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1、电 气 安 全,首都经济贸易大学 安全与环境工程学院 钮英建 教授,内 容,1 电气安全概述 2 触电事故基本对策及概念 3 触电事故常用对策 4 电气防火防爆 扩展内容：功能安全,1 电气安全概述,电在造福于人类的同时，也会给人类带来灾难。 从2011年7.23铁路特别重大事故说起。 引出： 一个安全原理 Failsafe 原理 两个电气安全问题 雷击电磁脉冲防护 功能安全系统,Failsafe 原理,即失效安全发生故障时不出危险。 介绍：装置安全的“两个可预见” 1、可预见的误操作 2、可预见的异常情况,Failsafe 原理例1 双金属片灭火关气原理,Failsafe 原理例2 电梯安全
2、钳-限速器系统 （见视频）,一、电气事故分类触电事故,触电事故电流形式（存在形式）的能量引起,1. 事故案例为救一人，七人丧命,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。 小学生霍某在碧波荡漾的如意湖边照相，不慎落水。 为救小学生，同学、老师、导游、公司员工等19人纷纷跳下湖 结果，有七个大人被夺去了生命。孩子都获救了。 医生诊断结果 原因：如意湖内有三台潜水泵和7个水下射灯，事故是由其中一个潜水泵,Q & A,Q：为什么身亡的七人都是大人？ Q：潜水泵虽漏电，但通过湖水与大地相连，接了地，为什么还能电人？ A：罪魁祸首是,2. 跨步电压（UN）和
3、接地电阻的概念,巴西狂欢节预演事故造成17人死亡,巴西东南部小城市南班代拉市2011年2月27日晚举行狂欢节预演活动时发生高压线坠落事故，目前已造成17人死亡，50多人受伤。 当晚来自该市和周边地区的万多人聚集在市中心广场举行狂欢节预演，电子乐队大卡车上方的高压线突然起火断裂，电缆横扫过卡车坠落到地上，导致卡车上的一人和地面上的12人当场触电死亡，整个城市电力供应中断。另有人在被送往医院途中死亡。 当地电力公司认为，高压线断裂是有人把带金属膜的彩链抛到上面所致，但有目击者称是有人放鞭炮击中高压线造成。,电气火灾爆炸由电火花和电弧的能量所引发。,二、电气事故分类电气火灾爆炸,2009年8月17日
4、俄罗斯最大的水电站“萨彦-舒申斯克”水电站发生爆炸事故。 这起事故死亡人数为72人，另有3人下落不明 。,在维修过程中变压器发生爆炸是造成事故的原因。 变压器发生爆炸，水电站墙体损毁，机房进水。,摄于2006年10月24日的萨彦舒申斯克水电站的资料照片,事故案例 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m3原油储罐发生火灾，造成5人死亡，2人受伤。事故原因 在日本，室外储罐火灾事故自1975年至今，已经发生了十余起。大部分都造成了人员伤亡。,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m3原油储罐发生火灾，造成5人死亡，2人受伤。事故原因
5、,雷击由大自然的力量分离和积累的电荷能量所引起。 据中国气象局不完全统计，多年来每年因雷击造成人员伤亡上千人。,三、电气事故分类雷击事故,1 事故案例 1）1989年8月12日，山东青岛市黄岛油库火灾、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13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7千万元。 2）2007年5月23日，重庆开县义和镇政府兴业村小学遭遇雷击，造成兴业村小学四、六年级学生7人死亡、19人重伤、20人轻伤。,2. 危险及危害 a. 引起爆炸和火灾 b. 电击电伤 c. 毁坏设备、设施：汽化的力（水汽化力） d. 造成大规模停电。,静电事
6、故人为的正负电荷形式的能量,四、电气事故分类静电事故,1. 事故案例 例1：加油站发生的故事。（视频播放） 例2：1987年哈尔滨亚麻厂大爆炸，死亡59人 2. 静电危害 静电虽能量不大，不会直接使人致命，但： 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、击穿电路元、器件。,五、电气事故分类电磁辐射危害,电磁辐射危害电磁波形式的能量造成的,泛指100kHz以上的频率，100kHz以上才能辐射电磁波 广播、通讯设备（数百kHz 数千MHz）；（如手机：中国GSM系统运行在900MHz 上，CDMA则运行在800MHz和1900MHz这
7、两个频率上，发展起来的WCDMA（3G）则运行在2000MHz基础上。） 1. 电磁辐射伤害：人体在高频电磁场的作用下，吸收辐射能量，中枢神经系统、心血管系统等会受到伤害。 2. 电磁辐射危害：感应放电，（如高大的金属构架接受电磁波会发生谐振，产生感应电压，较高的电压，能给人明显的电击，或产生火花放电。）在有爆炸性混合物的场所是十分危险达到因素。较高的感应电压会使塔式起重机的工人在挂吊钩时引起危险。 心脏起搏器 电磁干扰，产生误动作： 航空（起降时打手机危险） 日本数控机床轧死人,六、电气事故分类电路故障及事故,电路故障及事故电能失控，整个电流流通的回路中任何一个环节上的事故及故障。,2002
8、年9月23日，内蒙古丰镇市二中因晚上放学时楼梯照明灯损坏，因拥挤，造成21名学生死亡，43名学生受伤。最大15岁，最小13岁。,异常停电事故案例,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当中，给美国造成了40亿100亿美元的经济损失。 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”。,2008年1月中旬到2月上旬，我国南方地区遭受低温雨雪冰冻极端天气袭击，贵州和湖南电网出现网架垮塌、造成大面积停电，京广、沪昆等铁路干线运输受阻。,电力设施损毁严重。电网大面积倒塔断线，13个省（区、市）输配电系统受到影响，西
9、电东送通道中断。,2 触电事故基本对策及概念,一、触电事故的种类 1. 电击 直接接触电击：触及正常状态下带电的带电体。 间接接触电击：触及正常状态下不带电、而在故障下意外带电的带电体。 单线电击：人占在地面上，与一线接触。（可以是直接或间接） 两线电击：人与地面隔离，两手各触一线。（可以是直接或间接；可以是两相，也可以是单相） 跨步电压电击：（前面已经介绍） 2. 电伤：电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电气机械性伤害等。,二、电流对人体的作用,人本身就是一种电气设备，这是因为： 人的整个神经系统是以电信号和电化学反应为基础的。 上述电信号和电化学反应所涉及的能量是非常小的。 人只要求正常功能
10、所必要的电能，由于这个能量非常小，因此，系统功能很容易被破坏。,1. 电击致命原因, 心室颤动 数秒数分钟（分钟） 死亡 波前半部（约0.1s）心脏易损（激）区 心室颤动，幅值小，频率高（8001000次/每分钟以上），无规则， 发生始于T波的前半部。, 窒息 窒息缺氧或中枢神经反射室颤. 特点:致命时间较长。1020分钟。 电休克（昏迷） 由于中枢神经反射造成体内功能障碍，昏迷时间长后的死亡。,2. 电流效应的影响因素 （一）电流值（工频）,感知电流引起感觉的最小电流。如轻微针刺，发麻。 平均（概率50%），男：1.1 mA ；女：0.7 mA 摆脱电流能自主摆脱带电体的最大电流。 平均（概
11、率50%）， 男：16mA； 女：10.5 mA 最低（概率0.5%），男： 9mA； 女： 6 mA 室颤电流引起心室发生心室纤维性颤动的最小电流。 I颤 50 mA 适用于当1s t 5s时； I颤 50/t mA 适用于当0.01 s t 1s时。,（二）电流持续时间,t 吸收电能 伤害 t 电流重合心脏易损（激）期，危险 t 人体电阻 人体电流 伤害 t 中枢神经反射 危险,（三）电流途径,不同途径，危险性不同。 最危险的是：左手到前胸。 判断危险性，既要看电流值，又要看途径。,（四）电流种类,高频电流烧伤比工频电流严重，但电击的危险性较小。 冲击电流指作用时间0.110ms的电流。
12、种类：方脉冲、正弦波、电容放电脉冲。 影响室颤的主要影响因素是It和I2t的值。 （I 有效值） 直流电流持续时间心脏周期时，室颤阈值为交流的数倍； 持续时间200 ms时，室颤阈值与交流大致相同。,（五）个体特征,因人而异，健康情况、健壮程度、性别、年龄。,3. 人体电阻,人体阻抗等值电路 RS1、RS2 皮肤电阻（皮肤外面的电极与真皮之间的电阻） CS1、CS2 皮肤电容（皮肤外面的电极与真皮之间的电容， 数PF 数F）， Ri 体内电阻（约为500）,人体电阻的数值及影响因素,变化范围 干燥的情况下，人体电阻：10003000； 潮湿的情况下，人体电阻： 500 800。 影响因素 电气
13、参数：U（接触电压） RP， I RP， f XCP； 皮肤表面状态： 潮湿、导电污物、伤痕、破损； 皮肤表面接触状态： 接触压力、面积。,三、直接接触电击防护,基本防护原则应使危险的带电体不会被有意或无意地触及。 基本防护措施 1. 绝缘用绝缘物将带电体封闭起来。 2. 屏护采用遮栏、护罩、护盖、箱匣隔绝带电体。 3. 间距带电体与地面之间、或与其他设备之间、或与带电体之间必要的安全距离。,四、间接接触电击防护基本措施,防止间接接触电击的技术措施： 保护接地 保护接零,1. 保护接地（IT系统）,保护接地是最古老的电气安全措施。 保护接地是防止间接接触电击的基本安全技术措施,IT、TT和TN
14、国际电工委员会（ IEC ）规定的供电方式符号,1 ）第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。 2 ）第二个字母表示用电装置外露的金属部分对地的关系。,对IT、TT和TN系统两个字母解释：,第一个字母： I 表示电力系统所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地。 T 则表示电力系统一点（通常是中性点）直接接地。 第二个字母： T 表示电气装置的外露可导电部分直接接地（与电力系统的任何接地点无关）。 N 表示电气装置的外露可导电部分通过保护线与电力系统的中性点联结。,保护接地（IT系统）,保护原理,Z,IT系统应用范围,采用不接地系统，允许带故障运行2h，利用此时间寻找故障点检修； 供电连续性、可靠
15、性较有保证。 110kV 配电网（6kV高压电动机外壳接地保护） 煤矿井下低压配电网 380V、660V、110V（照明） 对安全有特殊要求。（有些液化站气采用）,所有设备的外露可导电部分均应通过保护线与接地极（或保护接地母线、总接地端子）连接。 保护接地电阻的允许值：低压系统RE4。 IT 系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。 在无特殊要求的情况下，IT系统不宜引出中性线。,2. TT系统,保护原理,分析可知： TT系统，必须配合使用漏电保护装置或过电流保护装置，并优先使用前者。,TT系统应用范围及要求,主要用于低压共用用户。 上海市住宅配电为TT系统 。 农村低压电网用电设备分散
16、，线路长时采用。 共用同一接地保护装置的所有外露可导电部分，必须用保护线与这些部分共用的接地极连在一起（或与保护接地母线、总接地端子相连）。接地装置的接地电阻要满足单相接地故障时，在规定时间内切断供电的要求，或使接触电压限制在50V以下。,3. 保护接零（TN系统）,保护原理 漏电单相短路单相短路电流ISS单相短路保护元件动作迅速切断电源实现保护。,ISS,L1,L2,L3,RN,PEN,N,TN-C系统,TN-S系统,TN-C-S系统,应用与类型,适用 保护接零适用于低压中性点直接接地的三相四线配电网。 此系统中，凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接零。 三种方式：TN-S系统
17、、TN-C-S系统、TN-C系统 TN-S可用于爆炸、火灾危险性较大或安全要求高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。也适用于科研院所、计算机中心、通信局站等。正常工作条件下，外露导电部分和保护导体呈零电位最“干净”的系统。 TN-C-S宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电场的所及民用楼房。 TN-C可用于爆炸、火灾危险性不大，用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。,3 触电事故常用对策,一、等电位联结 目的构成等电位空间 1. 主等电位联结（Main Equipotential Bonding） 在建筑物的进线处将PE干线、设备PE干线、进水管、总煤气管、采暖和空调竖管、建筑物构筑物
18、金属构件和其他金属管道、装置外露可导电部分等相连结。 2. 辅助等电位联结（Supplementery Equipotential Bonding） 在某一局部将上述管道构件相连结。（作为补充，进一步提高安全水平）,1保护线； 2总等电位联结线； 3接地线； 4辅助等电位联结线； B总等电位联结（接地）端子板； N外露导电部分； C装置外导电部分； P金属水管干线； T接地极,建筑物内总等电位联结图,二、双重绝缘和加强绝缘,1. 双重绝缘 是兼有工作绝缘和保护绝缘的绝缘。 工作绝缘又称基本绝缘或功能绝缘，是保证电气设备正常工作和防止触电的基本绝缘。位于带电体与不可触及金属件之间。 保护绝缘又称
19、附加绝缘，是在工作绝缘因机械破损或击穿等而失效的情况下，可防止触电的独立绝缘。位于不可触及金属件与可触及金属件之间。 2. 加强绝缘 是基本绝缘经改进，在绝缘强度和机械性能上具备了与双重绝缘同等防触电能力的单一绝缘。在构成上可以包含一层或多层绝缘材料。,3. 双重绝缘和加强绝缘典型结构,4. 双重绝缘和加强绝缘的绝缘电阻,在直流电压为500V的条件下进行测试。 工作绝缘的绝缘电阻不得低于2M； 保护绝缘的绝缘电阻不得低于5M； 加强绝缘的绝缘电阻不得低于7M。,5. 识别和选用,具有双重绝缘和加强绝缘的设备属于类设备。 类设备无须再采取接地、接零等安全措施。 标志：“回”作为类设备技术信息一部
20、分。 手持电动工具应优先选用类设备。,三、特低电压,特低电压又称安全特低电压，是属于兼有直接接触电击和间接接触电击防护的安全措施。 1. 保护原理 通过对系统中可能会作用于人体的电压进行限制，从而使触电时流过人体的电流受到抑制，将触电危险性控制在没有危险的范围内。,我国标准规定：,15100Hz交流电压限值 当电气设施或电气设备正常（无故障）状态下，在干燥环境中限值为33V（对于接触面积小于1cm2的非可握紧部件，允许增大至66V）；潮湿环境中限值为16V。 当电气设施或电气设备出现能影响两个可同时触及的可导电部分间电压的单一故障状态下，在干燥环境中限值为55V（对于接触面积小于1cm2的非可
21、握紧部件，允许增大至80V）；潮湿环境中限值为33V。,直流电压限值 当电气设施或电气设备正常（无故障）状态下，在干燥环境中限值为70V（电池充电时，允许增大至75V）；潮湿环境中限值为35V。 当电气设施或电气设备出现能影响两个可同时触及的可导电部分间电压的单一故障状态下，在干燥环境中限值为140V（电池充电时，允许增大至150V）；潮湿环境中限值为70V（电池充电时，允许增大至75V）。,2. 特低电压额定值,特低电压额定值（工频有效值）的等级： 42V、36V、24V、12V和6V 选用：根据使用环境、人员和使用方式等因素确定。,3. 特低电压&安全电源,根据国际电工委员会相关的导则中有
22、关慎用“安全”一词的原则，上述安全电压的说法仅作为特低电压保护型式的表示，即：不能认为仅采用了“安全”特低电压电源就能防止电击事故的发生！ 安全特低电压必须由安全电源供电。 可以作为安全电源的主要有： 安全隔离变压器 蓄电池及独立供电的柴油发电机 即使在故障时仍能够确保输出端子上的电压不超过特低电压值的电子装置电源等。,具有隔离作用的双线圈变压器,变压器工作原理图,不具有隔离作用的自耦变压器 不属于安全电源!,单相自耦变压器,四、漏电保护（剩余电流动作保护）,漏电保护 利用漏电保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。 漏电保护装置又称为剩余电流动作保护装置，简称RCD（Residual Cu
23、rrent Operated Protective Device）。 漏电保护装置是一种低压安全保护电器。,1. 漏电保护装置的原理,检测元件是一个零序电流互感器。,N1,N2,ZL,零序电流互感器,漏电保护装置的工作原理,2. 漏电保护装置的选用,防止人身触电事故 用于直接接触电击防护时：应选用额定动作电流为30mA及其以下的高灵敏度、快速型。,需要安装漏电保护装置的场所（1）,属于类的移动式电气设备及手持电动工具； 生产用的电气设备； 施工工地的电气机械设备； 安装在户外的电气装置； 临时用电的电气设备； 机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座
24、回路；,需要安装漏电保护装置的场所（2）,游泳池、喷水池、浴池的电气设备； 安装在水中的供电线路和设备； 医院中可能直接接触人体的电气医用设备； 其他需要安装剩余电流保护装置的场所。,变配电站和变配电设备,变配电站（室）是工厂生产的动力枢纽，其运行正常与否直接影响着全厂生产系统的运行和安全。 变配电站（室）设置有各种变配电设备，如各种高低压开关、变压器、互感器、电力电容器、避雷器，敷设有各种高低压电缆、母线等电气线路。 上述电气设备和线路具有电压高、电流强、控制能量大的特点，一旦失控，就容易引发严重事故。,1变配电站（室）和变配电设备主要危险,油浸式变压器爆炸火灾事故 变压器油箱内充有大量的绝
25、缘油。该绝缘油是饱和的碳氢化合物，其闪点在130140之间。 变压器故障过热或电弧可燃物分解产生易燃气体。 故障持续时间过长易燃气体多内部压力急剧上升会导致油箱炸裂喷油燃烧。 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。,电缆火灾 短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障 引燃导线电缆 发生火灾。 导线电缆在着火同时，会产生有毒气体，对在场人员造成威胁。,电气误操作事故 五种恶性电气误操作事故： 带负荷拉（合）隔离开关。 带电挂（合）接地线（接地开关）。 带接地线（开关）合断路器（隔离开关）。 误分（合）断路器。 误入带电
26、间隔。,继电保护装置和自动装置不能正确动作 变配电系统中继电保护装置和自动装置一旦发生拒动作，将无法切除发生故障设备，严重时会使电气设备烧坏，造成更大范围的供电系统停电。,2变配电站（室）的环境和变配电设备的布置10kV及以下的变配电站（室）,（1）不应设置在低洼处和有可能经常积水场所的正下方或相贴邻； 不应设置在有剧烈振动或高温的场所； 不应设在有火灾、爆炸危险环境的正上方或正下方。当变配电站（室）与有火灾危险环境的建筑物毗连时，共用的隔墙应是密实的非燃烧体，管道和沟道穿过墙或楼板处应用非燃烧性材料严密封堵。 变配电站（室）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风
27、向的下风侧。,（2）可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。高压配电室、高压电容器室和非燃（或难燃）介质的电力变压器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级，屋顶承重构件应为二级。 车间内变电室的可燃油油浸变压器室应设置容量为100%变压器油量的贮油池。变压器室的通风窗，应采用非燃烧材料。,（3）变压器室、配电室、电容器室等应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施。应达到“四防一通” （即防火、防雨雪、防汛、防小动物及通风良好）的要求。,（4）变配电站（室）门应向外开；高低压配电室之间的门应向低压侧开；相邻配电室之间的门应能
28、双向开启。 （5）长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。配电装置的长度大于6m时，其柜（屏）后通道应设两个出口，低压配电装置两个出口间的距离超过15m时，尚应增加出口。,（6）变配电站（室）内不应有与其无关的管道或线路通过。室内管道上不应设置法兰、螺纹接头和阀门等；水汽管道与散热器的连接应采用焊接。配电屏的上方不应敷设管道。,五、 电气设备的防触电保护分类,1. 0类设备 仅靠基本绝缘作为防触电保护的设备，当设备有能触及的可导电部分时，该部分不与设施固定布线中的保护（接地）线相连接，一旦基本绝缘失效，则安全性完全取决于使用环境。 2. 类设备 设备的防触电保护不仅靠基本绝缘
29、，还包括一种附加的安全措施，即将能触及的可导电部分与设施固定布线中的保护（接地）线相连接。,3. 类设备 设备的防触电保护不仅靠基本绝缘还具备象双重绝缘或加强绝缘这样的附加安全措施。这种设备不采用保护接地的措施，也不依赖于安装条件。 4. 类设备 设备的防触电保护依靠安全特低电压（SELV）供电，且设备内可能出现的电压不会高于安全特低电压。三类设备是从电源方面就保证了安全。应注意类设备不得具有保护接地手段。,六、电气设备外壳防护等级,1.防护内容 外壳防护等级反映以下三种内容的防护： 防止人体接近壳内危险部件（如壳内带电部分或运动部分）； 防止固体异物进入壳内设备； 防止由于水进入壳内对设备造
30、成有害影响。,外壳防护等级由IP（International Protection）代码来标示,其组成如下： IP 补充字母 附加字母 第二位特征数字 第一位特征数字 代码字母,2. IP代码组成,3. 表示防护等级的特征数字,第一位特征数字表示外壳防止人体接近壳内危险部件及固体异物进入壳内设备的防护等级。 第二位特征数字表示外壳防止由于进水而对设备造成有害影响的防护等级。 不要求规定特征数字时，该处由用“X”代替。 附加字母和（或）补充字母可以省略，不需代替。 第一位特征数字所代表的防护等级分为7级，第二位特征数字所代表的防护等级分为9级。 例如：IP65为尘密、防喷水型电气设备。,表a 第
31、一位特征数字所代表的防护等级简要说明,表b 第二位特征数字所代表的防护等级简要说明,4 电气防火防爆 例如：石油开采现场和精炼厂约有60%80%的场所属于爆炸性危险环境,主要分为两类： 危险温度 电火花和电弧 1. 危险温度（见下页图）,1. 电气引燃源,一、 电气引燃源,Tracking现象（参见视频）,2. 电火花及电弧,电火花电极之间的击穿放电。大量电火花将汇集成电弧，电弧高温可达8000，能使金属熔化、飞溅，构成火源。 分为： 工作火花正常时应无引燃危险，但异 常时如：三相刀开关不同时 闭合等 事故火花短路、断线 其他火花雷电、静电、电磁感应,二、危险物质,1. 分类 按爆炸性物质种类
32、分类，爆炸性物质分三类。 类：矿井甲烷（CH4） 类：爆炸性气体、蒸气 类：爆炸性粉尘、纤维或飞絮,2. 分级、分组,分级（按爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR）分级： 类爆炸性气体： A ； B ； C A、B和C各类对应的典型气体分别是丙烷、乙烯和氢气。,类爆炸性粉尘： A ； B ； C A：可燃性飞絮。 B：非导电粉尘。 C：导电粉尘。,分组（按引燃温度即自燃点）分组：,分6组 T1、T2、T3、T4、T5、T6 见表：爆炸性气体的分类、分级和分组,三、危险环境（危险区域等级）,1.爆炸性气体环境 根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，对危
33、险场所分区，分为：0区、1区、2区。 0区（0级危险区域） 正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐内部液面上部空间。,1区（1级危险区域） 正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐顶上呼吸阀附近。,2区（2级危险区域）正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。 例如：油罐外3m内。 注意：释放源和通风条件的影响,2. 释放源,释放源是划分爆炸危险区域的基础。 释放源分为： 连续级释放源：连续释放、长时间释放或短时间频繁释放； 一级释放源：预计在正常运行时周期或偶尔
34、释放的释放源； 二级释放源：预计在正常运行时不可能释放，即使释放也仅仅是偶尔短时释放的释放源。,必须指出的是，切不可将GB 50058-92中释放源定义中的两个“偶尔”同样看待。 第一级释放源定义中的“周期或偶尔释放”中的“偶尔”在IEC60079-10原文中用词为occasionally（中译：有时候, 偶而）； 而第二级释放源定义中的“偶尔短时释放”中的“偶尔”在原文中用词为infrequently（中译：很少发生地, 罕见地）。,3.通风条件,通风条件是划分爆炸危险区域的重要因素。通风分为三种类型： 自然通风 一般机械通风 局部机械通风,4.爆炸性粉尘环境,粉尘、纤维爆炸危险区域指生产设
35、备周围环境中，悬浮粉尘、纤维量足以引起爆炸；以及在电气设备表面会形成层积状粉尘、纤维而可能形成自燃或爆炸的环境。,爆炸性粉尘危险区域划分为20区、 21区、 22区,20区在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。 21区在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。该区域包括，与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。 22区在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔堆
36、积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划分为21区。,图例： 释放源接近地坪时易燃物质重于空气、 通风不良的生产装置区,四、防爆电气设备和防爆电气线路,1. 防爆电气设备类型 按照使用环境，防爆电气设备分成三类： 类 用于煤矿瓦斯气体环境； 类 用于煤矿甲烷以外的爆炸性气体环境； 类 用于爆炸性粉尘环境。,按防爆结构型式，防爆电气设备分为以下类型（括弧内字母为该类型标志字母）：,(1) 隔爆型（d） (2) 增安型（e） (3) 本质安全型（i） (4) 浇封型（m） (5) 无火花型(n) (6) 油浸型（o） (7) 正压型（p
37、） (8) 充砂型（q） 等等,2. 防爆电气设备的标志,防爆型电气设备外壳的明显处，须设制清晰的永久性凸纹标志。设备铭牌的右上方应有明显的“Ex”标志。 防爆标志表示法： 防爆型式 类别 级别 组别 例如：dBT3表示类B级T3组的隔爆型电气设备； iaAT5表示类A级T5组的ia级本质安全型电气设备。 如有一种以上复合防爆型式，应先标出主体防爆型式，然后标出其他防爆型式。 如epBT4表示主体为增安型，并有正压型部件的防爆型电气设备。,3. 防爆电气设备的选型,电气/电子/可编程电子系统（E/E/PE）功能安全,扩展内容,背景： 在以提高安全性为目的的安全控制系统中，具有监视、控制和逻辑功
38、能的电气/电子/可编程电子系统（E/E/PE）的应用已经越来越多。 由此引出：电气/电子/可编程电子系统（E/E/PE）功能安全问题,安全与风险及安全技术,IEC61508 1998年发布 GB/T20438 2007-01-01实施,IEC61511 2003年发布 GB/T21109 2007-12-01实施,,IEC 61508,IEC 61511 Process Industry,IEC 61513 Nuclear Industry,三、功能安全评估与认证基础,2000年国际电工委员会正式完整发布了IEC61508,安全仪表系统（SISSafety Instrumented Syste
39、m）,是指用于实现一个或多个安全功能的仪表系统，主要用于响应危险状况，如系统超过限值的情况，并将生产过程从该状况中脱开，转入安全状态，以确保人员、过程、设备和环境的安全。 包括：传感器、逻辑解算器和最终单元。由硬件和软件两个基本部分组成。,安全完整性,IEC 61508把安全完整性定义为：在规定的时间周期内的所有规定的条件下，安全相关系统成功地完成所需安全功能的概率。 安全完整性就是安全功能能够有效被执行的能力。 而安全完整性水平就是用来衡量这种能力大小的。,操作模式,操作模式是指安全仪表系统运行其安全功能的方式，分为低要求模式和高要求模式（或连续模式）： 低要求模式：在该模式下，对安全仪表系
40、统提出操作要求的频率不大于每年一次和不大于二倍的检验测试频率。（对应于平均失效概率PFDavg ） 高要求模式（或连续模式）：在该模式下，对安全仪表系统提出操作要求的频率大于每年一次或大于二倍的检验测试频率。 （对应于每小时失效概率PFH ）,IEC61508定义了四个安全完整性等级（Safely Integrity Level，SIL），它们由平均要求失效概率（Probability Failure on Demand，PFD）决定。,两种操作模式的安全完整性水平,安全完整性等级SIL,等级表,核能工业,公用锅炉,工业锅炉,化工过程,铁路运输系统,由7.23事故反映出功能安全的缺位 （技术新、技术人员匮乏、 ） 反思教育,谢谢!,首都经济贸易大学安全与环境工程学院,钮,英,建,Mobile: 13910833903,E-mail：,