电气安全3章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电气安全3章,第三章直接接触电击防护,绝缘,屏护和间距,第一节 绝缘,一、绝缘材料的电气性能,绝缘材料又成为电介质，其导电能力很小，但并非绝对不导电。工程上应用的绝缘材料的电阻率一般都不低于,1*10,7,.m,。,绝缘材料的主要,作用是,:,用于对带电的或不同电位的导体进行隔离，使电流按照确定的线路流动。,绝缘材料的品种很多：气体绝缘材料；液体绝缘材料（矿物油、十二烷基苯）；固体绝缘材料（树脂、漆、纸纸板）。,绝缘材料的电气性能主要表现在：电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。它们分别以,绝缘电阻率,、,相对介电常数,r,、,介质损耗角,tan,及击穿场强,E,B,四个参数表,第一节 绝缘,一、绝缘材料的电气性能,1.,绝缘电阻率和绝缘电阻,泄漏电流,-任何电介质都不可能是绝对的绝缘体，总存在一些带电质点，主要为本征离子和杂质离子。在电场作用下，它们可作有方向的运动，形成漏导电流。,吸收电流,Ia、,充电电流,Ic,绝缘电阻率，体积电阻率,V,和表面电阻率,S,影响因素：,温度、湿度、杂质含量和电场强度,的增加都会降低电介质的电阻率。,T,升高，热分子加剧，,按指数下降；,湿度增大，,降；,杂质含量增大，引入新离子，,下降；,电场强度增大，离子迁移快，,降低。,一、绝缘材料的电气性能,2,.,介电常数,电介质的极化：,电介质在处于电场作用下时，电介质中分子、原子中的正电荷和负电荷发生偏移，使得正,、负电荷的中心不在重合，形成电偶极子。电偶极子的形成及其定向排列称为,电介质的极化,。电介质极化后，在电介质表面上产生束缚电荷。束缚电荷不能自由移动。,介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。束缚电荷也产生电场，且该电场总是削弱外电场的。因此，处在电介质中的带电体周围的电场强度，总是低于同样带电体处在真空中时其周围的电场强度。,相对介电常数：,r,=C/C,0,第一节 绝缘,绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素的影响,。,随频率增加，有的极化过程在半周期内来不及完成，以致极化程度下降，介电常数减小；,随温度增加，偶极子转向极化易于进行，介电常数增大，但当温度超过某一限度后，由于热运动加剧，极化反而困难一些，介电常数减小；,随湿度增加，材料吸收水分，由于水的相对介电常数很高，且水分的侵入能增加极化作用，使得电介质的介电常数明显增加；,大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压力增加，密度就增大，相对介电常数也增大。,一、绝缘材料的电气性能,3.介质损耗,1)介质损耗,：在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。,2)介质损耗功率,P,：,单位时间内消耗的能量叫做介质损耗功率。介质损耗一种是由漏导电流引起的；另一种是由于极化所引起的。介质损耗使介质发热，这是电介质发生热击穿的根源。,3)电介质的功率因数角：,即总电流与电压的相位差,。,4)介质损耗角：功率因数角的余角,为介质损耗角。,介质损耗功率：,P=E,2,tan,5)影响介质损耗因素：频率、温度,、,湿度、电场强度及辐射，因素增强，损耗增加。,二、绝缘的破坏,1.绝缘击穿,电介质的击穿：,当施加于电介质上的电场强度高于临界值时，会使通过电介质的电流突然猛增，这时绝缘材料被破坏，完全失去了绝缘性能，这种现象称为电介质的击穿。发生击穿时的电压称为击穿电压，击穿时的电场强度简称击穿场强。,（1）气体电介质的击穿碰撞电离，电子崩，高电导通道；,t,b不变，气体分子少，击穿电压高；气体压力存在最小值，高真空高气压的方法来提高击穿电压；空气击穿场强2530,kV。,（2）液体电介质的击穿与纯度有关，与气体击穿原理相似电子碰撞电离；影响因素纯度，低，杂质高，击穿电压低，使用之前需净化、脱水、脱气处理；绝缘性能能够恢复。,（3）固体电介质的击穿，其击穿形式有：,电击穿,少量处于导电的电子剧烈运动，与晶格上的原子碰撞而使之游离，并迅速扩展导致的击穿；特点：电压作用时间短，击穿电压高；电击穿场强与温度和作用时间无关；,二、绝缘的破坏,1.绝缘击穿,热击穿,介质损耗所产生的热量不能及时散发，温度升高，电介质局部熔化、烧焦或烧裂；电压作用时间长，击穿电压低；,V,随温度上升而下降，与场强均匀无关。,电化学击穿,由游离、发热和化学反应等综合作用造成的击穿，电压作用时间长，电压低，与材料本身有耐游离、制造工艺、工作条件等有关；,放电击穿,内部气泡先发生碰撞游离而放电，加热其它杂质，气化形成气泡放电，导致击穿。与材料质量有关。,二、绝缘的破坏,2.绝缘老化,电气设备在运行过程中，其绝缘材料由于受热、电、光、氧、机械力（包括超声波）、辐射线、微生物等因素的长期作用，产生一系列不可逆的物理变化和化学变化，导致绝缘材料的电气性能和机械性能的变化。,（1）热老化主要因素：热，包括了低分子挥发成分的逸出，解聚、气化裂解、水解、链聚合等过程；,（2）电老化局部放电引起，放电时产生臭氧、氮氧化物、高速离子等降低材料的绝缘性能。,3.绝缘损坏,绝缘损坏是指由于不正确选用绝缘材料，不正确地进行电气设备及线路的安装，不合理地使用电气设备等，导致绝缘材料受到,外界,腐蚀性液体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀，或受到,外界,热源、机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。另外，动物和植物也可能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构,。,三、绝缘检测和绝缘试验,绝缘检测和绝缘试验的,目的,：是检查电气设备或线路的绝缘指标是否符合要求。主要包括,绝缘电阻试验,、,耐压试验,、,泄漏电流试验,和,介质损耗试验,。,1.绝缘电阻试验,（1）绝缘电阻的测量。兆欧表主要由作为电源的,手摇发电机,（或其他,直流电源,）和作为,测量机构的磁电式流比计,（双动线圈流比计）组成。测量时，实际上是给被测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。,工作原理：,在同一个转轴上装有两个交叉的线圈，当两线圈通有电流时，两个线圈分别产生互为相反方向的转距：,M,1,=K,1,1,（）I,1,M,2,=K,2,2,（）I,2,当,M,1,M,2,时，线圈转动，指针偏转。当,M,1,=M,2,时，线圈停止转动，指针停止偏转，且两电流之比与偏转角满足如下的函数关系：,兆欧表在接入被测电阻后，构成了两条相互关联的支路，当摇动手摇发电机时，两个支路分别通过电流,I,1,和,I,2,最终得出：,=（Rx）,三、绝缘检测和绝缘试验,兆欧表三个接线端子，接地,E、,电路,L、,屏蔽,G；,一般用,E、L，E,接地或外壳，,L,接被测电路，或者电机、电器的导线。,注意事项：,（1）兆欧表选用；工作电压绝缘物额定电压，例：500,V,及以下，用500,V,或1000,V,表,（2）接线；单线，不能用双线,（3）测量前，放电；放电时间23,min,（4）测量前，检查；接线端断开，转动，无；,E,与,L,短接，0,（5）测量；120,r/min，1min,稳定，读数,（6）禁止在雷电、高压附近测量；,（7）尽可能测量刚停运的设备。,三绝缘检测和绝缘试验,（2）,吸收比的测定。对于电力变压器、电力电容器、交流电动机等高压设备，除测量绝缘电阻之外，还要求测量其吸收比。吸收比是加压测量开始后,60,s,时读取,的绝缘电阻与加压测量开始后,15,s,时读取,的绝缘电阻值之比。,检查绝缘材料的干燥或内部是否有缺陷。,（3）绝缘电阻指标。绝缘电阻随线路和设备的不同，其指标要求也不一样。高压较低压要求高；新设备较老设备要求高；室外设备较室内设备要求高；移动设备较固定设备要求高等。,新装或大修低压线路、设备，不低于0.5,M;,运行设备不低于1000,；,便携式2,M；,配电盘二次线路1,M，,潮湿 0.5,M；10kV,高压架空300M,三、绝缘检测和绝缘试验,2.耐压试验,电气设备的耐压试验,目的,：主要用以检查电气设备承受过电压的能力。在电力系统中，线路及发电、输变电设备的绝缘，除了在额定交流或直流电压下长期运行外，还要短时承受,大气过电压、内部过电压,等过电压的作用。另外，其他技术领域的电气设备也会遇到各种,特殊类型的高压电,。因此，耐压试验是保证电气设备安全运行的有效手段。耐压试验主要有,工频交流耐压试验,、,直流耐压试验和冲击电压试验,等。最为常见为工频耐压试验。接近实际，所需设备简单。,三、绝缘检测和绝缘试验,冲击电压试验,模仿雷电的试验，由保护电阻、充电电阻、充电电容、,L,回路电感组成，产生4004800kV；,直流耐压试验,直流电压发生器，由升压变压器、整流元件、滤波元件组成,三、绝缘检测和绝缘试验,2.耐压试验,调节器,T1,调节试验电压，试验变压器,T2,将电压升高，球隙,S,既,可测量放电电压，也可限制球隙间电压不超过限值。试验电压是,被试设备额定电压一倍或多倍，但不得低于1,kV。,试验过程：,先以任意速度加压至试验电压的40%左右，再以每秒,3%试验电压的速度升高到试验电压，并持续规定时间，然后5,S,内将,电压降至试验电压25%以下，再切断电源。,加压时间：瓷质和液体，60,S；,有机固体，300,S；,根据被测试设,备、线路种类不同，加压时间不同。,T1,调节器，,T2,试验变压器，,R1、R2,保护电阻；,S,测量过压保护装置（球隙）,2.耐压试验,耐压试验要注意如下事项：,耐压试验须在绝缘电阻试验合格后方能进行。,要确保高电压试验回路与接地物体和工作人员的距离,不小于安全距离,，试验现场应设置,围栏,，围栏上向外悬挂“止步，高压危险！”，围栏应具有机械联锁和电气联锁。此外，还应设置红色信号灯和警铃，给出声、光警示信号。,试验前应全面检查试验装置的所有接线。,控制室、示波器室、电桥操作间和配电柜前，应铺设,5,mm,以上厚度的绝缘胶垫。,试验后对被试设备进行,放电,。,为了泄放高压残余电荷，以及当发生误送电源时能迅速作用于自动开关跳闸或使熔断器熔断，保证人员安全试验后，必须将升压设备的高压部分短路接地。,三、绝缘检测和绝缘试验,第二节,屏护和间距,一、屏护,1.屏护的概念、种类及其应用,2.屏护装置的安全条件,二、间距,1.线路间距,2.用电设备间距,3.检修间距,一、屏护,1.屏护的概念、种类及其应用,1）概念：屏护,是一种对电击危害因素进行隔离的手段，即采用,遮拦、护罩、护盖、箱匣,等把危险的带电体同外界隔离开来，以防止人体触及或接近带电体所引起的触电事故。屏护还起到防止电弧伤人，防止弧光短路或便利检修工作的作用。,2）种类：屏护,可分为,屏蔽和障碍,，两者的区别在于：后者只能防止人体无意识触及或接近带电体，而不能防止有意识移开、绕过或翻越该障碍触及或接近带电体。,屏护装置的种类,：,永久性屏护装置和临时性屏护装置,，前者如配电装置的遮拦、开关的罩盖等；后者如检修工作中使用的临时性屏护装置和临时设备的屏护装置等。还可分为,固定屏护装置和移动屏护装置,，母线护网就属于固定屏护装置；而跟随天车移动天车滑线屏护装置就属于移动屏护装置。,一、屏护,1.屏护的概念、种类及其应用,3）应用,：屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。如开关电气的可动部分一般不能包以绝缘，因此需要屏护。对于高压设备，由于全部绝缘往往有困难，因此，无论高压设备是否绝缘，均要求加装屏护装置。室内、外安装的变压器和变配电装置应装有完善的屏护装置。当作业场所临近带电体时，在作业人员与带电体之间、过道、入口等处均应装设可移动的临时性屏护装置。,2.屏护装置的安全条件,（1）屏护装置所用材料应有足够的机械强度和良好的耐火性能。,（2）屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间保持必要的距离。遮栏高1.7,m，,离地0.1,m，,网眼（1,kV，0.15m）,（3）遮拦、栅栏等屏护装置应有“止步，高压危险”等标志。,（4）必要时应配合采用声光报警信号和联锁程度。,二、间距,间距,是指带电体与地面之间，带电体与其他设备之间，带电体与带电体之间必要的安全距离。间距的作用是防止人体触及或接近带电体造成触电事故；避免车辆或其他器具碰撞或过分接近带电体造成事故防止火灾、过电压放电及各种短路事故，以及方便操作。在间距的设计选择时，既要考虑安全的要求，同时也要符合人-机工效学的要求。,1、线间距,架空线在弛度最大时与地面或水面的距离不应小于表24,m,线路经过地区,线路电压,1,kV,110,kV,35,kV,居民区,非居民区,不能通航或浮运的河、湖（冬季水面）,不能通航或浮运的河湖（50年遇洪水水面）,交通困难地区,步行可以达到的山坡,步行不能达到的山坡、峭壁或岩石,6,5,5,3,4,3,1,6.5,5.5,5,3,4.5,4.5,1.5,7,6,5,5,3,弧垂,最小允许距离,二、间距,1、线间距,架空线路与工业设施的最小距离，同杆线路横担之间的最小距离，户内低压线路与工业管道和工艺设备的最小距离，以及直埋电缆与工艺设备的最小距离详见教材3234,p。,线路电压/,kV,1,10,35,垂直距离/,m,水平距离/,m,2.5,1.0,3.0,1.5,4.0,3.0,表2-5 导线与建筑物的最小距离,线路电压/,kV,1,10,35,垂直距离/,m,水平距离/,m,1.0,1.0,1.5,2.0,3.0,表2-6 导线与树木的最小距离,2.,用电设备间距,：明装车间低压配电箱底口距地面1.2,m，,暗装1.4,m；,明装电能表1.8,m；,常用开关电器1.31.5,m，,开关手柄与建筑物距离150,mm；,墙用开关1.4,m；,明装插座离地1.3 1.8,m，,暗装插座离地0.2 0.3,m,3.检修间距,低压操作时，人体及其所携带工具与带电体之间的距离不得小于0.1,m。,高压操作时，各种作业类别所要求的最小距离见下表。,二、间距,类别,电压等级,10,kV,35,kV,无遮拦作业，人体及其所携带工具与带电体之间,无遮拦作业，人体及其所携带工具与带电体之间，用绝缘杆操作,线路作业，人体及其携带工具与带电体之间,带电体冲洗，小型喷嘴与带电体之间,喷灯或气焊火焰与带电体之间,0.7,0.4,1.0,0.4,1.5,1.0,0.6,2.5,0.6,3.0,