電氣三相五線制

1、電氣電氣 1. 電氣火災(zāi)電氣火災(zāi) 電器、照明設(shè)備、手持電動工具以及通常采 用單相電源供電的小型電器，有時會引起火災(zāi)， 其原因通常是電氣設(shè)備選用不當或由于線路年久失修，絕緣 老化造成短路，或由于用電量增加、線路超負荷運行，維修 不善導(dǎo)致接頭松動，電器積塵、受潮、熱源接近電器、電器 接近易燃物和通風散熱失效等。 其防護措施主要是合理選用電氣裝置。例如，在干燥少 塵的環(huán)境中，可采用開啟式和封閉式；在潮濕和多塵的環(huán)境 中，應(yīng)采用封閉式；在易燃易爆的危險環(huán)境中，必須采用防 爆式。 防止電氣火災(zāi)，還要注意線路電器負荷不能過高，注 意電器設(shè)備安裝位置距易燃可燃物不能太近，注意電氣設(shè) 備進行是否異常，注意防潮

2、等。 1.1 用電安全技術(shù)簡介用電安全技術(shù)簡介 低壓配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的末端，分布廣泛，幾乎遍及 建筑的每一角落，平常使用最多的是380220V的低壓配電 系統(tǒng)。從安全用電等方面考慮，低壓配電系統(tǒng)有三種接地形 式，IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)又分為TNS系統(tǒng)、 TNC系統(tǒng)、TNCS系統(tǒng)三種形式。 1）IT系統(tǒng)系統(tǒng) IT系統(tǒng)就是電源中性點不接地、用電設(shè)備外殼直接接地電源中性點不接地、用電設(shè)備外殼直接接地 的系統(tǒng)，的系統(tǒng)，如圖1.3-1所示。IT系統(tǒng)中，連接設(shè)備外殼可導(dǎo)電部 分和接地體的導(dǎo)線，就是PE線。 圖圖1.3-1 IT接地接地 2）TT系統(tǒng)系統(tǒng) TT系統(tǒng)就是電源中性點直接接地、用

3、電設(shè)備外殼也直接電源中性點直接接地、用電設(shè)備外殼也直接 接地的系統(tǒng)，接地的系統(tǒng)，如圖1.3-2所示。通常將電源中性點的接地叫做 工作接地工作接地，而設(shè)備外殼接地叫做保護接地保護接地。TT系統(tǒng)中，這兩 個接地必須是相互獨立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各 自獨立的接地裝置，也可以若干設(shè)備共用一個接地裝置，圖 1.3-2中單相設(shè)備和單相插座就是共用接地裝置的。 圖圖1.3-2 TT系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地 3）TN 系統(tǒng)系統(tǒng) TN系統(tǒng)即電源中性點直接接地、設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分與電源中性點直接接地、設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分與 電源中性點有直接電氣連接的系統(tǒng)電源中性點有直接電氣連接的系統(tǒng)，它有三種形式，分述如下。

4、 (1)TNS系統(tǒng) TNS系統(tǒng)如圖1.3-3所示。圖中中性線N與TT系統(tǒng)相同， 在電源中性點工作接地工作接地，而用電設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分通過專門 設(shè)置的保護線PE連接到電源中性點上。在這種系統(tǒng)中，中性線N 和保護線PE是分開的。TNS系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在系 統(tǒng)中性點分開后，不能再有任何電氣連接。TNS系統(tǒng)是我國現(xiàn) 在應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)(又稱三相五線制）。新樓宇大多采 用此系統(tǒng)。 圖圖1.3-3 TN-S系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地 （2）TN-C系統(tǒng) TN-C系統(tǒng)如圖1.3-4所示，它將PE線和N線的功能綜合 起來，由一根稱為保護中性線PEN，同時承擔保護和中性 線兩者的功能。在用電設(shè)備處，

5、PEN線既連接到負荷中性 點上，又連接到設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分。此時注意火線 （L)與零線(N)要接對，否則外殼要帶電。 TN-C現(xiàn)在已很少采用，尤其是在民用配電中已基本上 不允許采用TNC系統(tǒng)。 圖圖1.3-4 TN-C系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地 （3）TN-C-S系統(tǒng) TN-C-S系統(tǒng)是TN-C系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)的結(jié)合形式，如 圖1.3-5所示。TN-C-S系統(tǒng)中，從電源出來的那一段采用TN- C系統(tǒng)只起能的傳輸作用，到用電負荷附近某一點處，將 PEN線分開成單獨的N線和PE線，從這一點開始，系統(tǒng)相當 于TN-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)也是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的一種系 統(tǒng)。這里采用了重復(fù)接地這一技術(shù)。此系統(tǒng)在

6、舊樓改造適用。 圖圖1.3-5 TN-C-S系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地 為降低因絕緣破壞而遭到電擊的危險，對于以上不同 的低壓配電系統(tǒng)型式，電氣設(shè)備常采用保護接地、保護接 零、重復(fù)接地等不同的安全措施。 工 作 接 地 保 護 接 零 保 護 接 地 重 復(fù) 接 地 圖圖1.3-6 保護接地、保護接地、 工作接地、工作接地、 重復(fù)接地及保護接零示意圖重復(fù)接地及保護接零示意圖 1、接地和接零保護 1） 接地保護 按功能分，接地可分為工作接地和保護接地。工作接地是 指電氣設(shè)備（如變壓器中性點）為保證其正常工作而進行的接 地；保護接地是指為保證人身安全，防止人體接觸設(shè)備外露部 分而觸電的一種接地形式。在中性點

7、不接地系統(tǒng)中在中性點不接地系統(tǒng)中， 設(shè)備外露 部分（金屬外殼或金屬構(gòu)架），必須與大地進行可靠電氣連接， 即保護接地。 接地裝置由接地體和接地線組成，埋入地下直接與大地接 觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，連接接地體和電氣設(shè)備接地螺栓 的金屬導(dǎo)體稱為接地線。接地體的對地電阻和接地線電阻的總 和，稱為接地裝置的接地電阻。 保護接地常用在保護接地常用在IT低壓配電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)和TT低壓配電系統(tǒng)的型式低壓配電系統(tǒng)的型式 中中。 Rr Id Z Id Rr Id Z Id RbIr (a)(b) (a) 無接地無接地 (b) 有接地有接地 圖圖 1.3-7 保護接地原理圖保護接地原理圖 2) 保護接零 保

8、護接零是指在電源中性點接地的系統(tǒng)中在電源中性點接地的系統(tǒng)中，將設(shè)備需要接地 的外露部分與電源中性線直接連接，相當于設(shè)備外露部分與大地 進行了電氣連接。使保護設(shè)備能迅速動作斷開故障設(shè)備，減少了 人體觸電危險。 保護接零適用于保護接零適用于TN低壓配電系統(tǒng)型式低壓配電系統(tǒng)型式。 保護接零的工作原理 當設(shè)備正常工作時，外露部分不帶電，人體觸及外殼相當于 觸及零線，無危險，如圖 1 .3-8 所示。 圖圖 1.3-8 保護接零原理圖保護接零原理圖 采用保護接零時注意： (1)同一臺變壓器供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備不宜將保護接地同一臺變壓器供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備不宜將保護接地 和保護接零混用，而且中性點工作接地必須

9、可靠。和保護接零混用，而且中性點工作接地必須可靠。 (2)保護零線上不準裝設(shè)熔斷器。保護零線上不準裝設(shè)熔斷器。 區(qū)別：將金屬外殼用保護接地線（區(qū)別：將金屬外殼用保護接地線（PEE）與接地極直接）與接地極直接 連接的叫接地保護；當將金屬外殼用保護線（連接的叫接地保護；當將金屬外殼用保護線（PE）與保護）與保護 中性線（中性線（PEN）相連接的則稱之為接零保護。）相連接的則稱之為接零保護。 3) 重復(fù)接地 在電源中性線做了工作接地的系統(tǒng)中，為確保保護接零 的可靠，還需相隔一定距離將中性線或接地線重新接地， 稱為重復(fù)接地。 從圖 1.3-9（a）可以看出，一旦中性線斷線，設(shè)備外露 部分帶電，人體觸及

10、同樣會有觸電的可能。而在重復(fù)接地的 系統(tǒng)中，如圖 1.3-9（b）所示，即使出現(xiàn)中性線斷線，但外 露部分因重復(fù)接地而使其對地電壓大大下降，對人體的危害 也大大下降。不過應(yīng)盡量避免中性線或接地線出現(xiàn)斷線的現(xiàn) 象。 斷 線 U UE IE RE U U V W PEN RE RE IE IE IE IE 重 復(fù) 接 地 (b) 危 險 ！ 斷 線 U UE U U V W PEN (a) 圖圖 1.3-9 重復(fù)接地作用重復(fù)接地作用 以上分析的電擊防護措施是從降低接觸電壓方面進行考 慮的。但實際上這些措施往往還不夠完善,需要采用其它保護 措施作為補充。例如，采用漏電保護器、過電流保護電器等 措施。

11、2. 漏電保護開關(guān)漏電保護開關(guān) 1）定義：漏電保護器（漏電保護開關(guān)）是一種電氣安全 裝置。將漏電保護器安裝在低壓電路中，當發(fā)生漏電和觸電 時，且達到保護器所限定的動作電流值時，就立即在限定的 時間內(nèi)動作自動斷開電源進行保護。 漏電保護為近年來推廣采用的一種新的防止觸電的保護裝置。 在電氣設(shè)備中發(fā)生漏電或接地故障而人體尚末觸及時， 漏電 保護裝置已切斷電源； 或者在人體已觸及帶電體時，漏電保 護器能在非常短的時間內(nèi)切斷電源，減輕對人體的危害。 2）種類：漏電保護器按不同方式分類來滿足使用的選 型。如按動作方式可分為電壓動作型和電流動作型；按動作 機構(gòu)分，有開關(guān)式和繼電器式；按極數(shù)和線數(shù)分，有單極

12、二 線、二極、二極三線等等。按動作靈敏度可分為： 高靈敏度： 漏電動作電流在30mA以下； 中靈敏度：301000mA； 低靈 敏度：1000mA以上。 漏電保護器的種類很多，這里介紹目前應(yīng)用較多的晶體管 放大式漏電保護器。晶體管漏電保護器的組成及工作原理如 圖 1.3-10所示，由零序電流互感器、輸入電路、放大電路、零序電流互感器、輸入電路、放大電路、 執(zhí)行電路、整流電源等構(gòu)成執(zhí)行電路、整流電源等構(gòu)成。 C3 V2 V1 I V5 KA V6 R6 C3 R3 C2 R4V4V3 C1R5 R2 R1 SA I KM KA KM KMFU 執(zhí)行電路 整流電源 無電流截止正常 觸電放大導(dǎo)通得電

13、 KAV1V2 截止 輸入電路 零序電流 互感器 L2 V7 圖圖 1.3-10 晶體管放大式漏電保護器原理圖晶體管放大式漏電保護器原理圖 漏電保護器是一種電流動作型漏電保護，它適用于電源變壓 器中性點接地系統(tǒng)（和系統(tǒng)），也適用于對地電容較大 的某些中性點不接地的系統(tǒng)（對相相觸電不適用）。 漏電保護器工作原理漏電保護器工作原理：三相線，和中性線穿過 零序電流互感器。 在正常情況下（無觸電或漏電故障發(fā)生），三相線和中性線 的電流向量和等于零，即： IaIbIcIn 因此，各相線電流在零序電流互感器鐵芯中所產(chǎn)生磁通向量 之和也為零，即： abcn 當有人觸電或出現(xiàn)漏電故障時，即出現(xiàn)漏電電流，這時通

14、過 零序電流互感器的一次電流向量和不再為零，即： IaIbIcIn 零序電流互感器原邊中有零序電流流過，在其副邊產(chǎn)生 感應(yīng)電動勢，加在輸入電路上，放大管V1得到輸入電壓后， 進入動態(tài)放大工作區(qū)，V1管的集電極電流在R6上產(chǎn)生壓降， 使執(zhí)行管V2的基極電壓下降，V2管輸入端正偏，V2管導(dǎo)通， 繼電器KA流過電流啟動，其常閉觸頭斷開，接觸器KM線圈 失電，切斷電源。 注意：注意：漏電保護器的接線 （1）無論是單相負荷還是三相與單相的混合負荷，相線與 零線均應(yīng)穿過零序互感器。 （2）安裝漏電保護器時，一定要注意線路中中性線N的正確 接法，即工作中性線一定要穿過零序互感器，而保護零線PE 決不能穿過零

15、序互感器。若將保護零線接漏電保護器，漏電若將保護零線接漏電保護器，漏電 保護器處于漏電保護狀態(tài)而切斷電源。即保護器處于漏電保護狀態(tài)而切斷電源。即保護零線一旦穿過 零序互感器 就再也不能用作保護線。 3、 電氣設(shè)備的接地范圍 根據(jù)安全規(guī)程規(guī)定， 下列電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)該接地 或接零。 (1) 電機、 變壓器、 電器、 照明器具、 攜帶式及移動式 用電器具等的底座和外殼， 如手電鉆、 電冰箱、 電風扇、 洗衣機等。 (2) 交流、 直流電力電纜的接線盒， 終端頭的金屬外殼， 電線、 電纜的金屬外皮， 控制電纜的金屬外皮， 穿線的鋼管； 電力設(shè)備的傳動裝置， 互感器二次繞組的一個端子及鐵心。 (3

16、) 配電屏與控制屏的框架， 室內(nèi)、 外配電裝置的 金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土構(gòu)架， 安裝在配電線路桿上的 開關(guān)設(shè)備、 電容器等電力設(shè)備的金屬外殼。 (4) 在非瀝青路面的居民區(qū)中， 高壓架空線路的金 屬桿塔、 鋼筋混凝土桿， 中性點非直接接地的低壓電 網(wǎng)中的鐵桿、 鋼筋混凝土桿， 裝有避雷線的電力線路 桿塔。 (5) 避雷針、 避雷器、 避雷線等。 1.4 觸電急救與電氣消防觸電急救與電氣消防 1. 解脫電源 人在觸電后可能由于失去知覺或超過人的擺脫電流 而不能自己脫離電源， 此時搶救人員不要驚慌， 要在 保護自己不被觸電的情況下使觸電者脫離電源。 （1） 如果接觸電器觸電， 應(yīng)立即斷開近處的電源，

17、 可就近拔掉插頭， 斷開開關(guān)或打開保險盒。 （2） 如果碰到破損的電線而觸電， 附近又找不到 開關(guān)， 可用干燥的木棒、 竹竿、 手杖等絕緣工具把電 線挑開， 挑開的電線要放置好， 不要使人再觸到。 （3） 如一時不能實行上述方法， 觸電者又趴在電 器上， 可隔著干燥的衣物將觸電者拉開。 （4）在脫離電源過程中， 如觸電者在高處， 要防 止脫離電源后跌傷而造成二次受傷。 （5） 在使觸電者脫離電源的過程中， 搶救者要防 止自身觸電。 2. 脫離電源后的判斷 觸電者脫離電源后， 應(yīng)迅速判斷其癥狀， 根據(jù)其 受電流傷害的不同程度， 采用不同的急救方法。 （1） 判斷觸電者有無知覺。 （2） 判斷呼吸

18、是否停止。 人工呼吸 （3） 判斷脈搏是否搏動。 胸外擠壓 （） 判斷瞳孔是否放大。 3. 觸電的急救方法 （1） 口對口人工呼吸法。 人的生命的維持， 主要 靠心臟跳動而產(chǎn)生血循環(huán)， 通過呼吸而形成氧氣與廢 氣的交換。 如果觸電人傷害較嚴重， 失去知覺， 停止 呼吸， 但心臟微有跳動， 就應(yīng)采用口對口的人工呼吸 法。 具體做法是： 口訣：張口捏鼻手抬頜，深吸緩吹口對緊； 張口困難吹鼻孔，5秒一次堅持吹。 迅速解開觸電人的衣服、 褲帶， 松開上身的衣 服、 護胸罩和圍巾等， 使其胸部能自由擴張， 不妨礙 呼吸。 使觸電人仰臥， 不墊枕頭， 頭先側(cè)向一邊清除 其口腔內(nèi)的血塊、 假牙及其他異物等。

19、 救護人員位于觸電人頭部的左邊或右邊， 用一 只手捏緊其鼻孔， 不使漏氣， 另一只手將其下巴拉向 前下方， 使其嘴巴張開， 嘴上可蓋上一層紗布， 準備 接受吹氣。 救護人員做深呼吸后， 緊貼觸電人的嘴巴， 向 他大口吹氣。 同時觀察觸電人胸部隆起的程度, 一般應(yīng) 以胸部略有起伏為宜。 救護人員吹氣至需換氣時， 應(yīng)立即離開觸電人 的嘴巴， 并放松觸電人的鼻子， 讓其自由排氣。 這時 應(yīng)注意觀察觸電人胸部的復(fù)原情況， 傾聽口鼻處有無 呼吸聲， 從而檢查呼吸是否阻塞， 如圖1.4-1所示。 圖1.4 -1 口對口（鼻）人工呼吸法 (a)(b)(c)(d) （2） 人工胸外擠壓心臟法。 若觸電人傷害得

20、相當 嚴重， 心臟和呼吸都已停止， 人完全失去知覺， 則需 同時采用口對口人工呼吸和人工胸外擠壓兩種方法。 如果現(xiàn)場僅有一個人搶救， 可交替使用這兩種方法， 先胸外擠壓心臟46次， 然后口對口呼吸23次， 再擠 壓心臟， 反復(fù)循環(huán)進行操作。 人工胸外擠壓心臟的具 體操作步驟如下： 解開觸電人的衣褲， 清除口腔內(nèi)異物， 使其胸部 能自由擴張。 使觸電人仰臥， 姿勢與口對口吹氣法相同， 但背 部著地處的地面必須牢固。 救護人員位于觸電人一邊， 最好是跨跪在觸電人 的腰部， 將一只手的掌根放在心窩稍高一點的地方（掌 根放在胸骨的下三分之一部位）， 中指指尖對準鎖骨間 凹陷處邊緣， 如圖1.4-2（a）、 (b)所示， 另一只手壓在 那只手上， 呈兩手交疊狀（對兒童可用一只手）。 圖1.4-2 心臟擠壓法 (a)(b)(c)(d) 救護人員找到觸電人的正確壓點， 自上而下， 垂直均衡地用力擠壓， 如圖1.4-2(c)、(d)所示， 壓出 心臟里面的血液， 注意用力適當。 擠壓后， 掌根迅速放松（但手掌不要離開胸 部）， 使觸電人胸部自動復(fù)原， 心臟擴張， 血液又回 到心臟。 口訣：掌根下壓不沖擊，突然放松手不離； 手腕略彎壓