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2020年中级注册安全工程师

第二章 电气安全技术

第一节 电气事故及危害

一、电器事故 P70

1、触电；2、电气火灾爆炸事故；3、雷击事故；

4、静电事故；5、电磁辐射事故；6、电路事故。

二、触电伤害分类 P71

（一）电击

1、电击作用机理

电击是电流直接作用于人体（无需转化成其他形式的能量）对人的伤害，尤其是干扰神经系统造成的人体代谢伤害。

2、电击分类（必考）：

按是否触及正常带电体：直接接触电击——间接接触电击（看电源状态）

按人体触及带电体方式：单相触电——双相触电——跨步电压触电

3、影响电击效应的因素

电流大小、持续时间、电流种类、电流途径、个体差异等因素有关。

（1）电流大小的影响：

1）感知电流：1mA左右；2）摆脱电流：15mA左右；

3）室颤电流：50mA；

（2）电击持续时间影响：短于一个心跳周期，室颤500mA；大于一个周期，室颤50mA。

（3）电流途径：1）左手触电比右手触电危险；2）左手到前胸的触电电流最为危险。

（4）电流种类：50Hz或60Hz的工频交流最危险；直流电、低频、高频电流较工频电流安全。

（5）个体差异：男人比女人抗电，其感知电流、摆脱电流甚至室颤电流均比女性高。

4、人体阻抗

（1）皮肤：从0～数十kΩ；体内：数百Ω；

（2）人体阻抗取值：干燥1000～3000Ω；潮湿500～800Ω，在干燥条件，接触电压在100～220V时，人体阻抗大致在2000～3000Ω。

第二节 触电防护技术

一、绝缘、屏护和间距 P79

（一）绝缘

1.绝缘材料

1）绝缘材料分类

（1）固体绝缘材料，包括瓷、玻璃、云母、石棉等无机绝缘材料，橡胶、塑料、纤维制品等有机绝缘材料和玻璃漆布等复合绝缘材料。

（2）液体绝缘材料，包括矿物油、硅油等液体。

（3）气体绝缘材料，包括六氟化硫、氮等气体。

2）绝缘材料性能

（1）电性能：绝缘电阻、耐压强度、泄露电流、介质损耗

（2）力学性能：强度、弹性

（3）热性能：耐热性能、耐弧性能、软化温度、粘度

（4）吸潮性能：吸水性能、亲水性能

（5）抗生物性能：材料抵御霉菌。

2．绝缘破坏 P81

1）绝缘击穿

2）绝缘老化

3）绝缘损坏

3.绝缘检测：外观检查——绝缘试验

（二）屏护和间距 P82

1、屏护：护罩、护盖、栅栏、箱体、遮栏

屏护装置须符合以下安全条件：

（1）遮拦高≥1.7m，下缝隙≤0.1m。户内栅栏高≥1.2m；户外栅栏高≥1.5m；

（2）低压设备，遮拦与裸导体间距≥0.8m，栏条间距≤0.2m，网眼遮拦与裸导体间距离≥0.15m；

（3）金属屏护必须接地或接零；

（4）屏护上应挂上"止步！高压危险！""禁止攀登！" 等标识牌。

（5）遮拦出入口的门上应根据需要安装信号装置和联锁装置。屏护装置上锁的钥匙应有专人保管。

2、间距 P82

1、架空线与绿化区或公园树木的距离≥3m；

2、架空线接地点4～8m内不得随意进入；

3、低压作业中，人体及其所携带工具与带电体的距离≥0.1m。

4、在10kV作业中，无遮拦时，人体及其所携带工具与带电体的距离≥0.7；有遮拦时，遮拦与带电体之间距离≥0.35m。

二、保护接地和保护接零 P84

（一）IT系统（保护接地）

IT系统能把故障电压限制在安全范围以内。但应注意漏电状态并未因保护接地而消失；

保护接地适用于各种不接地配电网。

在380V不接地低压系统中，一般要求保护接地电阻RE≤4Ω。当配电变压器或发电机的容量不超过100kV·A时，要求RE≤10Ω。

（二）TT系统（工作接地）

1、单凭RE的作用一般不能将触电危险性降低到安全范围以内。故障电流不会很大，可能不足以使保护电器动作。采用TT系统必须配合使用漏电保护装置或过电流保护装置，并优先使用前者。

2、TT系统主要用于低压用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进电源的小型用户。

（三）TN系统（保护接零） P86

保护接零的安全原理是当某相带电部分碰连设备外壳时，短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击危险。

1、TN系统速断和限压要求

A、对于配电线路或仅供给固定电气设备的线路，故障持续时间≤5s；

B、对于供给手持式电动工具，移动式电气设备的线路或插座回路，电压220V者故障持续时间≤0.4s，380V者≤0.2s。

C、为了实现保护接零要求，可以采用一般过电流保护装置或剩余电流保护装置。

2、应用范围

TN-S系统：有爆炸危险、火灾危险性大及其他安全要求高的场所、有独立附设变电站的车间。

TN-C-S系统：厂内设有总变电站、厂内低压配电的场所及非生产性楼房；

TN-C系统：无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。

3、重复接地Rs

A.减轻零线断开或接触不良时电击的危险性；

B.降低漏电设备的对地电压；

C.改善架空线路的防雷性能；

D.缩短漏电故障持续时间

4、工作接地RN

在不接地的10kV系统中，工作接地与变压器外壳的接地、避雷器的接地是共用的。一般RN≤4Ω；在高土壤电阻率地区，允许放宽至RN≤10Ω。

在直接接地的10kV系统中，工作接地应与变压器外壳的接地、避雷器的接地分开。

5、等电位连接

等电位连接指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的连接。

A.主等电位连接导体的最小截面积≥最大保护导体截面积的1/2,且不得小于6mm²；

B.两台设备之间局部等电位连接导体的最小截面积≥两台设备保护导体中较小者的截面积；

C.设备与设备外导体之间的局部等电位连接线的截面积≥该设备保护零支线截面积的1/2。

6、保护导体截面积

表2-8 保护零线截面积（mm²）

A.采用单芯绝缘导线作保护零线时，有机械防护的≥2.5 mm²；没机械防护的≥4 mm²；

B.铜质PEN线截面积≥10 mm²、铝质≥16 mm²，如系电缆芯线≥4 mm²。

7、接地装置

A.接地体上端离地面深度≥0.6m（农田≥1m），并在冰冻层下。

B.接地体宜避开人行道和建筑物出日口附近。

C.接地体的引出导体应引出地面0.3m以上。

D．接地离独立避雷针接地之间的地下水平距离≥3m；离建筑物墙基之间的地下水平距离≥1.5m。

三、双重绝缘、安全电压和漏电保护

1、双重绝缘

（1）电气设备的放触电防护分类

0类设备：仅靠基本绝缘作为防触电保护的设备，如吊扇、吊灯，未接地。

I类设备：设备的防触电保护不仅靠基本绝缘，还包括一种附加的安全措施，如洗衣机，接地。

Ⅱ类设备：具有基本绝缘和双重绝缘或加强绝缘类型的附加安全措施，如吹风机，无须接地。

Ⅲ类设备：设备的防触电保护依靠安全特低电压（ELV）供电，如手机，万万不可接地。

（2）双重绝缘和加强绝缘措施

工作绝缘：保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘。

保护绝缘：附加绝缘。

双重绝缘：兼有工作和保护绝缘。

加强绝缘：是基本绝缘的改进。

（3）双重绝缘和加强绝缘的安全条件

①工作绝缘的绝缘电阻≥2MΩ；保护绝缘的绝缘电阻≥5MΩ；加强绝缘的绝缘电阻≥7MΩ；

②双重绝缘和加强绝缘标志（Ⅱ类设备）："回"

手持电动工具应优先选用Ⅱ类设备；在潮湿场所及金属构架上工作时，除选用特低电压工具外，也应尽量选用Ⅱ类设备。

2、安全电压（特低电压）——工频50V，直流120V内

（1）安全电压工频有效值的额定值有：42V、36V、24V、12V和6V。

（2）安全电压额定值的选用（必须知道什么时候选用多少V的）：

A.凡特别危险环境使用的手持电动工具应采用42V安全电压的Ⅲ类工具；

B.凡有电击危险环境使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压；

C.金属容器内、隧道内、水井内以及周围大面积接地导体等工作地点狭窄、行动不便的环境应采用12V安全电压；

D．6V安全电压用于特殊场所（水下）；

E．当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采取直接接触电机保护。

3、漏电保护 P94

主要用于防止直接、间接接触电击保护

（1）漏电保护原理

检测元件（检测电压、电流）、中间环节（放大和比较元件）、执行机构（分断线路）三个基本环节及辅助电源和试验装置构成。

（2）分类

按照动作原理，漏电保护装置分为电压型和电流型两类；

按照有无电子元器件，分为电子式和电磁式两类；

按照级数，分为二极、三极和四极漏电保护装置等。

（3）漏电保护装置的防护要求

对间接接触电击事故的防护：

在TN系统中，必须将TN-C系统改造为TN-C-S、TN-S系统或局部TT系统后，才可安装漏电保护装置。在TN-C-S系统中，漏电保护装置只允许用在N线与PE线分开部分。

动作电流30mA及以下——高敏——防触电事故

30-1000mA——低敏——防触电+漏电火灾

1000mA以上——低敏——防漏电火灾+监视接地故障

额定不动作电流不低于动作电流一半

（4）必须安装漏电保护装置的设备和场所；

1）属于I类的移动式电气设备；

2）生产用的电气设备；

3）施工工地的电气机械设备；

4）安装在户外的电气装置；

5）临时用电的电气设备；

6）机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路；

7）游泳池、喷水池、浴池的电气设备；

8）医院中可能直接接触人体的电气医用设备；

9）其他需要安装漏电保护装置的场所。

注：不允许切断电源的场所要安报警式漏电保护装置（如火灾报警装置、消防通道照明等）

第三节 电气防火防爆技术

一、电气引燃源 P96

（一）危险温度

短路、接触不良、过载、铁心过热、散热不良、漏电、机械故障、电压异常、电热器具和照明器具。

（二）电火花和电弧

工作电火花、故障电火花

二、危险物质和爆炸危险环境

（一）危险物质分类 P98

爆炸危险物质分为3类：

I类：矿井甲烷（CH4）；

Ⅱ类：爆炸性气体、蒸汽；

Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维或飞絮。

（二）危险物质基本参数 P98

（1）闪点：易燃液体能释放出足够的蒸气并在液面上方与空气形成爆炸性混合物，点火时能发生闪燃的最低温度，闪点越低者危险性越大。

危险性排序：汽油＞煤油＞轻柴油＞重柴油＞蜡油＞渣油

（2）燃点：燃点是物质在空气中点火时发生燃烧，移开火源仍能继续燃烧的最低温度；

（3）引燃温度（自然点）：可燃物质不需外来火源即发生燃烧的最低温度。

（4）爆炸极限（浓度）：该极限是指在一定温度好压力下，气体、蒸气、薄雾或粉尘、纤维与空气形成的能够被引燃并传播火焰的浓度范围。该范围的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。例如甲烷爆炸极限5%～15%，汽油1.4%～7.6%，乙炔1.5%～82%等。

（5）最小点燃电流比：气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。

（6）最大试验安全间隙：两个经长25mm的间隙连通的容器，一个容器内燃爆不引起另一个容器内燃爆的最大连通间隙。

（三）Ⅱ类、Ⅲ类爆炸性物质的进一步分级 P99

1、对于Ⅱ类爆炸性气体，进一步划分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三类。

划分依据：最小引燃电流比（MICR）和最大试验安全间隙（MESG）

危险性：ⅡC（乙炔、氢气）＞ⅡB（乙烯）＞ⅡA（丙烷）

2、对于Ⅲ类爆炸性粉尘、纤维或飞絮，进一步划分为ⅢA、ⅢB、ⅢC三类。

危险性：ⅢC＞ⅢB＞ⅢA

ⅢA：可燃性飞絮。例如：人造纤维、棉花、麻絮。

ⅢB：非导电性粉尘。例如：聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、木质等粉尘。

ⅢC：导电粉尘。例如：石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钛等粉尘。

三、爆炸危险区域 P100（必考考点）

爆炸危险环境分区

（一）危险区域分区的影响因素（爆炸性气体环境）

（1）释放源等级

1）连续级别释放源：连续、长时间或短时间频繁——0区

2）一级释放源：周期性或偶然释放——1区

3）二级释放源：异常释放、短时间释放——2区

4）多级释放源：包含以上两种特征。

（2）通风

1）通风方式：自然通风、人工通风；

2）通风有效性：①良好通风；②一般通风；③差的通风；④无通风；

3）通风等级

①高级通风（VH）：瞬间降低释放源浓度；

②中级通风（VM）：能控制浓度，区域不扩大；

③低级通风（VL）：不能控制浓度，停止释放后也不能消除爆炸区。

（二）爆炸性气体危险区域划分

1、按释放源级别划分区域

连续级释放源划为0区，一级释放源划为1区，二级释放源划为2区。

2、其次根据通风调整分区

①良好通风降低危险区域等级：25%；

②局部机械通风比自然通风和一般机械通风（全面通风）更有效；

③通风不良；障碍物、凹坑、死角等局部区域提高等级；

3、利用堤、墙等障碍物可限制重气扩散，缩小危险区域范围。

四、防爆电气设备和防爆电气线路 P102 （必考点）

1、防爆电气设备类型

（1）隔爆型（d）、增安型（e）、本质安全型（i）、正压型（p）、充油型（o）、充砂型（q）、无火花型（n）、浇封型（m）、气密型（h）等。

2、防爆电气设备的保护级别（EPL）P104

（1）煤矿甲烷的I类设备EPL分为Ma、Mb两级；

（2）爆炸性气体的Ⅱ类设备EPL分为Ga、Gb、Gc三级；

（3）爆炸性粉尘的Ⅲ类设备EPL分为Da、Db、Dc三级；

3、防爆电气设备的标志

（1）Ex d ⅡB T3 Gb，表示为隔爆型"d"，保护级别（EPL）为Gb，用于ⅡB类T3组爆炸性气体环境的防爆电气设备。

（2）Ex p ⅢC T120℃ Db IP65，表示为正压型"p"，保护级别（EPL）为Db，用于有ⅢC导电粉尘的爆炸性粉尘环境的防爆电气设备，其最高表面温度低于120℃，外壳防护等级IP65。

（3）煤矿的电气设备，应有可燃气体标识如"Ex d I/Ⅱ(NH3)"。

4、爆炸危险环境中电气设备选用

A.根据电气设备使用环境的区域、电气设备种类、防护级别和使用条件等选择电气设备。

B．防爆电气设备的类别和组别不应低于该危险环境内爆炸性混合物的类别和组别。

5、防爆电气线路 P106

（1）线路敷设方式

远离危险区域和释放源、用非燃性材料、避开恶劣环境、架空电力线路严禁跨越爆炸性气体环境。

（2）隔离密封

（3）导线材料

爆炸危险环境应优先采用铜线。

1区和21区电力及照明≥2.5mm²；

2区和22区电力≥1.5mm²（铜质）/≥16mm²（铝质）；

2区和22区照明≥1.5mm²。

（4）允许载流量

1区、2区导体载流量≥熔断器熔体额定电流和短路器长延时过电流脱扣器整流的1.25倍。

五、电气防火防爆技术

（一）消除或减少爆炸性混合物

（二）消除引燃源

（三）隔离和间距

（四）爆炸性危险环境接地和接零

（五）电气灭火

第四节 雷击和静电防护技术

一、防雷 P109

（一）防雷概要

1、雷电种类：直击雷——感应雷——球雷

2、雷电参数

1）雷暴日2）雷电流幅值3）雷电流陡度4）雷电冲击过电压

3、雷电的危害

1）火灾和爆炸2）触电3）设备和设施毁坏4）大规模停电

4、防雷分类（必考点）

1）第一类防雷建筑物

0区、20区；1区、21区中怕电火花引起爆炸的；

火药制造车间、乙炔站、电石库、汽油提炼车间等。

2）第二类防雷建筑物

国家级重点文物保护的建筑物、展览馆，国家级通讯枢纽、大型体育馆等等

1区、21区中不怕电火花引起爆炸的

2区、22区爆炸危险场所

3）第三类防雷建筑物

省级重点文物的建筑物、档案馆

（二）防雷装置 P112

防雷装置包括外部防雷装置和内部防雷装置。

（1）外部防雷装置

1）装置构成：接闪器、引下线和接地装置组成。

2）接闪器：避雷针、避雷线、避雷网、避雷带

保护范围按滚球法确定。一类为30m、二类为45m、三类为60m。

3）引下线：截面锈蚀30%更换。

4）接地装置：接地体和接地线，冲击接地电阻≤10Ω。

（2）内部防雷装置主要有防雷等电位连接及防雷间距。

（三）防雷技术

（1）直击雷防护 P114

第一类、第二类和第三类防雷建筑物，高压架空电力线路、变压站等应采取防直击雷击措施。

直击雷防护的主要措施是装设接闪杆、架空接闪线或网。接闪杆分独立杆和附设杆，独立接闪杆是离开建筑物单独装设的，接地装置应当单设。

严禁在装有避雷针的构筑物上架设通讯线、广播线或低压线。利用照明灯塔作独立避雷针支柱时，为了防止将雷电冲击电压引进室内，照明电源线必须采用铅皮电缆或穿入铁管，并将铅皮电缆或铁管埋入地下10m以上（水平距离，埋深0.5～0.8m）才能引进室内。

第一类防雷建筑物要求装设独立接闪杆，架空接闪或网。

第二类和第三类防雷建筑物宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆。

（2）二次放电防护

第一类防止二次放电的最小距离≥3m，第二类≥2m。

（3）感应雷防护

金属外壳与防闪电感应的接地装置相连。

（4）雷电冲击波防护

电缆直接埋地敷设，接地装置。

（5）电涌防护

（6）电磁脉冲防护

等电位连接，并接地，箱内安电涌保护器。

（7）人身防雷

①雷电天气，减少户外活动及逗留时间。

②为了防止二次放电和跨步电压伤人，远离建筑物的接闪杆及其接地引下线，以及其他孤立物体。

③雷雨天气室内应注意远离可能因雷电侵入的照明线、动力线。电话线、广播线等。尽量不要用电器及充电，不要靠近窗户金属栏杆，关好门窗，防止球形雷电伤害。

二、静电防护技术 P117

（一）静电危害

1、火灾和爆炸；

2、静电电击；

3、妨碍生产。

（二）静电防护措施（必考）P120

1、环境危险程度控制：取代、减少易燃物，较少氧化剂

2、工艺控制：用料选择、限制流速

3、接地：导体

4、增湿：50%以上（不宜高温绝缘体）

5、抗静电添加剂

6、静电消除器：非导体

第五节 电气装置安全技术

一、低压电气设备 P122

（一）电气设备环境条件和外壳防护等级

第一种防尘等级0～6七级，第二种防水等级0～8九级。

（二）电动机

1.危险因素：异常带电、电火花、故障停车、突然启动失控

2.安全运行：规格相符、电压电流波动不大、绝缘良好、保护完善、完整且清洁、定期检修

（三）手持电动工具和移动式电气设备（每条了解）

①I类设备必须接地（如洗衣机）

②火灾爆炸环境，设中性线和零线；

③单相设备的相线和中性线应有熔断器，并装双极开关。

④移动式电气设备不接地，用橡皮套软线作电源线。

⑤一般场所，手持电动工具采用Ⅱ类设备，潮湿、导体场所用Ⅱ类设备，漏电保护电流≤15mA，动作时间≤0.1s，狭窄危险场所用Ⅲ类设备，控制箱及电源连接器要放在场所外部。

（四）电气照明

①一般照明电源220V，安装高度不足2.2m时，用24v安全电压；

②照明配线采用额定500V的绝缘导线；

③建筑物进户处，带保护装置的总开关；

④应急照明电源要区别于正常照明的电源；

⑤白炽灯功率≤1000W；

⑥凡100W以上的照明器采用瓷灯座；

⑦库房内不设碘钨灯、卤钨灯60W以上白炽灯等高温灯具。

（五）低压电器

低压电器：控制电器和保护电器

控制电器：接通、断开线路和用来控制电气设备。如：刀开关、低压断路器、减压启动器等

保护电器：获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。如熔断器、热继电器等

二、高压电气设备 P130

（一）变、配电站安全要求

1、位置：上风侧、人员少

2、建筑结构：高7m低10m开2门，装置室＞8m开2门。

（二）变压器

油浸式变压器绝缘油闪点135～160℃，有火灾爆炸危险。

三、电气线路

10kV以下的中间接头多采用环氧树脂浇注；

橡皮绝缘线65℃、塑料绝缘线70℃、裸线70℃、铅包电缆80℃、塑料电缆65℃；

运行中的低压电力线路的绝缘电阻一般不得低于每伏工作电压1000Ω，新安装和大修后的低压电力线路一般不得低于0.5MΩ。

四、电气安全检测仪器

（一）绝缘电阻测量仪

1.兆欧表使用

500V以下用500V或1000V兆欧表；500V以上的1000V或2500V兆欧表；10kV及10kV以上的用2500V兆欧表。兆欧表测量绝缘电阻时注意事项：

（1）被测设备必须通电，大电容设备测量前后应放电；

（2）测量连接导线不得采用双股绝缘线，而采用绝缘良好的单股线分开连接，避免误差；

（3）使用指针式兆欧表转速要由慢至快，转速应稳定；

（4）使用指针式兆欧表测量过程中，如果指针指向"0"位，表示绝缘已失效，应停止转把。

（5）测量时尽可能在设备刚停止运转时进行，以使测量结果符合运转时的实际温度。

（二）接地电阻测量仪

1、雷雨天不测防雷接地装置的接地电阻；2、连接线避免与高压架空线平行

（三）谐波测试仪

谐波是频率为50Hz的基波整数倍的正弦波，谐波影响电能质量。

（四）红外测温仪

避免强磁、高温变化大环境测量，在覆盖黑色薄膜的安全距离测量温度

（五）可燃气体检测

1、可燃气体浓度达到其爆炸下限（LEL）20%时应报警；

2、离阀门、接头处1m内；

3、可燃气体比空气轻，测量探头一般安装在设备上方，离屋顶等1m；

4、可燃气体比空气重，测量探头一般安装在设备下方，离地面等1.5～2m；

5、探头所接电线应采用三芯屏蔽电缆，芯线截面≥1mm²，屏蔽层应接地。

6、安装作业应符合爆炸危险环境作业要求，探头应定期标定。

2020版本《安全生产技术基础》