电气的危险因素及事故种类

电气的危险因素及事故种类
电气的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。

按照电能的形态，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。

1、电击
(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。

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感知电流。

指引起感觉的最小电流。

感觉为轻微针刺，发麻等。

，男性约为1.1 mA;女性约为0.7 mA。

②摆脱电流。

指能自主摆脱带电体的最大电流。

男性16 mA;女性约为10.5 mA;就最小值而言，男性9 mA;女性6 mA。

③室颤电流。

指引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。

当电流持续时间超过心脏周期时，室颤电流仅为50 mA左右;当持续时间短于心脏周期时，室颤电流为数百mA。

当电流持续时间小于0.1 s 时，只有电击发生在心室易损期，500 mA以上乃至数A的电流才能
够引起心室颤动。

前述电流均指流过人体的电流，而当电流直接流过心脏时，数十微安的电流即可导致心室颤动发生。

3)电流途径。

流经心脏的电流多、电流路线短的途径是危险性最大的途径。

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，其伤害程度一般较工频电流为轻。

(3)人体阻抗在除去角质层，干燥的情况下，人体电阻约为1 000～3000Ω;潮湿的情况下，人体电阻约为500～800Ω。

(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。

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。

?单相电击。

单相电击事故占全部触电事故的70%以上。

防止触电事故的技术措施应将单相电击作为重点。

②两相电击。

因其电压相对较高，其危险性也较大。

(3)跨步电压电击。

对于集中式接地体，离接地体20 m处的对地电压接近于零。

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。

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。

大部分触电事故都含有电烧伤
成分。

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，数安的电流则会形成严重的灼伤。

2)电弧烧伤。

指由弧光放电造成的烧伤，是最严重的电伤。

(2)电烙印。

(3)皮肤金属化。

(4)机械损伤。

(5)电光性眼炎。

在短暂照射的情况下，引起电光眼的主要原因
是紫外线。

二、电气火灾与爆炸
电气装置在运行中产生的危险温度、电火花和电弧是电气引燃源主要形式。

(1)危险温度
1)短路。

2)过载。

①电气线路或设备设计选型不合理，或没有考虑足够的裕量，以致在正常使用情况下出现过热。

?电气设备或线路使用不合理，负载超过额定值或连续使用时间过长。

?设备故障运行造成设备
和线路过负载，如三相电动机单相运行或三相变压器不对称运行均可能造成过负载。

④电气回路谐波能使线路电流增大而过载。

如三相四线制电路三次及其奇数倍谐波电流会引起中性线过载危险。

由于各相三次谐波电流在中性绒上相位相同而互相叠加。

如果三相负载不平衡，
中性线再叠加上不平衡电流后发热将更为严重。

在非线性负载日益增多，能产生大量三次谐波的气体放电灯等非线性负载大量使用的情况下，中性线的严重过载将带来火灾的隐患。

产生三次谐波的设备主要有：节能灯、荧光灯、计算机、变频空调、微波炉、镇流器、焊接设备、UPS电源等。

3)漏电。

4)接触不良。

5)铁心过热。

6)散热不良。

7)机械故障。

转动部分被卡死或轴承损坏，造成堵转或负载转矩过太，交流电磁铁在通电后，衔铁卡死
8)电压异常。

9)电热器具和照明器具。

10)电磁辐射能量。

在连续发射或脉冲发射的射频(9 kHz一60 GHz)源的作用下，可燃物吸收辐射能量可能形成危险温度。

(2)电火花和电弧
电弧形成后的弧柱温度可高达6 000—7 000℃，甚至10 000℃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。

切断感性电路时，断口处火花能量较大，危险性也较大。

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。

电力线路和电气设备在投切过程中由于受感性和容性负荷的影响，可能会产生铁磁谐振和高次谐波，并引起过电压，这个过电压也会破坏电气设备绝缘造成击穿，并产生电弧。

事故火花还包括由外部原因产生的火花，如雷电直接放电及二次放电火花、静电火花、电磁感应火花等。

除上述外，电动机转子与定子发生摩擦(扫膛)，或风扇与其他部件相碰也都会产生火花，这是由碰撞引起的机械性质的火花。

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130一140℃之间。

变压器发生故障时，在高温或电弧的作用下，变压器内部故障点附近的绝缘油和固态有机物发生分解，产生易燃气体。

如故障持续时间过长，易燃气体愈来愈多，使变压器内部压力急剧上升，若安全保护装置(气体继电器、防爆管等)未能有效动作时，会导致油箱炸裂，发生喷油燃烧。

燃烧会
随着油流的蔓延而扩展，形成更大范围的火灾危害。

造成停电、影响生产等重大经济损失、甚至造成人员的伤亡等重大事故。

除油浸变压器外，多油断路器等充油设备也可能发生爆炸。

充油设备的绝缘油在高温电弧作用下气化和分解，喷出大量油雾和可燃气体，还可引起空间爆炸。

(2)电动机着火。

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。

三相异步电动机如果发生某相断线，则形成了缺相运行。

此时，电动机绕组中的电流会明显上升，但又达不到保护电动机的熔断器的熔断电流值。

因此，大电流长时间作用引起定子绕组过热，导致电动机烧毁。

异步电动机形成引燃的主要部位是绕组、铁心和轴承以及引线。

其原因既有电气方面的原因也有机械方面的原因。

而它们往往不是孤立的，电气原因可能引起机械方面的故障或事故，反之亦然，有时呈互为因果的恶性循环。

(3)电缆火灾爆炸。

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)雷电的种类
1)直击雷。

直击雷的每次放电过程包括先导放电、主放电、余光三个阶段。

2)闪电感应。

又称作雷电感应。

3)球雷。

球雷应当是一团处在特殊状态下的带电气体。

直击雷和闪电感应都能传播的闪电电涌(即雷电波)侵入。

(2)雷电的危害形式。

雷电是大气中的一种放电现象。

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。

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)电性质的破坏作用。

2)热性质的破坏作用。

3)机械性质的破坏作用。

(3)雷电危害的事故后果。

1)火灾和爆炸。

2)触电。

3)设备和设施毁坏。

4)大规模停电。

2、雷电参数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。

年雷暴日数用来衡量雷电活动的频繁程度。

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。

雷暴日数愈大，说明雷电活动愈频繁。

年平均雷暴日不超过15 d/a的地区划为少雷区，超过40 d/a 划为多雷区。

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。

雷电流冲击波波头陡度可达50 kA/s，平均陡度约为30 kA/s。

雷电流陡度越大，对电气设备造成的危害也越大。

4)雷电冲击过电压。

直击雷冲击过电压很高，可选数千千伏。

四、静电危害
1、静电的危害形式和事故后果
静电危害是由静电电荷或静电场能量引起的。

1)在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。

2)人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故，如坠落、跌伤等。

此外，对静电电击的恐惧心理还对工作效率产生不利。

3)某些生产过程中，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。

1)静电的起电方式
①接触—分离起电。

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。

2)固体静电而固体静电电位可高达数万伏以上，其原因在于电容的变化。

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)人体静电人体静电可达10 000 V以上。

4)粉体静电
5)液体静电
6)蒸气和气体静电
(2)静电的消散
中和与泄漏是静电消失的两种主要方式，前者主要是通过空气发生的;后者主要是通过带电体本身及其相连接的其他物体发生的。

(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。

液体内含有高分子材料(如橡胶、沥青)的杂质时，会增加静电的产生。

液体内含有水分时，在液体流动、搅拌或喷射过程中会产生静电。

液体内水珠的沉降过程中也会产生静电。

如果油罐或油槽底部积水，经搅动后可能由静电引发爆炸事故。

2)工艺设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。

下列是容易产生和积累静电典型工艺过程：
①纸张与辊轴摩擦、传动皮带与皮带轮或辊轴摩擦等;橡胶的碾制、塑料压制、上光等;塑料的挤出、赛璐珞的过滤等。

②固体物质的粉碎、研磨过程;粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程;悬浮粉尘的高速运动等。

③在混合器中各种高电阻率物质的搅拌。

④高电阻率液体在管道中流动且流速超过1 m/s;液体喷出管口;液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅等。

⑤液化气体、压缩气体或高压蒸气在管道中流动和由管口喷出，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。

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100 kHz 以上的频率。

射频伤害是由电磁场的能量造成的。

射频电磁场的危害主要有：
1.在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。

过量的辐射可引起中枢神经系统的机能障碍，出现神经衰弱症候群等临床症状;可造成植物神经紊乱。

出现心率或血压异常，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等;可引起眼睛损伤，造成晶体浑浊，严重时导致白内障;可使睾丸发生功能失常，造成暂时或永久的不育症，并可能使后代产生疾患;可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤等。

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

六、电气装置故障危害
断路、短路、异常接地、漏电、误台闸、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。

1.引起火灾和爆炸
2.异常带电
3.异常停电
4.安全相关系统失效。