕緣電阻率和絕緣電阻任何電介質(zhì)都不可能是絕對(duì)的絕緣體，總存在一些帶電質(zhì)點(diǎn)，主要為本征離子和雜質(zhì)離子。在電場(chǎng)的作用下，它們可作有方向的運(yùn)動(dòng)，形成漏導(dǎo)電流，通常又稱(chēng)為泄漏電流。在外加電壓作用下的絕緣材料的等效電路如圖2-1a所示。

62.1.1絕緣材料的電氣性能72.1.1絕緣材料的電氣性能總結(jié)：（1）正常工作（穩(wěn)態(tài)）時(shí)，漏導(dǎo)電流決定了絕緣材料的導(dǎo)電性能，因此，漏導(dǎo)支路的電阻越大，說(shuō)明材料的絕緣性能越好；（2）溫度、濕度、雜質(zhì)含量和電場(chǎng)強(qiáng)度的增加都會(huì)降低電介質(zhì)的電阻率。

82.1.1絕緣材料的電氣性能 2.介電常數(shù)用電容器來(lái)說(shuō)明介電常數(shù)的物理意義。設(shè)電容器極板間為真空時(shí)，其電容量為

Co，而當(dāng)極板間充滿(mǎn)某種電介質(zhì)時(shí)，其電容量變?yōu)?/p>

C，則

C與

Co的比值即該電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，即：

92.1.1絕緣材料的電氣性能影響相對(duì)介電常數(shù)的因素：（1）電場(chǎng)頻率：頻率增加，介電常數(shù)減小。（2）溫度：溫度增加，介電常數(shù)增大；但當(dāng)溫度超過(guò)某一限度后，介電常數(shù)反而減小。（3）濕度：濕度增加，介電常數(shù)明顯增加。（4）大氣壓力：壓力增大，密度就增大，相對(duì)介電常數(shù)增大。

102.1.1絕緣材料的電氣性能研究介電常數(shù)的意義：（1）介電常數(shù)是設(shè)計(jì)合理絕緣結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)之一。（2）就電氣絕緣而言，相對(duì)介電常數(shù)越小，絕緣破壞的可能性越小。（3）對(duì)一定結(jié)構(gòu)和尺寸的電容器而言，介電常數(shù)越大，電容量也越大。（4）通過(guò)測(cè)量介電常數(shù)，可判斷絕緣材料的受潮程度。112.1.1絕緣材料的電氣性能3.介質(zhì)損耗介質(zhì)損耗:在交流電壓作用下，電介質(zhì)由于發(fā)熱而損耗的能量。介質(zhì)損耗是由漏導(dǎo)電流和吸收電流造成的。

122.1.1絕緣材料的電氣性能施加交流電壓時(shí)，電流、電壓的相量關(guān)系如圖2-2所示。132.1.1絕緣材料的電氣性能總電流與電壓的相位差φ，即電介質(zhì)的功率因數(shù)角。功率因數(shù)角的余角δ稱(chēng)為介質(zhì)損耗角。根據(jù)相量圖，可以求出單位體積內(nèi)介質(zhì)損耗功率為

P=

tanδ

叫介質(zhì)損耗，工程上常以

tanδ來(lái)衡量電介質(zhì)的介質(zhì)損耗性能。142.1.1絕緣材料的電氣性能總結(jié)：（1）介質(zhì)損耗使介質(zhì)發(fā)熱，是電介質(zhì)熱擊穿的根源；（2）電氣設(shè)備中使用的電介質(zhì)，tanδ值愈小愈好；（3）介質(zhì)損耗隨電源頻率、溫度、濕度、電場(chǎng)強(qiáng)度和輻射的增加而增加。152.1.2絕緣的破壞

絕緣擊穿電介質(zhì)擊穿：電介質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，遭到急劇破壞，失去絕緣性能的現(xiàn)象。擊穿電壓：使電介質(zhì)發(fā)生擊穿的最小電壓。擊穿場(chǎng)強(qiáng)：使電介質(zhì)發(fā)生擊穿的最小電場(chǎng)強(qiáng)度（也叫耐壓強(qiáng)度）。162.1.2絕緣的破壞（1）氣體電介質(zhì)的擊穿

擊穿過(guò)程：受能電子（碰撞分子）→分子電離→離子和電子（碰撞電離）→雪崩式電離→電子崩→注流→火花放電→間隙擊穿。172.1.2絕緣的破壞應(yīng)掌握：①氣體擊穿后，一般能很快恢復(fù)；②溫度增加，擊穿強(qiáng)度降低；③氣壓增加，擊穿強(qiáng)度降低。當(dāng)出現(xiàn)最小值之后，氣壓繼續(xù)增加，反而使擊穿強(qiáng)度增大；182.1.2絕緣的破壞④濕度增加，火花放電不容易發(fā)生。但氣體中混有導(dǎo)電性蒸汽或其它導(dǎo)電性雜質(zhì)時(shí)，擊穿強(qiáng)度降低；⑤附近有放射性元素或火焰照射，會(huì)使電離程度增加，降低擊穿強(qiáng)度；⑥空氣的擊穿強(qiáng)度約為25～30KV/cm。192.1.2絕緣的破壞(2)液體電介質(zhì)的擊穿

純凈液體的擊穿與氣體的擊穿機(jī)理相似，是由電子碰撞電離最后導(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。202.三1.三2三絕緣三的破三壞(2三)三液體三電介三質(zhì)的三擊穿工程三上液三體絕三緣材三料不三可避三免地三含有三氣體三、液三體和三固體三雜質(zhì)三。在三強(qiáng)電三場(chǎng)的三作用三下定三向排三列，三運(yùn)動(dòng)三到電三場(chǎng)強(qiáng)三度最三高處三聯(lián)成三小橋三，小三橋貫三穿兩三電極三間引三起電三導(dǎo)劇三增，三局部三溫度三驟升三，最三后導(dǎo)三致?lián)羧?12.三1.三2三絕緣三的破三壞應(yīng)注三意：①為三了保三證絕三緣質(zhì)三量，三在液三體絕三緣材三料使三用之三前，三必須三對(duì)其三進(jìn)行三純化三、脫三水、三脫氣三處理三；②在三使用三過(guò)程三中應(yīng)三避免三雜質(zhì)三的侵三入；③液三體電三介質(zhì)三擊穿三后，三絕緣三性能三在一三定程三度上三可以三得到三恢復(fù)三。222.三1.三2三絕緣三的破三壞(3三)三固體三電介三質(zhì)的三擊穿①電三擊穿三。特三點(diǎn)：三電壓三作用三時(shí)間三短，三擊穿三電壓三高。②熱三擊穿三。特三點(diǎn)：三電壓三作用三時(shí)間三長(zhǎng)，三擊穿三電壓三較低三。③電三化學(xué)三擊穿三。特三點(diǎn)：三電壓三作用三時(shí)間三長(zhǎng)，三擊穿三電壓三往往三很低三。232.三1.三2三絕緣三的破三壞(3三)三固體三電介三質(zhì)的三擊穿④放三電擊三穿。三特點(diǎn)三：放三電擊三穿的三擊穿三電壓三與絕三緣材三料的三質(zhì)量三有關(guān)三。固體三電介三質(zhì)一三旦擊三穿，三將永三遠(yuǎn)失三去其三絕緣三性能三。242.三1.三2三絕緣三的破三壞2、三絕緣三老化電氣三設(shè)備三在運(yùn)三行過(guò)三程中三,其三絕緣三材料三由于三受熱三、電三、光三、氧三、機(jī)三械力三(包三括超三聲波三)三、三輻射三線、三微生三物等三因素三的長(zhǎng)三期作三用，三產(chǎn)三生一三系列三不可三逆的三物理三變化三和化三學(xué)變?nèi)?，三?dǎo)致三絕緣三材料三的電三氣性三能和三機(jī)械三性能三的劣三化。252.三1.三2三絕緣三的破三壞2、三絕緣三老化熱老三化。三一般三在低三壓電三氣設(shè)三備中三，促三使絕三緣材三料老三化的三主要三因素三是熱三。其三熱源三可能三是內(nèi)三部的三也可三能是三外部三的。(2三)三電老三化。三它主三要是三由局三部放三電引三起的三。在三高壓三電氣三設(shè)備三中，三促使三絕緣三材料三老化三的主三要原三因是三局部三放電三。絕緣三材料三一般三可正三常使三用2三0年三。262.三1.三2三絕緣三的破三壞3、三絕緣三損壞絕緣三損壞三是指三由于三不正三確選三用絕三緣材三料，三不正三確地三進(jìn)行三電氣三設(shè)備三及線三路的三安裝三，不三合理三地使三用電三氣設(shè)三備等三，導(dǎo)三致絕三緣材三料受三到外三界腐三蝕性三液體三、氣三體、三蒸氣三、潮三氣、三粉塵三的污三染和三侵蝕三，或三受到三外界三熱源三、機(jī)三械因三素的三作用三，在三較短三或很三短的三時(shí)間三內(nèi)失三去其三電氣三性能三或機(jī)三械性三能的三現(xiàn)象三。272.三1.三2三絕緣三的破三壞對(duì)策三：（1三）避三開(kāi)有三腐蝕三性物三質(zhì)和三外界三高溫三的場(chǎng)三所；（2三）正三確使三用和三安裝三電氣三設(shè)備三和線三路，三保持三過(guò)流三、過(guò)三熱保三護(hù)裝三置的三完好三；（3三）嚴(yán)三禁亂三拉亂三扯，三防止三機(jī)械三性損三傷絕三緣物三；（4三）應(yīng)三采取三防止三小動(dòng)三物損三傷絕三緣的三措施三。282.三1.三3絕緣三檢測(cè)三和絕三緣試三驗(yàn)1.三絕緣三電阻三試驗(yàn)絕緣三電阻三是衡三量絕三緣性三能的三最基三本指三標(biāo)。三通過(guò)三絕緣三電阻三的測(cè)三定，三可以三在一三定程三度上三判定三某些三電氣三設(shè)備三的絕三緣好三壞，三判斷三某些三電氣三設(shè)備三(三如三電機(jī)三、變?nèi)龎浩魅?三的三受潮三情況三等，三以防三因絕三緣電三阻降三低或三損壞三而造三成漏三電、三短路三、電三擊等三電氣三事故三。292.三1.三3絕緣三檢測(cè)三和絕三緣試三驗(yàn)1.三絕緣三電阻三試驗(yàn)（1三）絕三緣材三料的三電阻三常用三兆歐三表(三搖表三)測(cè)三量。（2三）三吸收三比的三測(cè)定吸收三比：三加壓三測(cè)量三開(kāi)始三后三60S時(shí)讀三取的三絕緣三電阻三值與三加壓三測(cè)量三開(kāi)始三后1三5S時(shí)讀三取的三絕緣三電阻三值之三比。吸收三比測(cè)三量的三目的三是判三斷絕三緣材三料受三潮程三度和三內(nèi)部三有無(wú)三缺陷三。因三此，三高壓三變壓三器、三電動(dòng)三機(jī)和三電力三電容三器等三都應(yīng)三按規(guī)三定測(cè)三量吸三收比三。302.三1.三3絕緣三檢測(cè)三和絕三緣試三驗(yàn)（3三）三絕緣三電阻三指標(biāo)絕緣三電阻三隨線三路和三設(shè)備三的不三同，三其指三標(biāo)要三求也三不一三樣。三就一三般而三言，高壓三較低三壓要三求高三；新三設(shè)備三較老三設(shè)備三要求三高；三室外三設(shè)備三較室三內(nèi)設(shè)三備要三求高三；移三動(dòng)設(shè)三備較三固定三設(shè)備三要求三高等。絕緣三電阻三應(yīng)按三規(guī)定三進(jìn)行三定期三測(cè)量三，電三動(dòng)機(jī)三的測(cè)三量周三期為三1年三，其三它低三壓設(shè)三備或三線路三為1三～2三年。312.三1.三3絕緣三檢測(cè)三和絕三緣試三驗(yàn)（3三）三絕緣三電阻三指標(biāo)①三新裝三和大三修后三的低三壓線三路和三