2012年安全工程師輔導《技術》:雷電危害
一、雷電危害
雷擊事故是由自然界中正、負電荷形式的能量造成的事故。
?。ㄒ唬├纂姷姆N類及危害
l.雷電種類
(1)直擊雷。直擊雷是帶電積云接近地面至一定程度時,與地面目標之間的強烈放電。直擊雷的每次放電含有先導放電、主放電、余光三個階段。大約50%的直擊雷有重復放電特征。每次雷擊有三、四個沖擊至數(shù)十個沖擊。一次直擊雷的全部放電時間一般不超過500 ms.
?。?)感應雷。感應雷也稱作雷電感應,分為靜電感應雷和電磁感應雷。靜電感應雷是由于帶電積云在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷,在帶電積云與其他客體放電后,感應電荷失去束縛,以大電流、高電壓沖擊波的形式,沿線路導線或?qū)щ娡钩鑫锏膫鞑ァk姶鸥袘资怯捎诶纂姺烹姇r,巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強磁場在鄰近的導體上產(chǎn)生的很高的感應電動勢。
?。?)球雷。球雷是雷電放電時形成的發(fā)紅光,橙光、白光或其他顏色光的火球。從電學角度考慮,球雷應當是一團處在特殊狀態(tài)下的帶電氣體。
此外,直擊雷和感應雷都能在架空線路或在空中金屬管道上產(chǎn)生沿線路或管道的兩個方向迅速傳播的雷電沖擊渡。
2雷電危害
雷電具有雷電流幅值大(可達數(shù)十千安至數(shù)百千安)、雷電流陡度大(可達50 kA/μs)、沖擊性強、沖擊過電壓高(可達數(shù)百千安至數(shù)千千安)的特點。其特點與其破壞性有緊密的關系。
雷電有電性質(zhì)、熱性質(zhì)、機械性質(zhì)等多方面的破壞作用,均可能帶來極為嚴重的后果。
?。?)火災和爆炸。直擊雷放電的高溫電弧、二次放電、巨大的雷電流、球雷侵肟芍苯右鴰鷦趾捅ǎ懷寤韉繆夠鞔┑縉璞傅木檔繞蘋悼杉浣右鴰鷦趾捅ǎ?nbsp;
?。?)觸電。積云直接對人體放電、二次放電、球雷打擊、雷電流產(chǎn)生的接觸電壓和跨步電壓可直接使人觸電;電氣設備絕緣因雷擊而損壞也可使人遭到電擊。
(3)設備和設施毀壞。雷擊產(chǎn)生的高電壓、大電流伴隨的汽化力、靜電力、電磁力可毀壞重要電氣裝置和建筑物及其他設施。
?。?)大規(guī)模停電。電力設備或電力線路破壞后即可能導致大規(guī)模停電。
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1.防雷建筑物分類
建筑物按其火災和爆炸的危險性、人身傷亡的危險性、政治經(jīng)濟價值分為三類。不同類別的建筑物有不同的防雷要求。
?。?)第一類防雷建筑物。指制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量危險物質(zhì),遇電火花會引起爆炸,從而造成巨大破壞或人身傷亡的建筑物。
(2)第二類防雷建筑物。指對國家政治或國民經(jīng)濟有重要意義的建筑物以及制造,使用和貯存爆炸危險物質(zhì),但電火花不易引起爆炸,或不致造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物。
(3)第三類防雷建筑物。指需要防雷的除第一類、第二類防雷建筑物以外需要防雷的建筑物。
2.直擊雷防護
第一類防雷建筑物、第二類防雷建筑物、第三類防雷建筑物的易受雷擊部位,遭受雷擊后果比較嚴重的設施或堆料,高壓架空電力線路、發(fā)電廠和變電站等.應采取防直擊雷的措施。
裝設避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶是直擊雷防護的主要措施。避雷針分獨立避雷針和附設避雷針。獨立避雷針不應設在人經(jīng)常通行的地方。避雷針的保護范圍按滾球法計算。
3.二次放電防護
為了防止二次放電,不論是空氣中或地下,都必須保證接閃器、引下線、接地裝置與鄰近導體之間有足夠的安全距離。在任何情況下,第一類防雷建筑物防止二次放電的最小距離不得小于3 m,第二類防雷建筑物防止二次放電的最小距離不得小于2 m.不能滿足間距要求時應予跨接。
4.感應雷防護
有爆炸和火災危臉的建筑物、重要的電力設施應考慮感應雷防護。
為了防止靜電感應雷的危險,應將建筑物內(nèi)不帶電的金屬裝備、金屬結(jié)構連成整體并予以接地。為了防止電磁感應雷的危險,應將平行管道、相距不到100 mm的管道用金屬線跨接起來。
5.雷電沖擊波防護
變配電裝置、可能有雷電沖擊波進入室內(nèi)的建筑物應考慮雷電沖擊波防護。
為了防止雷電沖擊波侵入變配電裝置,可在線路引入端安裝閥型避雷器。閥型避雷器上端接在架空線路上,下端接地。正常時避雷器對地保持絕緣狀態(tài);當雷電沖擊波到來時,避雷器被擊穿,將雷電引入大地,沖擊渡過去后.避雷器自動恢復絕緣狀態(tài)。
對于建筑物,可采用以下措施;
?。?)全長直接埋地電纜供電,入戶處電纜金屬外皮接地;
?。?)架空線轉(zhuǎn)電纜供電,架空線與電纜連接處裝設閥型避雷器,避雷器、電纜金屬外皮、絕緣子鐵腳、金具等一起接地;
?。?)架空線供電.入戶處裝設閥型避雷器或保護間隙,井與絕緣子鐵腳、金具一起接地。
6.人身防雷
雷暴時.應盡量減少在戶外或野外逗留;在戶外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣;如有條件,可進入有寬大金屬構架或有防雷設施的建筑物、汽車或船只。
雷暴時,應盡量離開小山、小丘、隆起的小道,應盡量離開海濱、湖濱、河邊、池塘旁,應盡量避開鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨的樹木附近,還應盡量離開沒有防雷保護的小建筑物或其他設施。
雷暴時,在戶內(nèi)應離開照明線、動力線、電話線、廣播線、收音機和電視機電源線、收音機和電視機天線以及與其相連的各種金屬設備。雷雨天氣.應注意關閉門窗。
【例題】為了防止雷電沖擊波侵入變配電裝置,可在線路引入端安裝___。( )
A.避雷線B.避雷網(wǎng)C.閥型避雷器D. 避雷帶
【答案】 C
二、靜電危害
靜電事故是工藝過程中或人們活動中產(chǎn)生的,相對靜止的正電荷和負電荷形式的能量造成的事故。
(一)靜電的特性度危害
1.靜電的產(chǎn)生
最常見產(chǎn)生靜電的方式是接觸分離起電。當兩種物體接觸,其間距離小于25×10-8cm時,將發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,并在分界面兩側(cè)出現(xiàn)大小相等、極性相反的兩層電荷。當兩種物體迅速分離時即可能產(chǎn)生靜電。
下列工藝過程比較容易產(chǎn)生和積累危險靜電:
?。?)固體物質(zhì)大面積的摩擦;
?。?)固體物質(zhì)的粉碎、研磨過程,粉體物料的篩分、過濾、輸送、干燥過程;懸浮粉塵的高速運動;
?。?)在棍合器中攪拌各種高電阻率物質(zhì);
(4)高電阻率液體在管道中高速流動、液體噴出管口、液體注入容器;
?。?)液化氣體、壓縮氣體或高壓蒸氣在管道中流動或由管口噴出時;
?。?)穿化纖布料衣服、穿高絕緣鞋的人員在操作、行走、起立等。
2.靜電的特點
(1)靜電電壓高。靜電能量不大,但其電壓很高。固體靜電可達20×104V以上,液體靜電和粉體靜電可達數(shù)萬伏,氣體和蒸氣靜電可達10000V以上,人體靜電也可達10000V以上。
(2)靜電泄漏慢。由于積累靜電的材料的電阻率都很高,其上靜電泄漏很慢。
?。?)靜電的影響因素多。靜電的產(chǎn)生和積累受材質(zhì)、雜質(zhì)、物料特征、工藝設備(如幾何形狀、接觸面積)和工藝參數(shù)(如作業(yè)速度)、濕度和溫度、帶電歷程等因素的影響。
由于靜電的影響因素多,靜電事故的隨機性強。
3.靜電的危害
工藝過程中產(chǎn)生的靜電可能引起爆炸和火災,也可能給人以電擊,還可能妨礙生產(chǎn)。其中,爆炸或火災是量大的危害和危險。
?。ǘ┓漓o電措施
靜電最為嚴重的危險是引起爆炸和火災,因此,靜電安全防護主要是對爆炸和火災的防護。這些措施對于防止靜電電擊和防止靜電影響生產(chǎn)也是有效的。
1.環(huán)境危險程度控制
靜電引起爆炸和火災的條件之一是有爆炸性混合物存在。為了防止靜電的危險,可采取取代易燃介質(zhì)、降低爆炸性混合物的濃度、減少氧化劑含量等控制所在環(huán)境爆炸和火災危險程度的措施。
2.工藝控制
為了有利于靜電的泄漏,可采用導電性工具;為了減輕火花放電和感應帶電的危險,可采用阻值為107~109Ω左右的導電性工具。
為了限制產(chǎn)生危險的靜電,烴類燃油在管道內(nèi)流動時,流速與管徑應滿足以下關系:
ν2D≤0.64式中q——流速,m/s;
D——管徑,m.為了防止靜電放電,在液體灌裝過程中不得進行取樣、檢測或測溫操作。進行上述操作前,應使液體靜置一定的時間,使靜電得到足夠的消散或松弛。
為了避免液體在容器內(nèi)噴射和濺射,應將注油管延伸至容器底部;裝油前清除罐底積水和污物,以減少附加靜電。
3.接地
接地的作用主要是消除導體上的靜電。金屬導體應直接接地。為了防止火花放電,應將可能發(fā)生火花放電的間隙跨接連通起來,并予以接地。
防靜電接地電阻原則上不超過lMΩ即可;對于金屬導體,為了檢測方便,可要求接地電阻不超過100Ω~l000 Ω。
對于產(chǎn)生和積累靜電的高絕緣材料,宜通過106Ω或稍大一些的電阻接地。
4.增濕
為防止大量帶電,相對濕度應在50%以上;為了提高降低靜電的效果,相對濕度應提高到65%~70%.增濕的方法不宜用于防止高溫環(huán)境里的絕緣體上的靜電。
5.抗靜電添加劑
抗靜電添加劑是化學藥劑。在容易產(chǎn)生靜電的高絕緣材料中加入抗靜電添加劑之后,能降低材料的體積電阻辛或表面電阻率以加速靜電的泄露,消除靜電的危險。
6.靜電中和器
靜電中和器又稱靜電消除器。靜電中和器是能產(chǎn)生電子和離子的裝置。由于產(chǎn)生了電子和離子,物料上的靜電電荷得到異性電荷的中和,從而消除靜電的危險。靜電中和器主要用來消除非導體上的靜電。
7.加強靜電安全管理
靜電安全管理包括制訂關聯(lián)靜電安全操作規(guī)程、制訂靜電安全指標、靜電安全教育、靜電檢測管理等內(nèi)容。
【例題】以下防靜電措施正確的是___。( )
A.為了防止靜電的危險,可采取取代易燃介質(zhì)、降低爆炸性混合物的濃度、減少氧化劑含量等控制所在環(huán)境爆炸和火災危險程度的措施。
B.為了有利于靜電的泄漏,可采用阻值為100Ω~l000 Ω左右的導電性工具。
C.為了防止靜電放電,在液體灌裝過程中不得進行取樣、檢測或測溫操作。
D. 接地的作用主要是消除導體上的靜電。對于金屬導體,可要求接地電阻不超過lMΩ。
【答案】 A C
三、電磁輻射傷害
電磁輻射事故是指電磁波形式的能量輻射而造成的事故。
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輻射電磁波指頻率100 kHz以上的電磁渡。在一定強度的高頻電磁渡照射下,人體所受到的傷害主要表現(xiàn)為頭暈、記憶力減退、睡眠不好等神經(jīng)衰弱癥狀。嚴重者除神經(jīng)衰弱癥狀加重外,還伴有心血管系統(tǒng)癥狀。電磁波對人體的傷害有滯后性,并可能通過遺傳因子影響到后代。除對人體有傷害外,高頻電磁渡還能造成高頻感應放電和高頻干擾。
除無線電設備外,高頻金屬加熱設備(如高頻淬火設備、高頻焊接設備)、高頻介質(zhì)加熱設備(如高頻熱合機、絕緣材料干燥設備)也是有電磁輻射危險的設備。
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為防止電磁輻射的危害,應采取屏蔽、吸收等專門的預防措施。
屏蔽分為主動場屏蔽和被動場屏蔽。主動場屏蔽是指將輻射源置于屏蔽體之內(nèi),將電磁場限制在某一范圍內(nèi),使其不對屏蔽體以外的工作人員或儀器設備產(chǎn)生有害影響的屏蔽方式。被動場屏蔽是指屏蔽室,個人防護等屏蔽方式。
用于高頻防護的板狀屏蔽和網(wǎng)狀屏蔽均可用銅材、鋁材或鋼材制成。必要時可考慮雙層屏蔽。
屏蔽上孔洞直徑不宜超過電磁波波長的l/5;縫隙寬度不宜超過電磁波波長的1/10.如果在板狀屏蔽上涂上一層有微小的顆粒材料,則可減少電磁渡的反射.更有效地吸收電磁波的能量,構成所謂吸收屏蔽。
高頻接地的接地線不宜太長。接地線長度最好能限制在電磁渡波長的l/4之內(nèi)。如無法達到這一要求,也應避免渡長為1/4的奇數(shù)倍。高頻接地線宜采用多股銅線或多層銅皮制成。屏蔽接地只宜在屏蔽的一點與接地體相連。
此外,還可以利用電磁波能在波導管內(nèi)自由傳播的特點,人為改變可能傳播電磁渡的金屬管的幾何尺寸和幾何形狀,以抑制電磁渡的泄漏;還可以利用諧振,消耗輻射能量;還應注意改進高頻設備及其饋線的設計,以減小其有效的輻射功率;還應注意作業(yè)場所高頻設備的合理布局,以減輕電磁波的干涉、反射和二次發(fā)射。
四、電氣系統(tǒng)故障
電氣系統(tǒng)故障引發(fā)的事故包括:異常停電、異常帶電、電氣設備損壞、電氣線路損壞、短路、斷線、接地、電氣火災等。
異常停電指在正常生產(chǎn)過程中供電突然中斷。這種情況會使生產(chǎn)過程陷入混亂,造成經(jīng)濟損失;在有些情況下,還會造成事故和人員傷亡。在工程設計和安全管理中,必須考慮到異常停電的可能,從技術和管理角度。使異常停電可能造成的損失得到消除或盡量減少。
異常帶電指在正常情況下不應當帶電的生產(chǎn)設施或其中的部分意外帶電。異常帶電容易導致人員受到傷害。在工程設計和安全管理工作中,應當充分考慮到這一因素,適當安裝漏電保護器等安全裝置,保證人員不致受到異常帶電的傷害。
【例題】用于高頻防護的板狀屏蔽和網(wǎng)狀屏蔽均可用銅材、鋁材或鋼材制成,屏蔽上孔洞直徑不宜超過電磁波波長的___;縫隙寬度不宜超過電磁波波長的___。 ( )
A. l/2 1/5 B. l/5 1/10 C. l/8 1/10 D. l/10 1/5
【答案】 B
五、電氣裝置安全要點
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變配電站是企業(yè)的動力樞紐。變配電站裝有變壓器、互感器、避雷器、電力電容器、高低壓開關、高低壓母線、電纜等多種高壓設備和低壓設備。變配電站發(fā)生事故不僅使整個生產(chǎn)活動不能正常進行,還可能導致火災和人身傷亡事故。
1.變配電站位置
變配電站位置應符合供電、建筑、安全的基本原則。從安全角度考慮,變配電站應避開易燃易爆環(huán)境;變配電站宜設在企業(yè)的上風側(cè),并不得設在容易沉積粉塵和纖維的環(huán)境,變配電站不應設在人員密集的場所。變配電站的選址和建筑應考慮滅火、防蝕、防污、防水,防雨、防雪、防振的要求。地勢低洼處不宜建變配電站。
變配電站應有足夠的消防通道并保持暢通。
2.建筑結(jié)構
高壓配電室、低壓配電室、油浸電力變壓器室、電力電容器室、蓄電池室應為耐火建筑。蓄電池室應隔離。
變配電站各間隔的門應向外開啟;門的兩面都有配電裝置時,應兩邊開啟。門應為非燃燒體或難燃燒體材料制作的實體門。長度超過7 m的高壓配電室和長度超過10 m的低壓配電室至少應有兩個門。
室內(nèi)油量600 kg以上的充油設備必須有事故蓄油設施。貯油坑應能容納100%的油。
3.間距、屏護和隔離
變配電站各部間距和屏護應符合專業(yè)標準的要求。室外變、配電裝置與建筑物應保持規(guī)定的防火間距。室內(nèi)充油設備油量60 kg以下者允許安裝在兩側(cè)有隔板的間隔內(nèi);油量60~600 kg者須裝在有防爆隔墻的間隔內(nèi); 600 kg以上者應安裝在單獨的間隔內(nèi)。
4.通道
變配電站室內(nèi)各通道應符合要求。高壓配電裝置長度大于6m時,通道應設兩個出口;低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時, 應增加出口。
5.通風
蓄電池室、變壓器室、電力電容器室應有良好的通風。
6.封堵
門窗及孔洞應設置網(wǎng)孔小于10×10mm的金屬網(wǎng),防止小動物鉆入。通向站外的孔洞、溝道應予封堵。
7.標志
變配電站的重要部位應設有“止步,高壓危險!”等標志。
8.連鎖裝置
斷路器與隔離開關操動機構之間、電力電容器的開關與其放電負荷之間應裝有可靠的連鎖裝置。
9.電氣設備正常運行
電流、電壓、功率因數(shù)、油量、油色、溫度指示應正常;連接點應無松動、過熱跡象;門窗、圍欄等輔助設施應完好;聲音應正常,應無異常氣味;瓷絕緣不得掉瓷、不得有裂紋和放電痕跡并保持清潔;充油設備不得漏油、滲油。
10.安全用具和滅火器材
變配電站應備有絕緣桿、絕緣夾鉗、絕緣靴、絕緣手套、絕緣墊、絕緣站臺、各種標示牌、臨時接地線、驗電器、腳扣、安全帶、梯子等各種安全用具。變配電站應配備可用于帶電滅火的滅火器材。
11.技術資料
變配電站應備有高壓系統(tǒng)圖、低壓系統(tǒng)圖、電纜布線圖、二次回路接線圖、設備使用說明書、試驗記錄、測量記錄、檢修記錄、運行記錄等技術資料。
12.管理制度
變配電站應建立并執(zhí)行各項行之有效的規(guī)章制度,如工作票制度、操作票制度、工作許可制度、工作監(jiān)護制度、值班制度、巡視制度、檢查制度、檢修制度及防火責任制、崗位責任制等規(guī)章制度。
?。ǘ┲饕兣潆娫O備安全
除上述變配電站的一般安全要求外,變壓器等設備尚需滿足以下安全要求。
1.電力變壓器
電力變壓器是變配電站的核心設備,按照絕緣結(jié)構分為油浸式變壓器和干式變壓器。
油浸式變壓器所用油的閃點在135~160℃之間,屬于可燃液體。變壓器內(nèi)的固體絕緣襯墊、紙板、棉紗、布、木材等都屬于可燃物質(zhì),其火災危險性較大,而且有爆炸的危險。
1)變壓器安裝
?。?)變壓器各部件及本體的固定必須牢固。
?。?)電氣連接必須良好;鋁導體與變壓器的連接應采用銅鋁過渡接頭。
?。?)變壓器的接地一般是其低壓繞組中性點、外殼及其閥型避雷器三者共用的地。接地必須良好,接地線上應有可斷開的連接點。
(4)變壓器防爆管噴口前方不得有可燃物體。
?。?)位于地下的變壓器室的門、變壓器室通向配電裝置室的門、變壓器室之間的門均應為防火門。
?。?)居住建筑物內(nèi)安裝的油浸式變壓器,單臺容量不得超過400 kV·A.(7)10 kV變壓器殼體距門不應小于1 m,距墻不應小于0.8 m(裝有操作開關時不應小于1.2m)。
?。?)采用自然通風時,變壓器室地面應高出室外地面1.1 m.(9)室外變壓器容量不超過315 kV·A者可柱上安裝,315 kV·A以上者應在臺上安裝;一次引線和二次引線均應采用絕緣導線;柱上變壓器底部距地面高度不應小于2.5 m、裸導體距地面高度不應小于3.5 m;變壓器臺高度一般不應低于0.5 m、其圍欄高度不應低于1.7 m、變壓器殼體距圍欄不應小于1 m、變壓器操作面距圍欄不應小于2 m.(1 0)變壓器室的門和圍欄上應有“止步,高壓危險!”的明顯標志。
2)變壓器運行
運行中變壓器高壓側(cè)電壓偏差不得超過額定值的士5%、低壓最大不平衡電流不得超過額定電流的25%。上層油溫一般不應超過85℃;冷卻裝置應保持正常,呼吸器內(nèi)吸潮劑的顏色應為淡藍色;通向氣體繼電器的閥門和散熱器的閥門應在打開狀態(tài),防爆管的膜片應完整,變壓器室的門窗、通風孔、百葉窗、防護網(wǎng)、照明燈應完好;室外變壓器基礎不得下沉,電桿應牢固、不得傾斜。
干式變壓器的安裝場所應有良好的通風,且空氣相對濕度不得超過70%。
2.電力電容器
電力電容器是充油設備,安裝,運行或操作不當即可能著火甚至發(fā)生爆炸,電容器的殘留電荷還可能對人身安全構成直接威脅。
1)電容器安裝
(1)電容器所在環(huán)境溫度一般不應超過40℃,周圍空氣相對濕度不應大于80%,海拔高度不應超過1000 m;周圍不應有腐蝕性氣體或蒸汽,不應有大量灰塵或纖維;所安裝環(huán)境應無易燃、易爆危險或強烈振動。
?。?)總油量300 kg以上的高壓電容器應安裝在單獨的防爆室內(nèi);總油量300 kg以下的高壓電容器和低壓電容器應視其油量的多少安裝在有防爆墻的間隔內(nèi)或有隔板的間隔內(nèi)。
?。?)電容器應避免陽光直射,受陽光直射的窗玻璃應涂以白色。
?。?)電容器室應有良好的通風。電容器分層安裝時應保證必要的通風條件。
?。?)電容器外殼和鋼架均應采取接地(或接零)措施。
?。?)電容器應有合格的放電裝置。
(7)高壓電容器組總?cè)萘坎怀^100 kvar時,可用跌開式熔斷器保護和控制;總?cè)萘縧00~300 kvar時,應采用負荷開關保護和控制;總?cè)萘?00 kvar以上時,應采用真空斷路器或其他斷路器保護和控制。低壓電容器組總?cè)萘坎怀^100 kvar時,可用交流接觸器、刀開關、熔斷器或刀熔開關保護和控制;總?cè)萘?00 kvar以上時,應采用低壓斷路器保護和控制。
2)電容器運行
電容器運行中電流不應長時間超過電容器額定電流的1.3倍;電壓不應長時間超過電容器額定電壓的1.1倍;電容器外殼溫度不得超過生產(chǎn)廠家的規(guī)定值(一般為60℃或65 c)。
電容器外殼不應有明顯變形,不應有漏油痕跡。電容器的開關設備、保護電器和放電裝置應保持完好。
3.高壓開關
高壓開關主要包括高壓斷路器、高壓負荷開關和高壓隔離開關。高壓開關用以完成電路的轉(zhuǎn)換,有較大的危險性。
1)高壓斷路器
高壓斷路器是高壓開關設備中最重要、最復雜的開關設備。高壓斷路器有強有力的滅弧裝置,既能在正常情況下接通和分斷負荷電流,又能借助繼電保護裝置在故障情況下切斷過載電流和短路電流。
斷路器分斷電路時,如電弧不能及時熄滅,不但斷路器本身可能受到嚴重損壞,還可能迅速發(fā)展為弧光短路,導致更為嚴重的事故。
按照滅弧介質(zhì)和滅弧方式,高壓斷路器可分為少油斷路器、多油斷路器、真空斷路器、六氟化硫斷路器、壓縮空氣斷路器、固體產(chǎn)氣斷路器和磁吹斷路器。
高壓斷路器必須與高壓隔離開關串聯(lián)使用,由斷路器接通和分斷電流,由隔離開關隔斷電源。因此,切斷電路時必須先拉開斷路器后拉開隔離開關;接通電路時必須先合上隔離開關后合上斷路器。為確保斷路器與隔離開關之間的正確操作順序,除嚴格執(zhí)行操作制度外,10 kv系統(tǒng)中常安裝機械式或電磁式連鎖裝置。
油斷路器是有爆炸危險的設備。為了防止斷路器爆炸,應根據(jù)額定電壓、額定電流和額定開斷電流等參數(shù)正確選用斷路器,并應保持斷路器在正常的運行狀態(tài)。運行中,斷路器的操作機構、傳動機構、控制回路、控制電源應保持良好。
2)高壓隔離開關
高壓隔離開關簡稱刀閘。隔離開關沒有專門的滅弧裝置.不能用來接通和分斷負荷電流,更不能用來切斷短路電流。隔離開關主要用來隔斷電源,以保證檢修和倒閘操作的安全。
隔離開關安裝應當牢固,電氣連接應當緊密、接觸良好;與銅、鋁導體連接須采用銅鋁過渡接頭。
隔離開關不能帶負荷操作。拉閘、合閘前應檢查與之串聯(lián)安裝的斷路器是否在分閘位置。
運行中的高壓隔離開關連接部位溫度不得超過75℃。機構應保持靈活。
3)高壓負荷并關
高壓負荷開關有比較簡單的滅弧裝置,用來接通和斷開負荷電流。負荷開關必須與有高分斷能力的高壓熔斷器配合使用,由熔斷器切斷短路電流。
高壓負荷開關的安裝要求與高壓隔離開關相似。
高壓負荷開關分斷負荷電流時有強電弧產(chǎn)生.因此,其前方不得有可燃物。
?。ㄈ╇姎饩€路安全
l.架空線路
凡擋距超過25 m,利用桿塔敷設的高、低壓電力線路都屬于架空線路。架空線路主要由導線、桿塔、橫擔、絕緣子、金具、基礎及拉線組成。
架空線路木電桿梢徑不應小于150 mm,不得有腐朽、嚴重彎曲、劈裂等跡象,頂部應做成斜坡形,根部應做防腐處理。水泥電桿鋼筋不得外露,桿身彎曲不超過桿長的0.2%。絕緣子的瓷件與鐵件應結(jié)合緊密,鐵件鍍鋅良好,瓷釉光滑、無裂紋,燒痕、氣泡或瓷釉燒壞等缺陷。拉線與電桿的夾角不宜小于45°,如果受到地形限制時,亦不應小于30°。拉線穿過公路時其高度不應小于6 m.拉線絕緣子高度不應小于2.5 m.架空線路的導線與地面、各種工程設施、建筑物、樹木、其他線路之間,以及同一線路的導線與導線之間均應保持足夠的安全距離。
2.電纜線路
電纜線路主要由電力電纜、終端接頭、中間接頭及支撐件組成。
電纜線路有電纜溝或電纜隧道敷設、直接埋入地下敷設、撟架敷設、支架敷設、鋼索吊掛敷設等敷設方式。
敷設電纜不應損壞電纜溝、罐道、電纜井和人井的防水層。
三相四線系統(tǒng)應采用四芯電力電纜,不應采用三芯電纜另加1根單芯電纜或以導線、電纜金屬護套作中性線。
電纜的最小彎曲半徑應符合表1——7的要求。表中D為電纜外徑。
電纜進入電纜溝、隧道、豎井、建筑物、盤(柜)處應予封堵。
電纜直接敷設不得應用非鎧裝電纜。直埋電纜在直線段每隔50~100 m處、電纜接頭處、轉(zhuǎn)彎處、進入建筑物等處應設置明顯的標志或標樁。
電力電纜的終端頭和中間接頭,應保證密封良好,防止受潮。電纜終端頭、中間接頭的外殼與電纜金屬護套及鎧裝層均應良好接地。
?。ㄋ模┡潆姽瘢ㄏ洌?/p>
配電柜(箱)分動力配電柜(箱)和照明配電柜(箱),是配電系統(tǒng)的末級設備。
1.配電柜(箱)安裝
?。?)配電柜(箱)應用不可燃材料制作。
?。?)觸電危險性小的生產(chǎn)場所和辦公室,可安裝開啟式的配電板。
?。?)觸電危險性大或作業(yè)環(huán)境較差的加工車間、鑄造、鍛造、熱處理、鍋爐房、木工房等場所,應安裝封閉式箱柜。
(4)有導電性粉塵或產(chǎn)生易燃易爆氣體的危險作業(yè)場所,必須安裝密閉式或防爆型的電氣設施。
(5)配電柜(箱)各電氣元件、儀表、開關和線路應排列整齊,安裝牢固,操作方便;
柜(箱)應內(nèi)無積塵、積水和雜物。
?。?)落地安裝的柜(箱)底面應高出地面50~100 mm;操作手柄中心高度一般為1.2~1.5m;柜(箱)前方0.8~1.2m的范圍內(nèi)無障礙物。
?。?)保護線連接可靠。
(8)柜(箱)以外不得有裸帶電體外露;必須裝設在柜(箱)外表面或配電板上的電氣元件,必須有可靠的屏護。
2.配電柜(箱)運行
配電柜(箱)內(nèi)各電氣元件及線路應接觸良好,連接可靠;不得有嚴重發(fā)熱、燒損現(xiàn)象。配電柜(箱)的門應完好;門鎖應有專人保管。
?。ㄎ澹┯秒娫O備和低壓電器
1.電氣設備觸電防護分類
按照觸電防護方式,電氣設備分為以下5類(1)0類。這種設備僅僅依靠基本絕緣來防止觸電。0類設備外殼上和內(nèi)部的不帶電導體上都沒有接地端子。
(2)0 1類。這種設備也是依靠基本絕緣來防止觸電的,但是,這種設備的金屬外殼上裝有接地(零)的端子,不提供帶有保護芯線的電源線。
?。?)I類。這種設備除依靠基本絕緣外,還有一個附加的安全措施。I類設備外殼上沒有接地端子,但內(nèi)部有接地端子,自設備內(nèi)引出帶有保護插頭的電源線。
(4)I類。這種設備具有雙重絕緣和加強絕緣的安全防護措施。
?。?)Ⅱ類。這種設備依靠超低安全電壓供電以防止觸電。
手持電動工具沒有0類和0 I類產(chǎn)品,市售產(chǎn)品基本上都是Ⅱ類設備。移動式電氣設備大部分是I類產(chǎn)品。
2.電氣設備外殼防護
電動機、低壓電器的外殼防護包括兩種;第一種是對固體異物進人內(nèi)部以及對人體觸及內(nèi)部帶電部分或運動部分的防護;第二種是對水進人內(nèi)部的防護。
外殼防護等級按如下方法標志:
第一位數(shù)字表示第一種防護型式的等級;第二位數(shù)字表示第二種防護型式的等級。僅考慮一種防護時,另一位數(shù)字用“×”代替。如勿需特別說明,附加字母可以省略。例如,IP54為防塵、防濺型電氣設備,IP65為塵密、防噴水型電氣設備。
3.電動機
電動機把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,分為直流電動機和交流電動機。交流電動機又分為同步電動機和異步電動機(即感應電動機),而異步電動機又分繞線型電動機和籠型電動機。電動機是工業(yè)企業(yè)最常用的用電設備。作為動力機,電動機具有結(jié)構簡單、操作方便、效率高等優(yōu)點。生產(chǎn)企業(yè)中電動機消耗的電能占總能源耗量的50%以上。
電動機的電壓、電流、頻率、溫升等運行參數(shù)應符合要求,電壓波動不得超過-5%~+10%、電壓不平衡不得超過5%,電流不平衡不得超過10%。任何情況下,電動機的絕緣電阻不得低于每伏工作電壓1000 Ω。
電動機必須裝設短路保護和接地故障保護,并根據(jù)需要裝設過載保護、斷相保護和低電壓保護。熔斷器熔體的額定電流應取為異步電動機額定電流的1.5~2.5倍。熱繼電器熱元件的額定電流應取為電動機額定電流的l~1.5倍,其整定值應接近但不小于電動機的額定電流。
電動機應保持主體完整、零附件齊全、無損壞,并保持清潔。
除原始技術資料外,還應建立電動機運行記錄、試驗記錄、檢修記錄等資料。
4.手持電動工具和移動式電氣設備
手持電動工具包括手電鉆、手砂輪、沖擊電鉆、電錘、手電鋸等工具。移動式設備包括蛤蟆夯、振搗器、水磨石磨平機等電氣設備。
1)觸電危險性
手持電動工具和移動式電氣設備是觸電事故較多的用電設備。事故較多的主要原因是:
(1)這些工具和設備是在人的緊握之下運行的,人與工具之間的接觸電阻小,一旦工具帶電,將有較大的電流通過人體,容易造成嚴重后果;同時,操作者一旦觸電,由于肌肉收縮而難以擺脫帶電體,也容易造成嚴重后果。
?。?)這些工具和設備有很大的移動性,其電源線容易受拉、磨而損壞,電源線連接處容易脫落而使金屬外殼帶電,導致觸電事故。
(3)這些工具和設備沒有固定的工位,運行時振動大,而且可能在惡劣的條件下運行,本身容易損壞而使金屬外殼帶電,導致觸電事故。
2)安全使用條件
?。?)Ⅱ類、Ⅲ類設備沒有保護接地或保護接零的要求;I類和0 I類設備必須采取保護接地或保護接零措施。設備的保護線應接向保護干線。
?。?)移動式電氣設備的保護零線(或地線)不應單獨敷設,而應當與電源線采取同樣的防護措施,即采用帶有保護芯線的橡皮套軟線作為電源線。專用保護芯線應當是截面積不小于0.75~1.5 mm的軟銅線。電纜不得有破損或龜裂、中間不得有接頭;電源線與設備之間的防止拉脫的緊固裝置應保持完好。設備的軟電纜及其插頭不得任意接長、拆除或調(diào)換。
?。?)移動式電氣設備的電源插座和插銷應有專用的接零(地)插孔和插頭。其結(jié)構應能保證插入時接零(地)插頭在導電插頭之前接通,拔出時接零(地)插頭在導電插頭之后拔出。
?。?)一般場所,手持電動工具應采用Ⅱ類設備。在潮濕或金屬構架上等導電性能良好的作業(yè)場所,必須使用Ⅱ類或Ⅲ類設備。在鍋爐內(nèi)、金屬容器內(nèi)、管道內(nèi)等狹窄的特別危險場所,應使用Ⅲ類設備;如果使用Ⅱ類設備,則必須裝設額定漏電動作電流不大于15mA.動作時間不大于0. ls漏電保護器;而且,Ⅲ類設備的隔離變壓器、l類設備的漏電保護器以及Ⅱ、Ⅲ類設備控制箱和電源聯(lián)接器等必須放在外面。
?。?)使用I類設備應配用絕緣手套、絕緣鞋、絕緣墊等安全用具。
?。?)設備的電源開關不得失靈、不得破損并應安裝牢固,接線不得松動,轉(zhuǎn)動部分應靈活。
?。?)絕緣電阻合格,帶電部分與可觸及導體之間的絕緣電阻I類設備不低于2 MΩ,Ⅱ類設備不低于7MΩ。
5.電焊設備
用手工操作焊條進行焊接的電弧焊即稱為手工電弧焊。手工電弧焊應用很廣,其不安全因素也比較多。其主要安全要求如下:
?。?)電弧熄滅時焊鉗電壓較高,為了防止觸電及其他事故,電焊工人應當戴帆布手套、穿膠底鞋。在金屬容器中工作時,還應戴上頭盔、護肘等防護用品。電焊工人的防護用品還應能防止燒傷和射線傷害。
?。?)在高度觸電危險環(huán)境中進行電焊時,可以安裝空載自停裝置。
(3)固定使用的弧焊機的電源線與普通配電線路同樣要求;移動使用的弧焊機的電源線應按臨時線處理?;『笝C的二次線路最好采用2條絕緣線。
?。?)弧焊機的電源線上應裝設有隔離電器、主開關和短路保護電器。
?。?)電焊機外露導電部分應采取保護接零(或接地)措施。為了防止高壓竄入低壓造成的危險和危害,交流弧焊機二次側(cè)應當接零(或接地)。但必須注意二次側(cè)接焊鉗的一端是不允許接零或接地的,二次側(cè)的另一條線也只能一點接零(或接地),以防止部分焊接電流經(jīng)其他導體構成回路。
?。?)弧焊機一次絕緣電阻不應低于1 MΩ,二次絕緣電阻不應低于0.5 MΩ。弧焊機應安裝在干燥、通風良好處,不應安裝在易燃易爆環(huán)境、有腐蝕性氣體的環(huán)境、有嚴重塵垢的環(huán)境或劇烈振動的環(huán)境。室外使用的弧焊機應采取防雨雪措施,工作地點下方有可燃物品時應采取適當?shù)陌踩胧?/p>
?。?)移動焊機時必須停電。
6.低壓控制電器
低壓控制電器主要用來接通、斷開線路和用來控制電氣設備.包括刀開關、低壓斷路器、減壓起動器、電磁起動器等。
1)控制電器一般安全要求
?。?)電壓、電流、斷流容量、操作頻率、溫升等運行參數(shù)符合要求。
?。?)結(jié)構型式與使用的環(huán)境條件相適應。
?。?)滅弧裝置(包括滅弧罩、滅弧觸頭,滅弧用絕緣板)完好。
?。?)觸頭接觸表面光潔,接觸緊密,并有足夠的接觸壓力;各極觸頭應當同時動作。
?。?)防護完善,門(或蓋)上的連鎖裝置可靠,外殼、手柄、漆層無變形和損傷。
(6)安裝合理、牢固;操作方便,且能防止自行合閘;一般情況下,電源線應接在固定觸頭上。
?。?)正常時不帶電的金屬部分接地(或接零)良好。
?。?)絕緣電阻符合要求。
2)刀開關
刀開關是手動開關,包括膠蓋刀開關、石板刀開關、鐵殼開關、轉(zhuǎn)扳開關、組合開關等。
刀開關沒有或只有極為簡單的滅弧裝置,不能切斷短路電流。因此,刀開關下方應裝有熔體或熔斷器。對于容量較大的線路,刀開關須與有切斷短路電流能力的其他開關串聯(lián)使用。
用刀開關操作異步電動機及其他有沖擊電流的動力負荷時,刀開關的額定電流應大于負荷電流的3倍,并應該在刀開關上方另裝一組熔斷器。刀開關所配用熔斷器和熔體的額定電流不得大于開關的額定電流。
3)低壓斷路器
低壓斷路器是具有很強的滅弧能力的低壓開關。低壓斷路器的合閘由人工操作;分閘可由人工操作,也可在故障情況下自動分閘。
低壓斷路器瞬時動作過電流脫扣器用于短路保護,其動作電流的調(diào)整范圍多為額定電流的4~10倍。其整定電流應大于線路上可能出現(xiàn)的峰值電流,并應為線路末端單相短路電流的2/3.長延時動作過電流脫扣器應按照線路計算負荷電流或電動機額定電流整定,用于過載保護。
運行中的低壓斷路器的機構應保持靈括,各部分應保持干凈的1/3時,應予更換。應定期檢查各脫扣器的整定值.
4)接觸器
接觸器是電磁起動器的核心元件。
接觸器的額定電流應按電動機的額定電流和工作狀態(tài)來選擇為電動機的額定電流的1.3~2倍。工作繁重者應取較大的倍數(shù)。
接觸器在運行中應注意以下問題:
?。?)工作電流不應超過額定電流,溫度不得過高.分合指示應與接觸器的實際狀況相符,連接和安裝應牢固,機構應靈活,接地或接零應良好,接接觸器運行環(huán)境應無有害因素。
?。?)觸頭應接觸良好、緊密,不得過熱;主觸頭和輔助觸頭不得有變形和燒傷痕跡,觸頭應有足夠的壓力和開距;主觸頭同時性應良好;滅弧罩不得松動、缺損。
?。?)聲音不得過大;鐵芯應吸合良好;短路環(huán)不應脫落或損壞;鐵芯固定螺栓不得松動;吸引線圈不得過熱;絕緣電阻必須合格。
7.低壓保護電器
低壓保護電器主要用來獲取、轉(zhuǎn)換和傳遞信號.井通過其他電器對電路實現(xiàn)控制,熔斷器和熱繼電器屬于最常見的低壓保護電器。
1) 熔斷器
熔斷器有管式熔斷器、插式熔斷囂、螺塞式熔斷器等多種型式.管式熔斷器有兩種,一種是纖維材料管,由纖維材料分解大量氣體滅??;一種是陶瓷管,管內(nèi)填充石英磚,由石英砂冷卻和熄滅電弧。管式熔斷器和螺塞式熔斷器都是封閉式結(jié)構,電弧不容易與外界接觸,適用范圍較廣。管式熔斷器多用于大容量的線路。螺塞式熔斷器和插式熔斷器用于中、小容量線路。
熔斷器熔體的熱容量很小,動作很快,宜于用作短路保護元件,在照明線路和其他沒有沖擊載荷的線路中;熔斷器也可用作過載保護元件。
熔斷器的防護形式應滿足生產(chǎn)環(huán)境的要求;其額定電壓符合線路電壓;其額定電流滿足安全條件和工作條件的要求;其極限分斷電流大于線路上可能出現(xiàn)的最大故障電流。
對于單臺籠型電動機,熔體額定電流按下式選取。
IFU=(1.5~2.5)IM式中 IFU——熔體額定電流,A;
IM——電動機額定電流,A.
對于沒有沖擊負荷的線路,熔體額定電流可按下式選取:
IFU =(0.85~1)Iw式中,Iw——線路導線許用電流,A.
同一熔斷器可以配用幾種不同規(guī)格的熔體,但熔體的額定電流不得超過熔斷器的額定電流。熔斷器各接觸部位應接觸良好。爆炸危險的環(huán)境不得裝設電弧可能與周圈介質(zhì)接觸的熔斷器;一般環(huán)境也必須考慮防止電孤飛出的措施。不得輕易改變?nèi)垠w的規(guī)格;不得使用不明規(guī)格的熔體。
2)熱繼電器熱繼電器也是利用電流的熱效應制成的。它主要由熱元件、雙金屬片、控制觸頭等組成。熱繼電器的熱容量較大,動作不快,只用于過載保護。
熱元件的額定電流原則上按電動機的額定電流選取,對于過載能力較低的電動機,如果啟動條件允許,可按其額定電流的60%~80%選取;對于工作繁重的電動機,可按其額定電流的110~125%選?。粚τ谡彰骶€路.可按負荷電流的0.85~1倍選取。
【例題】隔離開關拉閘、合閘前應檢查與之串聯(lián)安裝的斷路器是否在___位置。 ( )
A.固定
B.接通
C.合閘
D. 分閘
【答案】 D