第 2 章高级考试权重:★★★预计 180 分钟

电气安全技术

本章2025年考24分,是全科分值最高的章节。涵盖电气事故及危害、触电防护技术(绝缘/屏护/间距/接地系统)、电气防火防爆技术、雷击和静电防护技术、电气装置安全技术。识图题主要集中在本章。

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本章分值分布

考点20252024202320222021考频
雷电防护技术42434高频
双重绝缘、安全电压和漏电保护32330高频
防爆电气设备和防爆电气线路30101中频
保护接地和保护接零23214高频
静电防护技术22115高频
触电事故种类12111高频
绝缘、屏护和间距11121高频
电气引燃源10213高频
爆炸危险区域13003中频
低压电气设备12461高频
电气安全检测仪器10111中频
电流对人体的影响01122高频
应试技巧

本章是技术科目的分值冠军(2025 年 24 分),且识图题主要集中在第二章(考查教材原图识读)。

必拿分点:①触电事故种类(直接接触/间接接触、单相/两相)②电流对人体的影响(感知电流、摆脱电流、致命电流的数值)③IT/TT/TN 三大接地系统的区别与应用 ④雷电防护(直击雷、感应雷的防护措施)⑤静电防护 ⑥防爆电气设备的选型。

本章特点:概念抽象、数字多、系统图多。建议结合系统原理图理解记忆,而不是死背文字。


第一节 电气事故及危害

1.1 触电事故种类

考点

按触电方式分类:

类型说明
直接接触电击人体直接触及带电体造成的电击(正常状态下的带电部分)
间接接触电击人体触及故障状态下带电的外露可导电部分(如设备外壳)造成的电击

按触电形式分类:

类型说明
单相电击人站在地面或其他接地导体上,人体的某一部位触及一相带电体。是最常见的触电形式(占触电事故的多数)
两相电击人体两处同时触及两相带电体。危险性比单相电击大
跨步电压电击人站立在接地故障点附近,两脚之间承受跨步电压造成的电击

学习提示

触电事故的分类维度(易混淆):

  • 按方式:直接接触电击 / 间接接触电击
  • 按形式:单相电击 / 两相电击 / 跨步电压电击

关键结论:

  • 单相电击最常见(因为人体经常接触地面)
  • 跨步电压:架空线路断线接地时,离接地点 8m 范围内不能随意进入

1.2 电流对人体的影响

考点

三个关键电流阈值(必背):

阈值数值(工频交流)说明
感知电流男性约 1.1mA,女性约 0.7mA引起人体感觉的最小电流
摆脱电流男性约 16mA,女性约 10.5mA人触电后能自主摆脱电源的最大电流。一般取 10mA 为安全界限
致命电流(室颤电流)约 50mA 以上引起心室纤维性颤动的电流。30mA 是重要的安全电流界限

电流对人体的影响因素: ①电流大小 ②电流持续时间 ③电流途径(通过心脏最危险)④电流种类(工频交流最危险)⑤人体状况

知识点

高频数字:

  • 30mA —— 一般安全电流界限(漏电保护装置的额定动作电流常取 30mA)
  • 50mA —— 引起心室纤维性颤动的电流
  • 10mA —— 摆脱电流的安全界限

记忆锚点:30mA 是生死线,漏电保护器动作电流多为 30mA 就是这个道理。

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第二节 触电防护技术

2.1 绝缘、屏护和间距

(1)绝缘:

绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。良好的绝缘是保证电气设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触及带电体的安全保障。

绝缘材料的耐热性能分级(表格必考):

级别允许工作温度/℃材料举例
Y90纸板、有机填料、塑料、木材、棉花及其纺织品
A105层压布板、沥青漆、漆布、漆包线的绝缘、浸渍过的 Y 级绝缘材料
E120玻璃布、油性树脂漆、耐热漆包线的绝缘
B130高强度漆包线的绝缘、石棉纤维、玻璃纤维、聚酯漆、聚酯薄膜
F155云母制品、石棉、玻璃漆布、复合硅有机树脂漆
H180玻璃漆布、硅有机弹性体、石棉布、补强的云母
C>180电瓷、石英、玻璃
学习提示

绝缘材料分级速记:Y-A-E-B-F-H-C → 90 / 105 / 120 / 130 / 155 / 180 / >180

记忆技巧:数值递增,间隔大致 15-25℃。C 级最高(电瓷、石英、玻璃)。

绝缘材料的阻燃性能用「氧指数」表示:

  • 氧指数 21% 以下 → 可燃性材料
  • 氧指数 21%~27% → 自熄性材料
  • 氧指数 27% 以上 → 阻燃性材料

绝缘破坏的三种方式:

方式说明
绝缘击穿施加的电场强度高于临界值时,绝缘材料发生破裂或分解,电流急剧增加,完全失去绝缘性能
绝缘老化绝缘材料在运行过程中受到热、电、光、氧、机械力、微生物等因素长期作用,发生一系列不可逆的物理化学变化
绝缘损坏绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀,失去电气性能、力学性能

气体 / 液体 / 固体绝缘击穿的特点:

类型击穿特点击穿后
气体由碰撞电离导致的电击穿绝缘性能很快恢复
液体也由碰撞电离导致电击穿;密度大、电子自由行程短,击穿强度比气体高只在一定程度上得到恢复
固体有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等失去其原有性能
学习提示

固体绝缘四种击穿形式的特点(高频):

形式特点
电击穿作用时间短、击穿电压高
热击穿电压作用时间较长,击穿电压较低
电化学击穿电压作用时间很长、击穿电压往往很低
放电击穿内部气泡首先碰撞电离放电,继而加热其他杂质气化形成气泡,由气泡放电进一步发展

记忆规律:作用时间越长 → 击穿电压越低

(2)屏护:

屏护是采用护罩、护盖、栅栏、箱体、遮栏等将带电体同外界隔绝开来。

屏护的安全作用:①防止触电(防止触及或过分接近带电体)②防止短路及短路火灾 ③防止被机械破坏 ④便于安全操作

屏护装置的安全条件:

要求数值
遮栏高度不应小于 1.7m,下部边缘离地面高度不应大于 0.1m
户内栅栏高度不应小于 1.2m
户外栅栏高度不应小于 1.5m
低压设备遮栏与裸导体距离不应小于 0.8m,栏条间距离不应大于 0.2m
网眼遮栏与裸导体距离不宜小于 0.15m
网眼屏护装置网眼不应大于 20mm×20mm ~ 40mm×40mm
重点注意

屏护装置的强制要求:

  • 凡用金属材料制成的屏护装置,必须接地(防止意外带电造成触电)
  • 遮栏、栅栏上应挂**"止步!高压危险!""禁止攀登!"**等标示牌
  • 遮栏出入口的门上应安装信号装置(灯光或仪表指示有电)和联锁装置(人体将要越过时自动断电)
  • 屏护装置上锁的钥匙应有专人保管

(3)间距:

架空线路导线与地面和水面的最小距离(m):

线路经过地区≤1kV10kV35kV
居民区66.57
非居民区55.56
不能通航或浮运的河、湖(冬季水面)555.5
不能通航或浮运的河、湖(50 年一遇洪水水面)333
交通困难地区44.56
步行可以达到的山坡34.55
步行不能达到的山坡、峭壁或岩石11.53
学习提示

间距的关键数字(必背):

  • 架空线路应避免跨越建筑物,不应跨越可燃材料屋顶的建筑物
  • 与绿化区或公园树木的距离不得小于 3m
  • 架空线路断线接地时,为防止跨步电压伤人,离接地点 8m 范围内不能随意进入
  • 低压作业:人体及携带工具与带电体距离不应小于 0.1m
  • 10kV 作业:无遮栏时不应小于 0.7m;有遮栏时遮栏与带电体距离不应小于 0.35m
  • 起重机具与线路导线最小距离:≤1kV → 1.5m;10kV → 2m;35kV → 4m

2.2 系统接地的型式

考点

接地系统代号的含义(必须先搞懂字母):

第一个字母 —— 电源端与地的关系:

  • T = 电源中性点直接接地
  • I = 电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地

第二个字母 —— 电气装置外露可导电部分与地的关系:

  • T = 外露可导电部分直接接地,此接地点独立于电源端的接地点
  • N = 外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接

N 后的字母(中性导体与保护导体的组合情况):

  • S = 中性导体和保护接地导体分开
  • C = 中性导体和保护接地导体合一

五种系统接地型式:IT 系统、TT 系统、TN-C 系统、TN-S 系统、TN-C-S 系统

(1)IT 系统:

IT 系统是在故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地连接,把故障电压限制在安全范围内的系统。

项目内容
适用范围各种不接地配电网(凡因绝缘损坏或其他原因可能呈现危险电压的金属部位,除另有规定外,均应接地)
保护接地电阻要求在线电压 380V 不接地低压配电网中,一般要求 R_E ≤ 4Ω;当配电变压器或发电机容量不超过 100kV·A 时,可放宽到 R_E ≤ 10Ω
必须装设能发出声或光信号的绝缘监视装置(为在尽可能短时间内发现并消除故障)
关键原理只有在不接地配电网中,由于单相接地电流较小,才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围内
知识点

IT 系统例题数据(理解原理用):

配电网各相对地电压 220V,各相对地电容 0.55μF,人体电阻 2000Ω:

  • 无接地时:人体电压 158.3V,流过人体电流 79.1mA(远大于 30mA 安全值)→ 危险
  • 有接地(R_E = 4Ω)时:人体电压降为 0.46V,流过人体电流约 0.23mA → 危险性基本消除

结论:保护接地把绝大部分故障电流分流,使流过人体的电流极小。

(2)TT 系统:

TT 系统是电源中性点直接接地、设备外壳也直接接地(但接地点独立于电源端接地点)的系统。

项目内容
特点中性点引出的 N 线(中性线)与大地连起来,发生单相电击时人体承受的电压接近相电压
危险性单相电击的危险性比不接地配电网大
局限由于 R_E 和 R_N 同在一个数量级,漏电设备对地电压一般不能降低到安全范围以内;故障电流不太大,一般的短路保护不起作用
采用条件只有在采用其他防止间接接触电击的措施有困难的条件下才考虑采用
必须装设剩余电流动作保护装置或过电流保护电器(能自动切断漏电故障)
主要用途低压用户(未装备配电变压器、从外面直接引进低压电源的小型用户)

(3)TN 系统:

TN 系统中,电源中性点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护接地中性导体或保护接地导体连接到此接地点。

安全原理:当设备某相带电体碰连设备外壳时,通过设备外壳形成该相对保护接地导体(PE)的单相短路,短路电流促使线路上的短路保护迅速动作,从而将故障部分断开电源,消除电击危险。

TN 系统的三种方式:

方式说明
TN-S 系统保护接地导体(PE)与中性导体(N)完全分开
TN-C-S 系统干线部分的前一段 PE 与 N 共用,后一段分开
TN-C 系统干线部分 PE 与 N 完全共用
考点

TN 系统的故障持续时间要求(必背数字):

线路类型允许故障持续时间
配电线路或仅供给固定式电气设备的线路不宜超过 5s
供给手持式电动工具、移动式电气设备的线路或插座回路,220V不应超过 0.4s
同上,380V不应超过 0.2s

否则,应采取能将故障电压限制在许可范围内的等电位联结措施。

TN 系统的应用范围:

系统适用场所
TN-S有爆炸危险、或火灾危险性较大、或安全要求较高的场所;宜用于有独立附设变电站的车间
TN-C-S宜用于厂内设有总变电站,厂内低压配电的场所及非生产性楼房
TN-C可用于无爆炸危险、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
重点注意

重要警示:不得在 TN 系统中混用 TT 方式

在 TN 系统中,如果个别设备只接地(即构成 TT 系统),则该设备和 TN 系统中其他设备的对地电压都可能成为危险电压,而且故障电流不太大,短路保护元件往往不能动作切断电源,危险状态将在大范围内持续存在。

除非接地的设备装有快速切断故障的自动保护装置(如剩余电流动作保护装置),不得在 TN 系统中混用 TT 方式。

(4)重复接地:

重复接地指 PE 线或 PEN 线上除工作接地以外其他点的再次接地。

重复接地的四大作用:

  1. 减轻电击的危险性 —— 当 PE 线或 PEN 线断开时,重复接地虽不一定能消除危险,但危险程度必然降低
  2. 降低漏电设备的对地电压 —— 故障电压进一步降低
  3. 改善架空线路的防雷性能 —— 对雷电流有分流作用,有利于限制雷电过电压
  4. 缩短漏电故障持续时间 —— 重复接地和工作接地构成并联分支,发生短路时能增大单相短路电流,加速保护装置动作

(5)工作接地:

工作接地指配电网在变压器或发电机中性点的接地。主要作用是减轻各种过电压的危险。

  • 配电系统发生一相故障接地时,如有工作接地电阻 R_N ≤ 4Ω,一般可限制中性导体对地电压不超过 50V、相导体对地电压不超过 250V
  • 在不接地的 10kV 系统中,工作接地与变压器外壳的接地、避雷器的接地是共用的,接地电阻按三者中要求最高的确定。一般要求 R_N ≤ 4Ω;高土壤电阻率地区允许放宽至 R_N ≤ 10Ω
  • 在直接接地的 10kV 系统中,工作接地应与变压器外壳的接地、避雷器的接地分开

(6)等电位联结:

等电位联结指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结。

类型说明
主等电位联结总开关柜内保护导体端子排与自然导体之间的联结
辅助等电位联结总开关柜以下,配电箱或用电设备的保护导体与自然导体之间再进行的联结(用于提高保护可靠性)
知识点

等电位联结导体的最小截面积要求:

  • 主等电位联结导体:不得小于最大保护导体截面积的 1/2,且不得小于 6mm²(铜)或 16mm²(铝)或 50mm²(钢)
  • 两台设备之间局部等电位联结导体:不得小于两台设备保护接地导体中较小者的截面积
  • 设备与设备外导体之间的局部等电位联结导体:不得小于相应保护接地导体截面积的 1/2

(7)保护导体与接地装置:

保护导体截面积(当保护导体与线导体材料相同时):

线导体截面积 S_L保护导体最小截面积 S_PE
S_L ≤ 16mm²S_L
16 < S_L ≤ 35mm²16mm²
S_L > 35mm²S_L / 2
学习提示

保护导体的关键规定(易考):

  • 所有保护导体(包括有保护作用的 PEN 线)上均不得安装单极开关和熔断器
  • 各设备的保护(支线)不得串联连接(不得利用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分)
  • 采用单芯绝缘导线作保护导体时:有机械防护的不得小于 2.5mm²(铜);没有机械防护的不得小于 4mm²(铜)
  • PEN 导体最小截面积:铜 ≥ 10mm²、铝 ≥ 16mm²;如系电缆芯线则不得小于 4mm²
  • 接地体上端离地面深度不应小于 0.6m(农田地带不应小于 1m),并应在冰冻层以下
  • 自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连(线路杆塔除外)
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第三节 电气防火防爆技术

3.1 电气引燃源

电气引燃源的三种类型: ①危险温度 ②电火花和电弧 ③明火

(1)危险温度 —— 由电气设备过热引起,主要来源: ①短路 ②过载 ③接触不良 ④铁芯过热 ⑤散热不良 ⑥漏电 ⑦机械故障 ⑧电压异常

(2)电火花和电弧:

类型说明
工作火花电气设备正常工作或正常操作过程中产生的火花(如开关通断)
事故火花线路或设备发生故障时出现的火花(如短路、断线)
学习提示

电火花和电弧的温度极高,可达 数千摄氏度,能引起可燃物燃烧、爆炸性混合物爆炸。它是电气火灾爆炸事故的主要引燃源之一。

3.2 爆炸危险区域

爆炸性气体、蒸气按危险程度分为三个区域:

区域定义
0 区连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境
1 区在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境
2 区在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的环境

爆炸性粉尘、纤维按危险程度分为三个区域:

区域定义
20 区连续出现或长期出现爆炸性粉尘混合物的环境(如粉尘容器、旋风除尘器、搅拌器等设备内部)
21 区在正常运行时可能出现爆炸性粉尘混合物的环境
22 区在正常运行时不太可能出现爆炸性粉尘混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的环境
知识点

2025 年真题考点:某建筑物内配置了抽气通风设施的面粉倒袋站,面粉属于爆炸性粉尘,需要对相关区域进行爆炸危险区级别划分。料斗内部应划分为(20 区)。

解析:20 区包括粉尘容器、旋风除尘器、搅拌器等设备内部的区域。

3.3 防爆电气设备和防爆电气线路

防爆电气设备的类型:

类型说明
隔爆型(d)把可能产生火花、电弧和危险温度的部件封闭在外壳内,外壳能承受内部爆炸而不损坏,且不会引燃外部爆炸性混合物
增安型(e)采取附加措施提高安全程度,防止产生火花、电弧和危险温度
本安型(i)限制设备产生的电火花和热效应能量,使其不能点燃爆炸性混合物
正压型(p)保持内部压力高于外部,防止爆炸性混合物进入
充油型(o)/ 充砂型(q)用油或砂填充,隔绝火花与爆炸性混合物
无火花型(n)正常运行时无火花、电弧

防爆电气线路的要求:

  • 应根据爆炸危险区域的等级选择相应类型的电气线路
  • 导线材质、截面、敷设方式均应符合防爆要求
  • 1 区、2 区的电气线路应穿钢管敷设
  • 0 区只允许使用本质安全型电气设备
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第四节 雷击和静电防护技术

4.1 雷击防护技术

考点

雷电的危害形式:

形式说明
直击雷雷电直接击中建筑物或设备
感应雷雷电对附近导体产生的静电感应和电磁感应
雷电侵入波雷电波沿线路侵入建筑物内部

防直击雷的措施 —— 装设避雷针、避雷线、避雷带、避雷网

防感应雷的措施 —— 接地、等电位联结

防雷电侵入波的措施 —— 装设避雷器

直击雷防护的要点(2025 真题考点):

重点注意

直击雷防护的几个关键规定:

  1. 严禁在装有避雷针的构筑物上架设通信线、广播线或低压线(真题考点)
  2. 独立避雷针是离开建筑物单独装设的,一般情况下其接地装置应当单设(不能与建筑物共用)
  3. 利用照明灯塔作独立避雷针支柱时,为防止将雷电冲击电压引进室内,照明电源线必须采用铅皮电缆或穿入铁管,并将铅皮电缆或铁管埋入地下经 10m 以上(水平距离,埋深 0.5~0.8m)才能引进室内
  4. 露天装设的有爆炸危险的金属储罐和工艺装置,当其壁厚不小于 4mm 时,允许不再装设接闪器,但必须接地
知识点

2025 年真题解析(直击雷防护):

题目问「关于直击雷防护技术的说法,正确的是」,答案选「严禁在装有避雷针的构筑物上架设通信线」。

其他选项的错误点:

  • 「独立避雷针与建筑物可共用接地装置」→ 错,独立避雷针接地装置应当单设
  • 「严禁利用照明灯塔作独立避雷针的支柱」→ 错,可以利用,但需采取防护措施(铅皮电缆/铁管埋地 10m)
  • 「壁厚大于 4mm 的露天金属罐需装接闪器」→ 错,壁厚不小于 4mm 时允许不再装设接闪器

4.2 静电防护技术

静电的产生与危害: 静电是两种不同物质接触、摩擦后,电荷发生转移而在物体上积累的现象。静电放电可能引起火灾、爆炸(引燃可燃气体、蒸气、粉尘),也可能造成电击和妨碍生产。

考点

静电防护的四大类措施:

类别具体措施
1. 环境危险程度的控制取代易燃介质;降低爆炸性混合物的浓度;减少氧化剂含量
2. 工艺控制①材料的选用 ②限制物料的运动速度 ③加大静电消散过程
3. 静电接地最常用的措施。通过接地把静电导走,防止电荷积累
4. 增湿 / 抗静电添加剂 / 静电中和器增湿可提高物体表面导电性;抗静电添加剂可降低电阻率;静电中和器可中和电荷

静电防护的应用要点:

  • 油罐、管道、装卸设备等应采取静电接地
  • 加油站加油时应避免高速喷溅(限制流速)
  • 输送可燃液体的管道流速应限制在规定范围内
  • 操作人员应穿防静电工作服和工作鞋
  • 爆炸危险场所不应使用化纤材料的工具、抹布
学习提示

静电防护的记忆主线:环境 → 工艺 → 接地 → 增湿/添加剂/中和器

最常用、最核心的措施是「静电接地」。

高频考点:可燃液体输送应限制流速(防止静电产生);油罐车装卸应有接地装置。

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第五节 电气装置安全技术

5.1 低压电气设备

低压电器的分类与安全要求:

类别主要设备
控制电器接触器、起动器、控制器、继电器、主令电器
保护电器熔断器、断路器(自动开关)、漏电保护器、热继电器
开关电器刀开关、转换开关、断路器
考点

三大保护电器的功能:

电器主要保护功能
熔断器短路保护(靠熔体熔断切断电路)
断路器(自动开关)短路保护 + 过载保护 + 欠压保护(功能最全)
漏电保护器漏电(接地故障)保护,兼有短路、过载保护功能

漏电保护器的关键参数:额定动作电流常取 30mA,动作时间不大于 0.1s

双重绝缘:

知识点

双重绝缘是指同时具有**工作绝缘(基本绝缘)和保护绝缘(附加绝缘)**的绝缘结构。

  • 工作绝缘:带电体与不可触及的导体之间的绝缘
  • 保护绝缘:不可触及的导体与可触及的导体之间的绝缘
  • 加强绝缘:具有与双重绝缘同等水平的单一绝缘结构

双重绝缘是防间接接触电击的重要措施,Ⅱ类设备(双重绝缘设备)不需要接地或接零。

安全电压(特低电压):

考点

我国规定的安全电压等级:42V、36V、24V、12V、6V

使用环境安全电压
一般场所36V
潮湿场所 / 金属容器内24V
特别潮湿 / 有导电尘埃 / 水下12V
水下等特殊场所6V

记忆锚点:环境越危险,安全电压越低(36 → 24 → 12 → 6)

5.2 电气安全检测仪器

仪器用途
绝缘电阻表(兆欧表)测量绝缘电阻(最基本、最简易的判断绝缘质量的指标)
接地电阻测量仪测量接地装置的接地电阻
漏电保护器测试仪检测漏电保护器的动作性能
钳形电流表在不断电情况下测量电流
学习提示

绝缘电阻是判断绝缘质量最基本、最简易的指标。绝缘物受潮后绝缘电阻明显降低。

现场绝缘试验主要指绝缘电阻试验;此外还有外观检查(是否受潮、有无粉尘污物、有无裂纹或放电痕迹、表面光泽是否减退、有无脆裂破损、弹性是否消失、运行时有无异味等)。

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章节练习

完成本章习题,检验学习效果。目标正确率 80%以上即可进入下一章。

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