第二章起重机电气设备安全技术

第二章起重机电气设备安全技术第一节电学基础及常用电器元件符号一、电的基础知识（一）电流电荷有规则的定向移动叫做电流。

在导体中，电流是电子的移动形成的。

电流是我们直观看不见的，但可以用相应的仪器来测量电流的无和大小，也可以通过电流的各种表现（效应）被人们观察到。

例如照明用的白炽灯炮发光、电炉丝发热，说明有电流通过灯丝和电炉丝，是电流热效应的表现；通电的电磁铁吸引钢铁，是电流磁效应的表现。

电流的大小叫做电流强度，用字母“119表示。

电流的单位是“安培”，简称“安”，用符号“A"表示。

千分之一安称为“毫安”，用符号“mA"表示。

（二）电压在电路中某两之间如果具有电位差，就存在产生电流的能力，这种能力就是电压。

电压用字母“U”表示，电压大小的单位是“伏特”，简称“伏”，用符号“V”表示。

带电的设备（如闸刀开关刀片）对于大地或设备接地的金属外壳所具有的电压，以及有电流通过设备的接地体向大地流散时，接地体及其近处的土地对于远处的大地所具有的电压称为对地电压。

当带电体接触大地（例如电线断落接地）并向大地流散电流时，由于地电阻的存在，在地表形成不同的电位。

当人的两脚跨步时，分别接触到不同的电．位而在人两脚之间形成的电压，称为跨步电压。

一般认为对地电压250V以上的电气装置属高压电气装置，250V以下的属低压电气装置。

我国动力电采用380V电压，照明电多采用220V电压，大、中型工厂进线电压多采用35 kV或l0kV高压。

（三）电阻物体一方面具有允许电流通过即导电的能力，另一方面又具有障碍电流通过的作用，这种作用就是电阻。

电阻用字母“R ”表示，其单位是“欧姆”，简称“欧”，用符号（Ω）表示。

对于电阻值大的电阻（如设备的绝缘电阻），则常用“千欧”（kΩ）、“兆欧”（MΩ）为单位表示。

（四）欧姆定律欧姆定律表示电路中电流、电压、电阻（阻抗）三者之间的相互关系，这个关系就是导体内电流I 的大小与加在异体两端的电压U 成正比，而与导体的电阻R 成反比。

公式是：R UI（五）电源电源有直流电源和交流电源。

直流电的电压、电流的大小和方向不随时间改变，如同2-1（a ）电路原理图中，A 端始终为正，B 端始终为负；电流的方向始终是从A 端流向B 端，其大小也不随时间改变。

将直流电与时间的关系用图形表示则如图2-1（b ）。

图2-1直流电(a)电路原理图 (b)直流电与时间的关系图交流电的电压、电流的大小及方向随时间的变化而发生周期性的变化，如图2-1（a ）中，有时A 端为正，B 端为负，电流的方向是从A 流向B ；有时A 端为负，B 端为正，电流的方向是从B 流向A ，并且电压、电流的大小不断变化。

将交流电与时间的关系用图形表示，则如图2-2（b ）。

图2-2交流电(a)交流电的大小及方向(b)交流电与时间的关系图中画出的仅仅是交流电变化的一个周期。

交流电每秒钟内变化的周期数称为交流电的频率，单位是赫兹（周／秒）用Hz表示。

如果一个周期经历的时间是1/50秒，则每秒钟要变化50个周期，称为50赫兹，这就是我国使用的交流电的频率。

工业上广泛采用的是交流电源，目前常用的交流电源是三相线制供电系统，如图2-3所示。

图2-3三相四线制供电系统图中虚线框内是供电变压器，变压器左边是高压输人线路，右边是三条相线和一条零线，俗称三根火线一根零线。

两条相线之间的电压称为线电压，为380V；车条相线与零线之间的电压称为相电压，为220V，因此组成三个同相位的380V的线电压和三个不同相位的220V的相电压，如图2-3所示。

（六）电路及电路图1.电路及电路图电路是提供给电流通过的路径。

把组成电路的元件用一些规定的符号来表示，并且用代表导线的线条按一定的方式连接起来组成的图形就是电路图。

图2-4电动机运行电路及其控制电路图1-吸引线圈；2-铁芯；3-街铁；4-接触器触头；5-辅助触头；6-轴；7-底板；8-起动按粗；9-停止按粗实际电路通常是由电源、开关、用电器（负载）导线组成的电气回路。

合上开关，负载与电源接通，电路里就会有电流流动。

前面图2-1就是最简单的手电筒的电路图。

前图2-4是一台电动机的运行电路及其控制电路图，左边是实物图，右边是原理图。

当开关QS闭合后，负载两端通过导线电电源接通，电路中有电流通过。

2.控制电路原理图2-4原理图中左边部分是由电源经QS刀开关和接触器KM的主触头B；M与电动机连接的线路，是整个电路主要用电的回路，称为主回路（主电路）；图中右边与接触器线圈KM、KM的辅助触头KM，及过流断电器和两个按钮关开连接的线路是控制回路。

控制回路的原理上：合上QS刀开关，主回路与控制回路都接上电源。

当起动按钮SB2被按下时，电流经L2相线叶熔断器官FU→接触器KM线圈→起动按纽SB2→停止按纽SB1（常团）→L1相线形成回路，使接触器KM的线圈通电后产生磁力，吸引动铁芯，带动连在动铁芯上的转轴及接触器主触头转动并闭合，给电动机通电，电动机运转。

在接触器主触头KM吸合时，右边与SB1并联的辅助触头KM1（常开触头）也随着转轴的转动闭合。

这样，当SB1松手断开时，由于与之并联的辅助触头此时已闭合，所以仍然保持着控制回路的闭合状态，从而使整个电路保持继续闭合，电动机继续运转。

这就是控制回路的“自锁”（或称为“自保”）。

当需要停车时，按下停止按钮SB1接触线圈断电，主触头及辅助触头都释放，电动机停转。

可见，主回路的接通与分断受控制回路的控制，人们操纵机器是直接操纵控制回路，从而间接操纵主回路。

控制回路又称操作回路。

3.短路短路是电池的两端不经过负载而直接接通。

电路短路时，只剩下电源和导线的很小的电阻，因此出现比正常电流大许多倍的短路电流。

由于电流异常增大，电流的热效应使电路剧烈发热而烧坏电气设备，甚至引起火灾或爆炸。

因此，必须避免发生短路并采取保护措施。

熔断器是防止短路造成事故的器件、在电动机控制电路中1FU就是防止接触器线圈等控制电路发生短路的危险而设置的。

熔断器中的熔丝（片）的电阻较大，熔点又低，当短路故障发生时，电流的热效应使熔丝首先发生高热而熔断，从而切断电路，保护电气设备不致损坏。

而在正常情况下，熔断器只轻微发热而不熔断，使电路正常工作。

第二节安全用电及防火基本知识一、电流对人体的伤害（一）电流伤害人体的因素人体是导电的，并且具有一定的电阻。

当一定的电压加在人体上时，就有电流通过人体，从而对人体形成热性质的、化学性质的、生理性质的伤害，这是因为电流的热效应、对人体组织电解及电流的刺激使人体内部组织机能破坏。

其中生理性质的伤害最严重，可引起心室颤动或窒息等生理病态，导致死亡。

电流对人体伤害的因素，最重要的是电流通过人体的途径。

如从左手至右脚，右手至胸部，前胸至后背等，都是电流通过心脏或中枢神经的路径，因而最具有危险性。

此外，电流通过人体的时间越长，危险性越大，交流电流比直流电流更危险。

人体的心理、心理状态也与伤害程度有关。

（二）人体触电的形式由于人体触电，电流对人体作用而发生的事故称为触电事故。

按触电形式不同，可把触电方式分为直接触电、跨步电压触电、感应电压触电、残余电荷触电等类型。

1．直接触电直接触电是指人体站在地面或接地的金属物体上，人体的某一部份触及一相带电体的触电事故。

对于高压带电体，人体虽未直接接触到该带电体，但如果距离太近，高压击穿大气对人体放电，也属单相触电。

在触电事故中，多数是属于单相触电。

图2-5单相触电示意图如图2-5所示，当人体触及某一相带电体时，电流由电源→带电体→人体→大地→变压器接地体、电源零点，构成闭合回路。

此时通过人体的电流按欧姆定律计算是0R R U I r r +=I r —流过人体的触电电流（A ）；U —相线对地电压（220 V ）；R r —人体电阻（1000一2000Ω）；R o —接地电阻（Ω）。

R o ，可以忽略不计，可见流过人体的电流超过100mA,该人具有生命危险。

如果人体同时触及两相带电体，电流从一条相线通过人体与另一条相线形成回路，就称为两相触电，此时触电的人体承受380V 的电压，更具有危险性，如图2-6所示。

图2-6两相触电示意图接触电压触电是指人体站在地上或金属构件上，人的手或其他部位触及漏电设备外壳，由于漏电设备外壳与人体所站地的方的电位差造成的触电。

接触电压触电也属于单相触电。

2.跨步电压触电当带电设备接地，并且有电流流人地下时，电流在接地点周围的土壤中产生电压降。

此时如果人体行走在接地点周围，人的两脚接触到的地面具有不同的对地电压，因此两脚之间就有电压，此电压就称为跨步电压。

，因跨步电压引起的触电事故叫跨步电压触电。

跨步电压的大小与跨步的大小有关，与距离接地点的远近有关。

跨步越大，距接地点越近，跨步电压越大。

对一般接地体而言，离开接地体20m以外，跨步电压接近于零。

二、安全用电为、了防止触电事故，在进行起重机操作检修和电气设备安装时，必须注意以下几点。

1.发现有故障的电气设备，必须及时检修。

定期检查绝缘性能，保证用电安全。

在任何情况下均不能用手触摸来试验裸导体是否带电，而必须用完好的验电工具来试验。

2.进行电气操作时，必须严格按规定程序进行，遵守停电操作的规定。

绝缘工具（如绝缘手柄、绝缘鞋、绝缘手套等）的绝缘性能必须良好，并采取防止突然送电的安全措施。

3.运行操作必须严格按规程进行。

断电时应先继负荷开关，后断隔离开关；合上电源时应先合隔离开关，后合负荷开关。

4在带电体（如架空电线）附近操作机器时，机器与带电体要保持可靠的安全距离。

如表2-2所示。

明目张胆表数据是指在干燥、无导电气体及粉尘的环境中，如在雾、雨、雪等不良环境中，还应加大距离。

表2-2起重机与架空输电导线的安全距离5.人体在带电子坠按时操怅郸检修时期，人体及戮握携带的工龄、愤电子籍体与其带电子体应保持的距离邵表面2 -3所示。

如遇不良环境，还应该加大距离。

6.不用潮湿的手去操作电器，更不能用湿布去抹擦运行的电气装置。

7.要注意保护电气装置或电线的绝缘体，避免碰撞、破坏这些绝缘体。

8.雷雨时避免走近高压电杜、铁塔或避雷针的接地导线周围，以防雷电电流通过这些导体时形成的跨步电压造成人体伤害。

表2-3在建筑工程（含脚手架具）的外侧边缘与外电架空线路的边线之间最小安全操作距离注：上、下脚手架的料道严禁搭设在有外电线路的一侧。

9.当架空线断落接地时，此时可能在落地点周围存在很高的跨步电压，因此不能走近落地点。

万一在自己身边落下架空线或者人体已在具有跨步电压的区域内，此时切勿跨下架空线或者人体已在具有跨步电压的区域内，此时切勿跨开步子走动，更不要慌张跌倒（因手、脚之间的跨步电压更危险），而应该双脚并拢，背离落地点的方向跳出危险区域。