第二章 電氣安全技術

　　第一節 電氣危險因素及事故種類

　　根據能量轉移論的觀點，電氣危險因素是由于電能非正常狀態形成的。電氣危險因素分為觸電危險、電氣火災爆炸危險、靜電危險、雷電危險、射頻電磁輻射危害和電氣系統故障等。按照電能的形態，電氣事故可分為觸電事故、雷擊事故、靜電事故、電磁輻射事故和電氣裝置事故。

　　一、觸電

　　觸電分為電擊和電傷兩種傷害形式。

　　1電擊

　　電擊是電流通過人體，刺激機體組織，使肌體產生針刺感、壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、血壓異常、昏迷、心律不齊、心室顫動等造成傷害的形式。嚴重時會破壞人的心臟、肺部、神經系統的正常工作，形成危及生命的傷害。

　　(1)電擊傷害機理。人體在正常能量之外的電能作用下，系統功能很容易遭受破壞。當電流作用于心臟或管理心臟和呼吸機能的腦神經中樞時，能破壞心臟等重要器官的正常工作。

　　(2)電流效應的影響因素(以下不加說明電流均指工頻)。電流對人體的傷害程度是與通過人體電流的大小、種類、持續時間、通過途徑及人體狀況等多種因素有關。

　　1)電流值

　　①感知電流。指引起感覺的最小電流。感覺為輕微針刺，發麻等。就平均值(概率50%)而言，男性約為1.1 mA;女性約為0.7 mA。

　　②擺脫電流。指能自主擺脫帶電體的最大電流。超過擺脫電流時，由于受刺激肌肉收縮或中樞神經失去對手的正常指揮作用，導致無法自主擺脫帶電體。就平均值(概率50%)而言，男性約為16 mA;女性約為10.5 mA;就最小值(可擺脫概率99.5%)而言，男性約為9 mA;女性約為6 mA。

　　③室顫電流。指引起心室發生心室纖維性顫動的最小電流。動物實驗和事故統計資料表明，心室顫動在短時間內導致死亡。室顫電流與電流持續時間關系密切。當電流持續時間超過心臟周期時，室顫電流僅為50 mA左右;當持續時間短于心臟周期時，室顫電流為數百mA。當電流持續時間小于0.1 s時，只有電擊發生在心室易損期，500 mA以上乃至數A的電流才能夠引起心室顫動。前述電流均指流過人體的電流，而當電流直接流過心臟時，數十微安的電流即可導致心室顫動發生。

　　2)電流持續時間。通過人體的電流持續時間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。

　　3)電流途徑。流經心臟的電流多、電流路線短的途徑是危險性最大的途徑。最危險的途徑是：左手到前胸。判斷危險性，既要看電流值，又要看途徑。

　　4)電流種類。直流電流、高頻交流電流、沖擊電流以及特殊波形電流也都對人體具有傷害作用，其傷害程度一般較工頻電流為輕。

　　5)個體特征。因人而異，健康情況、性別、年齡等。

　　(3)人體阻抗

　　人體阻抗是定量分析人體電流的重要參數之一，是處理許多電氣安全問題所必須考慮的基本因素。

　　1)組成和特征。人體皮膚、血液、肌肉、細胞組織及其結合部等構成了含有電阻和電容的阻抗。其中，皮膚電阻在人體阻抗中占有較大的比例。

　　皮膚阻抗：決定于接觸電壓、頻率、電流持續時間、接觸面積、接觸壓力、皮膚潮濕程度和溫度等。皮膚電容很小，在工頻條件下，電容可忽略不計，將人體阻抗看作純電阻。

　　體內電阻：基本上可以看作純電阻，主要決定于電流途徑和接觸面積。

　　2)數值及變動范圍。在除去角質層，干燥的情況下，人體電阻約為1 000～3000Ω;潮濕的情況下，人體電阻約為500～800Ω。

　　3)影響因素。接觸電壓的增大、電流強度及作用時間的增大、頻率的增加等因素都會導致人體阻抗下降。皮膚表面潮濕、有導電污物、傷痕、破損等也會導致人體阻抗降低。接觸壓力、接觸面積的增大均會降低人體阻抗。

　　(4)電擊類型

　　電擊的分類方式有如下幾種。

　　1)根據電擊時所觸及的帶電體是否為正常帶電狀態，電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊兩類。

　　①直接接觸電擊。指在電氣設備或線路正常運行條件下，人體直接觸及了設備或線路的帶電部分所形成的電擊。

　　②間接接觸電擊。指在設備或線路故障狀態下，原本正常情況下不帶電的設備外露可導電部分或設備以外的可導電部分變成了帶電狀態，人體與上述故障狀態下帶電的可導電部分觸及而形成的電擊。

　　2)按照人體觸及帶電體的方式，電擊可分為單相電擊、兩相電擊和跨步電壓電擊三種。

　　單相電擊。指人體接觸到地面或其他接地導體，同時，人體另一部位觸及某一相帶電體所引起的電擊。根據國內外的統計資料，單相電擊事故占全部觸電事故的70%以上。

　　因此，防止觸電事故的技術措施應將單相電擊作為重點。

　　②兩相電擊。指人體的兩個部位同時觸及兩相帶電體所引起的電擊。此情況下，人體所承受的電壓為線路電壓，因其電壓相對較高，其危險性也較大。

　　(3)跨步電壓電擊。指站立或行走的人體，受到出現于人體兩腳之間的電壓即跨步電壓作用所引起的電擊。跨步電壓是當帶電體接地，電流經接地線流人埋于土壤中的接地體。

　　又通過接地體向周圍大地流散時，在接地體周圍土壤電阻上產生的電壓梯度形成的。圖2―3所示為接地體的對地電壓曲線。曲線有雙曲線特征。

　　對于集中式接地體，離接地體20 m處的對地電壓接近于零。圖中，人體兩腳所處兩點之間出現的電壓u。即跨步電壓。

　　2電傷

　　電傷是電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。傷害多見于機體的外部，往往在機體表面留下傷痕。能夠形成電傷的電流通常比較大。電傷的危險程度決定于受傷面積、受傷深度、受傷部位等。

　　電傷包括電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、機械損傷、電光性眼炎等多種傷害。

　　(1)電燒傷。是最為常見的電傷。大部分觸電事故都含有電燒傷成分。電燒傷可分為電流灼傷和電弧燒傷。

　　1)電流灼傷。指人體與帶電體接觸，電流通過人體時，因電能轉換成的熱能引起的傷害。由于人體與帶電體的接觸面積一般都不大，且皮膚電阻又比較高，因而產生在皮膚與帶電體接觸部位的熱量就較多。因此，使皮膚受到比體內嚴重得多的灼傷。電流愈大、通電時間愈長、電流途徑上的電阻愈大，則電流灼傷愈嚴重。電流灼傷一般發生在低壓電氣設備上。數百毫安的電流即可造成灼傷，數安的電流則會形成嚴重的灼傷。

　　2)電弧燒傷。指由弧光放電造成的燒傷，是最嚴重的電傷。電弧發生在帶電體與人體之間，有電流通過人體的燒傷稱為直接電弧燒傷;電弧發生在人體附近對人體形成的燒傷以及被熔化金屬濺落的燙傷稱為間接電弧燒傷。弧光放電時電流很大，能量也很大，電弧溫度高達數千度，可造成大面積的深度燒傷。嚴重時能將機體組織烘干、燒焦。電弧燒傷既可以發生在高壓系統，也可以發生在低壓系統。在低壓系統，帶負荷(尤其是感性負荷)拉開裸露的閘刀開關時，產生的電弧會燒傷操作者的手部和面部;當線路發生短路，開啟式熔斷器熔斷時，熾熱的金屬微粒飛濺出來會造成灼傷;因誤操作引起短路也會導致電弧燒傷等。在高壓系統，由于誤操作，會產生強烈的電弧，造成嚴重的燒傷;人體過分接近帶電體，其間距小于放電距離時，直接產生強烈的電弧，造成電弧燒傷，嚴重時會因電弧燒傷而死亡。

　　在全部電燒傷的事故當中，大部分的事故發生在電氣維修人員身上。

　　(2)電烙印。指電流通過人體后，在皮膚表面接觸部位留下與接觸帶電體形狀相似的斑痕，如同烙印。斑痕處皮膚呈現硬變，表層壞死，失去知覺。

　　(3)皮膚金屬化。是由高溫電弧使周圍金屬熔化、蒸發并飛濺滲透到皮膚表層內部所造成的。受傷部位呈現粗糙、張緊，可致局部壞死。

　　(4)機械損傷。多數是由于電流作用于人體，使肌肉產生非自主的劇烈收縮所造成的。其損傷包括肌腱、皮膚、血管、神經組織斷裂以及關節脫位乃至骨折等。

　　(5)電光性眼炎。其表現為角膜和結膜發炎。弧光放電時的紅外線、可見光、紫外線都會損傷眼睛。在短暫照射的情況下，引起電光眼的主要原因是紫外線。

　　【例題】電傷是電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。電傷包括電燒傷、()。

　　A.電烙印

　　B.皮膚金屬化

　　C.機械損傷

　　D.電光性眼炎

　　E.單相電擊

　　【答案】ABCD

　　二、電氣火災與爆炸

　　電氣火災爆炸是由電氣引燃源引起的火災和爆炸。電氣裝置在運行中產生的危險溫度、電火花和電弧是電氣引燃源主要形式。在爆炸性氣體、爆炸性粉塵環境及火災危險環境。電氣線路、開關、熔斷器、插座、照明器具、電熱器具、電動機等均可能引起火災和爆炸。油浸電力變壓器、多油斷路器等電氣設備不僅有較大的火災危險，還有爆炸的危險。在火災和爆炸事故中，電氣火災爆炸事故占有很大的比例。從我國一些大城市的火災事故統計可知，就引起火災的原因而言，電氣原因已居首位。

　　l電氣引燃源

　　作為火災和爆炸的電氣引燃源，電氣設備及裝置在運行中產生的危險溫度、電火花和電弧是電氣火災爆炸的要因。

　　(1)危險溫度

　　形成危險溫度的典型情況如下：

　　1)短路。指不同的電位的導電部分之間包括導電部分對地之間的低阻性短接。發生短路時，線路中電流增大為正常時的數倍乃至數十倍，由于載流導體來不及散熱，溫度急劇上升，除對電氣線路和電氣設備產生危害外，還形成危險溫度。短路的暫態過程會產生很大的沖擊電流，在流過設備的瞬間產生很大的電動力，造成電氣設備損壞。

　　電氣設備安裝和檢修中的接線和操作錯誤，可能引起短路;運行中的電氣設備或線路發生絕緣老化、變質;或受過度高溫、潮濕、腐蝕作用;或受到機械損傷等而失去絕緣能力，可能導致短路。由于外殼防護等級不夠，導電性粉塵或纖維進入電氣設備內部，也可能導致短路。因防范措施不到位，小動物、霉菌及其他植物也可能導致短路。由于雷擊等過電壓、操作過電壓的作用，電氣設備的絕緣可能遭到擊穿而短路。

　　2)過載。電氣線路或設備長時間過蛾也舍導致溫度異常上升，形成引燃源。過載的原因主要有如下幾種情況。

　　①電氣線路或設備設計選型不合理，或沒有考慮足夠的裕量，以致在正常使用情況下出現過熱。

　　電氣設備或線路使用不合理，負載超過額定值或連續使用時間過長，超過線路或設備的設計能力，由此造成過熱。

　　設備故障運行造成設備和線路過負載，如三相電動機單相運行或三相變壓器不對稱運行均可能造成過負載。

　　④電氣回路諧波能使線路電流增大而過載。如三相四線制電路三次及其奇數倍諧波電流會引起中性線過載危險。由于各相三次諧波電流在中性絨上相位相同而互相疊加。如果三相負載不平衡，中性線再疊加上不平衡電流后發熱將更為嚴重。在非線性負載日益增多，能產生大量三次諧波的氣體放電燈等非線性負載大量使用的情況下，中性線的嚴重過載將帶來火災的隱患。

　　產生三次諧波的設備主要有：節能燈、熒光燈、計算機、變頻空調、微波爐、鎮流器、焊接設備、UPS電源等。如節能熒光燈，困燈管內電弧的負阻特性產生的諧波電流主要為三次諧波電流。

　　3)漏電。電氣設備或線路發生漏電時，因其電流一般較小，不能促使線路上的熔斷器的熔絲動作。一般當漏電電流沿線路比較均勻地分布，發熱量分散時，火災危險性不大。而當漏電電流集中在某一點時，可能引起比較嚴重的局部發熱，引燃成災。

　　4)接觸不良。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是系統中的薄弱環節，是產生危險溫度的主要部位之一。

　　電氣接頭連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物，都會增加接觸電阻而導致接頭過熱。刀開關、斷路器、接觸器的觸點、插銷的觸頭等，如果沒有足夠的接觸壓力或表面粗糙不平等。均可能增大接觸電阻，產生危險溫度。對于銅、韜接頭，由于銅和鋁的理化性能不同，接觸狀態會逐漸惡化，導致接頭過熱。

　　5)鐵心過熱。對于電動機、變壓器、接觸囂等帶有鐵心的電氣設備，如果鐵心短路(片間絕緣破壞)或線圈電壓過高，由于渦流損耗和磁滯損耗增加，使鐵損增大，將造成鐵心過熱并產生危險溫度。

　　6)散熱不良。電氣設備在運行時必須確保具有一定的散熱或通風措施。如果這些措施失效，如通風道堵塞、風扇損壞、散熱油管堵塞、安裝位置不當、環境溫度過高或距離外界熱源太近等，均可能導致電氣設備和線路過熱。

　　7)機械故障。由交流異步電動機拖動的設備，如果轉動部分被卡死或軸承損壞，造成堵轉或負載轉矩過太，都會因電流顯著增大而導致電動機過熱。交流電磁鐵在通電后，如果銜鐵被卡死，不能吸合，則線圈中的大電流持續不降低，也會造成過熱。由電氣設備相關的機械摩擦導致的發熱。

　　8)電壓異常。相對于額定值，電壓過高和過低均屬電壓異常。電壓過高時，除使鐵心發熱增加外，對于恒阻抗設備，還會使電流增大而發熱。電壓過低時，除可能造成電動機堵轉、電磁鐵銜鐵吸合不上，使線圈電流大大增加而發熱外，對于恒功率設備，還會使電流增大而發熱。

　　9)電熱器具和照明器具。其正常情況下的工作溫度就可能形成危險溫度，如：電爐電阻絲工作溫度為800℃，電熨斗為500―600℃，白熾燈燈絲為2 000―3 000℃，100w白熾燈泡表面為170一220℃。

　　10)電磁輻射能量。在連續發射或脈沖發射的射頻(9 kHz一60 GHz)源的作用下，可燃物吸收輻射能量可能形成危險溫度。

　　(2)電火花和電弧

　　電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量電火花匯集而成的。在切斷感性電路時，斷路器觸點分開瞬間，在觸點之間的高電壓形成的電弧作用及觸點上的高溫引起熱電子發射，使斷開的觸點之間形成密度很大的電子流和離子流，形成電弧和電火花，電弧形成后的弧柱溫度可高達6 000―7 000℃，甚至10 000℃以上，不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構成危險的火源。在有爆炸危險的場所，電火花和電弧是十分危險的因素。

　　電火花和電弧分為工作電火花及電弧、事故電火花及電弧。

　　1)工作電火花及電弧。指電氣設備正常工作或正常操作過程中所產生的電火花。例如：刀開關、斷路器、接觸器、控制器接通和斷開線路時會產生電火花;插銷拔出或插入時的火花;直流電動機的電刷與換向器的滑動接觸處、繞線式異步電動機的電刷與滑環的滑動接觸處也會產生電火花等。切斷感性電路時，斷口處火花能量較大，危險性也較大。當該火花能量超過周圍爆炸性混合物的最小引燃能量時，即可能引起爆炸。

　　2)事故電火花及電弧。包括線路或設備發生故障時出現的火花。如絕緣損壞、導線斷線或連接松動導致短路或接地時產生的火花;電路發生故障，熔絲熔斷時產生的火花;沿絕緣表面發生的閃絡等。

　　電力線路和電氣設備在投切過程中由于受感性和容性負荷的影響，可能會產生鐵磁諧振和高次諧波，并引起過電壓，這個過電壓也會破壞電氣設備絕緣造成擊穿，并產生電弧。

　　事故火花還包括由外部原因產生的火花，如雷電直接放電及二次放電火花、靜電火花、電磁感應火花等。

　　除上述外，電動機轉子與定子發生摩擦(掃膛)，或風扇與其他部件相碰也都會產生火花，這是由碰撞引起的機械性質的火花。

　　2電氣裝置及電氣線路發生燃爆

　　(1)油浸式變壓器火災爆炸。變壓器油箱內充有大量的用于散熱、絕緣、防止內部元件和材料老化以及內部發生故障時熄滅電弧作用的絕緣油。變壓器油的閃點在130一140℃之間。變壓器發生故障時，在高溫或電弧的作用下，變壓器內部故障點附近的絕緣油和固態有機物發生分解，產生易燃氣體。如故障持續時間過長，易燃氣體愈來愈多，使變壓器內部壓力急劇上升，若安全保護裝置(氣體繼電器、防爆管等)未能有效動作時，會導致油箱炸裂，發生噴油燃燒。燃燒會隨著油流的蔓延而擴展，形成更大范圍的火災危害。造成停電、影響生產等重大經濟損失、甚至造成人員的傷亡等重大事故。

　　除油浸變壓器外，多油斷路器等充油設備也可能發生爆炸。充油設備的絕緣油在高溫電弧作用下氣化和分解，噴出大量油霧和可燃氣體，還可引起空間爆炸。

　　(2)電動機著火。異步電動機的火災危險性是由于其內部和外部的諸如制造工藝和操作運行等種種原因造成的。其原因主要有：電源電壓波動、頻率過低;電機運行中發生過載、堵轉、掃膛(轉子與定子相碰);電機絕緣破壞，發生相間、匝間短路;繞組斷線或接觸不良;以及選型和啟動方式不當等。

　　三相異步電動機如果發生某相斷線，則形成了缺相運行。此時，電動機繞組中的電流會明顯上升，但又達不到保護電動機的熔斷器的熔斷電流值。因此，大電流長時間作用引起定子繞組過熱，導致電動機燒毀。

　　異步電動機形成引燃的主要部位是繞組、鐵心和軸承以及引線。其原因既有電氣方面的原因也有機械方面的原因。而它們往往不是孤立的，電氣原因可能引起機械方面的故障或事故，反之亦然，有時呈互為因果的惡性循環。

　　(3)電纜火災爆炸。當導線電纜發生短路、過載、局部過熱、電火花或電弧等故障狀態時，所產生的熱量將遠遠超過正常狀態。火災案例表明，有的絕緣材料是直接被電火花或電弧引燃;有的絕緣材料是在高溫作用下，發生自燃;有的絕緣材料是在高溫作用下，加速了熱老化進程，導致熱擊穿短路，產生的電弧，將其引燃。

　　電纜火災的常見起因如下：

　　1)電纜絕緣損壞。

　　2)電纜頭故障使絕緣物自燃。

　　3)電纜接頭存在隱患。

　　4)堆積在電纜上的粉塵起火。

　　5)可燃氣體從電纜溝竄入變、配電室。

　　6)電纜起火形成蔓延。

　　三、雷電危害

　　1雷電的種類、危害形式和事故后果

　　(1)雷電的種類

　　1)直擊雷。雷云與大地目標之間的一次或多次放電稱為耐地閃擊。閃擊直接擊于建筑物、其他物體、大地或外部防雷裝置上，產生電效應、熱效應和機械力者稱為直擊雷。

　　直擊雷的每次放電過程包括先導放電、主放電、余光三個階段。大約50%的直擊雷有重復放電特征。每次雷擊有三四個沖擊至數十個沖擊。一次直擊雷的全部放電時間一般不超過500ms。

　　2)閃電感應。又稱作雷電感應。閃電發生時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應，它可能使金屬部件之間產生火花放電。

　　①閃電靜電感應。是由于帶電積云在架空線路導線或其他高大導體上感應出大量與雷云帶電極性相反的電荷，在帶電積云與其他客體放電后，感應電荷失去束縛，如沒有就近泄入地中就會以大電流、高電壓沖擊波的形式，沿線路導線或導體傳播。

　　閃電電磁感應。是由于雷電放電時，迅速變化的雷電流在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢。

　　3)球雷。球雷是雷電放電時形成的發紅光、橙光、白光或其他顏色光的火球。從電學角度考慮，球雷應當是一團處在特殊狀態下的帶電氣體。

　　此外，直擊雷和閃電感應都能在架空線路、電纜線路或金屬管道上產生沿線路或管道的兩個方向迅速傳播的閃電電涌(即雷電波)侵入。

　　(2)雷電的危害形式。雷電是大氣中的一種放電現象。雷電具有雷電流幅值大、雷電流陡度大、沖擊性強、沖擊過電壓高的特點。

　　雷電具有電性質、熱性質和機械性質等三方面的破壞作用。

　　1)電性質的破壞作用。破壞高壓輸電系統。毀壞發電機、電力變壓器等電氣設備的絕緣，燒斷電線或劈裂電桿，造成大規模停電事故;絕緣損壞可能引起短路，導致火災或爆炸事故;二次放電的電火花也可能引起火災或爆炸，二次放電也可能造成電擊，傷害人命;形成接觸電壓屯擊和跨步電壓導致觸電事故;雷擊產生的靜電場突變和電磁輻射，干擾電視電話通訊，甚至使通訊中斷;雷電也能造成飛行事故。

　　2)熱性質的破壞作用。直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物;巨大的雷電流通過導體能夠燒毀導體;使金屬熔化、飛濺引發火災或爆炸。球雷侵入可引起火災。

　　3)機械性質的破壞作用。巨大的雷電流通過被擊物，使被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發汽化為大量氣體，導致被擊物破壞或爆炸。雷擊時產生的沖擊波也有很強的破壞作用。此外，同性電荷之間的靜電斥力、同方向電流的電磁作用力也會產生很強的破壞作用。

　　(3)雷電危害的事故后果。雷電能量釋放所形成的破壞力可帶來極為嚴重的后果。

　　1)火災和爆炸。

　　2)觸電。

　　3)設備和設施毀壞。

　　4)大規模停電。

　　2，雷電參數

　　雷電參數主要有雷暴日、雷電流幅值、雷電流陡度、沖擊過電壓等。

　　1)雷暴日。只要一天之內能聽到雷聲的就算一個雷暴日。年雷暴日數用來衡量雷電活動的頻繁程度。雷暴日通常指一年內的平均雷暴日數，即年平均雷暴日，單位d/a。

　　雷暴日數愈大，說明雷電活動愈頻繁。例如：我國廣東省的雷州半島和海南島一帶雷暴日在80 d/a以上，北京一些地區、上海約為40 d/a，天津、濟南約為30 d/a等。我國把年平均雷暴日不超過15 d/a的地區劃為少雷區，超過40 d/a劃為多雷區。在防雷設計時，需要考慮當地雷暴日條件。

　　2)雷電流幅值。指雷云主放電時沖擊電流的最大值。雷電流幅值可達數十千安至數百千安。

　　3)雷電流陡度。指雷電流隨時間上升的速度。

　　雷電流沖擊波波頭陡度可達50 kA/s，平均陡度約為30 kA/s。雷電流陡度越大，對電氣設備造成的危害也越大。

　　4)雷電沖擊過電壓。直擊雷沖擊過電壓很高，可選數千千伏。

　　四、靜電危害

　　1靜電的危害形式和事故后果

　　靜電危害是由靜電電荷或靜電場能量引起的。在生產工藝過程中以及操作人員的操作過程中，某些材料的相對運動、接觸與分離等原因導致了相對靜止的正電荷和負電荷的積累，即產生了靜電。由此產生的靜電其能量不大，不會直接使人致命。但是其電壓可能高達數十千伏以上容易發生放電，產生放電火花。靜電的危害形式和事故后果有以下幾個方面。

　　1)在有爆炸和火災危險的場所，靜電放電火花會成為可燃性物質的點火源，造成爆炸和火災事故。

　　2)人體因受到靜電電擊的刺激，可能引發二次事故，如墜落、跌傷等。此外，對靜電電擊的恐懼心理還對工作效率產生不利影響。

　　3)某些生產過程中，靜電的物理現象會對生產產生妨礙，導致產品質量不良，電子設備損壞。

　　2靜電的特性

　　(1)靜電的產生

　　實驗證明，只要兩種物質緊密接觸而后再分離時，就可能產生靜電。靜電的產生是同接觸電位差和接觸面上的雙電層直接相關的。

　　1)靜電的起電方式

　　①接觸――分離起電。兩種物體接觸，其間距離小于25×10-8cm時，由于不同原子得失電子的能力不同，不同原子外層電子的能級不同，其間即發生電子的轉移。因此，界面兩側會出現大小相等、極性相反的兩層電荷。這兩層電荷稱為雙電層，其間的電位差稱為接觸電位差。根據雙電層和接觸電位差的理論，可以推知兩種物質緊密接觸再分離時，即可能產生靜電。

　　②破斷起電。材料破斷后能在宏觀范圍內導致正、負電荷的分離，即產生靜電。這種起電稱為破斷起電。固體粉碎、液體分離過程的起電屬于破斷起電。

　　③感應起電。例舉一種典型的感應起電過程。假設一導體A為帶有負電荷的帶電體，另有一導體B與一接地體相連時，在帶電體A的感應下，B的端部出現正電荷，B由于接地，其對地電位仍然為零，而當B離開接地體時，B成為了帶正電荷帶電體。

　　④電荷遷移。當一個帶電體與一個非帶電體接觸時，電荷將發生遷移而使非帶電體帶電。例如：當帶電霧滴或粉塵擅擊導體時，便會產生電荷遷移;當氣體離子流射在不帶電的物體上時，也會產生電荷遷移。

　　2)固體靜電

　　固體靜電可用雙電層和接觸電位差的理論來解釋。雙電層上的接觸電位差是極為有限的，而固體靜電電位可高達數萬伏以上，其原因在于電容的變化。

　　將兩種相接近的兩個帶電面看成是電容器的極板。可以推知，電容器上的電壓u與電容器極間距離d成正比。兩個帶電面緊密接觸時，其間距離d只有 25×10-8cm。若二者分開為l cm，即d增大為400萬倍。與其對應，如接觸電位差為0.01 V，則(在不考慮分開時電荷逆流的情況下)，二者之間u可達40，000 V。

　　橡膠、塑料、纖維等行業工藝過程中的靜電高達數十千伏，甚至數百千伏，如不采取有效措施，很容易引起火災。

　　3)人體靜電

　　人體靜電引發的放電是釀成靜電災害的重要原因之一。人體靜電的產生主要由摩擦、接觸――分離和感應所致。人體在日常活動過程中，衣服、鞋以及所攜帶的用具與其他材料摩擦或接觸――分離時，均可能產生靜電。例如，當穿著化纖衣料服裝的人從人造革面的椅子上起立時，由于衣服與椅面之間的摩擦和接觸一分離，人體靜電可達10 000 V以上。

　　4)粉體靜電

　　粉體實質是處在微小顆粒狀態下的固體，其靜電的產生也符合雙電層的基本原理。當粉體物料被研磨、攪拌、篩分或處于高速運動時，由于粉體顆粒與顆粒之間以及粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦，或因粉體破斷等都會產生危險的靜電。

　　5)液體靜電

　　液體在流動、過濾、攪拌、噴霧、噴射、飛濺、沖刷、灌注和劇烈晃動等過程中，由于靜電荷的產生速度高于靜電荷的泄漏速度。從而積聚靜電荷，可能產生十分危險的靜電。

　　6)蒸氣和氣體靜電

　　蒸氣或氣體在管道內高速流動，以及由閥門、縫隙高速噴出時也會產生危險的靜電。類似液體，蒸氣產生靜電也是由于接觸、分離和分裂等原因產生的。

　　完全純凈的氣體即使高速流動或高速噴出也不會產生靜電。但由于氣體內往往含有灰塵、鐵末、液滴、蒸氣等同體顆粒或液體顆粒，正是這些顆粒的碰撞、摩擦、分裂等過程產生了靜電。例如，噴漆的過程實質上是將含有大量雜質的氣體高速噴出，就會伴隨比較強的靜電產生。

　　(2)靜電的消散

　　中和與泄漏是靜電消失的兩種主要方式，前者主要是通過空氣發生的;后者主要是通過帶電體本身及其相連接的其他物體發生的。

　　1)靜電中和。空氣中的自然存在的帶電粒子極為有限，中和是極為緩慢的，一般不會被覺察到。帶電體上的靜電通過空氣迅速的中和發生在放電時。

　　2)靜電泄漏。表面泄瀑和內部泄漏是絕緣體上靜電泄漏的兩種途徑。靜電表面泄漏過程其泄漏電漉遇到的是表面電阻;靜電內部泄漏過程其泄漏電流遇到的是體積電阻。

　　(3)靜電的影響因素

　　1)材質和雜質的影響

　　一般情況下，雜質有增加靜電的趨勢。但如雜質能降低原有材料的電阻率，加入雜質則有利于靜電的泄漏。

　　液體內含有高分子材料(如橡膠、瀝青)的雜質時，會增加靜電的產生。

　　液體內含有水分時，在液體流動、攪拌或噴射過程中會產生靜電。液體內水珠的沉降過程中也會產生靜電。如果油罐或油槽底部積水，經攪動后可能由靜電引發爆炸事故。

　　2)工藝設備和工藝參數的影響

　　接觸面積愈大，產生靜電愈多，接觸壓力愈大或摩擦愈強烈，會增加電荷的分離，以致產生較多的靜電。工藝速度越高，產生的靜電越強。下列是容易產生和積累靜電典型工藝過程：

　　①紙張與輥軸摩擦、傳動皮帶與皮帶輪或輥軸摩擦等;橡膠的碾制、塑料壓制、上光等;塑料的擠出、賽璐珞的過濾等。

　　②固體物質的粉碎、研磨過程;粉體物料的篩分、過濾、輸送、干燥過程;懸浮粉塵的高速運動等。

　　③在混合器中各種高電阻率物質的攪拌。

　　④高電阻率液體在管道中流動且流速超過1 m/s;液體噴出管口;液體注入容器發生沖擊、沖刷和飛濺等。

　　⑤液化氣體、壓縮氣體或高壓蒸氣在管道中流動和由管口噴出，如從氣瓶放出壓縮氣體、噴漆等。

　　五、射頻電磁場危害

　　射頻指無線電波的頻率或者相應的電磁振蕩頻率，泛指100 kHz以上的頻率。射頻傷害是由電磁場的能量造成的。射頻電磁場的危害主要有：

　　1.在射頻電磁場作用下，人體因吸收輻射能量會受到不同程度的傷害。過量的輻射可引起中樞神經系統的機能障礙，出現神經衰弱癥候群等臨床癥狀; 可造成植物神經紊亂。出現心率或血壓異常，如心動過緩、血壓下降或心動過速、高血壓等;可引起眼睛損傷，造成晶體渾濁，嚴重時導致白內障;可使睪丸發生功能失常，造成暫時或永久的不育癥，并可能使后代產生疾患;可造成皮膚表層灼傷或深度灼傷等。

　　2.在高強度的射頻電磁場作用下，可能產生感應放電，會造成電引爆器件發生意外引爆。感應放電對具有爆炸、火災危險的場所來說是一個不容忽視的危險因素。此外，當受電磁場作用感應出的感應電壓較高時，會給人以明顯的電擊。

　　六、電氣裝置故障危害

　　電氣裝置故障危害是由于電能或控制信息在傳遞、分配、轉換過程中失去控制而產生的。斷路、短路、異常接地、漏電、誤臺閘、誤掉閘、電氣設備或電氣元件損壞、電子設備受電磁干擾而發生誤動作、控制系統硬件或軟件的偶然失效等都屬于電氣裝置故障。其主要危害在于電氣裝置故障在一定條件下會引發或轉化為造成人員傷亡及重大財產損失的事故。

　　1.引起火災和爆炸

　　2.異常帶電

　　3.異常停電

　　4.安全相關系統失效

　　【例題】靜電消失消散的兩種主要方式是()。

　　A、靜電中和和靜電泄漏

　　B、接地和屏蔽

　　C、增濕和接地

　　D、中和和摩擦

　　【答案】A

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