2019年安全工程师《其他安全》章节讲义：第二章第一节

　　第一节 电气危险因素及事故种类

　　电气危险因素分为触电危险、电气火灾爆炸危险、静电危险、雷电危险、射频电磁辐射危害和电气

　　系统故障等。

　　电气事故可分为触电事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。

　　一、触电

　　触电分为 电击 和 电伤 两种伤害形式。

　　两者区别：

　　电击是电流直接作用于人体所造成的伤害。

　　电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。能够形成电伤的电流通常比较大。

　　1、电击

　　电击是电流通过人体，刺激机体组织，使肌体产生针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、血压异

　　常、昏迷、心律不齐、心室颤动等造成伤害的形式。严重时会破坏人的心脏、肺部、神经系统的正常工

　　作，形成危及生命的伤害。

　　1)电击伤害机理

　　当电流作用于心脏或管理心脏和呼吸机能的脑神经中枢时，能破坏心脏等重要器官的正常工作。

　　2)电流效应的影响因素

　　电流对人体的伤害程度是与通过人体电流的大小、种类、持续时间、通过途径及人体状况等多种因

　　素有关。

　　(1)电流值

　　①感知电流 。指引起感觉的最小电流。感觉为轻微针刺，发麻等。就平均值(概率 50%)而言，男

　　性约为 1.1mA ，女性约为 0.7mA 。

　　②摆脱电流 。指能自主摆脱带电体的最大电流。就平均值(概率 50%)而言，男性约为 16mA ，女性

　　约为 10.5mA ;最小值(可摆脱概率 99.5%)，男性约为 9mA ;女性约为 6mA 。

　　③室颤电流 。指引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。当

　　电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为 A 50mA 左右 ;当持续时间短于心脏周期时，室颤电流约为

　　500mA。

　　(2)电流持续时间

　　通过人体的电流持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。

　　(3)电流途径

　　最危险的途径是 左手到 前胸 。

　　(4)电流种类

　　直流电流、高频交流电流、冲击电流以及特殊波形电流也都对人体具有伤害作用，其伤害程度一般

　　较工频电流为轻。

　　(5)个体特征。

　　因人而异，健康情况、性别、年龄等。

　　3)人体阻抗

　　(1)组成和待征

　　皮肤阻抗：决定于接触电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力、皮肤潮湿程度和温度等。

　　体内电阻：基本上可以看作纯电阻，主要决定于电流途径和接触面积。

　　(2)数值及变动范围

　　在除去角质层， 干燥 的情况下， 人体电阻约为 1000 — 3000 Ω ; 潮湿 的情况下， 人体电阻约为 500

　　— 800 Ω 。

　　(3)影响因素

　　接触电压的增大、电流强度及作用时间的增大、频率的增加等因素都会导致人体阻抗下降

　　4)电击类型

　　(1)根据电击时所触及的带电体是否为正常带电状态，电击分为直接接触电击和间接接触电击两

　　类。

　　① 直接接触电击 。人体直接触及了设备或线路的带电部分所形成的电击。

　　② 间接接触电击 。原本正常情况下不带电的设备外露可导电部分或设备以外的可导电部分变成了带

　　电状态，人体与上述故障状态下带电的可导电部分触及而形成的电击。

　　(2)按照人体触及带电体的方式，电击可分为单相电击、两相电击和跨步电压电击三种。

　　①单相电击。指人体接触到地面或其他接地导体，同时，人体另一部位触及某一相带电体所引起的

　　电击。

　　②两相电击。指人体的两个部位同时触及两相带电体所引起的电击。此情况下，人体所承受的电压

　　为线路电压，因其电压相对较高，其危险性也较大。

　　③跨步电压电击。指站立或行走的人体，受到出现于人体两脚之间的电压即跨步电压作用所引起的

　　电击。跨步电压是当带电体接地，电流经接地线流入埋于土壤中的接地体，又通过接地体向周围大地流

　　散时，在接地体周围土壤电阻上产生的电压梯度形成的。离接地体 20m 处的对地电压接近于零。人体两

　　脚所处两点之间出现的电压 U N 即跨步电压。

　　2 、电伤

　　电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。伤害多见于机体的外部，往往

　　在机体表面留下伤痕。能够形成电伤的电流通常比较大。电伤的危险程度决定于受伤面积、受伤深度、

　　受伤部位等。

　　电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎等多种伤害。

　　1)电烧伤。是最为常见的电伤，后果最严重。电烧伤可分为电流灼伤和电弧烧伤。

　　(1)电流灼伤。电流灼伤一般发生在低压电气设备上。数百毫安的电流即可造成灼伤。

　　(2)电弧烧伤。指由弧光放电造成的烧伤，是最严重的电伤。电弧发生在带电体与人体之间，有

　　电流通过人体的烧伤称为直接电弧烧伤;电弧发生在人体附近对人体形成的烧伤以及被熔化金属溅落的

　　烫伤称为间接电弧烧伤。

　　在全部电烧伤的事故当中，大部分的事故发生在电气维修人员身上。

　　2)电烙印。指电流通过人体后，在皮肤表面接触部位留下与接触带电体形状相似的斑痕，如同烙

　　印。

　　3)皮肤金属化。高温电弧使周围金属熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层内部所造成的。

　　4)机械损伤。由于电流作用于人体，使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成的。包括肌腱、皮肤、

　　血管、神经组织断裂以及关节脱位乃至骨折等。

　　5)电光性眼炎。其表现为角膜和结膜发炎。弧光放电时的红外线、可见光、紫外线都会损伤眼睛。

　　在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因是紫外线。

　　二、电气火灾和爆炸

　　1 1 、电气引燃源

　　1)危险温度

　　形成危险温度的典型情况如下：

　　(1)短路

　　(2)过载

　　(3)漏电

　　(4)接触不良

　　(5)铁心过热

　　(6)散热不良

　　(7)机械故障

　　(8)电压异常

　　(9)电热器具和照明器具

　　(10)电磁辐射能量

　　2)电火花和电弧

　　电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量电火花汇集而成的。在切断感性电路时，断路器触点分开瞬间，在触点之间的高电压形成的电场作用及触点上的高温引起热电子发射，使断开的触点之间形成密

　　度很大的电子流和离子流，形成电弧和电火花。电弧形成后的弧柱温度可高达 6000 — 7000 ℃ ，甚至

　　10000 ℃以上 。

　　电火花和电弧分为工作电火花及电弧、事故电火花及电弧。

　　(1)工作电火花及电弧。指电气设备正常工作或正常操作过程中所产生的电火花。例如，刀开关、

　　断路器、接触器、控制器接通和断开线路时会产生电火花;插销拔出或插入时的火花;直流电动机的电刷

　　与换向器的滑动接触处、绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处也会产生电火花等。

　　(2)事故电火花及电弧。包括线路或设备发生故障时出现的火花。如绝缘损坏、导线断线或连接

　　松动导致短路或接地时产生的火花;电路发生故障，熔丝熔断时产生的火花;沿绝缘表面发生的闪络等。

　　2 2 、电气装置及电气线路发生燃爆

　　1)油浸式变压器火灾爆炸

　　变压器油箱内充有大量的用于散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。 变压器油的闪点在 130 — 140 ℃之间 。

　　2)电动机着火

　　异步电动机的火灾危险性是由于其内部和外部的诸如制造工艺和操作运行等种种原因造成的。 其原

　　因主要有： 电源电压波动、频率过低;电机运行中发生过载、堵转、扫膛(转子与定子相碰);电机绝

　　缘破坏，发生相间、匝间短路;绕组断线或接触不良;以及选型和启动方式不当等。

　　3)电缆火灾爆炸

　　电缆火灾的常见起因：

　　(1) 电缆绝缘损坏。

　　(2) 电缆头故障使绝缘物自燃。

　　(3) 电缆接头存在隐患。

　　(4) 堆积在电缆上的粉尘起火。

　　(5) 可燃气体从电缆沟窜入变、配电室。

　　(6) 电缆起火形成蔓延。

　　三、雷电危害

　　1 1 、雷电的种类、危害形式和事故后果

　　1)雷电的种类

　　(1 1 )直击雷。 雷云与大地目标之间的一次或多次放电称为对地闪击。

　　(2 2 )闪电感应。 又称作雷电感应。闪电发生时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可

　　能使金属部件之间产生火花放电。

　　①闪电静电感应。是由于带电积云在架空线路导线或其他高大导体上感应出大量与雷云带电极性相

　　反的电荷，在带电积云与其他客体放电后，感应电荷失去束缚，如没有就近泄入地中就会以大电流、高

　　电压冲击波的形式，沿线路导线或导体传播。

　　②闪电电磁感应。是由于雷电放电时，迅速变化的雷电流在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附

　　近导体上感应出很高的电动势。

　　(3 3 )球雷。 球雷是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。

　　此外， 直击雷和闪电感应都能在架空线路、电缆线路或金属管道上产生沿线路 或管道的两个方向迅

　　速传播的闪电电涌(即雷电波)侵入 。

　　2)雷电的危害形式

　　雷电具有 雷电流幅值大、雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高 的特点。

　　雷电具有电性质、热性质和机械性质等三方面的破坏作用。

　　(1 1 )电性质的破坏作用。

　　(2 2 )热性质的破坏作用。

　　(3 3 )机械性质的破坏作用。

　　3)雷电危害的事故后果

　　(1 1 )火灾和爆炸。 直击雷放电的高温电弧、二次放电、巨大的雷电流、球雷侵入可直接引起火灾

　　和爆炸，冲击电压击穿电气设备的绝缘等可间接引起火灾和爆炸。

　　(2 2 )触电。 积云直接对人体放电、二次放电、球雷打击、雷电流产生的接触电压和跨步电压可直

　　接使人触电;电气设备绝缘因雷击而损坏，也可使人遭到电击。

　　(3 3 )设备和设施毁坏。 雷击产生的高电压、大电流伴随的汽化力、静电力、电磁力可毁坏重要电

　　气装置和建筑物及其他设施。

　　(4 4 )大规模停电。 电力设备或电力线路破坏后可能导致大规模停电。

　　2 2 、雷电参数

　　主要有雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等。

　　1)雷暴日。只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。年雷暴日通常指一年内的平均雷暴日数，

　　即年平均雷暴日，单位 d/a。

　　2)雷电流幅值。指雷云主放电时冲击电流的最大值。

　　3)雷电流陡度。指雷电流随时间上升的速度。

　　4)雷电冲击过电压。直击雷冲击过电压很高，可达数千千伏。

　　四、静电危害

　　1 1 、静电的危害形式和事故后果

　　1)静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事放。

　　2)人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故。

　　3)静电的物理现象会对生产产生妨碍，导致产品质量不良，电子设备损坏。

　　2 2 、静电的特性

　　1)静电的产生

　　(1)静电的起电方式

　　①接触 — 分离起电。 两种物质紧密接触再分离时，即可能产生静电。

　　②破断起电。 固体粉碎、液体分离过程的起电属于破断起电。

　　③感应起电。

　　④电荷迁移。 例如，当带电雾滴或粉尘撞击导体时，便会产生电荷迁移;当气体离子流射在不带电

　　的物体上时，也会产生电荷迁移。

　　(2)固体静电橡胶、塑料、纤维等行业工艺过程中的静电高达数十千伏，甚至数百千伏，如不采取有效措施，很

　　容易引起火灾。

　　(3)人体静电

　　人体静电的产生主要由摩擦、接触—分离和感应所致。 人体静电可达 10000V 以上 。

　　(4)粉体静电

　　当粉体物料被研磨、搅拌、筛分或处于高速运动时，由于粉体颗粒与颗粒之间及粉体颗粒与管道壁、

　　容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，或因粉体破断等都会产生危险的静电。

　　(5)液体静电

　　液体在流动、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注和剧烈晃动等过程中，由于静电荷的产

　　生速度高于静电荷的泄漏速度，从而积聚静电荷，可能产生十分危险的静电。

　　(6)蒸气和气体静电

　　蒸气或气体在管道内高速流动，以及由阀门、缝隙高速喷出时也会产生危险的静电。类似液体，蒸

　　气产生静电也是由于接触、分离和分裂等原因产生的。

　　2)静电的消散

　　(1 1 )静电中和

　　(2 2 )静电泄漏

　　3)静电的影响因素

　　(1)材质和杂质的影响

　　一般情况下，杂质有增加静电的趋势。但如杂质能降低原有材料的电阻率，加入杂质则有利于静电

　　的泄漏。

　　(2)工艺议备和工艺参数的影响

　　接触面积愈大，产生静电愈多，接触压力愈大或摩擦愈强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的

　　静电。工艺速度越高，产生的静电越强。

　　五、射频电磁场危害

　　射频指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率，泛指 100kHz 以上 的频率。

　　(1)人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。

　　(2)在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，造成电引爆器件发生意外引爆。

　　六、电气装置故障危害

　　电气装置故障危害是由于电能或控制信息在传递、分配、转换过程中失去控制而产生的。 断路、短

　　路、异常接地、漏电、误合闸、误掉闸 、电气设备或电气元件损坏、电子设备受电磁干扰而发生误动作、

　　控制系统硬件或软件的偶然失效等 都属于电气装置故障。