直接接觸電擊防護(hù)

第二章直接接觸電擊防護(hù)張村峰Email：cfzh@2012年4月電氣安全內(nèi)容絕緣屏護(hù)和間距概述觸及正常運(yùn)行帶電體所發(fā)生的電擊，稱為直接接觸電擊。直接接觸電擊的基本防護(hù)原則就是使危險(xiǎn)的帶電部分不會(huì)被有意或無(wú)意地觸及。最為常用的直接接觸電擊的防護(hù)措施是絕緣、屏護(hù)和間距。這些措施可以防止人體觸及或過(guò)分接近帶電體造成觸電事故以及防止短路、故障接地等電氣事故。絕緣

概念絕緣是指利用絕緣材料對(duì)帶電體進(jìn)行封閉和隔離。絕緣是防止電事故的重要措施，良好的絕緣也是保證電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本條件。

絕緣材料的電氣性能絕緣材料又稱為電介質(zhì)，其導(dǎo)電能力很小，但并非絕對(duì)不導(dǎo)電。工程上應(yīng)用的絕緣材的電阻率一般都不低于1×107

Ω·m。絕緣材料的主要作用是用于對(duì)帶電的或不同電位的導(dǎo)體進(jìn)行隔離，使電流按照確定線路流動(dòng)。絕緣電阻率和絕緣電阻

在電場(chǎng)的作用下，它們可作有向運(yùn)動(dòng)，形成泄漏電流。電阻支路的電流

Ii為漏導(dǎo)電流；流經(jīng)電容和電阻串聯(lián)支路的電流Ia稱為吸收電流，是由緩慢極化和離子體積電荷形成的電流；電容支路的電流

IC

稱為充電電流，是由幾何電容等效應(yīng)構(gòu)成的電流。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。介電常數(shù)介電常數(shù)是用來(lái)表明電介質(zhì)極化特征的性能參數(shù)。介電常數(shù)愈大，電介質(zhì)極化能力愈強(qiáng)，產(chǎn)生的束縛電荷就愈多。相對(duì)介電常數(shù)：介電常數(shù)受電源頻率、溫度、濕度等因素的影響會(huì)產(chǎn)生變化。大氣壓力對(duì)氣體材料的介電常數(shù)有明顯影響，壓力增大，密度就增大，相對(duì)介電常數(shù)也增大。介質(zhì)損耗在交流電壓作用下，電介質(zhì)中的部分電能不可逆地轉(zhuǎn)變成熱能，這部分能量叫做介質(zhì)損耗。介質(zhì)損耗可以是由漏導(dǎo)電流引起，也可以由極化所引起。介質(zhì)損耗使電介質(zhì)發(fā)熱，是電介質(zhì)發(fā)生熱擊穿的根源。絕緣的破壞在電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，絕緣材料會(huì)由于電場(chǎng)、熱、化學(xué)、機(jī)械、生物等因素的作用，其性能發(fā)生破壞。絕緣擊穿絕緣老化絕緣損壞絕緣擊穿施加于電介質(zhì)上的電場(chǎng)強(qiáng)度高于臨界值（擊穿場(chǎng)強(qiáng)）時(shí)發(fā)生的破壞。氣體電介質(zhì)的擊穿液體電介質(zhì)的擊穿固體電介質(zhì)的擊穿氣體電介質(zhì)的擊穿碰撞電離導(dǎo)致的擊穿。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。擊穿場(chǎng)強(qiáng)與氣體壓力有關(guān)，低壓（真空）和高壓時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)都很高?？諝獾膿舸﹫?chǎng)強(qiáng)約為25～30kV/cm。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，但擊穿強(qiáng)度要高多。當(dāng)液體中混有氣體、液體和固體雜質(zhì)時(shí)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)將大大降低。液體電介質(zhì)擊穿后，絕緣性能在一定程度上可以得到恢復(fù)。固體電介質(zhì)的擊穿電擊穿：強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，其內(nèi)少量處于導(dǎo)帶的電子劇烈運(yùn)動(dòng)與晶格上的原子（或離子）碰撞而使之游離，并迅速擴(kuò)展下去導(dǎo)致的擊穿。特點(diǎn)是電壓作用時(shí)間短，擊穿電壓高。電擊穿的擊穿場(chǎng)強(qiáng)幾乎只與電場(chǎng)的均勻程度有關(guān)。熱擊穿：介質(zhì)損耗等原因產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)所致。特點(diǎn)是電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，擊穿電壓較低。熱擊穿電壓隨環(huán)境溫度上升而下降，與電場(chǎng)均勻程度關(guān)系不大。固體電介質(zhì)的擊穿電化學(xué)擊穿：游離、發(fā)熱和化學(xué)反應(yīng)等因素綜合效應(yīng)造成的擊穿。特點(diǎn)是電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，擊穿電壓往往很低。主要與絕緣材料本身的耐游離性能、制造工藝、工作條件等因素有關(guān)。放電擊穿：內(nèi)部氣泡首先發(fā)生碰撞游離而放電，繼而加熱其他雜質(zhì)，使之氣化形成氣泡，由氣泡放電進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致?lián)舸?。擊穿電壓與絕緣材料的質(zhì)量有關(guān)。固體電介質(zhì)的擊穿固體電介質(zhì)一旦擊穿，將失去其絕緣性能。熱擊穿多發(fā)生在低壓電氣設(shè)備；放電擊穿多發(fā)生于高壓電氣設(shè)備；而當(dāng)電壓作用時(shí)間達(dá)數(shù)十小時(shí)乃至數(shù)年時(shí)，大多數(shù)屬于電化學(xué)擊穿。絕緣老化電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)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)械性能的劣化。絕緣老化熱老化：促使絕緣老化的主要因素是熱。多發(fā)生在低壓電氣設(shè)備上。原因包括：低分子揮發(fā)成分的逸出；材料的解聚和氧化裂解、熱裂解、水解；材料分子鏈繼續(xù)聚合等過(guò)程。絕緣材料都有其極限耐熱溫度。電老化：由局部放電所致。多發(fā)生于高壓電氣設(shè)備。原因包括：局部放電時(shí)產(chǎn)生的臭氧、氮氧化物、高速粒子；材料局部發(fā)熱等。我國(guó)絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絕緣耐熱分級(jí)和極限溫度耐熱分級(jí)極限溫度/℃Y90A105E120B130F155H180C>180絕緣損壞絕緣損壞是指由于：絕緣材料選用不當(dāng)、電氣設(shè)備和線路安裝不正確或使用不合理時(shí)，導(dǎo)致絕緣材料受到外界腐蝕性液體、氣體、蒸氣、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，在較短或很短的時(shí)間內(nèi)失去其電氣性能或機(jī)械性能的現(xiàn)象。另外，動(dòng)物和植物也可能破壞電氣設(shè)備和電氣線路的絕緣結(jié)構(gòu)。絕緣檢測(cè)和絕緣試驗(yàn)絕緣檢測(cè)和絕緣試驗(yàn)主要包括絕緣電阻試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、泄漏電流試驗(yàn)和介質(zhì)損耗試驗(yàn)。絕緣電阻試驗(yàn)是最基本的絕緣試驗(yàn)；耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備承受過(guò)電壓的能力，主要用于新品種電氣設(shè)備的型式試驗(yàn)及投入運(yùn)行前的電力變壓器等設(shè)備、電工安全用具等；泄漏電流試驗(yàn)和介質(zhì)損耗試驗(yàn)只對(duì)一些要求較高的高壓電氣設(shè)備才有必要進(jìn)行。

絕緣電阻的測(cè)量絕緣材料的電阻可以用比較法(屬于伏安法

)測(cè)量，也可以用泄漏法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，但通常用兆歐表(搖表

)測(cè)量。兆歐表主要由作為電源的手搖發(fā)電機(jī)

(或其他直流電源

)和磁電式流比計(jì)組成。測(cè)量時(shí)，實(shí)際上是給被測(cè)物加上直流電壓，測(cè)量其通過(guò)的泄漏電流，在表的盤面上讀到的是經(jīng)過(guò)換算的絕緣電阻值。

磁電式流比汁的工作原理磁電式流比汁的工作原理如圖

示。在同一轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)交叉的線圈，當(dāng)兩線圈通有電流時(shí)，兩個(gè)線圈分別產(chǎn)生互為相反方向的轉(zhuǎn)矩。其大小分別為M1=K1f1（α）I1

M2=K2f2（α）I2兆歐表的測(cè)量原理

兆歐表的測(cè)量原理如圖示。在接入被測(cè)電阻

Rx后，構(gòu)成了兩條相互并聯(lián)的支路，當(dāng)搖動(dòng)手搖發(fā)電機(jī)時(shí)，兩個(gè)支路分別通過(guò)電流

I1

和

I2

?？梢钥闯?/p>

α=f(Rx)

吸收比的測(cè)定

對(duì)于電力變壓器、電力電容器、交流電動(dòng)機(jī)等高壓設(shè)備，要測(cè)量其吸收比。吸收比是加壓測(cè)量開(kāi)始后

60S時(shí)讀取的絕緣電阻值與加壓測(cè)量開(kāi)始后15S時(shí)讀取的絕緣電阻值之比。由吸收比的大小可以對(duì)絕緣受潮程度和內(nèi)部有無(wú)缺陷存在進(jìn)行判斷。這是因?yàn)椋^緣材料加上直流電壓時(shí)都有一充電過(guò)程，在絕緣材料受潮或內(nèi)部有缺陷時(shí)，泄漏電流增加很多，同時(shí)充電過(guò)程加快，吸收比的值小，接近于1；絕緣材料干燥時(shí)，泄漏電流小，充電過(guò)程慢，吸收比明顯增大。絕緣電阻指標(biāo)

一般高壓設(shè)備絕緣電阻的指標(biāo)較低壓要求高；新設(shè)備較老設(shè)備要求高；室外設(shè)備較室內(nèi)設(shè)備要求高；移動(dòng)設(shè)備較固定設(shè)備要求高。新裝和大修后的低壓線路和設(shè)備，要求絕緣電阻不低于

0.5MΩ；運(yùn)行中的線路和設(shè)備，要求每伏工作電壓不小于

1000Ω；安全電壓下工作的設(shè)備同

220V一樣，不得低于

0.22MΩ；在潮濕環(huán)境，要求可降低為每伏工作電壓

500Ω。攜帶式電氣設(shè)備的絕緣電阻不應(yīng)低于2MΩ。配電盤二次線路的絕緣電阻應(yīng)不低于1MΩ，潮濕環(huán)境允許降為

0.5MΩ。10kV高壓架空線路每個(gè)絕緣子的絕緣電阻應(yīng)不低于

300MΩ；35kV及以上的應(yīng)不低于

500MΩ。運(yùn)行中

6～10kV和

35kV電力電纜的絕緣電阻分別不應(yīng)低于

400～1000MΩ和600～1500MΩ。干燥季節(jié)取較大數(shù)值；潮濕季節(jié)取較小值。電力變壓器投入運(yùn)行前，絕緣電阻應(yīng)不低于出廠時(shí)的

70%，運(yùn)行中的絕緣電阻可適當(dāng)降低。

屏護(hù)和間距

概述屏護(hù)和間距屬于防止直接接觸的常用安全措施之一。屏護(hù)和間距還是防止短路、故障接地等電氣事故的安全措施之一。屏護(hù)的概念屏護(hù)即采用遮欄、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱匣等把危險(xiǎn)的帶電體同外界隔離開(kāi)來(lái)，以防止人體觸及或接近帶電體所引起的觸電事故。屏護(hù)是一種對(duì)電擊危險(xiǎn)因素進(jìn)行隔離的手段，還起到防止電弧傷人，防止弧光短路或便利檢修工作的作用。屏護(hù)的特點(diǎn)是屏護(hù)裝置不直接與帶電體接觸，對(duì)所用材料的電氣性能無(wú)嚴(yán)格要求，但應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的耐火性能。屏護(hù)的概念屏護(hù)可分為屏蔽和障礙(或稱阻擋物),兩者的區(qū)別在于：后者只能防止人體無(wú)意識(shí)觸及或接近帶電體，而不能防止有意識(shí)移開(kāi)、繞過(guò)或翻越該障礙觸及或接近帶電體。前者屬于一種完全的防護(hù)，而后者是一種不完全的防護(hù)。屏護(hù)的概念屏護(hù)裝置的種類又有永久性屏護(hù)裝置和臨時(shí)性屏護(hù)裝置之分，前者如配電裝置的遮欄、開(kāi)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)裝置等。屏護(hù)的概念屏護(hù)裝置還可分為固定屏護(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；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。屏護(hù)的概念屏護(hù)裝置主要用于電氣設(shè)備不便于絕緣或絕緣不足以保證安全的場(chǎng)合。如開(kāi)關(guān)電氣的可動(dòng)部分一般不能包以絕緣，因此需要屏護(hù)。對(duì)于高壓設(shè)備，由于全部絕緣往往有困難，因此，不論高壓設(shè)備是否有絕緣，均要求加裝屏護(hù)裝置。室內(nèi)、外安裝的變壓器和變配電裝置應(yīng)裝有完善的屏護(hù)裝置。當(dāng)作業(yè)場(chǎng)所鄰近帶電體時(shí)，在作業(yè)人員與帶電體之間、過(guò)道、入口等處均應(yīng)裝設(shè)可移動(dòng)的臨時(shí)性屏護(hù)裝置。屏護(hù)裝置的安全條件屏護(hù)裝置所用材料應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的耐火性能。為防止因意外帶電而造成觸電事故，對(duì)金屬材料制成的屏護(hù)裝置必須實(shí)行可靠的接地或接零。屏護(hù)裝置應(yīng)有足夠的尺寸，與帶電體之間應(yīng)保持必要的距離。遮欄高度不應(yīng)低于1.7m，下部邊緣離地不應(yīng)超過(guò)0.1m，網(wǎng)眼遮欄與帶電體之間的距離不應(yīng)小于下表規(guī)定距離。柵遮欄的高度戶內(nèi)不應(yīng)小于1.2m,戶外不小于1.5m，欄條間距離不應(yīng)大于0.2m。對(duì)于低壓設(shè)備，遮欄與裸導(dǎo)體之間的距離不應(yīng)小于0.8m。戶外變配電裝置圍墻的高度一般不應(yīng)小于2.5m。遮欄、柵欄等屏護(hù)裝置上應(yīng)有“止步,高壓危險(xiǎn)!”等標(biāo)志。必要時(shí)應(yīng)配合采用聲光報(bào)警信號(hào)和聯(lián)鎖裝置。額定電壓/kv<11020～35最小距離/m0.150.350.6間距的概念間距是指帶電體與地面之間，帶電體與其他設(shè)備和設(shè)施之間，帶電體與帶電體之間必要的安全距離。間距的作用是防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故；避免車輛或其他器具碰撞或過(guò)分接近帶電體造成事故；防止火災(zāi)、過(guò)電壓放電及各種短路事故，以及方便操作。在間距的設(shè)計(jì)選擇時(shí)，既要考慮安全的要求，同時(shí)也要符合人-機(jī)工效學(xué)的要求。不同電壓等級(jí)、不同設(shè)備類型、不同安裝方式、不同的周圍環(huán)境所要求的間距不同。線路間距架空線路導(dǎo)線在弛度最大時(shí)與地面或水面的距離不應(yīng)小于下表所示的距離。線路經(jīng)過(guò)地區(qū)線路電壓＜1KV1—10KV35KV居民區(qū)66.57非居民區(qū)55.56不能通航或浮運(yùn)的河、湖（冬季水面）55-不能通航或浮運(yùn)的河、湖（50年一遇的洪水水面）33-交通困難地區(qū)44.55步行可以達(dá)到的山坡34.55步行不能達(dá)到的山坡、峭壁或巖石11.53在未經(jīng)相關(guān)管理部門許可的情況下，架空線路不得跨越建筑物。架空線路與有爆炸、火災(zāi)危險(xiǎn)的廠房之間應(yīng)保持必要的防火間距，且不應(yīng)跨越具有可燃材料屋頂?shù)慕ㄖ?。線路電壓/kv411035垂直距離/m2.53.O4.0水平距離/m1.01.53.0架空線路導(dǎo)線與街道樹(shù)木、廠區(qū)樹(shù)木的最小距離見(jiàn)表，架空線路導(dǎo)線與綠化區(qū)樹(shù)木、公園的樹(shù)木的最小距離為3m。線路電壓/kv運(yùn)11035垂直距離/m1.01.53.0水平距離/m1.02.0-項(xiàng)目線路電壓《1KV10kV35kV鐵路標(biāo)準(zhǔn)軌距垂直距離至鋼軌頂面7.57.57.5至承力索接觸線3.03.03.0水平距離電桿外緣至軌道中心交叉5.0交叉桿加高3.0窄軌垂直距離至鋼軌頂面6.06.07.5至承力索接觸線3.03.03.0水平距離電桿外緣至軌道中心交叉5.0交叉桿加高3.0道路垂直距離6.07.07.0水平距離（電桿至道路邊緣）0.50.50.5通航河流垂直距離至50年一遇的洪水位6.06.06.0至最高航行水位的最高桅頂1.01.52.0水平距離邊導(dǎo)線至河岸上緣最高桿（塔）高項(xiàng)目線路電壓《1KV10kV35kV弱電線路垂直距離6.07.07.0水平距離（兩線路邊導(dǎo)線間）0.50.50.5電力線路《1KV垂直距離1.02.03.0水平距離（兩線路邊導(dǎo)線間）2.52.55.010kV垂直距離2.02.03.0水平距離（兩線路邊導(dǎo)線間）2.52.55.035kV垂直距離3.02.03.0水平距離（兩線路邊導(dǎo)線間）5.05.05.0特殊管道垂直距離電力線路在上方1.53.03.0電力線路在下方1.5--水平距離（邊導(dǎo)線至管道）1.52.04.0表中：特殊管道指的是輸送易燃易爆介質(zhì)的管道同桿架設(shè)不同種類、不同電壓的電氣線路時(shí)，電力線路應(yīng)位于弱電線路的上方，高壓線路應(yīng)位于低壓線路的上方。橫擔(dān)之間的最小距離見(jiàn)表

項(xiàng)目直線桿分支桿和轉(zhuǎn)角桿10kV與10kV0.80.45/0.6①10kV與低壓1.21.0低壓與低壓0.60.310kV與通訊電纜2.5—低壓與通訊電纜1.5—表中①：?jiǎn)位鼐€路采用0.6m，雙回線路距上面的橫擔(dān)采用0.45m，距下面的橫擔(dān)采用0.6m。從配電線路到用戶進(jìn)線處第一個(gè)支持點(diǎn)之間的一段導(dǎo)線稱為接戶線。10kV接戶線對(duì)地距離不應(yīng)小于4.5m；低壓接戶線對(duì)地距離不應(yīng)小于2.75m。低壓接戶線跨越通車街道時(shí)對(duì)地距離不應(yīng)小于6m；跨越通車?yán)щy的街道或人行道時(shí)，對(duì)地距離不應(yīng)小于3.5m。從接戶線引入室內(nèi)的一段導(dǎo)線稱為進(jìn)戶線。進(jìn)戶線的進(jìn)戶管口與接戶線端頭之間的垂直距離不應(yīng)大于0.5m；進(jìn)戶線對(duì)地距離不應(yīng)小于2.7m。戶內(nèi)低壓線路與工業(yè)管道和工藝設(shè)備之間的最小距離見(jiàn)表。表中無(wú)括號(hào)的數(shù)字為電纜管線在管道上方的數(shù)據(jù)，有括號(hào)的數(shù)字為電纜管線在管道下方的數(shù)據(jù)。電纜管線應(yīng)盡可能敷設(shè)在熱力管道的下方。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況無(wú)法滿足下表所規(guī)定距離時(shí)，應(yīng)采取包隔熱層，對(duì)交叉處的裸母線外加保護(hù)網(wǎng)或保護(hù)罩等措施。布線方式穿金屬管導(dǎo)線電纜明設(shè)絕緣導(dǎo)線裸導(dǎo)線起重機(jī)滑觸線配電設(shè)備煤氣管平行1005001000100015001500交叉100300300500500—乙炔管平行10010001000200030003000交叉100500500500500氧氣管平行100500500100015001500交叉100300300500500蒸氣管平行1000（500）1000（500）1000（300）10001000500交叉300300300500500暖熱水管平行300（200）500300（200）10001000100交叉100100100500500通風(fēng)管平行20020010001000100交叉100100500500上下水管平行20020010001000100交叉100100500500壓縮空氣管平行20020010001000100交叉100100500500工藝設(shè)備平叉15001500直埋電纜埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.7m，并應(yīng)位于凍土層之下。直埋電纜與工藝設(shè)備的最小距離見(jiàn)表。當(dāng)電纜與熱力管道接近時(shí)，電纜周圍土壤溫升不應(yīng)超過(guò)10℃，超過(guò)時(shí)，須進(jìn)行隔熱處理。表中的最小距離對(duì)采用穿管保護(hù)時(shí)，應(yīng)從保護(hù)管的外壁算起。敷設(shè)條件平行敷設(shè)交叉敷設(shè)與電桿或建筑物地下基礎(chǔ)間，控制電纜與控制電纜間0.6—10kV以下的電力電纜間或控制電纜間1.00.510—35kV的電力電纜間或其他電纜間0.250.5不同部門的電纜（