第十章供電與安全用電

第十章供電與安全用電第一節(jié)電力系統(tǒng)概述第二節(jié)配電變壓器的選擇第三節(jié)工業(yè)企業(yè)配電第四節(jié)安全用電第五節(jié)防雷保護第六節(jié)漏電開關本章要求：1.了解工業(yè)企業(yè)供配電的基本知識。1.了解安全用電的基本常識。發(fā)電機組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。第一節(jié)電力系統(tǒng)概述

電力是現代工業(yè)的主要動力，在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應用。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、輸電線、變電所及用電設備的總稱。電能是發(fā)電廠生產的。

發(fā)電是將水力、火力、風力、核能和沼氣等非電能轉換成電能的過程。我國以水利和火力發(fā)電為主，近幾年也在發(fā)展核能發(fā)電。由發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)組成。一、系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的示意圖~水力發(fā)電廠升壓變電所220kV地區(qū)樞紐所10kV至用戶配電所10kV10kV升壓變電所220kV220kV220kV輸電線路220kV35kV35kV負荷變電所35kV~火力發(fā)電廠10kV為保證供電的可靠性和安全連續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型的發(fā)電機變壓器、輸電線、配電和用電設備等連成一個環(huán)形整體。二、電壓等級和供電質量

電力網輸送電能，電壓愈高電網中的電能損耗愈少，但電網中用于絕緣方面的投資增加。因此，每一種電壓等級都有適宜的傳輸容量和距離。

輸電就是將電能輸送到用電地區(qū)或直接輸送到大型用電戶。輸電網是由35KV及以上的輸電線路與其相連接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的主要網絡。輸電是聯系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。輸電過程中,一般將發(fā)電機組發(fā)出的6~10KV

電壓經升壓變壓器變?yōu)?5~500KV高壓，通過輸電線可遠距離將電能傳送到各用戶，再利用降壓變壓器將35KV高壓變?yōu)?~10KV高壓。二、電壓等級和供電質量我國額定電壓等級序列有500kV、330kV、220kV、110kV、60kV、35kV、10kV、6kV、3kV、0.4kV，其中60kV、6kV、3kV為非標準電壓等級。以低壓進行輸送和分配電能的線路稱低壓配電網，所用電器稱為低壓電器。3kV、6kV、10kV、35kV電壓稱為高壓，其電網稱高壓配電網。110kV以上電網主要是輸送電能，稱為超高壓輸電網。750kV以上電網稱為特高壓輸電網。

配電線路和配電(降壓)變壓器所組成。它的作用是將電能降為380/220V低壓再分配到各個用戶的用電設備。電力網的電壓等級：高壓：1KV及以上的電壓稱為高壓。有1,3,6,10,35,110,330,550KV等。低壓：1KV及以下的電壓稱為低壓。有220，380V。安全電壓：36V以下的電壓稱為安全電壓。我國規(guī)定的安全電壓等級有：12V、24V、36V等。

一般企業(yè)多采用10KV供電——配電。供電質量：供電可靠性、頻率、電壓以及電壓波形等。1、不得無故停電。例如對l0kV用戶，每年停電不超過三次。2、頻率為50Hz±0.2Hz。3、用戶電壓受電端電壓變動幅度10kV以下為額定電壓的±7％，低壓照明用戶為額定電壓的＋5%或－10％。

4、輸出電壓畸變率小于一般應≤±5％5、波形失真度

A級

B級

C級

波動范圍

≤5%

≤10%

≤20%

三、負荷分類按負荷在國民經濟中的重要性及對供電可靠性的要求，可分為三類：第一類負荷：供電中斷會造成生命危險，造成國民經濟的重大損失，必須有兩個獨立電源供電，以保證不停電。

第二類負荷：停止供電會造成大量減產，城市的正常社會秩序遭受破壞。應盡可能保證供電可靠，是否設置備用電源，要經過經濟技術比較，如中斷供電造成的損失大于設置備用電源的費用時，應設置備用電源。第三類負荷：除上述各項外，均屬第三類。這類用戶，中斷供電一段時間影響較小。常用配電變壓器為10/0.4kV的電力變壓器。一、配電變壓器的負荷計算需要系數法二項式系數法

需要系數法

需要系數法是根據統(tǒng)計規(guī)律確定的需要系數，其計算負荷就等于設備容量乘以需要系數。第二節(jié)配電變壓器的選擇需要系數法法計算方法法1）三相用用電設備的的計算負荷荷為同類設備備總容量；；為同類設備備的需要系系數。變壓器容量量：為用電設備備組的平均均功率因數數2）單相用用電設備的的計算負荷荷一個單相負負載接于相相電壓，負負荷計算時時，相當于于三相都有有同一負載載一個單相負負載接于線線電壓，折折算后的三三相等值功功率為兩個同樣的的負載接于于線電壓時時，則二、配電變變壓器的選選擇原則1．確定配配電變壓器器位置的一一般原則1）一臺配配電變壓器器最好能帶帶幾種性質質的負載，，以便利用用各種負載載的時間差差異而使變變壓器得到到充分利用用。2）盡量接接近負荷中中心。3）要考慮慮到高壓配配電線路進進線的可能能性和安全全性。4）地形、、地勢情況況。例如變變壓器應放放在地勢較較高的地方方，不應靠靠近小學、、廣場中心心等。2．選擇配配電變壓器器臺數和容容量的一般般原則1）對季節(jié)節(jié)負荷或晝晝夜負荷變變化較大的的負載，宜宜采用兩臺臺變壓器。。一般宜采采用一臺變變壓器。2）由于0.4kV低壓配電電線路輸送送距離一般般只有百米米左右，所所以還應從從變壓器的的供電范圍圍來考慮它它的容量。。3)選擇變變壓器容量量時，還應應注意到當當多臺電動動機共用一一臺變壓器器時，直接接起動的電電動機中，，最大一臺臺的功率不不得超過變變壓器容量量的30％％。變壓器器的利用率率一般應在在額定容量量的70％％左右較為為合適。4)為限制制短路時低低壓側的短短路電流，，變壓器的的容量不宜宜超過l000kVA。第三節(jié)工業(yè)企業(yè)配配電低壓配電線線路是由配配電室(配配電箱)、、低壓線路路、用電線路組組成。通常一個低壓配電線線路的容量在幾十千伏伏安到幾百百千伏安的的范圍，負負責幾十個個用戶的供供電。為了了合理地分分配電能，，有效的管管理線路，，提高線路路的可靠性性，一般都都采用分級級供電的方方式。即按照用戶戶地域或空空間的分布布，將用戶戶劃分成供供電區(qū)和片片，通過干干線、支線線向片、區(qū)區(qū)供電。整整個供電線線路形成一一個分級的的網狀結構構。低壓壓配配電電線線路路是是由由配配電電室室(配配電電箱箱)、、低低壓壓線線路路、、用電電線線路路組組成成。。低壓壓配配電電線線路路的的聯聯接接方方式式主主要要是是放放射射式式和和樹樹干干式式兩兩種種。。變電所配電室放射式配電線路變電所配電室樹干式配電線路一、、配配電電連連接接方方式式二、、配配電電線線路路導導線線截截面面的的選選擇擇在配配電電箱箱內內進進行行接接線線也也稱稱配配線線，，應應注注意意下下面面幾幾點點：：1））配配線線所所用用的的導導線線，，均均為為絕絕緣緣導導線線。。從從電電源源到到負負載載一一次次設設備備連連接接的的導導線線，，一一般般按按發(fā)發(fā)熱熱條條件件確確定定導導線線截截面面。。二二次次設設備備連連接接的的導導線線，，銅銅線線截截面面積積不不小小于于1.5mm2，，鋁鋁線線積積不不小小于于2.5mm2。。2））導導線線與與設設備備的的連連接接，，必必須須緊緊密密可可靠靠。。配配線線應應橫橫平平豎豎直直，，排排列列整整齊齊，，用用線線夾夾固固定定在在板板上上（（或或敷敷設設在在線線槽槽內內）），，并并應應避避免免導導線線之之間間相相互互交交叉叉。。3））配配電電箱箱的的進進入入與與引引出出線線，，均均應應通通過過接接線線端端子子板板連連接接。。4））配配電電箱箱上上有有電電源源指指示示燈燈時時，，其其接接線線應應取取自自總總開開關關的的進進線線側側。。導線線截截面面積積的的選選擇擇應應滿滿足足下下列列要要求求：：1．．有有足足夠夠的的機機械械強強度度，，避避免免因因機機械械強強度度不不足足而而斷斷線線。。2．．長長期期通通過過負負載載電電流流，，導導線線不不致致過過熱熱，，損損壞壞絕絕緣緣。。3．線路上的的電壓損失不不應超過規(guī)定定值，農村的的動力線路規(guī)規(guī)定不超過額額定電壓的10％，照明明線路不超過過額定電壓的的5％。通常線路較短短（不超過200m）時時，按發(fā)熱條條件選擇導線線截面積，按按電壓損失進進行校驗；線線路較長時，，按允許電壓壓損失選擇導導線截面積，，按發(fā)熱條件件進行校驗。。按不同條件選選擇的導線截截面積，經比比較選取其中中最大者。1．按發(fā)熱條條件選擇導線線截面積按發(fā)熱條件選選擇導線截面面，就是要求求線路的計算算電流，不超過該線路路導線在規(guī)定定敷設條件下下的額定電流流值。。（值值可查閱電電工手冊）2．按允許電電壓損失選擇擇導線截面積積電壓損失是指指始端電壓與與終端電壓有有效值的代數數差。工程上用電壓壓損失與額定定電壓比值的的百分數表示示其確切的損損失成度當允許電壓損損失按規(guī)定取取值時，根據據負載功率和和線路長度，，可求出線路路的導線截面面積。3.導線的的機械強度除按發(fā)熱條件件和電壓損失失選擇導線截截面積外，還還應考慮導線線的機械強度度，以確定不不同情況下導導線最小容許許截面積。某校實驗樓樹樹形供電線路路示意圖去教學樓去宿舍食堂干線干線干線2#生活區(qū)配電柜1#教學區(qū)配電柜3#實驗區(qū)配電柜實驗樓總配電箱……X房間配電箱X房間配電箱分支線分支線分支線2層配電箱11層配電箱箱1層配電箱1#主配電柜10kV去報告廳實驗樓配電變壓器配電柜第四節(jié)安全用電電氣事故的原原因1)違章操操作(1)違反反“停電檢修修安全工作制制度”，因誤誤合閘造成維修人員觸電電。(2)違反反“帶電檢修修安全操作規(guī)規(guī)程”，使操操作人員觸及電器的帶電電部分。(3)帶電電移動電器設設備。(4)用水水沖洗或用濕濕布擦拭電氣氣設備。(6)對有有高壓電容的的線路檢修時時未進行放電電處理導致觸電。(5)違章章救護他人觸觸電，造成救救護者一起觸觸電。2)施工不不規(guī)范(1)誤將將電源保護接接地與零線相相接，且插座座火線、零線位置接反反使機殼帶電電。(2)插頭頭接線不合理理，造成電源源線外露，導導致觸電。(3)照明明電路的中線線接觸不良或或安裝保險，，造成中線斷開，導導致家電損壞壞。(5)隨意意加大保險絲絲的規(guī)格，失失去短路保護護作用，導致電器損壞壞。(4)照明明線路敷射不不合規(guī)范造成成搭接物帶電電。(6)施工工中未對電氣氣設備進行接接地保護處理理。3)產品質質量不合格(1)電氣氣設備缺少保保護設施造成成電器在正常常情況下損壞和觸電。。(2)帶電電作業(yè)時，使使用不合理的的工具或絕緣緣設施造成維修人員觸觸電。(3)產品品使用劣質材材料，使絕緣緣等級、抗老老化能力很低，容易造造成觸電。(4)生產產工藝粗制濫濫造。(5)電熱熱器具使用塑塑料電源線。。4)偶然條條件電力線突然斷斷裂使行人觸觸電；狂風吹吹斷樹枝將電電線砸斷；雨雨水進入家用用電器使機殼殼漏電等偶然然事件均會造造成觸電事故故。一、觸電種類人體觸電時，，電流對人體體會造成兩種種傷害：電擊和電傷。。電擊是指電流通過過人體，影響響呼吸系統(tǒng)、、心臟和神經經系統(tǒng)，造成成人體內部組組織的破壞乃乃至死亡。電傷是指在電弧作作用下或熔斷斷絲熔斷時，，對人體外部部的傷害，如如燒傷、金屬屬濺傷等。調查表明，絕絕大部分的觸觸電事故都是是由電擊造成成的。電擊傷傷害的程度取取決于通過人人體電流的大大小、持續(xù)時時間、電流的的頻率以及電電流通過人體體的途徑等。。1.人體電電阻人體電阻因人人而異，通常常為104~105，當角質外層層破壞時，則則降到800~1000。2.電流強強度對人的傷傷害人體允許的安全工頻電流流:30mA工頻危險電流流:50mA電流頻率在40Hz~60Hz對人體的傷傷害最大。實踐證明，直直流電對血液液有分解作用用，而高頻電電流不僅沒有有危害還可以以用于醫(yī)療保保健等。3.電流頻頻率對人體的的傷害4.電流持持續(xù)時間與路路徑對人體的的傷害電流通過人體體的時間愈長長，則傷害愈愈大。電流的路徑通通過心臟會導導致神經失常常、心跳停止、血液循環(huán)環(huán)中斷，危險險性最大。其其中電流的流流經從右手到到左腳的路徑徑是最危險的的。觸電電壓越高高，通過人體體的電流越大大就越危險。。因此，把36V以下下的電壓定為為安全電壓。。工廠進行設設備檢修使用用的手燈及機機床照明都采采用安全電壓壓。5.電壓對對人體的傷害害三、觸電方式1.接觸正正常帶電體(1)電電源中性點接接地的單相觸觸電R0通過人體電流流:式中:UP:電源相電電壓(220V)Ro:接地電阻阻4Rb:人體電阻阻1000這時人體處于于相電壓下，，危險較大。。(2)電源源中性點不接接地系統(tǒng)的單單相觸電R'對地絕緣電阻Ib人體接觸某一一相時，通過過人體的電流流取決于人體體電阻Rb與輸電線對地地絕緣電阻R'的大小。若輸電線絕緣緣良好，絕緣緣電阻R'較大，對人體體的危害性就就減小。但導線與地面面間的絕緣可可能不良（R'較?。?，甚至有一相相接地，這時時人體中就有有電流通過。。(3)兩相相觸電兩相觸電觸電后果更為為嚴重通過人體的電電流：2.接觸觸正常不帶電電的金屬體當電氣設備內內部絕緣損壞壞而與外殼接接觸，將使其其外殼帶電。。當人觸及帶帶電設備的外外殼時，相當當于單相觸電電。大多數觸觸電事故屬于于這一種。這時人體處于于線電壓下，，Ib3.跨步電電壓觸電U電位分布接地點20m0.8m跨步電壓在高壓輸電線線斷線落地時時，有強大的的電流流入大大地，在接地地點周圍產生生電壓降。如如圖所示。當人體接近接接地點時，兩兩腳之間承受受跨步電壓而而觸電?？绮讲诫妷旱拇笮⌒∨c人和接地地點距離，兩兩腳之間的跨跨距，接地電電流大小等因因素有關。雙腳跨步一般在20m之外，跨步步電壓就降為為零。如果誤誤入接地點附附近，應雙腳腳并攏或單腳腳跳出危險區(qū)區(qū)?？绮诫婋妷核?、接接地和和接零零為了人人身安安全和和電力力系統(tǒng)統(tǒng)工作作的需需要，，要求求電氣氣設備備采取取接地地措施施。按按接地地目的的的不不同，，主要要分為為工作作接地地、保保護接接地和和保護護接零零。1.工工作接接地R0即將中中性點點接地地。目的：：(1)降降低觸觸電電電壓(2)迅迅速切切斷故故障在中性性點接接地的的系統(tǒng)統(tǒng)中，，一相相接地地后的的電流流較大大，保保護裝裝置迅迅速動動作，，斷開開故障障點。。(3)降降低電電氣設設備對對地的的絕緣緣水平平2.保保護接接地R'C'IbIe當電氣氣設備備內部部絕緣緣損壞壞發(fā)生生一相相碰殼殼時：：由于于外殼殼帶電電,當當人觸觸及外外殼,接地地電流流Ie將經過過人體體入地地后,再再經其其它兩兩相對對地絕絕緣電電阻R及分布布電容容C回到電電源。。當R值較低低、C較大時時，Ib將達到到或超超過危危險值值。對地絕絕緣電電阻分布電電容電氣設設備外外殼未未裝保保護接接地時時:電氣設設備外外殼有有保護護接地地時通過人人體的的電流流：Rb與Ro并聯，，且Rb?Ro通過人人體的的電流流可減減小到到安全全值以以內。。R'C'R0IbIeI0利用接接地裝裝置的的分流流作用用來減減少通通過人人體的的電流流。保護接接地：：將電氣氣設備備的金金屬外外殼(正常常情況況下是是不帶電電的)接地地。用用于中中性點點不接接地的的低壓壓系統(tǒng)統(tǒng)保護接接零（（用于于380V/220V三三相四四線制制系統(tǒng)統(tǒng)）將電氣氣設備備的外外殼可可靠地地接到到零線線上。。當電氣氣設備備絕緣緣損壞壞造成成一相相碰殼殼，該該相電電源短短路，，其短短路電電流使使保護護設備備動作作，將將故障障設備備從電電源切切除，，防止止人身身觸電電。CABRoN(a)把電源源碰殼殼，變變成單單相短短路，，使保保護設設備能能迅速速可靠靠地動動作，，切斷斷電源源。保護接接地和和保護護接零零同時時使用用時當A相相絕緣緣損壞壞碰殼殼時，，接地地電流流式中：R0：保護接地地電阻4R0：工作接地地電阻4注：中性點點接地系統(tǒng)統(tǒng)(1)不不允許采用用保護接地地，只能采采用保護接接零；(2)不不準保護接接地和保護護接零同時時使用。此電流不足足以使大容容量的保護護裝置動作作，而使設設備外殼長長期帶電，，其對地電電壓為110V。CABR'0N(b)R0IeTN—C系系統(tǒng)TN—S系系統(tǒng)TN—C——S系統(tǒng)接地裝置由接地體和和接地線（（包括地線線網）組成成。接零裝置由接地體和和零線網（（不包括工工作零線））組成。人工接地體體可采用鋼鋼管、圓鋼鋼、角鋼及及扁鋼等制制成。接地地體宜垂直直埋設，垂垂直接地體體的深度以以2.5m左右為為宜。垂直直的人工接接地體通常常不少于兩兩根，相互互間的距離離以2.5～3m為宜。通常，電氣氣設備的接接地裝置不不可與防雷雷接地裝置置混用，而而且兩者應應相距3～～5m以上上。五、接地裝裝置和接零零裝置Thursday,December29,2022明敷引下線與與斷接卡Thursday,December29,2022電解離離子接接地極極與接接地母母線的的連接接Thursday,December29,2022電氣氣設設備備金金屬屬外外殼殼的的接接地地接地地電電阻阻的的測測量量六、、觸觸電電現現場場急急救救1．．迅迅速速脫脫離離電電源源2．．現現場場急急救救方方法法當觸觸電電者者脫脫離離電電源源后后，，應應當當根根據據觸觸電電者者的的具具體體情情況況，，迅迅速速地地對對癥癥進進行行救救護護?！，F場場應應用用的的主主要要救救護護方方法法：：人工工呼呼吸吸法法胸外外心心臟臟擠擠壓壓法法。。發(fā)生生觸觸電電事事故故時時，，首首先先要要設設法法馬馬上上切切斷斷電電源源，，使使觸觸電電者者脫脫離離受受電電流流傷傷害害的的狀狀態(tài)態(tài)，，方方可可搶搶救救。。雷電電是是帶帶有有電電荷荷的的““雷雷云云””之之間間或或““雷雷云云””對對大大地地或或物物體體之之間間產產生生急急劇劇放放電電的的的一種自自然現象象。第五節(jié)防防雷雷保護雷電能產產生強烈烈的閃光光、霹靂靂；落到到地面上上，會擊擊毀房屋屋、殺傷傷人畜，，給人類類帶來極極大危害害。因此此防雷是是現代建建筑物、、電氣設設備和線線路必須須采用的的重要安安全保護護措施。。感應雷擊擊是由靜靜電感應應與電磁磁感應引引起的。。感應雷雷會引起起過電壓壓，可能能引起火火花放電電，造成成火災或或爆炸，，并危及及人身安安全。雷電危害害主要有有三種（1）直擊雷雷云與大大地之間間直接通通過建（（構）筑筑物、電電氣設備備或樹木木等放電電稱為直直擊雷。。往往會會引起火火災或爆爆炸，造造成建筑筑物倒塌塌、設備備毀壞及及人身傷傷害等重重大事故故。直擊雷的的破壞最最為嚴重重。（2）感感應雷雷電波侵侵入可由由線路上上遭受直直擊雷或或發(fā)生感感應雷所所引起。。據調查查統(tǒng)計，，供電系系統(tǒng)中由由于雷電波侵侵入而造造成的雷雷害事故故，在整整個雷害害事故中中占50％-70％。（3）雷電波侵侵入雷云出現現在架空空線路上上方，線線路上因因靜電感感應而聚聚集大量量異性等等量束縛縛電荷，，當雷云云向其他他地方放放電后，，線路上上束縛電電荷被釋釋放便成成為自由由電荷向向線路兩兩端行進進，形成成很高過過電壓。。這個高高電壓沿沿著架空空線路、、金屬管道道會引入室內內，這種種現象叫叫做雷電電波侵入入。一、防雷雷措施1．架空空線路的的防雷措措施1）架設設避雷線線。這是是很有效效的防雷雷措施，，但造價價較高，，所以只只在60kV及及以上的的架空線線路上，，才沿全全線裝設設避雷線線。在35kV及以下下的架空空線路上上，一般般只在進進出變電電所的一一段線路路上裝設設。2）提高高線路本本身的絕絕緣水平平。3）裝設設避雷器器和保護護間隙，，通常僅僅用于線線路上個個別特別別高的桿桿塔、帶帶拉線的的桿塔、、木桿線線路中的的個別金金屬桿塔塔以及線線路的交交叉跨越越處等地地方。2．變電電所的防防雷措施施1）裝設設避雷針針用來保護護整個變變電所的的建筑物物，使之之免遭直直接雷擊擊。2）高壓壓側裝設設閥型避避雷器或或保護間間隙主要用來來保護主主變壓器器。3）低壓壓側裝設設閥型避避雷器或或保護間間隙主要是在在多雷區(qū)區(qū)用來防防止雷電電波由低低壓側侵侵入而擊擊穿變壓壓器的絕絕緣。當當變壓器器低壓中中性點為為不接地地的運行行方式時時，其中中性點也也應加裝裝避雷器器或保護護間隙。。3．建筑筑物的防防雷措施施（1）對對直擊雷雷的防護護措施建筑物的的雷擊部部位與屋屋頂坡度度有關（2）對對高電位位侵入的的防護措措施在進戶線線墻上安安裝保護護間隙，，或者將將瓷瓶的的鐵腳接接地，其其接地電電阻應小小于10Ω，允允許與防防護直擊擊雷的接接地裝置置連在一一起。二、防雷雷設備1．接閃閃器接閃器就就是專門門用來接接受雷擊擊的金屬屬體，