《電工電子技術(shù)》課件第1章

第一章安全用電1.1觸電急救

1.2安全用電知識

1.3電氣設(shè)備安全運(yùn)行知識

本章小結(jié)

1.1觸電急救

1.1.1觸電急救方法

觸電急救的要點(diǎn)是要?jiǎng)幼餮杆佟⒕茸o(hù)得法，切不可驚慌失措、束手無策。

1.使觸電者脫離電源

人觸電以后，可能由于痙攣或失去知覺等原因而緊抓帶電體，不能自行擺脫電源。這時(shí)，使觸電者盡快脫離電源是救活觸電者的首要因素。

(1)低壓觸電事故。對于低壓觸電事故，可采用下列方法使觸電者脫離電源：

①觸電地點(diǎn)附近有電源開關(guān)或插頭，可立即斷開開關(guān)或拔掉電源插頭，切斷電源。②電源開關(guān)遠(yuǎn)離觸電地點(diǎn)時(shí)，可用帶有絕緣柄的電工鉗或帶有干燥木柄的斧頭分相切斷電線，斷開電源；或用干木板等絕緣物插入觸電者身下，隔斷電流。

③電線搭落在觸電者身上或被壓在身下時(shí)，可用干燥的衣服、手套、繩索、木板、木棒等絕緣物作為工具，拉開觸電者或挑開電線，使觸電者脫離電源。

(2)高壓觸電事故。對于高壓觸電事故，可以采用下列方法使觸電者脫離電源：

①立即通知有關(guān)部門停電。

②戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應(yīng)電壓等級的絕緣工具斷開開關(guān)。③拋擲裸金屬線使線路短路接地，迫使保護(hù)裝置動作，斷開電源。注意在拋擲金屬線前，應(yīng)將金屬線的一端可靠地接地，然后拋擲另一端。

(3)脫離電源的注意事項(xiàng)。

①救護(hù)人員不可以直接用手或其他金屬及潮濕的物件作為救護(hù)工具，而必須采用適當(dāng)?shù)慕^緣工具且單手操作，以防止自身觸電。

②防止觸電者脫離電源后可能造成的摔傷。

③如果觸電事故發(fā)生在夜間，應(yīng)當(dāng)迅速解決臨時(shí)照明問題，以利于搶救，并避免擴(kuò)大事故。

2.現(xiàn)場急救方法

當(dāng)觸電者脫離電源后，應(yīng)當(dāng)根據(jù)觸電者的具體情況，迅速地對癥進(jìn)行救護(hù)?，F(xiàn)場應(yīng)用的主要救護(hù)方法是人工呼吸法和胸外心臟擠壓法。

(1)對癥進(jìn)行救護(hù)。觸電者需要救治時(shí)，大體上按照以下三種情況分別處理：

①如果觸電者傷勢不重、神智清醒，但是有些心慌、四肢發(fā)麻、全身無力，或者觸電者在觸電的過程中曾經(jīng)一度昏迷，但已經(jīng)恢復(fù)清醒，在這種情況下，應(yīng)當(dāng)使觸電者安靜休息，不要走動，嚴(yán)密觀察，并請醫(yī)生前來診治或送往醫(yī)院。②如果觸電者傷勢比較嚴(yán)重，已經(jīng)失去知覺，但仍有心跳和呼吸，這時(shí)應(yīng)當(dāng)使觸電者舒適、安靜地仰臥，保持空氣流通，同時(shí)揭開他的衣服，以利于呼吸。如果天氣寒冷，要注意保溫，并要立即請醫(yī)生診治或送往醫(yī)院。

③如果觸電者傷勢嚴(yán)重，呼吸停止或心臟停止跳動或兩者都已停止，則應(yīng)立即實(shí)行人工呼吸和胸外擠壓，并迅速請醫(yī)生診治或送往醫(yī)院。應(yīng)當(dāng)注意，急救要盡快進(jìn)行，不能

等候醫(yī)生的到來，在送往醫(yī)院的途中，也不能中止急救。

(2)口對口人工呼吸法。此方法是在觸電者呼吸停止后應(yīng)用的急救方法。具體步驟如下：

①使觸電者仰臥，迅速解開其衣領(lǐng)和腰帶。②使觸電者頭偏向一側(cè)，清除口腔中的異物，使其呼吸暢通，必要時(shí)可用金屬匙柄由口角伸入，使口張開。

③救護(hù)者站在觸電者的一邊，一只手捏緊觸電者的鼻子，另一只手托在觸電者頸后，使觸電者頸部上抬，頭部后仰，然后救護(hù)者深吸一口氣，用嘴緊貼觸電者的嘴，大口吹氣，接著放松觸電者的鼻子，讓氣體從觸電者肺部排出，每5秒鐘吹氣一次，不斷重復(fù)地進(jìn)行，直到觸電者蘇醒為止。

口對口人工呼吸法的示意圖如圖1.1所示。

對兒童施行此法時(shí)，不必捏鼻。開口困難時(shí)，可以使其嘴唇緊閉，對準(zhǔn)鼻孔吹氣(即口對鼻人工呼吸)，效果相似。圖1.1口對口人工呼吸法(a)清理口腔阻塞；(b)鼻朝天，頭后仰；(c)捏鼻貼嘴吹氣；(d)放開喉鼻換氣

(3)胸外心臟擠壓法。此方法是觸電者心臟跳動停止后采用的急救方法。具體操作步驟如圖1.2所示。

①使觸電者仰臥在結(jié)實(shí)的平地或木板上，松開其衣領(lǐng)和腰帶，使其頭部稍后仰(頸部可枕墊軟物)，搶救者跪跨在觸電者腰部兩側(cè)。

②搶救者將右手掌放在觸電者胸骨處，中指指尖對準(zhǔn)其頸部凹陷的下端(如圖1.2(a)所示)，左手掌復(fù)壓在右手背上(對兒童可用一只手)，如圖1.2(b)所示。

③搶救者借身體重量向下用力擠壓，壓下(3～5)cm，突然松開，如圖1.2(c)所示。擠壓和放松動作要有節(jié)奏，每一秒鐘進(jìn)行一次，每分鐘宜擠壓60次左右，不可中斷，直至觸電者蘇醒為止。要求擠壓定位要準(zhǔn)確，用力要適當(dāng)，防止用力過猛給觸電者造成內(nèi)傷和用力過小擠壓無效。對兒童用力要適當(dāng)小些。圖1.2胸外心臟擠壓法(a)中指對準(zhǔn)頸部凹陷的下端；(b)向下擠壓(3～5)cm，迫使血液流出心房；(c)突然松手復(fù)原，使血液返流到心臟

(4)觸電者呼吸和心跳都停止時(shí)，允許同時(shí)采用口對口人工呼吸法和胸外心臟擠壓法。單人救護(hù)時(shí)，可先吹氣2～3次，再擠壓10～15次，交替進(jìn)行。雙人救護(hù)時(shí)，每5秒鐘吹氣一次，每一秒鐘擠壓一次，兩人同時(shí)進(jìn)行操作，如圖1.3所示。

搶救既要迅速又要有耐心，即使在送往醫(yī)院途中也不能停止急救。此外不能給觸電者打強(qiáng)心針、潑冷水或壓木板等。

圖1.3兩人同時(shí)搶救觸電者(a)單人救護(hù)；(b)雙人救護(hù)1.1.2觸電的種類

人體是導(dǎo)電體，一旦有電流通過，將會受到不同程度的傷害。由于觸電的種類、方式及條件不同，受傷害的后果也不一樣。

人體觸電后受到的傷害分為電擊和電傷兩類。

(1)電擊是指電流通過人體時(shí)所造成的內(nèi)傷。電擊可能使肌肉抽搐，內(nèi)部組織損傷，造成身體發(fā)熱發(fā)麻、神經(jīng)麻痹等，嚴(yán)重時(shí)將引起昏迷、窒息，甚至因心臟停止跳動而死亡。通常說的觸電就是電擊。觸電死亡大部分是由電擊造成的。

(2)電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)以及電流本身作用下造成的人體外傷。常見的有灼傷、烙傷和皮膚金屬化等電傷現(xiàn)象。1.1.3觸電方式

1.單相觸電

單相觸電是常見的觸電方式。人體的某一部位接觸帶電體的同時(shí)，另一部分又與大地或中性線相接，電流從帶電體流經(jīng)人體到大地(或中性線)形成回路，如圖1.4所示。圖1.4單相觸電(a)中性點(diǎn)直接接地；(b)中性點(diǎn)不直接接地

2.兩相觸電

兩相觸電是指人體的不同部位同時(shí)接觸兩相電源時(shí)造成的觸電。對于這種情況，無論電網(wǎng)中性點(diǎn)是否接地，人體所承受的線電壓都將比單相觸電時(shí)高，危險(xiǎn)更大。

3.跨步電壓觸電

雷電流入地或電力線(特別是高壓線)斷散到地時(shí)，會在導(dǎo)線接地點(diǎn)及周圍形成強(qiáng)電場。當(dāng)人畜跨進(jìn)這個(gè)區(qū)域時(shí)，兩腳之間出現(xiàn)的電位差稱為跨步電壓Ust。在這種電壓作用，電流從接觸高電位的腳流進(jìn)，從接觸低電位的腳流出，從而形成觸電，如圖1.5(a)所示。圖1.5跨步電壓觸電和接觸電壓觸電(a)跨步電壓觸電；(b)接觸電壓觸電

4.接觸電壓觸電

電氣設(shè)備由于絕緣損壞或其他原因造成接地故障時(shí)，若人體兩個(gè)部位(手和腳)同時(shí)接觸設(shè)備外殼和地面，人體兩部位會處于不同的電位，其電位差即為接觸電壓。由接觸電壓造成的觸電事故稱為接觸電壓觸電。在電氣安全技術(shù)中，接觸電壓是以站立在距漏電設(shè)備接地點(diǎn)水平距離為0.8m處的人，當(dāng)其手觸及的漏電設(shè)備外殼距地1.8m高時(shí)，手腳間的電位差UT作為衡量基準(zhǔn)的，如圖1.5(b)所示。接觸電壓值的大小取決于人體站立點(diǎn)與接地點(diǎn)的距離，距離越遠(yuǎn)，則接觸電壓值越大；當(dāng)距離超過20m時(shí)，接觸電壓值最大，即等于漏電設(shè)備上的電壓UTm；當(dāng)人體站在接地點(diǎn)與漏電設(shè)備接觸時(shí)，接觸電壓為零。

5.感應(yīng)電壓觸電

感應(yīng)電壓觸電是指當(dāng)人觸及帶有感應(yīng)電壓的設(shè)備和線路時(shí)所造成的觸電事故。一些不帶電的線路由于大氣變化(如雷電活動)，會產(chǎn)生感應(yīng)電荷；停電后一些可能感應(yīng)電壓的設(shè)備和線路如果未及時(shí)接地，這些設(shè)備和線路對地也會存在感應(yīng)電壓。

6.剩余電荷觸電

剩余電荷觸電是指當(dāng)人體觸及帶有剩余電荷的設(shè)備時(shí)，剩余電荷對人體放電所造成的觸電事故。帶有剩余電荷的設(shè)備通常含有儲能元件，如并聯(lián)電容器、電力電纜、電力變壓器及大容量電動機(jī)等，在退出運(yùn)行和對其進(jìn)行類似搖表測量等檢修后，它們會帶上剩余電荷，因此要及時(shí)對其放電。1.1.4影響電流對人體危害程度的主要因素

電流對人體危害的嚴(yán)重程度與通過人體電流的大小、頻率、持續(xù)時(shí)間、通過人體的路徑及人體電阻的大小等多種因素有關(guān)。

1.電流大小

通過人體的電流越大，人體的生理反應(yīng)就越明顯，感應(yīng)越強(qiáng)烈，引起心室顫動所需的時(shí)間越短，致命的危險(xiǎn)越大。

對于工頻交流電，按照通過人體電流的大小和人體所呈現(xiàn)的不同狀態(tài)，電流大致分為下列三種：

(1)感覺電流：是指引起人體感覺的最小電流。實(shí)驗(yàn)表明，成年男性的平均感覺電流約為1.1mA，成年女性為0.7mA。感覺電流不會對人體造成傷害，但當(dāng)電流增大時(shí)，人體反應(yīng)變得更強(qiáng)烈，可能造成墜落等間接事故。

(2)擺脫電流：是指人體觸電后能自主擺脫電源的最大電流。實(shí)驗(yàn)表明，成年男性的平均擺脫電流約為16mA，成年女性約為10mA。

(3)致命電流：是指在較短的時(shí)間內(nèi)危及生命的最小電流。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)通過人體的電流達(dá)到50mA以上時(shí)，心臟會停止跳動，可能導(dǎo)致死亡。

2.電流頻率

一般認(rèn)為(40～60)Hz的交流電對人體最危險(xiǎn)。隨著頻率的增高，危險(xiǎn)性將降低。高頻電流不僅不傷害人體，還能用于醫(yī)療。

3.通電時(shí)間

通電時(shí)的電流使人體發(fā)熱，并使人體組織的電解液成分增加，導(dǎo)致人體電阻降低，反過來又使通過人體的電流增加。通電時(shí)間越長，觸電的危險(xiǎn)性越大。

4.電流路徑

電流通過頭部可能使人昏迷；通過脊髓可能導(dǎo)致癱瘓；通過心臟會造成心跳停止，血液循環(huán)中斷；通過呼吸系統(tǒng)會造成窒息。因此，從左手到胸部是最危險(xiǎn)的電流路徑，從手到手和從手到腳也是很危險(xiǎn)的電流路徑，從腳到腳是危險(xiǎn)性較小的電流路徑。

1.2安全用電知識

1.2.1安全電壓

對于交流工頻電，在任何情況下，兩導(dǎo)體間或任一導(dǎo)體與地之間的安全電壓值都不得超過50V。我國的安全電壓的額定值為42V、36V、24V、12V、6V。如手提照明燈、危險(xiǎn)環(huán)境的攜帶式電動工具，應(yīng)采用36V安全電壓；金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)、礦井內(nèi)等工作場合，狹窄、行動不便及周圍有大面積接地導(dǎo)體的環(huán)境，應(yīng)采用24V或12V安全電壓，以防止因觸電而造成的人身傷害。1.2.2安全距離

為了保證電氣工作人員在電氣設(shè)備運(yùn)行操作、維護(hù)檢修時(shí)不致誤碰帶電體，國家規(guī)定了工作人員離帶電體的安全距離；為了保證電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)不會出現(xiàn)擊穿短路事故，國家規(guī)定了帶電體離附近接地物體和不同相帶電體之間的最小距離。安全距離主要有以下幾方面：

(1)設(shè)備帶電部分到接地部分和設(shè)備不同相部分之間的距離；

(2)設(shè)備帶電部分到各種遮欄間的安全距離；

(3)無遮欄裸導(dǎo)體到地面間的安全距離；

(4)電氣工作人員在設(shè)備維修時(shí)與設(shè)備帶電部分間的安全距離。

這些數(shù)據(jù)可通過查找電工相關(guān)手冊獲得。1.2.3絕緣安全用具

絕緣安全用具是保證作業(yè)人員安全操作帶電體及人體與帶電體安全距離不夠時(shí)所采取的絕緣防護(hù)工具。絕緣安全用具按使用功能可分為以下幾種。

1.絕緣操作用具

絕緣操作用具主要用來進(jìn)行帶電操作、測量和其他需要直接接觸電氣設(shè)備的特定工作。常用的絕緣操作用具一般有絕緣操作桿、絕緣夾鉗等，如圖1.6、圖1.7所示。這些操作用具均由絕緣材料制成。

正確使用絕緣操作用具，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

(1)絕緣操作用具本身必須具備合格的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度。

(2)只能在和其絕緣性能相適應(yīng)的電氣設(shè)備上使用。圖1.6絕緣操作桿圖1.7絕緣夾鉗

2.絕緣防護(hù)用具

絕緣防護(hù)用具對可能發(fā)生的有關(guān)電氣傷害可起到防護(hù)作用，主要用于對泄漏電流、接觸電壓、跨步電壓和其他接近電氣設(shè)備存在的危險(xiǎn)等進(jìn)行防護(hù)。常用的絕緣防護(hù)用具有絕緣手套、絕緣靴、絕緣隔板、絕緣墊、絕緣站臺等，如圖1.8所示。當(dāng)絕緣防護(hù)用具的絕緣強(qiáng)度足以承受設(shè)備的運(yùn)行電壓時(shí)，才可以用來直接接觸運(yùn)行的電氣設(shè)備，一般不直接觸及帶電設(shè)備。使用絕緣防護(hù)用具時(shí)，必須做到使用合格的絕緣用具，并掌握正確的使用方法。圖1.8絕緣防護(hù)用具(a)絕緣手套；(b)絕緣靴；(c)絕緣墊；(d)絕緣站臺1.2.4電工安全操作知識

電工安全操作知識主要包括：

(1)在進(jìn)行電工安裝與維修操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守各種安全操作規(guī)程，不得玩忽失職。

(2)進(jìn)行電工操作時(shí)，要嚴(yán)格遵守停、送電操作規(guī)定，確實(shí)做好突然送電的各項(xiàng)安全措施，不準(zhǔn)進(jìn)行約時(shí)送電。

(3)在鄰近帶電部分進(jìn)行電工操作時(shí)，一定要保持可靠的安全距離。

(4)嚴(yán)禁采用一線一地、兩線一地、三線一地(指大地)的方式安裝用電設(shè)備和器具。

(5)在插座或燈座上不可引接功率過大的用電器具。

(6)不可用潮濕的手去觸及開關(guān)、插座和燈座等用電裝置，更不可用濕抹布去揩抹電氣裝置和用電器具。

(7)操作工具的絕緣手柄、絕緣靴和絕緣手套的絕緣性能必須良好，并作定期檢查。登高工具必須牢固可靠，也應(yīng)作定期檢查。

(8)在潮濕環(huán)境中使用移動電器時(shí)，一定要采用36V安全低壓電源。在金屬容器內(nèi)(如鍋爐、蒸發(fā)器或管道等)使用移動電器時(shí)，必須采用12V安全電源，并應(yīng)有人在容器外監(jiān)護(hù)。

(9)發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，應(yīng)立即斷開電源，采取正確的搶救措施搶救觸電者。

1.3電氣設(shè)備安全運(yùn)行知識

1.3.1接地

1.接地的基本概念

接地是將電氣設(shè)備或裝置的某一點(diǎn)(接地端)與大地之間做符合技術(shù)要求的電氣連接，目的是利用大地為正常運(yùn)行、絕緣損壞或遭受雷擊等情況下的電氣設(shè)備提供對地電流流通回路，保證電氣設(shè)備和人身的安全。

2.接地裝置

接地裝置由接地體和接地線兩部分組成，如圖1.9所示。接地體是埋入大地中并和大地直接接觸的導(dǎo)體組，它分為自然接地體和人工接地體。自然接地體是利用與大地有可靠連接的金屬構(gòu)件、金屬管道、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)等作為接地體。人工接地體是用型鋼(如角鋼、鋼管、扁鋼、圓鋼)制成的。人工接地體一般有水平敷設(shè)和垂直敷設(shè)兩種。電氣設(shè)備或裝置的接地端與接地體相連的金屬導(dǎo)線稱為接地線。圖1.9接地裝置示意圖(a)回路式；(b)外引式

3.中性點(diǎn)與中性線

星形連接的三相電路中，三相電源或負(fù)載連在一起的點(diǎn)稱為三相電路的中性點(diǎn)。由中性點(diǎn)引出的線稱為中性線，用N表示，如圖1.10(a)所示。

4.零點(diǎn)與零線

當(dāng)三相電路中性點(diǎn)接地時(shí)，該中性點(diǎn)稱為零點(diǎn)。由零點(diǎn)引出的線稱為零線，如圖1.10(b)所示。圖1.10中性點(diǎn)、中性線和零點(diǎn)、零線(a)中性點(diǎn)和中性線；(b)零點(diǎn)和零線1.3.2電氣設(shè)備接地的種類

1.工作接地

為了保證電氣設(shè)備的正常工作，將電路中的某一點(diǎn)通過接地裝置與大地可靠地連接，稱為工作接地，如變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn)、電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)某一點(diǎn)接地等，其作用是為了降低人體的接觸電阻。

供電系統(tǒng)中電源變壓器中性點(diǎn)的接地稱為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)；中性點(diǎn)不接地的稱為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，一相短路，其他兩相的對地電壓為相電壓。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，一相短路，其他兩相的對地電壓接近線電壓。

2.保護(hù)接地

保護(hù)接地是將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬外殼通過接地裝置與大地可靠連接。其原理如圖1.11所示。當(dāng)電氣設(shè)備不接地時(shí)，如圖1.11(a)所示，若設(shè)備絕緣損壞，一相電源碰殼，電流經(jīng)人體電阻Rr、大地和線路對地絕緣電阻Rj構(gòu)成的回路，若線路絕緣電阻損壞，電阻Rj變小，流過人體的電流增大，便會觸電；當(dāng)電氣設(shè)備接地時(shí)，如圖1.11(b)所示，雖有一相電源碰殼，但由于人體電阻Rr遠(yuǎn)大于接地電阻Rb(一般為幾歐)，所以通過人體的電流Ir極小，流過接地裝置的電流Id則很大，從而保證了人體安全。

保護(hù)接地適用于中性點(diǎn)不接地或不直接接地的電網(wǎng)系統(tǒng)。圖1.11保護(hù)接地原理(a)未加保護(hù)接地;(b)有保護(hù)接地

3.保護(hù)接零

在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，把電氣設(shè)備金屬外殼等與電網(wǎng)中的零線作可靠的電氣連接，稱保護(hù)接零。保護(hù)接零可以起到保護(hù)人身和設(shè)備安全的作用，其原理如圖1.12(b)所示。當(dāng)一相絕緣損壞碰殼時(shí)，由于外殼與零線連通，形成該相對零線的單相短路，短路電流使線路上的保護(hù)裝置(如熔斷器、低壓斷路器等)迅速動作，切斷電源，消除觸電危險(xiǎn)。對未接零設(shè)備，對地短路電流不一定能使線路保護(hù)裝置迅速可靠動作，如圖1.12(a)所示。圖1.12保護(hù)接零原理(a)未接零；(b)接零后

4.重復(fù)接地

三相四線制的零線在多于一處經(jīng)接地裝置與大地再次連接的情況稱為重復(fù)接地。在1kV以下的接零系統(tǒng)中，重復(fù)接地的接地電阻不應(yīng)大于10Ω。重復(fù)接地的作用是：降低三相不平衡電路中零線上可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)電壓，減輕單相接地或高壓串入低壓的危險(xiǎn)。

5.其他保護(hù)接地

(1)過電壓保護(hù)接