实验防爆防电知识

 

一、爆 炸

1.1 实验室发生爆炸事故的原因

实验室发生爆炸事故的原因大致如下：

（1）随便混合化学药品。氧化剂和还原剂的混合物在受热。摩擦或撞击时会发生爆炸。

（2）密闭体系中进行蒸馏、回流等加热操作。

（3）在加压或减压实验中使用不耐压的玻璃仪器。

（4）反应过于激烈而失去控制。

（5）易燃易爆气体如氢气、乙炔等烃类气体、煤气和有机蒸气等大量逸入空气，引起爆燃。

（6）一些本身容易爆炸的化合物，如硝酸盐类、硝酸酯类、三碘化氮、芳香族多硝基化合物、乙炔及其重金属盐、重氮盐、叠氮化物、有机过氧化物（如过氧乙醚和过氧酸）等，受热或被敲击时会爆炸。强氧化剂与一些有机化合物接触，如乙醇和浓硝酸混合时会发生猛烈的爆炸反应。

（7）搬运钢瓶时不使用钢瓶车，而让气体钢瓶在地上滚动，或撞击钢瓶表头，随意调换表头，或气体钢瓶减压阀失灵等。

（8）在使用和制备易燃、易爆气体时，如氢气、乙炔等，不在通风橱内进行，或在其附近点火。

（9）煤气灯用完后或中途煤气供应中断时，未立即关闭煤气龙头。或煤气泄漏，未停止实验，即时检修。

（10）氧气钢瓶和氢气钢瓶放在一起。

 

2.2 实验室常见的爆炸事故

由于实验操作不规范，粗心大意或违反操作规程都能酿成爆炸事故。例如：

（1）配制溶液时，错将水往浓硫酸里倒，或者配制浓的氢氧化钠时未等冷却就将瓶塞塞住摇动都会发生爆炸。

（2）减压蒸馏时，若使用平底烧瓶或锥瓶做蒸馏瓶或接收瓶，因其平底处不能承受较大的负压而发生爆炸。

（3）对使用的四氢呋喃，乙醚等蒸馏时，由于这类试剂放久后会产生一定的过氧化物，在对这些物质进行蒸馏前，未检验有无过氧化物并除掉过氧化物，过氧化物被浓缩达到一定程度或蒸干易发生爆炸。

（4）制备易燃气体时，一定要注意附近不要有明火，在制备和检验氧气时，一定要注意不要混有其它易燃气体。例如氧气制备、氢气制备，实验中若操作不慎易发生爆炸。

（5）金属钾、钠、白磷遇火都易发生爆炸。

 

2.3 爆炸事故的预防与急救

爆炸的毁坏力极大，危害十分严重，瞬间殃及人身安全。必须引起思想上足够的重视，为预防爆炸事故发生，必须遵守以下几点：

（1）凡是有爆炸危险的实验，应安排在专门防爆设施（或通风框）中进行。

（2）高压实验必须在远离人群的实验室中进行。

（3）在做高压、减压实验时，应使用防护屏或防爆面罩。

（4）绝不允许随意混合各种化学药品，例如：高锰酸钾和甘油。

（5）在点燃氢气、CO等易燃气体之前，必须先检查并确保纯度。银氨溶液不能留存。某些强氧化剂（如氯酸钾、硝酸钾、高锰酸钾等）或其混合物不能研磨，否则都会发生爆炸。

（6）钾、钠应保存在煤油中，而磷可保存在水中，取用时用镊子。一些易燃的有机溶剂，要远离明火，用后立即盖好瓶塞。

 

如果发生爆炸事故，首先将受伤人员撤离现场，送往医院急救，同时立即切断电源，关闭煤气和水龙头，并迅速清理现场以防引发其它着火中毒等事故。如已引发了其它事故，则按相应办法处理。

 

二、电 击

2.1 安全用电知识

在化学实验室，尤其是在物理化学实验室和大型仪器室里，经常使用电学仪表、仪器，应用交流电源进行实验。使用电器不当，会发生触电或着火事故。

微弱电流通过身体，就会触电，甚至只有二十五毫安培交流电、八十毫安培直流电，或六十伏以上的电压，就可能致人于死地。人与湿物接触（如站在湿地上、或手湿等等），危险性就更大。

线路超负荷或电线短路，电流激增，此时触电，非常危险。短路电流热量大，能烧毁电器仪表，或导致火灾。

 

本节简单介绍使用交流电源的基本常识，以利安全用电。

（1）保险丝    在实验中，经常使用单相220V、50Hz的交流电，有时也用到三相电。

任何导线或电器设备都有规定的额定电流值（即允许长期通过而不致过度发热的最大电流值），当负荷过大或发生短路时，通过的电流超过了额定电流，则会发热过度，致使电器设备绝缘损坏和设备烧坏，甚至引起电着火。为了安全用电，从外电路引入电源时，必须先经过能耐一定电流的适当型号的保险丝。

保险丝是一种自动熔断器，串联在电路中，当通过电流过大时，则会发热过度而烧断，自动切断电路，达到保护电线、电器设备的目的。普通保险丝是指铅（75%）锡（25%）合金丝。

保险丝应接在相线引入处，在接保险丝时应把电闸拉开。更换保险丝时应换上同型号的，不能用型号比其小的代替（型号小的保险丝粗，额定电流值大），更不能用铜丝代替，否则就失去了保险丝的作用，容易造成严重事故。

 

（2）三相电源  三相发电机发生三相交流电，发电机三相绕组间有两种连接方式，即所谓星形接法和三角形接法

图1  三相电路的星形接法（四线制）

图2  三相电路的三角形接法

图1中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三相交流发电机的三绕组，分别产生220V的正弦波交流电（称为相电压），由于它们之间的相位差120°，故AB、BC或AC间的电压（称为线电压）为220× =380V。因此，星形接线法的三相电路能供给220V的单相交流电和380V的三相交流电。OO′称为中性线（中线），是各绕组的公共回路。AA′、BB′、CC′分别为三条相线。通过中性线回到发电机。电流应该等于三相电流相量的总和，故当负载平（RⅠ=RⅡ=RⅢ）,在中性线上并没有电流通过。

有中性线的三相电路在我国最为常用，其优点是既可以供给220V的单相电，也可以供给380V的三相电。

实验室常用的单相电三孔电流插座上注明“相”、“中”和“地”等字样，分别表示该孔接相线（AA′、BB′、CC′三者之一）、中性线（OO′）和地线。相线和中性线之间接上所用仪器而构成一通路。若仪器有漏电现象，则可以将仪器外壳接上地线，仪器即可安全使用。但应注意，若仪器内部和外壳形成短路而造成严重漏电者（可以用万用电表测量仪器外壳的对地电压），应立即检查修理。此时如接上地线使用仪器，则会产生很大的电流而烧坏保险丝或出现更为严重的事故。

当应用三相电动机、三相电热器等时，由于负荷平衡，可以免去中性线。供给三相电的四孔电源插座中三个一样大小的孔分别为AA′、BB′和CC′三条相线，另外有一个较大的孔接地线，以消除仪器外壳的漏电现象。三相电功率瞬时值的总和是一条平稳的直线，不随时间而发生起伏波动，对三相电动机可以发生平稳的转矩，与单相电动机中电功率瞬时值或矩转有起伏的情况相比，这显然是一个重要的优点。

 

3.2  实验室用电注意事项

（1）实验室电源安装注意事项

①安装电线及插座由有经验的电工安装，务使符合供电局的规定及当地有关法例；电路发生问题，易於追究责任。

②每个实验室应装有总开关，便於在必要时截断全室电源。插座或开关不要装在水管附近。

③实验室不能使用纱包绝缘线。电线应置于绝缘管中埋於地下或墙体中。

④高压线埋於地下，高压电插座及使用电器都要有明显标志。

⑤不要在电线墙上钉钉子，也不要将钉子打在通往高压线之地下。

⑥损坏电线要及时改换。不要修补或用绝缘胶纸盖住了事。

（2）使用电器注意事项

①对实验室使用的电器（如电热板、烘箱、高温炉、电动机、电子分析仪器、整流器等），应定期检查绝缘情况；电线接头不外露；外壳有地线。

②电器插座应使用三脚插座。电线容量正确，贵重仪器有正确的保险丝。总用电量不能超出总负荷。

③电器上各插头有标志。电动机皮带有护罩。

④移动电器前，必先关上所有开关。

⑤在桌面上供电的电压应在十二伏以下。

⑥不要用湿手接触使用的电器和电线、开关。

 

（3）高压电的使用注意事项

实验室内使用高压电或大电流的仪器越来越普遍了！使用高压电，尤其是500伏以上者，要特别小心：

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，建议围起来，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、控制都在桌边方便地方，操作人员不用越过电器操作。

 

3.3  电击事故的防护

（1）触电防护

触电事故主要是指电击。通过人体的电流越大，伤害越严重。电流取决于施加人体的电压和人体电阻。把不能引起生命危险的电压称为安全电压，一般规定为36V。防护措施如下：

①防止触电
（a）不能用潮湿的手接触电器。

（b）所有电源的裸露部分都应有绝缘装置。

（c）已损坏的接头、插座、插头或绝缘不良的电线应及时更换。

（d）如遇人触电，应切断电源后再行处理。

②防止着火

（a）保险丝型号与实验室允许的电流量必须相配。

（b）负荷大的电器应接较粗的电线。

（c）生锈的仪器或接触不良处，应及时处理，以免产生电火花。

（d）如遇电线走火，切勿用水或导电的酸碱泡沫灭火器灭火。应立即切断电源，用沙或二氧化碳灭火器

③防止短路

（a）电器设备完好，绝缘好。发现设备漏电要立即修理。不得使用不合格的或绝缘损坏、已老化的线路。建立定期维护检查制度。

（b）良好的保护接地。将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地体之间做良好的金属连接。

（c）使用漏电保护器。

（d）防止短路，电路中各接点要牢固，电路元件二端接头不能直接接触，以免烧坏仪器或产生触电、着火等事故。

（2）静电防护

静电是在一定的物体中或其表面上存在的电荷。一般3～4kV的静电电压人便会有不同程度的电击的感觉。

 

静电危害有两个方面：

①危及大型精密仪器的安全  由于现代化仪器中大量使用高性能元件，很多元件对静电放电敏感，造成器件损坏，安装在印刷电路板上的元器件更易损坏。

②静电电击危害  静电电击和触电电击不同，触电电击是指触及带电物体时电流持续通过人体造成的伤害。而静电电击是由于静电放电时瞬间产生的冲击性电流通过人体时造成的伤害。它虽不会引起生命危险，但放电时引起人摔倒、电子仪器失灵及放电的火花可引起易燃混合气体的燃烧爆炸，因此必须加以防护。

 

静电防护措施如下：

①防静电区内不要使用塑料地板、地毯或其它绝缘性好的地面材料，可以铺设导电性地板。

②在易燃易爆场所，应穿导电纤维及材料制成的防静电工作服、防静电鞋（电阻应在150kΩ以下），戴防静电手套。不要穿化纤类织物、胶鞋及绝缘鞋底的鞋。③高压带电体应有屏蔽措施，以防人体感应产生静电。

④进入实验室应徒手接触金属接地棒，以消除人体从外界带来的静电。坐着工作的场合可在手腕上带接地腕带。

⑤提高环境空气中的相对湿度，当相对湿度超过65%～70%时，由于物体表面电阻降低，便于静电逸散。但这对精密仪器的生产、使用、维修过程仍不能满足要求（在防静电安全区内静电电压不得超过100V）。

 

（3）用电安全守则

①不得私自拉接临时供电线路。

②不准使用不合格的电气设备。室内不得有裸露的电线。保持电器及电线的干燥。③正确操作闸刀开关，应使闸刀处于完全合上或完全拉断的位置，不能若即若离，以防接触不良打火花。禁止将电线头直接插入插座内使用。

④新购的电器使用前必须全面检查，防止因运输震动使电线连接松动，确认没问题并接好地线后方可使用。

⑤使用烘箱和高温炉时，必须确认自动控温装置可靠。同时还需人工定时监测温度，以免温度过高。不得把含有大量易燃易爆溶剂的物品送入烘箱和高温炉加热。⑥电源或电器的保险丝烧断时，应先查明原因，排除故障后再按原负荷换上适宜的保险丝。

⑦使用高压电源工作时，要穿绝缘鞋、戴绝缘手套并站在绝缘垫上。