第二章 直接接触电击防护

传导带
能区
价带
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 性能的劣化。 热老化（低压设备） 电老化（高压设备，局部放电）
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传导带的概念 在高压绝缘理论中，纯净均匀介质材料的原子结构，其 电子所在各轨道层的位置，从内到外分为价带、能区和传导 带三个区域。其中价带中的电子被共价键所约束，活动能力 低；能区就是一个门坎，电子越不过这个门坎就到不了传导 带。传导带又叫导电带，其内的电子活动性强，处于价带中 的电子只有获得各种刺激或激发，得到足够的能量，才能越 过能区的阻挡进入传导带，成为活动性强的电子。当电介质 传导带中的电子无限增加到一定程度时，电介质的绝缘性能 就遭到破坏。
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直接接触防护 a．防止电流经由身体的任何部位通过； b．限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。 基本措施：绝缘、屏护、间距
间接接触防护 a．防止故障电流经由身体的任何部位通过； b．限制可能流经人体的故障电流，使之小于电击电流 c．在故障情况下触及外露可导电部分时，可能引起流 经人体的电流等于或大于电击电流时，能在规定的 时间内自动断开电源。
绝缘安全用具：绝缘靴(鞋)



绝缘靴：采用特种橡胶制成 ，作用是使人体与大地绝缘 ，防止跨步电压，分20kV（ 试验电压）和 6kV 两种。它 的高度不小于 15厘米，而且 上部另加高边 5 厘米。必须 按规定进行定期试验。 绝缘鞋：有高低腰两种，多 为 5kV ，在明显处标有“绝 缘”和耐压等级，作为 1kV 以下辅助绝缘用具， 1kV以 上禁止使用。 使用中，不能用防雨胶靴代 替。
绝缘用具：绝缘棒（令克棒）

绝缘棒： 又称令克棒 、绝缘拉杆、操作杆 等。一般用电木、胶 木、环氧玻璃制成的 管或棒制成。由工作 头、绝缘杆和握柄三 部分构成。它供在闭 合或断开高压跌落式 熔断器、隔离开关， 装拆携带式接地线， 以及进行测量和试验 时使用。
绝缘用具绝缘棒（令克棒）
1. 2.
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②液体绝缘材料，常用的有从石油原油中提炼 出来的绝缘矿物油，十二烷基苯、聚丁二烯、 硅油和三氯联苯等合成油以及蓖麻油； 电气设备举例： 油浸式变压器、多油断路器、 少油断路器、充油电缆、电容器 注意：防水、防杂质（变压器）
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③ 固体绝缘材料，常用的有树脂绝缘漆，纸、纸 板等绝缘纤维制品，漆布、漆管和绑扎带等绝 缘浸渍纤维制品，绝缘云母制品，电工用薄膜 、复合制品和粘带，电工用层压制品，电工用 塑料和橡胶、玻璃、陶瓷等。 分类：有机、无机、复合 绝缘子、干式变压器
基本绝缘安全用具
绝缘棒、绝缘夹钳、高压验电器等
辅助绝缘安全用具
绝缘手套、绝缘靴、绝缘垫（台）等
基本安全用具：指在作业过程中能长时间直接与带电设备发生 工作接触，而不使工作人员触电的绝缘工器具。这种绝缘工器 具，能长时间承受相应等级的工作电压。如高压绝缘棒、高压 验电器、绝缘夹钳等。 辅助安全用具，指绝缘强度不高，不能承受高压电气设备线路 的工作电压，只对基本安全用具绝缘的加强及保护作用，是用 来防止接触电压、跨步电压、电弧烧灼对操作人员伤害的用具 如绝缘手套、绝缘靴（鞋）、绝缘垫、绝缘台等。不允许用辅 助绝缘安全用具直接与高压电气设备的带电部分接触。
4 绝缘检测和绝缘试验
目的：检查电气设备或线路的绝缘指标是否 符合要求。 内容：主要包括绝缘电阻试验、工频耐压试 验、泄漏电流试验(吸收比)和介质损 耗试验 绝缘电阻的测量兆欧表 耐压试验
电气安全用具
保证操作者安全地进行电气工作必不可少的工具。
安全用具
绝缘安全用具 一般防护用具
接地线、隔离板、遮拦标示牌等

介质损耗和介质损耗角
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。 介质损耗一种是由漏导电流引起的；另一种是由于 极化引起的。
总结： ①介质损耗将使介质发热，是 介质热击穿的根源。 ②电气设备中使用的电介质， 要求它的tanδ值愈小愈好。 ③ 影响绝缘材料介质损耗的 因素 ：频率、温度、湿度、 辐射、电场强度
1Ωm＝ 106Ω mm2/m，含义是：如果该材料的电阻率为1Ωm，则
用该材料作成1m长、截面为1mm2的细棒时，从两端测得的电阻 为106Ω。
表面电阻率的单位为Ω
Rs＝ρsL／Ss ，即ρs＝RsSs／L 则得 ρs＝RsLs／L L
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Ls
C r C0
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介电常数
介电常数是表征电介质极化特征的性 能参数。(储电能力，又称相对电容率) 绝缘材料的介电常数受电源频率、温 度、湿度等因素而产生变化。 通过测量介电常数，能够判断电介质 受潮程度。

低压试电笔
使用试电笔时，应注意以下事项： （1）使用前，检查试电笔里有无安全电阻，再直观检查试电笔是 否有损坏，有无受潮或进水。 （2）使用试电笔时，不能用手触及试电笔前端的金属探头，这样 做会造成人身触电事故。 （3）使用试电笔时，一定要用手触及试电笔尾端的金属部分，否 则，因带电体、试电笔、人体与大地没有形成回路，试电笔中 的氖泡不会发光，造成误判，认为带电体不带电。 （4）在测量电气设备是否带电之前，先要找一个已知电源测一测 试电笔的氖泡能否正常发光，能正常发光，才能使用。 （5）在明亮的光线下测试带电体时，应特别注意氖泡是否真的发 光（或不发光），必要时可用另一只手遮挡光线仔细判别。千 万不要造成误判，将氖泡发光判断为不发光，而将有电判断为 无电。
绝缘用具：绝缘垫和绝缘台


绝缘垫：一般铺在控保屏、高压开关柜、 配电室的地面上，以便在带电操作时增强 操作者的对地绝缘，也应按规定进行定期 试验。 绝缘台：台面一般用干燥、木纹直且无节 的木板制成，台面尺寸约 100x100cm2 ， 中间留有2cm左右的缝隙；绝缘脚一般用 不小于 10cm 的高压支持瓷瓶做成。也应 按规定进行定期试验。
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绝缘电阻和绝缘电阻率
泄漏电流Ii 吸收电流Ia 充电电流IC (1)在正常工作时 （稳态），漏导电 流决定了绝缘材 料的导电性，因 此，漏导支路的 电阻越大，说明 材料的绝缘性能 越好。 2015-5-1
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（2）温度、湿度、杂质含量、电磁场强度的增加都会降低电介质材料的 电阻率。 表面电阻率ρs ：指材料表面对电流流通的阻力系数。
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钢化玻璃绝缘子串、 支柱式绝缘子 干式变压器
2 绝缘材料的电气性能
①对绝缘材料的基本要求 良好的介电性能 良好的耐热性能 导热性与耐潮性，较高的力学强度，且又便 于加工 ②绝缘材料的性能指标 绝缘电阻率ρ( 或电导γ) 、 相对介电常数εr 、 介质损耗角 tanδ

绝缘安全用具：绝缘手套


绝缘手套可以使人的两手 与带电体绝缘，是用特种 橡胶（或乳胶）制成的， 分 12kV （ 试 验 电 压 ） 和 5kV两种。绝缘手套是不能 用医疗手套或化工手套代 替使用的。绝缘手套一般 作为辅助安全用具，在1kV 以下电气设备上使用时可 以作为基本安全用具看待 。 按规定进行定期试验。
E
局部放电的概念 局部放电是一种在高压设备绝缘 中发生的非击穿性放电现象。它会降低 材料的绝缘性能
-
+U
。一般分为以下三种类型：
（a）内部放电 （b）表面放电 ：从带电导体到介质表面所发生的放电现象。 它常常发生在电缆接头和电动机绕组的出线端，也就是绝 缘材料与导体的表面结合处。 （c）电晕放电 ：高压带电导体在气体介质中的局部放电现象
绝缘安全用具：绝缘夹钳

绝缘夹钳是用来带电执行安装或拆卸高压保 险器或类似工作的工具。

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使用注意事项： 操作时戴绝缘手套、穿绝缘靴及戴护目镜，并必须在切断负载的 情况下进行操作； 操作前，夹钳表面应用清洁的干布擦净； 雨雪或潮湿天气操作应使用专门防雨夹钳； 按规定进行定期试验。
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第一节


绝缘
定义：利用绝缘材料对带电体进行封闭 和隔离。 作用： 防止设备、元件短路；防止触电。
绝缘是衡量电气设备寿命的指标
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1 绝缘材料
定义：又称电介质，凡由电阻系数大于 10 cm 的物质构成的材料，在电工技术上便称为 绝缘材料。 种类： ①气体绝缘材料，常用的有空气、氮、氢、二氧 化碳和六氟化硫等； 电气设备举例： 空气断路器、真空断路器、氢冷发电机、 SF6断路器
3 绝缘的破坏
①绝缘击穿 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。 气体电介质击穿机理（由碰撞电离导致的电击穿
）

液体电介质击穿机理（由电子碰撞电离导致击 穿） 固体电介质击穿机理（电、热、放电、电化学 ）
高压验电器
验电器

使用注意事项：




(1) 为确保设备或线路不再带有电压，应按该设 备或线路的电压等级选用相应的验电器进行验电 。 (2) 验电前先检查验电器外观无损坏，再在带电 设备上先进行试验，确认验电器完好后方可使用 。 (3) 验电时，不要用验电器直接触及设备的带电 部分，应逐渐靠近带电体，至灯亮或风轮转动或 语音提示为止。应注意验电器受邻近带电体影响 。 (4) 验电时，必须三相逐一验电，不可图省事。
低压试电笔

试电笔，是用来检查测量低压电气设备是否带电的一种工 具。 试电笔常做成笔式或小型螺丝刀式结构。前端是金 属探头，后部塑料外壳，壳内装有氖泡、安全电阻和弹簧 ，笔尾端有金属端盖或钢笔型金属挂鼻，作为使用时手必 须触及的金属部分。
普通试电笔测量电压范围在 60～ 500 伏之间，低于 60 伏时 试电笔的氖泡可能不会发光，高于 500 伏不能用普通试电 笔来测量，否则容易造成人身触电。当试电笔的ห้องสมุดไป่ตู้尖触及 带电体时，带电体上的电压经试电笔的笔尖（金属体）、 氖泡、安全电阻、弹簧及笔尾端的金属体，再经过人体接 入大地形成回路。若带电体与大地之间的电压超过60伏， 试电笔中的氖泡便会发光，指示被测带电体有电。
3. 4. 5. 6.
使用保管注意事项： 操作前，棒面应用清洁的干 布擦净； 操作时应戴绝缘手套、穿绝 缘靴或站在绝缘台（垫）上 ，并注意防止碰伤表面绝缘 层； 型号规格符合规定； 雨雪天气室外操作应使用防 雨型令克棒； 按规定进行定期试验 应存放在干燥处所，不得与 墙面地面接触，以保护绝缘 表面。
电力工程系
Department of Electrical Engineering
电气安全技术
第二章 直接接触电击防护
电击防护基本准则：在正常情况或在单故障情况下， 易触及的可导电部分均应是无危险的。 所谓“易触及的可导电部分”包括了电气设备上 的“带电部分”和“外漏可导电部分”。 带电部分：正常使用时要被通电的导体或可导电部分 外漏可导电部分：电气设备能触及的可导电部分。正 常情况下不带电，但在故障情况下可能带电。
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。 对策：（1）避开有腐蚀性物质和外界高温的场所； （2）正确使用和安装电气设备和线路，保持过流、 过热保护装置的完好； （3）严禁乱拉乱扯，防止机械性损伤绝缘物； （4）应采取防止小动物损伤绝缘的措施。
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单位体积内介质损耗功率公式推导
Pc＝UIcosφ＝U 2cosφ／Xc＝ωcU 2cosφ （1） ∵ δ＝90°－φ，对介质来说δ值很小约3度左右 ∴ sinδ＝tanδ cosφ＝sin（90°－φ）＝sinδ＝tanδ （2） Wc＝0.5CU 2＝0.5（εS／d）×（Ed）2 ＝0.5εE 2Sd 即 CU 2＝εE 2Sd （3） 将（2）、（3）代入（1）式 得Pc＝ωεE 2Sd tanδ P＝Pc／Sd＝ωεE 2 tanδ