化学实验室电气设备的配置和安全

时间：2020-02-11

化学实验室电气装置的配置、仪器的安装与使用都应有特别的要求和规范。化学实验室的设备故障、电气着火、人身触电等大多是由电气设备的配置不当和实验人员对电器的使用不当引起的。因此，化学实验室的电气配置和电器使用安全非常重要。

1　实验室配电系统

实验室的配电系统是根据实验仪器和设备的具体要求，经过专业的设计人员综合多方面因素设计完成的，与普通建筑有很大区别。因为实验室仪器设备对电路的要求比较复杂，并不是通常人们所认为的那样，只要满足较大电压和最大功率的要求就可以了。对配电系统的设计，不但要考虑现有的仪器设备情况，同时也要考虑实验室未来几年的发展规划，充分考虑配电系统的预留问题及日后的电路维护等问题。为了保证电力的可靠**，还应考虑不间断电源或双线路设计，不间断电源的容量应符合实际所需并保证一定可扩增区间以满足未来的发展所需。

一般情况下，每一间实验室内都要有三相交流电源和单相交流电源，要设置总电源控制开关，以便实验室无人时，能选择性地切断室内电源。室内固定装置的用电设备（例如烘箱、恒温箱、冰箱等），如果是在实验进行中使用这些设备，而在实验结束时就停止使用的，可连接在该实验室的总电源上；若实验停止后仍需运转的，则应有**供电电源，不至于因切断实验室的总电源而影响其工作。

每间实验室的实验台面上都要设置一定数量的电源插座，至少要有1个三相插座，单相插座则可以设2～4个。这些插座应有开关控制和保险设备，万一发生短路时不致影响整个室内的正常供电。插座可设置在实验桌上或桌子边上，但应远离水池、煤气、氢气等。在实验室的四面墙壁上，配合室内实验桌、通风柜、烘箱等的布置，在适当地方要安装多处单相和三相插座，以使用方便为原则。

化学实验室因有腐蚀性气体，配电导线以采用铜芯线较合适。至于敷线方式，以穿管暗敷设较为理想，暗敷设不仅可以保护导线，而且使室内整洁，不易积尘；并使检修更换方便。一般地说，化学实验室使用的电气设备容量较小。当实验室正式使用以后，有可能会发现供电容量不够大，因此在对实验室的供电设计中必须在供电容量方面留有余地。

化学实验室内使用高压电或大电流的仪器较为普遍，使用高压电，尤其是500伏特以上的设备时，有如下注意事项。

①要有特别的高压保护罩，有良好的接地线。

②如在一般实验桌上操作，较好围起来，挂有警告板，使其他人员周知。

③实验桌绝缘良好，一切金属管都内藏。

④开关、控制都在桌边方便的地方，操作人员不用越过电器操作。

⑤不能用试电笔去试高压电，使用高压电源应有专门的防护措施，要穿绝缘鞋、戴绝缘手套并站在绝缘垫上。

2　实验室电器设备的安全配置

2.1　电器的接入原则

高校实验室一般有许多用电设备，如计算机、空调、电子仪器、机电设备等，总功率往往大到几千瓦以上。有的设备需要220V，有的则需要380V供电，因此不但要考虑供电电压，还需考虑电源负荷的大小，这是电源接线时必须考虑的因素，以免影响各种电器设备的使用。如果条件许可，那么较好考虑架设电源专线，直接从实验室所在楼栋的主配电箱上取电，同时做好防雷处理。

考虑到实验室仪器设备以后可能会增加，故可选择更粗一些、电流承载容量更大一些的电源线。有的实验室如网络机房等，电脑朝一个方向放置，电脑桌成排放置，虽然既美观好看，又能满足教学上课的需要，但会给安全用电带来了隐患。每台电脑都需要电源，而设备的电源线长度有限，每个接线板只能接1～2台电脑，为了给所有设备供电，一般就是一个接线板接一个接线板这样串联下去，这样势必造成**、二级接线板负载过大，容易造成线路发热而引发火灾。解决的办法：每隔2米左右接入一个10安培的五孔插座作为一个电源节点，再用接线板接入，这样可为4～5台电脑供电。然后，按实际情况将10～16台电脑分为一个组，每组由一个空气开关控制，整个机房可分4～6个组，同时还要做好三相负载平衡，这样就可保证不会因开机电流过大或负载不平衡而导致实验室电源跳闸。

为避免不同负载之间的相互干扰，实验室的照明用电、空调用电和仪器设备用电等较好分开布线。如果电线安全承载流量不够，很容易引起电线发热，加速老化而导致火灾。所以应根据实验室的总功率和每项负载所需功率来选择导线布线，线径要比实际要求粗一些。

2.2　电器的接地保护

安全保护接地线是避免发生触电伤亡事故的一种有效手段。但是，由于缺乏安全用电知识和为了节省资金，许多实验室未安装保护接地线或将保护接地线改为保护接零线，使实验室存在触电隐患。

保护接地的工作原理为：当带金属外壳的用电设备发生漏电，使金属外壳带电，将会有强大的漏电电流通过保护接地线形成回路，使漏电开关或火线上的熔断器启动，切断电源，避免发生触电伤亡事故。如果不接保护接地线，人触及漏电的用电设备的金属外壳，就会发生触电伤亡事故。实验室如果不采用接地保护，而采用保护接零，不但不能杜绝触电事故发生，而且还增加了触电的可能性。

实验室设备大多是单相三较插头，一根火线，一根零线，一根地线，将设备的地线与实验室设备整体地线连接起来，一旦设备外壳带电，由于接地电阻远小于人体电阻，绝大部分电流将从接地线**入大地，通过人体的电流会远小于安全电流值，从而**了人身安全。所以，实验室插座必须是三孔插座，如使用活动的接线板也必须有接地线，否则就算是铺设了接地线，设备外壳也未必是真正的接地。同时注意使保护接地线的线径不小于相线的线径，并且保证与大地良好的连接。

2.3　电器的防静电保护

静电是在一定的物体中或其表面上存在的电荷。一般3～4kV的静电电压就会使人产生不同程度的电击的感觉。实验室的设备部分大多有电子元器件，对静电非常敏感，电子元件容易受静电的影响而发生性能的下降和不稳定，从而引发各种故障。静电不仅会造成设备运行出现随机故障，减短电子设备的使用寿命，而且还会破坏仪器内部元件，导致误操作，严重的会烧毁有关电子元器件和整个电路板，引发火灾，造成设备损坏和人员伤害。

实验室较关键的防静电措施就是确保实验室仪器设备接地良好，做好保护接地，让静电随时流入大地。除此之外，还应注意两个问题：**是保持实验室室内整洁卫生，由于静电的力学效应，静电吸附很容易使工作场所的悬浮尘埃吸附在电子器件的芯片表面，从而影响半导体器件的良好性能，因此应保持实验室的整洁卫生；*二是要控制实验室的温度和湿度，温度和湿度对静电的影响很大，当室温在20℃左右，相对湿度在60%左右时，静电就难以产生，有条件的情况下，可以使用空调调节室温，利用加湿器控制室内湿度，来防止静电的产生。

2.4　电器触电防护

（1）不用潮湿的手接触电器。

（2）电源裸露部分应有绝缘装置（例如电线接头处应裹上绝缘胶布）。

（3）所有电器的金属外壳都应保护接地。

（4）实验时，应先连接好电路后才接通电源。实验结束时，先切断电源再拆线路。

（5）修理或安装电器时，应先切断电源。

（6）不能用试电笔去试高压电，使用高压电源应有专门的防护措施。

（7）如有人触电，应迅速切断电源，然后再进行抢救。

2.5　电器火灾防护

（1）使用的保险丝要与实验室允许的用电量相符。

（2）电线的安全通电量应大于用电功率。

（3）室内若有氢气、煤气等易燃易爆气体时，应避免产生电火花。电器工作和开关电闸时，易产生电火花，要特别小心。电器接触点（如电插头）接触不良时，应及时修理或更换。

（4）如遇电线起火，应立即切断电源，用沙或二氧化碳、四氯化碳灭火器灭火，禁止用水或泡沫灭火器等导电液体灭火。

3　实验室电器使用注意事项

实验室电气系统的配置和电器的接入除了按照以上的基本原则进行外，实验室人员在使用和操作电器时还应有如下注意事项。

（1）使用动力电前，先了解电器仪表要求使用的电源是交流电还是直流电；是三相电还是单相电以及电压的大小（380V、220V或110V）。必须弄清电器功率是否符合要求及直流电器仪表的正、负极。使用动力电时，应先检查电源开关、电机和设备各部分是否良好。

（2）启动或关闭电器设备时，必须将开关扣严或拉妥，防止似接非接状况。使用电子仪器设备时，应先了解其性能，按操作规程操作，若电器设备发生过热现象或发出异味时，应立即切断电源。

（3）人员较长时间离开房间或电源中断时，要切断电源开关，尤其是要注意切断加热电器设备的电源开关。

（4）电源或电器设备的保险烧断时，应先查明烧断原因，排除故障后，再按原负荷选用适宜的保险丝进行更换，不得随意加入或用其他金属线代替。

（5）实验室的定碳炉、硅碳棒高温炉，均应设安全罩，应加接地线设备，妥善接地，以防止触电事故。

（6）注意保持电线和电器设备的干燥，防止线路和设备受潮漏电。

（7）实验室内不应有裸露的电线头，电源开关箱内，不准堆放物品，以免触电或燃烧。

（8）要警惕实验室内发生电火花或静电，尤其在使用可能构成爆炸混合物的可燃性气体时，更需注意。

（9）没有掌握电器安全操作的人员不得擅自改动电器设施，或随意拆修电器设备。

（10）使用高压动力电时，应遵守安全规定，穿戴好绝缘胶鞋、手套，或用安全杆操作。

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