第８章 电工安全知识 8.1 安全用电 8.2 保护接地与保护接零 8.3 防雷保护 题8-1 触电急救 题8-2 消防训练

8.1 安全用电 8.1.1 电流对人体的危害 1. 电流大小对人体的影响 8.1 安全用电 8.1.1 电流对人体的危害 1. 电流大小对人体的影响 通过人体的电流越大， 人体的生理反应就越明显， 感应就越强烈， 引起心室颤动所需的时间就越短， 致命的危害就越大。 按照通过人体电流的大小和人体所呈现的不同状态， 工频交流电大致分为下列三种：

（1） 感觉电流: 指引起人的感觉的最小电流。 （2） 摆脱电流: 指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流。 （3） 致命电流: 指在较短的时间内危及生命的最小电流。

2. 电流频率 一般认为40~60 Hz的交流电对人最危险。随着频率的增加，危险性将降低。当电源频率大于20 000 Hz时，所产生的损害明显减小，但高压高频电流对人体仍然是十分危险的。

3. 通电时间 通电时间越长， 人体电阻因出汗等原因降低， 导致通过人体的电流增加， 触电的危险性亦随之增加。 引起触电危险的工频电流和通过电流的时间关系可用下式表示： 式中， I表示引起触电危险的电流（mA）； t表示通电时间（s）。

4. 电流路径 电流通过头部可使人昏迷； 通过脊髓可能导致瘫痪； 通过心脏会造成心跳停止， 血液循环中断； 通过呼吸系统会造成窒息。 因此， 从左手到胸部是最危险的电流路径； 从手到手、 从手到脚也是很危险的电流路径； 从脚到脚是危险性较小的电流路径。

8.1.2 人体电阻及安全电压 1. 人体电阻 人体电阻包括内部组织电阻（称体电阻）和皮肤电阻两部分。 内部组织电阻是固定不变的，并与接触电压和外部条件无关， 一般为500 Ω左右。 2. 电压的影响 从安全的角度看， 确定对人体的安全条件通常不采用安全电流而采用安全电压， 因为影响电流变化的因素很多， 而电力系统的电压是较为恒定的。

当人体接触电压后， 随着电压的升高， 人体电阻会有所降低。 若接触了高电压， 则因皮肤受损破裂而会使人体电阻下降， 通过人体的电流也就会随之增大。 在高压情况下， 即使不接触高电压， 接近时也会产生感应电流的影响， 因而也是很危险的。 经过实验证实， 电压对人体的影响及允许接近的最小安全距离如表8-1所示。

表 8-1 电压对人体的影响及允许接近的最小安全距离

8.1.3 有关触电的基本知识 1. 触电的类型 触电是指人体触及带电体后， 电流对人体造成的伤害。 它有两种类型， 即电击和电伤。   1) 电击 电击是指电流通过人体内部， 破坏人体内部组织， 影响呼吸系统、 心脏及神经系统的正常功能， 甚至危及生命。

2) 电伤 电伤是指电流的热效应、 化学效应、 机械效应及电流本身作用造成的人体伤害。 电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕， 常见的有灼伤、 烙伤和皮肤金属化等现象。在触电事故中， 电击和电伤常会同时发生。

2. 常见的触电形式 1） 单相触电 当人站在地面上或其他接地体上， 人体的某一部位触及一相带电体时， 电流通过人体流入大地(或中性线)， 称为单相触电， 如图8.１所示。

图8.1 单相触电 （a） 中性点直接接地; （b） 中性点不直接接地

图8.2 两相触电

2） 两相触电 两相触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体， 以及在高压系统中， 人体距离高压带电体小于规定的安全距离， 造成电弧放电时， 电流从一相导体流入另一相导体的触电方式， 如图８.２所示。 两相触电加在人体上的电压为线电压， 因此不论电网的中性点接地与否， 其触电的危险性都最大。

图８.３ 跨步电压和接触电压

3） 跨步电压触电 当带电体接地时有电流向大地流散， 在以接地点为圆心， 半径20 m的圆面积内形成分布电位。 人站在接地点周围， 两脚之间(以0.8 m计算)的电位差称为跨步电压Uk， 如图８.3所示，　由此引起的触电事故称为跨步电压触电。

４) 接触电压触电 运行中的电气设备由于绝缘损坏或其他原因造成接地短路故障时， 接地电流通过接地点向大地流散， 会在以接地故障点为中心， 20 m为半径的范围内形成分布电位， 当人触及漏电设备外壳时， 电流通过人体和大地形成回路， 造成触电事故， 这称为接触电压触电。 这时加在人体两点的电位差即接触电压Uj(按水平距离0.8 m， 垂直距离1.8 m考虑), 如图8.3所示。

5) 感应电压触电 当人触及带有感应电压的设备和线路时所造成的触电事故称为感应电压触电。 6） 剩余电荷触电 剩余电荷触电是指当人触及带有剩余电荷的设备时， 带有电荷的设备对人体放电造成的触电事故。 设备带有剩余电荷， 通常是由于检修人员在检修中摇表测量停电后的并联电容器、电力电缆、 电力变压器及大容量电动机等设备时， 检修前、 后没有对其充分放电所造成的。

3. 触电事故产生的原因 产生触电事故有以下原因： （1） 缺乏用电常识， 触及带电的导线。 （2） 没有遵守操作规程， 人体直接与带电体部分接触。 （3） 由于用电设备管理不当， 使绝缘损坏， 发生漏电， 人体碰触漏电设备外壳。 （4） 高压线路落地， 造成跨步电压引起对人体的伤害。 （5） 检修中， 安全组织措施和安全技术措施不完善， 接线错误， 造成触电事故。 （6） 其他偶然因素， 如人体受雷击等。

４. 安全用电的措施 1) 组织措施 (1) 在电气设备的设计、 制造、 安装、 运行、 使用和维护以及专用保护装置的配置等环中， 要严格遵守国家规定的标准和法规。 (2) 加强安全教育， 普及安全用电知识。 (3) 建立健全安全规章制度， 如安全操作规程、 电气安装规程、 运行管理规程、 维护检修制度等， 并在实际工作中严格执行。

2) 技术措施 (1) 停电工作中的安全措施。 在线路上作业或检修设备时， 应在停电后进行， 并采取下列安全技术措施： ① 切断电源。 ② 验电。 ③ 装设临时地线。

(2) 带电工作中的安全措施。 在一些特殊情况下必须带电工作时， 应严格按照带电工作的安全规定进行。 ① 在低压电气设备或线路上进行带电工作时， 应使用合格的、 有绝缘手柄的工具, 穿绝缘鞋， 戴绝缘手套， 并站在干燥的绝缘物体上， 同时派专人监护。 ② 对工作中可能碰触到的其他带电体及接地物体， 应使用绝缘物隔开， 防止相间短路和接地短路。

③ 检修带电线路时， 应分清相线和地线。 ④ 高、 低压线同杆架设时， 检修人员离高压线的距离要符合安全距离。

此外, 对电气设备还应采取下列一些安全措施: ① 电气设备的金属外壳要采取保护接地或接零。 ② 安装自动断电装置。 ③ 尽可能采用安全电压。 ④ 保证电气设备具有良好的绝缘性能。 ⑤ 采用电气安全用具。 ⑥ 设立屏护装置。 ⑦ 保证人或物与带电体的安全距离。 ⑧ 定期检查用电设备。

8.1.4 触电急救方法 1. 解脱电源 人在触电后可能由于失去知觉或超过人的摆脱电流而不能自己脱离电源， 此时抢救人员不要惊慌， 要在保护自己不被触电的情况下使触电者脱离电源。 （1） 如果接触电器触电， 应立即断开近处的电源， 可就近拔掉插头， 断开开关或打开保险盒。

（2） 如果碰到破损的电线而触电， 附近又找不到开关， 可用干燥的木棒、 竹竿、 手杖等绝缘工具把电线挑开， 挑开的电线要放置好， 不要使人再触到。 （3） 如一时不能实行上述方法， 触电者又趴在电器上， 可隔着干燥的衣物将触电者拉开。 （4）在脱离电源过程中， 如触电者在高处， 要防止脱离电源后跌伤而造成二次受伤。 （5） 在使触电者脱离电源的过程中， 抢救者要防止自身触电。

2. 脱离电源后的判断 触电者脱离电源后， 应迅速判断其症状， 根据其受电流伤害的不同程度， 采用不同的急救方法。 （1） 判断触电者有无知觉。 （2） 判断呼吸是否停止。 （3） 判断脉搏是否搏动。 （４） 判断瞳孔是否放大。

3. 触电的急救方法 （1） 口对口人工呼吸法。 人的生命的维持， 主要靠心脏跳动而产生血循环， 通过呼吸而形成氧气与废气的交换。 如果触电人伤害较严重， 失去知觉， 停止呼吸， 但心脏微有跳动， 就应采用口对口的人工呼吸法。 具体做法是：

① 迅速解开触电人的衣服、 裤带， 松开上身的衣服、 护胸罩和围巾等， 使其胸部能自由扩张， 不妨碍呼吸。 ② 使触电人仰卧， 不垫枕头， 头先侧向一边清除其口腔内的血块、 假牙及其他异物等。 ③ 救护人员位于触电人头部的左边或右边， 用一只手捏紧其鼻孔， 不使漏气， 另一只手将其下巴拉向前下方， 使其嘴巴张开， 嘴上可盖上一层纱布， 准备接受吹气。

④ 救护人员做深呼吸后， 紧贴触电人的嘴巴， 向他大口吹气。 同时观察触电人胸部隆起的程度, 一般应以胸部略有起伏为宜。 ⑤ 救护人员吹气至需换气时， 应立即离开触电人的嘴巴， 并放松触电人的鼻子， 让其自由排气。 这时应注意观察触电人胸部的复原情况， 倾听口鼻处有无呼吸声， 从而检查呼吸是否阻塞， 如图８.４所示。

图８.４ 口对口（鼻）人工呼吸法

（2） 人工胸外挤压心脏法。 若触电人伤害得相当严重， 心脏和呼吸都已停止， 人完全失去知觉， 则需同时采用口对口人工呼吸和人工胸外挤压两种方法。 如果现场仅有一个人抢救， 可交替使用这两种方法， 先胸外挤压心脏4~6次， 然后口对口呼吸2~3次， 再挤压心脏， 反复循环进行操作。 人工胸外挤压心脏的具体操作步骤如下：

① 解开触电人的衣裤， 清除口腔内异物， 使其胸部能自由扩张。 ② 使触电人仰卧， 姿势与口对口吹气法相同， 但背部着地处的地面必须牢固。 ③ 救护人员位于触电人一边， 最好是跨跪在触电人的腰部， 将一只手的掌根放在心窝稍高一点的地方（掌根放在胸骨的下三分之一部位）， 中指指尖对准锁骨间凹陷处边缘， 如图８.5（a）、 (b)所示， 另一只手压在那只手上， 呈两手交叠状（对儿童可用一只手）。

图8.5 心脏挤压法

④ 救护人员找到触电人的正确压点， 自上而下， 垂直均衡地用力挤压， 如图８.5(c)、(d)所示， 压出心脏里面的血液， 注意用力适当。   ⑤ 挤压后， 掌根迅速放松（但手掌不要离开胸部）， 使触电人胸部自动复原， 心脏扩张， 血液又回到心脏。

8.2 保护接地与保护接零 8.2.1 保护接地和保护接零的方式及作用范围 接地， 是利用大地为正常运行、 发生故障及遭受雷击等情况下的电气设备等提供对地电流构成回路的需要， 从而保证电气设备和人身的安全。保护接地和保护接零的方式有下面的几种， 如图8.6所示， 它们的具体作用也有所不同。

图8.6 保护接地、 工作接地、 重复接地及保护接零示意图

1. 保护接地 保护接地方式将电气设备不带电的金属外壳和同金属外壳相连接的金属构架用导线与接地体电器可靠地连接在一起。 2. 工作接地 为了保证电气设备的正常工作， 将电力系统中的某一点(通常是中性点)直接用接地装置与大地可靠地连接起来就称为工作接地。

3. 重复接地 三相四线制的零线（或中性点）一处或多处经接地装置与大地再次可靠连接， 称为重复接地。 4. 保护接零 在中性点接地的三相四线制系统中， 将电气设备的金属外壳、 框架等与中性线可靠连接， 称为保护接零。

8.2.2 电气设备的接地范围 根据安全规程规定， 下列电气设备的金属外壳应该接地或接零。 (1) 电机、 变压器、 电器、 照明器具、 携带式及移动式用电器具等的底座和外壳， 如手电钻、 电冰箱、 电风扇、 洗衣机等。

(2) 交流、 直流电力电缆的接线盒， 终端头的金属外壳， 电线、 电缆的金属外皮， 控制电缆的金属外皮， 穿线的钢管； 电力设备的传动装置， 互感器二次绕组的一个端子及铁心。  (3) 配电屏与控制屏的框架， 室内、 外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架， 安装在配电线路杆上的开关设备、 电容器等电力设备的金属外壳。

(4) 在非沥青路面的居民区中， 高压架空线路的金属杆塔、 钢筋混凝土杆， 中性点非直接接地的低压电网中的铁杆、 钢筋混凝土杆， 装有避雷线的电力线路杆塔。 (5) 避雷针、 避雷器、 避雷线和角形间隙等。

8.2.3 接地装置 1. 接地装置的组成 接地装置由接地体和接地线组成。 接地体可分为人工接地体和自然接地体。

2. 对接地装置的要求 为了保证接地装置起到安全保护作用， 一般接地装置应满足以下要求： (1) 接地电阻应达到规定值： ① 低压电气设备接地装置的接地电阻不宜超过4 Ω。 ② 低压线路零线每一重复接地装置的接地电阻不应大于10 Ω。 ③ 在接地电阻允许达到10 Ω的电力网中， 每一重复接地装置的接地电阻不应超过 30 Ω， 但重复接地不应少于3处。

(2) 接地体的敷设方式： 埋设人工接地体前， 应尽量考虑利用自然接地体。 与大地有可靠连接的自然接地体，如配线的钢管、 自来水管和建筑物的金属构架等， 在接地电阻符合要求时， 一般不另敷设人工接地体， 但发电厂、 变电所除外。

3. 对接地线的要求 接地线与接地体连接处一般应焊接。 如采用搭接焊， 其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。 如焊接困难， 可用螺栓连接， 但应采取可靠的防锈措施。

8.3 防雷保护 8.3.1 雷电的危害及种类 雷电是自然界中的一种放电现象。 当雷电发生时， 放电电流使空气燃烧出一道强烈火花， 并使空气猛烈膨胀， 发出巨大响声。 雷电放电时间仅约50～100 μs， 但放电陡度可达50 kA／μs。 雷电的特点是： 时间短, 电流强, 频率高, 感应或冲击电压大。

雷电的危害主要有以下三种。 (1) 直接雷引起的危害。 (2) 感应雷引起的危害。 (3) 雷电侵入波引起的危害。

8.3.2 防雷措施 1. 架空线路的防雷措施 (1) 装设避雷线。 (2) 装设避雷器或保护间隙。 (3) 提高线路本身的绝缘水平。 (4) 利用自动重合闸。

2. 变电所的防雷措施 (1) 装设避雷针， 用来保护整个变电所的建筑物， 使之免遭直接雷击。 (2) 高压侧装设阀式避雷器或保护间隙， 这主要用来保护主变压器， 要求避雷器或保护间隙尽量靠近变电所安装， 其接地线应与变压器低压中性点及金属外壳连在一起接地。   (3) 低压侧装设阀式避雷器或保护间隙， 这主要用在雷区以防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘。

3. 建筑物的防雷措施 (1) 对直击雷的防雷措施。 (2)　对高电位侵入雷的防护措施。

8.3.3 接闪器 接闪器是专门用来接受雷击的金属体， 如避雷针、 避雷线、 避雷带和避雷网等。 这些接闪器都经过引下线与接地体相连。 1. 避雷针 (1) 避雷针的保护范围。 避雷针的保护范围计算方法见表8-2。

表8 - 2 避雷针的保护范围计算

(2) 避雷针的制作与安装。 避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。 其长度在 1 (2) 避雷针的制作与安装。 避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。 其长度在 1.5 m 以上时， 圆钢直径不得小于10 mm， 钢管直径不得小于20 mm， 管壁厚度不得小于 2.75 mm。

(3) 安装避雷针时应注意下列事项： ① 在地上， 由独立避雷针配电装置的导电部分间， 以及到变电所电气设备与构架接地部分间的空间距离一般不小于5 m。 ② 在地下， 独立避雷针本身的接地装置与变电所接地网间最近的地中距离一般不小于3 m。 ③ 独立避雷针的接地电阻一般应不大于10 Ω。

④ 由避雷针接地线的入地点到主变压器接地线的入地点， 沿接地线接地体的距离不应小于15 m， 以防避雷针放电时击穿变压器的低压侧线圈。 ⑤ 为防止雷击避雷针时雷电波沿电线传入室内， 危及人身安全， 照明线或电话线不要架设在独立避雷针上。 ⑥ 独立避雷针及其接地装置不应装设在人、 畜经常通行的地方， 距离道路应不小于 3 m， 否则应采取均压措施， 或铺设厚度为50～80 mm的沥青加碎石层。

2. 避雷线 避雷线一般用截面积不小于35 mm2的镀锌钢绞线架设在架空线路之上， 以保护架空线路免受直接雷击。 这时的避雷线也叫架空地线。 避雷线也可用来保护狭长的设施。 3. 避雷带和避雷网 避雷带和避雷网普遍用来保护建筑物免受直击雷和感应雷。

课题８-1 触电急救 目的：了解触电急救的有关知识， 学会触电急救方法。 训练器材与工具: (1) 模拟的低压触电现场。 (2) 各种工具(含绝缘工具和非绝缘工具)。 (3) 体操垫1张。 (4) 心肺复苏急救模拟人。

训练内容： (1) 使触电者尽快脱离电源。 ① 在模拟的低压触电现场让一学生模拟被触电的各种情况， 要求学生两人一组选择正确的绝缘工具， 使用安全快捷的方法使触电者脱离电源。 ② 将已脱离电源的触电者按急救要求放置在体操垫上， 学习“看、 听、 试”的判断办法。

(2) 心肺复苏急救方法。 ① 要求学生在工位上练习胸外挤压急救手法和口对口人工呼吸法的动作和节奏。 ② 让学生用心肺复苏模拟人进行心肺复苏训练， 根据打印输出的训练结果检查学生急救手法的力度和节奏是否符合要求(若采用的模拟人无打印输出， 可由指导教师计时和观察学生的手法以判断其正确性)， 直至学生掌握方法为止。 ③ 完成技能训练报告。

课题8-2 消防训练 目的: 了解扑灭电气火灾的知识， 掌握主要消防器材的使用。 器材与工具: (1) 模拟的电气火灾现场(在有确切安全保障和防止污染的前提下点燃一盆明火)。 (2) 本单位的室内消防栓(使用前要征得消防主管部门的同意)、 水带和水枪。 (3) 干粉灭火器和泡沫灭火器(或其他灭火器)。

训练内容： (1) 使用水枪扑救电气火灾。 将学生分成数人一组， 点燃模拟火场， 让学生完成下列操作： ① 断开模拟电源。 ② 穿上绝缘靴， 戴好绝缘手套。 ③ 跑到消防栓前， 将消防栓门打开， 将水带按要求滚开至火场， 正确接驳消防栓与水枪， 将水枪喷嘴可靠接地。

④ 持水枪并口述安全距离， 然后打开消防栓水掣将火扑灭。 (2) 使用干粉灭火器和泡沫灭火器(或其他灭火器)扑救电气火灾， 步骤如下： ① 点燃模拟火场。 ② 让学生手持灭火器对明火进行扑救(注意要求学生掌握正确的使用方法)。 ③ 清理训练现场。 ④ 完成技能训练报告。