電工技術(shù)第9章

電力系統(tǒng)的組成供配電系統(tǒng)的組成安全用電的基本知識學習要點第9章工廠供電與安全用電第9章工廠供電與安全用電9.1工廠供電9.2安全用電9.1工廠供電9.1.1電力系統(tǒng)的組成由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)，如下圖所示：

1.發(fā)電廠

發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的核心。電能是二次能源，根據(jù)轉(zhuǎn)化電能的一次能源不同，發(fā)電廠可分為以煤、油、天然氣為能源的火力發(fā)電廠，以水勢能為能源的水力發(fā)電廠，以原子能為能源的核電廠，以地熱為能源的地熱發(fā)電廠，以風能為能源的風力發(fā)電廠，以太陽能為能源的太陽能發(fā)電廠等。2.電力網(wǎng)電力網(wǎng)是發(fā)電廠和用戶之間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，一般由變電所和輸電線路構(gòu)成。其中變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的場所，一般可分為升壓變電所和降壓變電所兩大類。輸電線路是電力系統(tǒng)中實施電能遠距離傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)，一般由架空線路及電纜線路組成。3.用戶

用戶是指電力系統(tǒng)中的用電負荷。根據(jù)用戶負荷的重要程度，將負載分為以下三個等級：（1）一級負荷。這類負荷一旦中斷供電，將造成人身事故，重大電氣設備嚴重損壞，群眾生活發(fā)生混亂，使生產(chǎn)、生活秩序較長時間才能恢復。（2）二級負荷。這類負荷一旦中斷供電，將造成主要電氣設備損壞，影響產(chǎn)量，造成較大經(jīng)濟損失和影響群眾生活秩序等。（3）三級負荷。一級、二級負荷以外的其他負荷稱為三級負荷。在這三類負荷中，對于一級負荷，應最少由兩個獨立電源供電，其中一個電源為備用電源。對于二級負荷，一般由兩個回路供電，兩個回路電源線應盡量引自不同的變壓器或兩段母線。對于三級負荷，則無特殊要求，采用單電源供電即可。9.1.2工廠配電系統(tǒng)工廠配電系統(tǒng)的基本接線方式有三種：放射式、樹干式和環(huán)式。下圖所示的是常見的雙回路放射式工廠配電系統(tǒng)。9.2安全用電安全用電包括用電時的人身安全和設備安全。9.2.1電氣事故1.電氣事故的特點（1）電氣事故危害大。電氣事故的發(fā)生伴隨著危害和損失，嚴重的電氣事故不僅帶來重大的經(jīng)濟損失，甚至還可造成人員的傷亡。（2）電氣事故危險直觀識別難。往往來得猝不及防，給電氣事故的防護以及人員的教育和培訓帶來困難。（3）電氣事故涉及領(lǐng)域廣。主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，電氣事故并不僅僅局限在用電領(lǐng)域的觸電、設備和線路故障等；另一方面，電能的使用極為廣泛，哪里使用電，哪里就有可能發(fā)生電氣事故，哪里就必須考慮電氣事故的預防問題。

2.電氣事故的類型（1）觸電事故。觸電事故是由電流形式的能量造成的事故，包括電擊和電傷。電擊是指當電流流過人體時，形成危及生命的傷害。電傷是指電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。觸電事故是最常見的電氣事故。（2）靜電危害事故。靜電危害事故是由靜電電荷或靜電場能量引起的。在生產(chǎn)過程中以及操作人員的操作過程中，某些材料的相對運動、接觸與分離等原因?qū)е铝讼鄬o止的正電荷和負電荷的積累，即產(chǎn)生了靜電。在石油、化工、粉末加工、橡膠、塑料等行業(yè)，必須充分注意靜電的危險性。在生產(chǎn)過程中的靜電還可能使人遭到電擊，也將妨礙生產(chǎn)。

（3）雷電災害事故。雷電災害事故是由于自然界中正、負電荷形成的能量失控而造成的事故。雷電災害事故不僅能造成設施和設備的毀壞，還可能傷及動植物，更甚者還會引起火災和爆炸，造成大規(guī)模停電。（4）電磁場危害事故。電磁場危害事故是由電磁波形式的能量失控而造成的。在射頻電磁場作用下，人體因吸收輻射能量會受到不同程度的傷害。高頻電磁波還可能干擾無線電通信，也可能降低電子裝置的質(zhì)量和影響電子裝置的正常工作。（5）電路故障事故。電路故障是由于電能在傳遞、分配、轉(zhuǎn)換過程中失去控制或由電氣元器件的損壞而造成的。斷線、短路、接地、漏電、誤合閘、誤掉閘、電氣設備損壞等都屬于電路故障。9.2.2觸電1.電流對人體的危害當人體不慎接觸到帶分部分，就有電流通過人體。微小的電流通過人體是沒有感覺的，但如果通過人體的工頻電流超過30~50mA，就有生命危險，肌肉的痙攣將迅速加劇，觸電者不能自覺脫離帶電體，最后由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的麻痹，使呼吸或心臟跳動停止，以致于死亡。觸電時間越長，電流對人體的傷害也越嚴重。

2.觸電方式

觸電有兩種情況，直接接觸觸電和間接接觸觸電。直接接觸觸電是指人觸及設備和線路運行時的帶電體所發(fā)生的觸電；間接接觸觸電是指人觸及正常狀態(tài)下不帶電，而當設備或線路出現(xiàn)故障時意外帶電的金屬導體時所發(fā)生的觸電。其中直接接觸觸電又可分為兩相觸電、單相觸電和跨步電壓觸電。

（1）兩相觸電。兩相觸電是指人體兩處同時觸及兩相帶電體而觸電，如右圖所示，這時加在人體上的電壓是線電壓，因此，流過人體的電流較大，故兩相觸電是很危險的。

（2）電源中性點接地的單相觸電。在三相四線制的供電系統(tǒng)中，中性點是接地的，當人體接觸到一根相線時，電流從相線經(jīng)人體，再經(jīng)大地回到中性點，如右圖所示，這時人體承受的是相電壓，危險性較大。如果人體與地面的絕緣較好，危險性將大大減小。

（3）電源中性點不接地的單相觸電。如果供電系統(tǒng)的中性點不接地，當人體接觸到一根相線時，由于輸電線與大地之間有電容存在，交流電可通過分布電容和絕緣電阻而形成回路，如右圖所示。

（4）跨步電壓觸電。如右圖所示，這種觸電是指人體進入地面帶電的區(qū)域時，兩腳之間承受的跨步電壓Uk造成的觸電。

3.防止觸電的保護措施（1）使用安全電壓。按照人體的最小電阻800～1000Ω和工頻致命電流30～50mA可求得對人體的危險電壓。我國規(guī)定工頻有效值42V、36V、24V、12V和6V為安全電壓的額定值。安全電壓的供電電源除了必須采用獨立電源外，供電電源的輸入電路與輸出電路之間必須實行電路上的隔離。（2）絕緣保護。絕緣保護是用絕緣體把可能形成的觸電回路隔開，以防止觸電事故的發(fā)生，常見的有外殼絕緣、場地絕緣和用變壓器隔離等方法。外殼絕緣是在電氣設備的外殼裝有防護罩；場地絕緣是在人體站立的地方用絕緣層墊起來，使人體與大地隔離；而變壓器隔離是在用電器回路與供電電網(wǎng)之間加一個變壓器，利用一、二次繞組之間的絕緣作電的隔離。

（3）保護接地與保護接零。電氣設備的外殼大多是金屬的，正常情況下并不帶電。但萬一絕緣損壞或外殼碰線，則外殼就會帶電，這時人體一旦與其接觸就可能造成單相觸電事故，即間接接觸觸電事故。保護接地和保護接零是防止間接接觸觸電的最基本的措施，也是目前供電系統(tǒng)和用電設備常用的一種保護方法。在中性點不接地的三相三線制供電系統(tǒng)中采用保護接地，即將設備的金屬外殼或金屬構(gòu)架與大地可靠連接，如右圖所示。

在三相四線制供電系統(tǒng)中，為了防止因電氣設備的絕緣損壞，而使人身遭受觸電的危險，將電氣設備的金屬外殼與電源中性點引出的零線相連接，稱為保護接零，如下圖所示。當系統(tǒng)出現(xiàn)漏電或一相碰殼時，該相相線與零線之間形成短路或接近短路，使得接于該相線上的短路保護裝置或過流保護裝置立即發(fā)生動作，從而迅速切斷電源，消除觸電危險。

（4）安裝漏電斷路器。漏電斷路器是用來防止因設備漏電、人身觸電而造成危害的一種保護電器，其工作原理如下圖所示。9.2.3電氣防火和防爆

1.電氣火災和爆炸的原因發(fā)生電氣火災和爆炸要具備兩個條件，一是要有可燃易爆物質(zhì)；二是要有引燃條件，即電氣火源。對于可燃易爆物質(zhì)，在各種生產(chǎn)和生活場所中，廣泛存在。而對于電氣火源，也廣泛存在。有些電氣設備在正常工作情況下就能產(chǎn)生火花、電弧和危險高溫。另外電氣線路或設備的故障和不合理用電是引起電氣火災的主要原因。

2.電氣防火防爆的措施根據(jù)電氣火災和爆炸形成的原因，防火和防爆的措施應從改善現(xiàn)場的環(huán)境入手，控制可燃易爆物質(zhì)，防止可燃易爆物質(zhì)泄漏，加強對電氣設備的維護、管理，根據(jù)使用場所條件，合理選擇電氣設備的型式、容量，按裝相應的保護裝置，排除各種產(chǎn)生引起火災和爆炸的火源。9.2.4靜電防護靜電是由物質(zhì)間的相互摩擦、破斷或感應而產(chǎn)生的。1.靜電的危害

靜電的危害主要表現(xiàn)在靜電放電引起爆炸和火災，發(fā)生電擊和防礙生產(chǎn)。（1）爆炸和火災。靜電在高壓下放電會產(chǎn)生靜電火花，如果周圍環(huán)境中存在易燃、易爆物品，就有可能引起爆炸和火災，造成的危害將相當嚴重。（2）電擊。靜電造成的電擊可能發(fā)生在人體接近帶靜電物體的時候，也可能發(fā)生在帶靜電的人體接近接地導體或其他導體的時候。（3）防礙生產(chǎn)。靜電還會干擾正常生產(chǎn)和影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2.靜電的防護

靜電造成的危害最嚴重的是火災和爆炸，因此，防靜電的措施主要是針對火災和爆炸的防護，其主要措施包括：（1）控制靜電的產(chǎn)生。主要采用減小磨擦的辦法，從工藝上采取措施，通過控制工藝流程來限制和避免靜電的產(chǎn)生。（2）防止靜電的積累。主要方法是導體接地法；也可增加空氣的濕度，還可以添加抗靜電劑和使用靜電中和器等等。（3）防止危害環(huán)境的形成。通過防止易燃易爆物的形成，或采用通風設備降低易燃易爆物的濃度，或填充氦氣、二氧化碳或其他不活潑的氣體等措施來防止危害環(huán)境的形成。9.2.5安全用電注意事項和觸電急救常識1.安全用電注意事項（1）嚴格執(zhí)行規(guī)章制度。斷電檢修時要在閘上掛上電氣安全工作標示牌。必須帶電作業(yè)時，則要由專業(yè)電工按操作要領(lǐng)進行操作。（2）正確安裝用電設備。閘刀開關(guān)必須垂直安裝，靜插座應在上方；電源線應接在靜觸點上；對于有熔斷絲的刀開關(guān)，負荷線應接在閘刀下側(cè)熔斷絲的另一端；電燈開關(guān)應接在火線上。（3）用電設備在工作中不要超過額定值。（4）電氣設備停止使用時，應切斷電源。

（5）建立定期安全檢查制度。

2.觸電急救常識（1）發(fā)現(xiàn)有人觸電，應盡快使觸電者脫離電源。首先是就近斷開電源開關(guān)或拔下保險絲，如果附近沒有電源開關(guān)和保險絲