《人身安全保護(hù)措施》PPT課件.ppt

1、第三章 人身安全保護(hù)措施,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,1,內(nèi)容,電擊效應(yīng),1,直接電擊保護(hù),2,間接電擊保護(hù),3,兼有直接和間接電擊的保護(hù),4,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,2,電擊效應(yīng),人體阻抗 人體阻抗值與電流路徑、接觸電壓、電流幅值和持續(xù)時(shí)間、頻率、皮躍潮濕程度、接觸面積和施加壓力等因數(shù)有關(guān)，等效電路圖如圖所示：,人體內(nèi)阻抗：Z1 基本上是電阻，有少量電容分量。數(shù)值主要取決于電流流過(guò)的路徑。當(dāng)接觸面積過(guò)小，只有幾mm2時(shí)，也會(huì)造成內(nèi)阻抗數(shù)值的增加。,皮膚阻抗：ZP 皮膚由半絕緣層和小的導(dǎo)電元件（如毛孔）所組成。電流或頻率增加時(shí)，皮膚阻抗降低。當(dāng)接觸電壓約在50V及以下時(shí)，皮

2、膚阻抗值隨表面接觸面積、溫度、呼吸等顯著變化。當(dāng)接觸電壓在50100V時(shí)，皮膚阻抗降低很多。如皮膚破損，阻抗可以忽略。,人體總阻抗由兩層皮膚的阻抗及人體內(nèi)阻抗組成。接觸電壓在50V及以下時(shí)，由于皮膚阻抗ZP變化顯著，ZT變化也很大。當(dāng)接觸電壓增高時(shí)，ZT與ZP的關(guān)系愈來(lái)愈?。划?dāng)皮膚破損后，ZT值接近于人體內(nèi)阻抗Z1值。頻率愈高，ZT愈低；當(dāng)為直流時(shí)，ZT最高。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,3,電擊效應(yīng),人體阻抗 心電流系數(shù)F是電流流過(guò)某一路徑所產(chǎn)生的心電場(chǎng)強(qiáng)度與從手到腳流過(guò)相同大小電流所產(chǎn)生的心電場(chǎng)強(qiáng)度的比值。 在心臟內(nèi)，電流密度與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，因此F可作為流經(jīng)人體各種路徑的電流產(chǎn)生心室纖維性顫

3、動(dòng)相對(duì)危險(xiǎn)性的估計(jì)參數(shù)。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,4,電擊效應(yīng),人體阻抗,各種電流路徑的心電流系數(shù),如從左手到右手流過(guò)200mA電流，即Ih200mA，由上表查得左手到右手的心電流系數(shù)F為0.4，按式(31)計(jì)算得Ihtf為80mA，即說(shuō)明從左手到右手流過(guò)200mA電流，相當(dāng)于從左手到雙腳流過(guò)80mA電流產(chǎn)生的電擊效應(yīng)。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,5,電擊效應(yīng),電擊的機(jī)理 在興奮復(fù)原期間，有個(gè)心臟易損期，約占心動(dòng)周期的1020。在易損期內(nèi)，心肌纖維處于興奮不均勻狀態(tài)。如果受到足夠大的電流刺激，持續(xù)時(shí)間超過(guò)心動(dòng)周期時(shí)間（例如1s）的刺激，就會(huì)引起期外收縮，使得心臟興奮狀態(tài)的不均勻性增強(qiáng)，產(chǎn)生心室纖

4、維性顫動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)血壓急劇下降，甚至導(dǎo)致死亡。心室纖顫是電擊致死的主要原因。此外，由于電擊造成窒息或心臟停跳，也會(huì)導(dǎo)致死亡。興奮周期也稱心動(dòng)周期，約75ms。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,6,電擊效應(yīng),電擊的機(jī)理 電擊還能產(chǎn)生病理性生理效應(yīng)，如肌肉收縮、呼吸困難、血壓升高，心臟中形成興奮波和興奮傳播紊亂，包括心房纖維性顫動(dòng)和短暫的心臟停跳，這些效應(yīng)通常是可逆的，不會(huì)致命，但能形成電流傷痕。當(dāng)大電流，例如數(shù)A流過(guò)人體，如不在易損期內(nèi)，也不會(huì)引起心室纖顫；但將產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)齻踔翆?dǎo)致死亡。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,7,電擊效應(yīng),15100Hz交流電流的電擊效應(yīng) 人體受到電擊后，體內(nèi)細(xì)胞將隨電流頻率作往復(fù)運(yùn)

5、動(dòng)，其周期與50/60Hz最接近，因此引起的騷動(dòng)最大，破壞性也最強(qiáng)，所以50/60Hz是危險(xiǎn)頻率。 電擊效應(yīng)的閥值 感覺(jué)閾值，即人所能覺(jué)察到的流過(guò)人體的最小電流值。對(duì)正常的人體，平均為0.5mA，與時(shí)間無(wú)關(guān)。 擺脫閾值，即人握電極所能擺脫的最大電流值。對(duì)正常人體，平均為10mA，與時(shí)間無(wú)關(guān)。 心室纖維性顫動(dòng)閾值，即導(dǎo)致心室纖維性顫動(dòng)的最小電流值。日本和歐洲各國(guó)，對(duì)于交流50/60Hz的電流、采用30mAs作為人體所允許的安全電流時(shí)間積。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,8,電擊效應(yīng),100Hz以上交流電流的電擊效應(yīng) 100Hz10kHz交流電流的電擊效應(yīng) 在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，電擊效應(yīng)用頻率系數(shù)fz來(lái)衡量

6、。頻率系數(shù)fz是在頻率f時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)生理現(xiàn)象的閾值電流與50/60Hz時(shí)的閾值電流之比。 10kHz以上交流電流的電擊效應(yīng) 感覺(jué)閾值。頻率在10kHz到100kHz之間時(shí)，閾值由10mA上升到100mA（有效值）。頻率超過(guò)100Hz時(shí)，只有電流強(qiáng)度為幾百mA，且頻率略高于100kHz時(shí)才有針扎的感覺(jué)、頻率再高，變?yōu)闇嘏母杏X(jué)。 灼傷。頻率在100kHz以上且電流為安級(jí)時(shí)，如電流流通持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能出現(xiàn)灼傷。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,9,電擊效應(yīng),直流電流的電擊效應(yīng) 直流電流容易擺脫，心室纖維性顫動(dòng)的閾值比交流高得多，只有在最惡劣的環(huán)境下，才會(huì)產(chǎn)生電擊事故。 直流/交流等效系數(shù)Kad 電流流向

7、從手到手流過(guò)人體軀干的電流稱為橫向電流。從手到雙腳流過(guò)人體軀干的電流稱為縱向電流，其中以雙腳為正極，流向人體軀干的電流為向上電流；以雙腳為負(fù)極，從人體軀干流向雙腳的電流為向下電流。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,10,電擊效應(yīng),直流電流的電擊效應(yīng) 電擊效應(yīng)的閾值 感覺(jué)閾值。只有在接通和斷開(kāi)電流時(shí)有感覺(jué)。正常人在正常條件下的感覺(jué)閾值約為2mA。 擺脫閾值。300mA及以下的直流電流只有在接通或斷開(kāi)時(shí)引起疼痛性或痙攣似的肌肉收縮，沒(méi)有確定的擺脫閾值。只有大于300mA時(shí)，才可能擺脫不了。 心室纖維性顫動(dòng)閾值。從向下電流的心室纖維性顫動(dòng)閾值約為向上電流閾值的2倍，而橫向電流不大可能產(chǎn)生心室纖維性顫動(dòng)。 流

8、過(guò)人體的電流約為300mA時(shí)，人體四肢有暖流感覺(jué)，超過(guò)300mA時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)失去知覺(jué)的情況。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,11,直接電擊保護(hù),將帶電體絕緣 絕緣材料的要求，常用的絕緣材料必須能承受帶電體的極限溫度。 防護(hù)的要求，帶電體所包的絕緣必須牢固、性能可靠，只有在遭到破壞后才能除去，并且應(yīng)能長(zhǎng)期耐受在運(yùn)行中容易受到的機(jī)械、電氣、熱和化學(xué)應(yīng)力。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,12,直接電擊保護(hù),采用遮護(hù)物或外護(hù)物的保護(hù) 電氣設(shè)備的防護(hù)等級(jí)包括防護(hù)固體物和防水。其表示方式如下： 防護(hù)要求，帶電部分必須設(shè)在保護(hù)等級(jí)至少為IP2的外護(hù)物或遮護(hù)物內(nèi)，以防止人的手指或類似大小的物件伸入碰觸帶電體。 安裝要求，

9、外護(hù)物和遮護(hù)物必須牢固地固定，與帶電部分保持適當(dāng)?shù)木嚯x；并且具有足夠的穩(wěn)定性和牢固性，以使在己知的工作條件和有關(guān)的環(huán)境影響下保持其保護(hù)等級(jí)的要求。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,13,直接電擊保護(hù),采用阻擋物的保護(hù) 阻擋物只能防止無(wú)意識(shí)地觸及帶電體，不能防止有意識(shí)地或故意繞過(guò)阻擋物而接觸帶電體。只有在采用遮護(hù)物有困難或要求不太嚴(yán)格的條件下才采用阻擋物作直接電擊保護(hù)，同時(shí)要求接近這個(gè)區(qū)域的人是熟練人員或在直接監(jiān)督下受過(guò)訓(xùn)練的人。 防護(hù)要求，阻擋物必須防止人體無(wú)意識(shí)地接近帶電體或在正常工作時(shí)電氣設(shè)備運(yùn)行期間無(wú)意識(shí)地觸及帶電體。 安裝要求，阻擋物可以不用鑰匙或工具就能移開(kāi)，但必須固定在應(yīng)有的位置，不能可以

10、被人無(wú)意識(shí)地移開(kāi)。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,14,直接電擊保護(hù),置于伸臂范圍以外的保護(hù) 伸臂范圍是指人經(jīng)常站立或走動(dòng)的面上任一點(diǎn)到不需幫助人手可以自然到達(dá)任何方向的界限為止。將裸帶電體置于這個(gè)范圍以外，可以防止人無(wú)意識(shí)地觸及帶電部分。 輔助措施 為了在正常工作中防止上述保護(hù)措施失效或防止使用者疏忽，可采用額定動(dòng)作剩余電流不超過(guò)30mA的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器作為輔助保護(hù)裝置。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,15,間接電擊保護(hù),自動(dòng)切斷電源 采用自動(dòng)切斷電源措施，可以最大限度地利用常用的保護(hù)電器、導(dǎo)線和布線方式，組成簡(jiǎn)單，行之有效，是最常用的間接電擊保護(hù)措施。 自動(dòng)切斷電源法的基本要求 外露導(dǎo)電部分通過(guò)P

11、E線或PEN線接地 形成主等電位聯(lián)結(jié) 保護(hù)電器自動(dòng)切斷電源，延時(shí)限制,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,16,間接電擊保護(hù),自動(dòng)切斷電源 TN接地方式系統(tǒng) 供電系統(tǒng)的中性線接地和電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分通過(guò)PE線或PEN線與供電系統(tǒng)接地點(diǎn)相連接。 滿足自動(dòng)切斷電源法的關(guān)系式：ZSIaUp TT接地方式系統(tǒng) 供電系統(tǒng)的接地和保護(hù)線的連接。 滿足自動(dòng)切斷電源法的關(guān)系式： RAIa50（V） IT接地方式系統(tǒng) 供電系統(tǒng)的接地、接地線連接和中性線配合問(wèn)題。 滿足自動(dòng)切斷電源法的關(guān)系式： RAId50（V）,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,17,間接電擊保護(hù),采用級(jí)設(shè)備或類似設(shè)備 這類設(shè)備防止間接電擊的方法，不僅依靠基本絕緣

12、，而且具有附加的安全預(yù)防措施，比如設(shè)置雙重絕緣式加強(qiáng)絕緣，不采用接地保護(hù)措施，也不依賴于安裝條件的可靠性。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,18,間接電擊保護(hù),置于非導(dǎo)電場(chǎng)所 非導(dǎo)電場(chǎng)所的定義 非導(dǎo)電場(chǎng)所的絕緣地板和墻。 當(dāng)絕緣墻和地板的每一點(diǎn)電阻不小于50k或100k（分別適用于線路或電氣設(shè)備的額定電壓在500V及500V以上）時(shí)，認(rèn)為是絕緣的，否則只能作為裝置外導(dǎo)電部分。 安全要求 外露導(dǎo)電部分之間以及外露導(dǎo)電部分與裝置外導(dǎo)電部分之間的距離不小于2m 在外露導(dǎo)電部分與裝置外導(dǎo)電部分之間設(shè)置阻擋物。 將裝置外導(dǎo)電部分絕緣起來(lái)或采用絕緣隔離。,電氣信息工程學(xué)院陳亦鮮,19,間接電擊保護(hù),不接地的局部等電位措施 將所有能同時(shí)觸及的外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分互相連接，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)的接觸電壓。 電氣隔離 電氣隔離是防止線路