电气安全概述
第一讲电气安全概述（上）
电在造福于人类的同时，也会给人类带来灾难。统计资料表明，在工伤事故中，电气事故占的比例相当大。
以建筑施工死亡人数为例，2005年全国建筑施工触电死亡人数占其全部事故死亡人数的6.54%。我国约每用1.5亿度电，触电死亡人数1人，而美、日等国约每用20～40亿度电，触电死亡人数才1人。
据统计，电气火灾约占全部火灾的20%。造成了巨大的人员伤亡和经济损失。例如，去年北京市发生的5000多起火灾中，电气火灾居首位，已成为最大的火灾隐患。
电气事故分类——触电事故
从能量的角度划分，触电是一种由于电流所产生和引起的触电事故。
1.触电事故案例
【案例】
为救1人，7人丧命
1999年7月30日，西宁铁二中小学部夏令营的60名师生到青岛一家著名企业的工业园参观。小学生霍鹏在碧波荡漾的如意湖边照相，不慎落水。为救他，霍鹏的同学、老师、导游、公司员工等19人纷纷跳下湖……
最后1个人下去之后，感到浑身发麻，他意识到水中有电，这时候他马上说不要再往下跳，赶紧去切断电源。孩子虽然获救了，但最终因切断电源有所延迟，有7个大人不幸被夺去了生命。
医生诊断结果是，这些人触电溺水身亡。原因：如意湖内有3台潜水泵和7个水下射灯，事故是由其中一个潜水泵漏电所致。
点评：为什么身亡的7人都是大人？潜水泵漏电，通过湖水与大地相连，已经接触了地，为什么还会电人？电人的罪魁祸首是——跨步电压。
纯水不导电，但一般的水是导电的，上述案例中的湖水也是导电的，人落在水中，之所以被电，原因就是跨步电压太大所致。
2.跨步电压（UN）和接地电阻的概念
跨步电压（UN）
为了认识跨步电压（UN）和接地电阻的概念，可以通过图1-1的示意加以理解。
图1-1 跨步电压示意图
【图解】
图中，横线代表大地或地面，在地面下边就是土壤，在大地下埋设一个接地体，例如，镀锌的钢管可以理解为一个导体，在接地体上引一条线接到电气设备上，如果电气设备不慎发生了漏电，电流就通过设备沿着接地线进入接地体，由于电流是连续的，进入接地体的电流就从接地体开始向四周土壤进行流散。
电流从接地级流进土壤，土壤对电流有阻碍，假设在土壤中有两个半球壳，一个是小一些的a球壳，另外一个是大一点的b球壳，而且a球壳的厚度和b球壳的厚度一致，电流先穿过了a球壳，然后再穿过
b球壳向四处流散，在穿过a球壳的时候，遇到的阻碍即导体的电阻，与电流流过导体的长度成正比，与电流流过时的截面成反比，与电阻系数成正比。因为两个半球壳的面积是b球壳大，所以b球壳的电阻就小，随着距离的拉开，逐渐减小，结合欧姆定律可知，在地面的电压分布会出现不等位的区域，而如果一个人站在地面，他一只脚对应的电位高，另一只脚对应的电位低，两者之间就会出现电位差。
电位差就是电压，这个电压称作跨步电压，人的跨步，有大有小，一般以0.8米为一个跨步，这个跨步大到一定程度，就会对人体造成危害。
接地电阻
接地电阻分布在接地体的周围，由于大地是很好的导体，大地一般是指比较大的半球壳，也就是离开接地体比较远的地方，大概是20米以外。
可见，从漏电点到20米外的大地，电压是逐渐降低的。
【案例】
“浑身发麻”的原因
2006年，在某学校的校门口，两个学生在工地旁边走过，正好是雨天，结果其中一个学生突然感到浑身发麻，他说了一句“我浑身发麻”，然后一头栽倒，不治身亡。导致这个悲剧的原因是由于工地附近的电源线破损漏电，在周围形成了跨步电压。
味解之谜由于接地电阻的存在，使得跨步电压产生，如果把地平面下面的土壤换成水，水下就会呈现一个不等位的空间，人进入这个空间后，就会受到这个空间的电位差作用。
由于，小孩的身材很矮，成人身材明显较高，在水中所承受的类似跨步电压的电位就更大，这就可以解释“为救1人，7人丧命”的案例中为什么不幸遇难的是7个大人。
南州六月荔枝丹教案杏花的诗句电气事故分类——电气火灾爆炸
电气火灾爆炸是指由电气原因引燃的，或者由电火花和电弧所引发的火灾爆炸。
【案例】
日本原油储罐火灾
2006年1月17日，日本爱媛县今治市的太阳石油公司四国事业所的10万立方米原油储罐发生火灾，造成5人死亡，2人受伤。
在日本，室外储罐火灾事故自1975年至今，已经发生了10余起。大部分都造成了人员伤亡。
事故的起因在清洁油罐的过程中。员工先用了一些比较清的油稀释了比较稠的油，然后用泵抽出。按照操作过程要求，应使用防爆的照明灯，但是当时使用的照明灯只是一个立式的支架照明灯，结果员工不小心碰倒了支架照明灯，于是引发了爆炸。
电气事故分类——雷击事故
雷电是一种大气放电现象。雷击是雷电发生时，相同强大的电流通过而对人、畜、树木、建筑物等造成的杀伤或破坏。
1.雷击事故案例
【案例】
黄岛油库的火灾
1989年8月12日山东青岛市黄岛油库由于雷击导致火灾爆炸引发的大火烧了104小时才扑灭，死亡19人（其中消防人员14人），烧掉原油3.6万吨，油库区沦为一片废墟，直接和间接损失达7000万元。
点评：这起事故是一起非常典型的雷击事故。事故的原因是油库的储罐，由于年久失修，雷击时，因感应放电，使得储罐上面的钢筋打火，钢筋打火的时候，点燃了油库上面散发的油气，由于初期的火扑救不力，从而导致了油罐的连锁燃烧。
2.危险及危害
雷击事故的危害非常大，一般体现在以下几个方面：
引起爆炸和火灾；
电击电伤；
毁坏设备、设施；
造成大规模停电。
电气事故分类——静电事故
静电事故指人为的正负电荷形式的能量所引发的事故。在电气事故中，这种事故也是常常发生的。
例如，冬季气候干燥，脱毛衣后与人握手时，都会发生电击的感觉，甚至有时，会看到一点点微微的
火花，这都是静电造成的放电效应。
1.静电事故案例
【案例1】
加油站发生的事故
在一个自助式服务的加油站，需要加油的顾客要自己操作。有位顾客把油插入注油口加油，看到加油差不多时，没想到突然一下油被点燃了，这就是由静电引起的起火事件。
原来，这位顾客在加油前，她从座位上站起来的时候，车座和衣服的相互摩擦产生了静电，而且这位顾客又整理了自己的毛衣，这时静电又进一步增强。结果，大量静电的积累必然要产生放电现象，这时去摸金属加油器，身体与金属之间就会产生放电，电火花就会把油气引燃。
【案例2】
哈尔滨亚麻厂大爆炸2011法定节假日
1987年哈尔滨亚麻厂由于静电原因发生大爆炸，死亡59人。
点评：静电产生的原因很多，在一些工艺生产过程中，静电的产生不利于生产，特别是在电气元件、金属氧化物、半导体等生产，都是非常怕静电的。静电还会磨损电路，所以在生产过程中，对静电防范不好，就会导致严重的危害发生。
2.静电危害
静电的危害很多，例如，会引起火灾爆炸，最常见的是给人带来静电电击，有人对静电很敏感，冬天不敢摸门把，上车不敢摸扶手，下车不敢关车门。当然这些静电的电击能量很小，不足以使人致命。
静电的危害主要体现在以下两个方面：
静电放电引发火灾爆炸——在火灾和爆炸危险场所是十分危险的因素；
静电电击——能量虽小，但妨碍生活、工作，妨碍生产，易击穿电气元、器件。
【自检1-1】
1.您是否对静电特别敏感？
对静电的敏感度：不敏感□一般□非常敏感□
2.您认为静电有哪些危害？
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3.如何防范人体静电？
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答案1－1
1.静电的危害：
静电虽然能量不大，不会直接使人致命，但静电放电可能引发火灾爆炸，尤其是在容易发生火灾和爆炸危险的场所，这是十分危险的因素，而且静电妨碍生活、工作，妨碍生产，
能击穿电路元和电子器件。
2.人体对于静电的防护：
为了防止人体静电，可以穿导电性能好的鞋，还可以通过金属腕带和绕性金属连接线予以接地以消除静电。
另外，当相对湿度上升到70%左右时静电会很快地减少，因此可以保持人体的相对湿度来减少静电，例如，可以常洗手。
第二讲电气安全概述（下）
电气事故分类——电磁辐射危害
电磁辐射危害是由电磁波形式的能量造成的，泛指100kHz以上的频率，因为100kHz 以上才能辐射电磁波。
广播、通讯设备一般的电磁波为数百kHz到数千MHz，例如手机，中国GSM系统运行在900MHz上，CDMA则运行在800MHz和1900MHz这两个频率上，新发展起来的WCDMA（3G）则运行在2000MHz频率上。
【案例】
微波炉烘干宠物
一个美国家庭主妇，买了微波炉后，认为自己的宠物洗完澡，就可以用微波炉来烘干其毛发。于是她就把洗澡之后的宠物放进了微波炉，几分钟后，打开微波炉，她的宠物已经因加热，而导致死亡了。
1.电磁辐射伤害
如果人体在高频电磁场的作用下，吸收辐射能量，那么，中枢神经系统、心血管系统等都会受到伤害。
2.电磁辐射危害
感应放电
例如，高大的金属构架接受电磁波会产生谐振，产生感应电压，较高的电压，能给人明显的电击感，或产生火花放电。这在有爆炸性混合物的场所是十分危险因素。较高的感应电压还会使塔式起重机的工人在挂吊钩时引发危险。
电磁辐射剂量大到一定程度会有危害
具体到手机，到底有没有危害，现在还在争论之中，但是，为了安全起见，还是应该尽量减少使用，以将电磁辐射可能带来的危害降低到最小程度。由于电磁干扰而产生误动作的设备一般有：
①心脏起搏器；
②航空（起降时打手机危险）飞机；
飞机起降的时候，手机信号会对整个航空通讯以及控制产生不利的影响，所以乘坐飞机时，在飞机起飞之前，一定要关闭手机；
③数控机床。
【案例】
机器人杀人事件
日本曾发生过一起机器人杀人事件，实际是电磁干扰，致使一台停下来的大型车床突然自行启动，而这时有个工人正在卡盘上安装工件，结果导致这个工人被碾死了。
最后事故调查的原因，是因为开关被电磁干扰而触发导通，属于电磁辐射带来的干扰事故。
电气事故分类——电路故障及事故
电路故障及事故主要是指电能失控，包括整个电流流通的回路中任何一个环节上的事故
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及故障。
从能量角度看，在整个电流通路的回路之中，任何一个环节发生了事故故障，都可以归到电路故障事故中。电路故障及事故的危害也很严重，例如，即使一个小的灯泡的熄灭，也可能导致人的死亡。
【案例】
异常停电事故
2002年9月23日，内蒙古丰镇市二中晚上放学时楼梯照明灯损坏，因为拥挤，楼梯走廊的一个铁栏杆被挤得旋转了90度，发生严重踩踏事件，造成21名学生死亡，43名学生受伤。最大15岁，最小13岁。
2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电事故，一度使美加两国的5000万人陷入一片黑暗中，甚至机场都关闭运行，电话不通，给美国造成了数十亿美元的经济损失。美国总统布什在发生停电事件后发表讲话说，这是一起“重大的全国性问题”。
触电事故的种类
触电事故分两大类，一类是电击，另一类叫做电伤。
（一）电击
电击是电流直接通过人体产生的伤害。
1.按照接触方式分类
按照接触方式的不同，电击可以分为以下两种：
直接接触电击
直接接触电击是指触及正常状态下带电的物体导致的触电。
间接接触电击
间接接触电击是指触及正常状态下不带电，而在故障下意外带电的物体导致的触电。例如，电气设备的金属外壳在正常情况下不应该带电，但是因为漏电而带电，如果人触及到这样的带电体，就会导致间接接触触电。
2.按照电击时电路的结构分类
按照电击时电路的结构，电击可以分为以下三种：
单线电击
单线电击是指人站在地面上，与一线接触而导致的触电，可以是直接的或间接的。
两线电击
两线电击是指人与地面隔离，两只手各触一线而导致的触电，可以是直接的或间接的，可以是两相的，也可以是单相的。
跨步电压电击
跨步电压电击是指电压传输过程中逐渐降低，两点间有电压差而造成的触电。
（二）电伤
电伤主要是指形成的电流形式的能量。转化为其他的能量，例如电能转化为热能，产生了烧伤。
最典型的是电弧烧伤，包括电流灼伤又如电能转化为机械能的电气机械性伤害。例如，10千伏（高压）触电情况下，烧伤的人体皮肤呈黑，这就是电伤引起的皮肤金属化，这种危害有时会发生死事件。
【案例】五一游记
电弧烧伤
北京的三位师傅维修一个高压开关，这个高压开关是一种叫做手车式的开关柜，维修前应当把电路切断，即把这个开关（也叫断路器）拉出来，经正常检修后，再往回推的时候，便产生了一个大火球，这个火球导致三位老师傅严重烧伤。

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