電氣安全第1章課件

電氣平安重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院楊岳課程性質(zhì)與教學(xué)安排一、課程性質(zhì)1、在本科課程體系中的位置根底課→專業(yè)根底課→專業(yè)課必修課、選修課本課程是一門專業(yè)選修課。支撐本課程的先修課：必修電路原理、電磁場、電機(jī)學(xué)，供配電系統(tǒng)。受本課程支撐的后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)：課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)。2、在本專業(yè)方向課程體系中的位置1〕本專業(yè)方向的學(xué)科屬性：面向終端用戶的電氣工程、控制工程與信息工程技術(shù)。內(nèi)涵——用戶技術(shù)；外延——電氣、控制與信息工程。電氣工程技術(shù)控制工程技術(shù)信息工程技術(shù)綜合工程技能供配電系統(tǒng)電氣照明電氣平安自動化儀表與過程控制電氣控制技術(shù)擴(kuò)展：電氣傳動建筑通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建筑智能化技術(shù)建筑電氣節(jié)能建筑電氣工程設(shè)計(jì)根底2〕專業(yè)方向課程體系安排3、本課程面向的工程應(yīng)用領(lǐng)域核心是電力用戶和公共場所的用電平安問題。應(yīng)用領(lǐng)域包括：1〕供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2〕供配電系統(tǒng)運(yùn)行管理；3〕用電平安性評估、質(zhì)量檢測等。適用于質(zhì)檢、安監(jiān)等部門。4〕電氣平安事故分析、責(zé)任認(rèn)定等。適用于金融、物管、司法效勞等行業(yè)。第一章電氣平安根底第一節(jié)電氣平安問題立論第二節(jié)電氣危害第三節(jié)絕緣技術(shù)根底第四節(jié)接地技術(shù)根底第五節(jié)環(huán)境技術(shù)根底第六節(jié)電氣產(chǎn)品的平安認(rèn)證第一節(jié)電氣平安問題立論一、電氣平安問題的背景1、社會背景各類“電〞系統(tǒng)產(chǎn)生的危害2、自然背景自然界雷電、靜電等產(chǎn)生的危害3、技術(shù)開展規(guī)律背景理論〔如物理學(xué)〕研究突破→趨利應(yīng)用→形成工程體系→負(fù)面作用顯現(xiàn)→避害對策4、學(xué)科背景問題本身的根底性、所涉及學(xué)科的廣泛性與理論深度、工程體系的系統(tǒng)性與綜合性二、電氣平安問題的工程現(xiàn)狀1〕比照知缺乏——與IEC標(biāo)準(zhǔn)比照；與先進(jìn)國家單位用電量事故率比照。2〕學(xué)習(xí)與進(jìn)步——與先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。接軌力度：從等效采用，到等同采用〔存疑〕。3〕努力的方向——更新觀念，糾正錯誤，普及知識，開展技術(shù)。

三、本課程研究范圍和重點(diǎn)面向非專業(yè)場所，面對非專業(yè)人員，研究各類電氣危害產(chǎn)生的機(jī)理和特性參數(shù)計(jì)算，并提出有效的技術(shù)防護(hù)措施。關(guān)鍵詞：兩個“非〞，“技術(shù)措施〞四、本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法1、特點(diǎn)案例式教學(xué)特征。2、學(xué)習(xí)方法1〕掌握知識結(jié)構(gòu)兩條主線：電氣平安問題的理論根底；電氣平安問題在工程體系中的位置。2〕歸納共性，比照個性。3〕從問題出開展開研究。第二節(jié)電氣危害一、電氣危害分類

二、電氣危害的主要加害源簡介1、供配電系統(tǒng)危害對象：系統(tǒng)自身；系統(tǒng)所處環(huán)境中的其他事物。2、雷電、靜電等危害對象：環(huán)境中的事物，包括電氣電子系統(tǒng)和建〔構(gòu)〕筑屋等。

三、電氣危害的特點(diǎn)1、非直觀性。2、途徑廣。3、能量大小懸殊，譜密度多樣。4、作用時(shí)間長短不一。5、關(guān)聯(lián)性。不同危害之間、危害與防護(hù)措施之間、不同防護(hù)措施相互之間。

四、電氣危害的規(guī)律1、電氣危害總是緣于電能的非期望分配。理解某種危害產(chǎn)生機(jī)理的最根本依據(jù)。2、電氣危害的發(fā)生一定伴生著電氣參量的變化。變化：量值大小，特征、組合特性等。判斷某種危害是否發(fā)生的關(guān)鍵。第三節(jié)絕緣技術(shù)根底一、絕緣材料絕緣材料——導(dǎo)電能力很小的一類材料的總稱，又稱電介質(zhì)。本質(zhì)特征：材料中根本沒有可自由移動的載流子。參數(shù)界定：電阻率不低于107Ω·m。用途：對帶電導(dǎo)體進(jìn)行封閉、隔離。物態(tài)：氣體、液體、固體絕緣。典型材料：空氣、變壓器油、塑料……1、絕緣材料的主要電氣參數(shù)〔1〕絕緣電阻率。ρ>107Ω·m。與溫度反相關(guān)，溫度特性與導(dǎo)體相反。〔2〕介質(zhì)損耗因數(shù)。1〕介質(zhì)損耗。交變電壓作用下絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的有功功率損耗，簡稱介損。2〕介損機(jī)理探討。交變電壓作用下介質(zhì)中主要會產(chǎn)生泄漏和極化兩種現(xiàn)象。泄漏即介質(zhì)中少量載流子在電壓作用下發(fā)生的定向運(yùn)動，產(chǎn)生電流，由此產(chǎn)生的損耗叫做電導(dǎo)損耗或泄漏損耗。極化又分有損與無損極化。無損極化：中性分子在外電場作用下正、負(fù)電荷中心別離，但外電場消失后會重新重合，無能量消耗，又稱彈性極化。有損極化：偶極子在外電場作用下重新取向，外電場消失后不復(fù)原，有能量消耗，又稱非彈性極化。介質(zhì)等效電路。三個支路解釋。理想介質(zhì)實(shí)際介質(zhì)3〕介質(zhì)損耗角δ。介損功率與介質(zhì)體積、外加電壓等有關(guān)，不能表征材料的性質(zhì)。介損角δ在規(guī)定測試條件下只與材料有關(guān)。工程上一般測量介損角正切值tanδ，稱為介損因數(shù)。理想介質(zhì)相量圖實(shí)際介質(zhì)〔3〕介電強(qiáng)度。指絕緣不被擊穿所能承受的最大電場強(qiáng)度，又稱介質(zhì)強(qiáng)度。介電強(qiáng)度不僅與絕緣材料本身的性質(zhì)有關(guān)，還與外加電場的形式有關(guān)。如直流與交流電壓作用下，介質(zhì)的介電強(qiáng)度可能不同。介質(zhì)介電強(qiáng)度受環(huán)境條件影響較大，如溫度、濕度、壓力等。舉例：正常條件下空氣的直流介電強(qiáng)度為3kV/mm。小結(jié)：絕緣材料的最常見電氣參數(shù)為：絕緣電阻率、介質(zhì)損耗角〔或介損因數(shù)〕和介電強(qiáng)度。這些參數(shù)只與介質(zhì)材料有關(guān)，與介質(zhì)形狀、體積等無關(guān)。介質(zhì)材料電氣參數(shù)受溫度、濕度等環(huán)境條件影響較大。2、絕緣材料耐熱分級在保證壽命的前提下，根據(jù)絕緣材料所能長期承受的最高工作溫度，可將它們分為假設(shè)干等級。耐熱等級YAEBFH長期允許使用的最高溫度/°C90105120130155180絕緣耐熱分級有時(shí)又稱為絕緣等級，取決于絕緣熱老化特性，注意不要與介電強(qiáng)度參數(shù)混淆。使絕緣壽命減半的額外溫升，Y級絕緣為8℃，B級為10℃，H級為12℃。二、絕緣結(jié)構(gòu)及分類1、絕緣結(jié)構(gòu)的概念由一種或假設(shè)干種絕緣材料構(gòu)成的絕緣體，稱為絕緣結(jié)構(gòu)。絕緣結(jié)構(gòu)可理解為由絕緣材料所加工成的零件，以特定方式應(yīng)用在電氣設(shè)備上。絕緣結(jié)構(gòu)按功能可分為工作絕緣和保護(hù)絕緣。2、按保護(hù)功能區(qū)分的絕緣形式〔1〕根本絕緣。帶電部件上對觸電起根本保護(hù)作用的絕緣結(jié)構(gòu)。〔介紹工作絕緣〕〔2〕附加絕緣。為在根本絕緣損壞情況下防止觸電而附加在根本絕緣之外的一種獨(dú)立絕緣結(jié)構(gòu)，又稱輔助絕緣。〔3〕雙重絕緣。由根本和附加絕緣共同構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)。根本絕緣和附加絕緣是可以分開的，各自本身就是一個獨(dú)立的絕緣結(jié)構(gòu)?！?〕加強(qiáng)絕緣。相當(dāng)于雙重絕緣保護(hù)程度的單獨(dú)絕緣結(jié)構(gòu)，由一種或假設(shè)干種絕緣材料構(gòu)成，但不能分拆，是一個整體。a、b、c、d——雙重絕緣e、f——加強(qiáng)絕緣三、絕緣檢測1、絕緣電阻測試1〕測試設(shè)備。兆歐表。2〕測試內(nèi)容。吸收比，絕緣電阻。吸收比：屏蔽極應(yīng)用偏轉(zhuǎn)角為Rx的一元函數(shù)絕緣電阻＝R∞2、介損角正切值tanδ測試1〕測試設(shè)備。介損電橋，又稱西林電橋。2〕測試結(jié)果。介損角正切值。正接線—試件不接地反接線—試件接地研討題目1就電介質(zhì)參數(shù)ε和εr寫一研討報(bào)告。題目：介質(zhì)介電常數(shù)探討。報(bào)告至少應(yīng)清晰闡述以下問題。1、參數(shù)ε的物理意義和εr的定義。2、電容器中，介質(zhì)εr的大小與電容量值有什么關(guān)系。3、為什么電力電纜絕緣介質(zhì)的εr不宜過大。還可涉及如非線性、各向異性等其他問題。要求用自己的語言表達(dá)，邏輯清晰，文字簡練，杜絕大段摘抄。格式盡可能標(biāo)準(zhǔn)。背景資料1、物理電磁學(xué)中點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的公式，矢量P及其含義，極化率等概念。2、平板電容、同軸電容等計(jì)算公式。3、平板電容中，假設(shè)兩極間電介質(zhì)有兩種，介電系數(shù)不相同，其電荷與電場分布有何規(guī)律？介質(zhì)放電有何規(guī)律？4、電力電纜的結(jié)構(gòu)。第3周課堂研討，分組發(fā)言，請認(rèn)證準(zhǔn)備。第四節(jié)接地技術(shù)根底一、電氣地與電氣接地電氣“地〞：可用作為參考電位且電容無窮大的物體。用作參考電位:任何擾動下，電位都保持不變?！策@一點(diǎn)實(shí)際上不可能完全做到〕電容無窮大：可提供或接受任意多的電荷。電氣“接地〞：將電氣系統(tǒng)或裝置上導(dǎo)體的某一局部與電氣“地〞進(jìn)行電氣連接的技術(shù)措施。二、接地的分類功能性接地，保護(hù)性接地，電磁兼容接地。1、功能性接地為保證系統(tǒng)〔設(shè)備〕正常工作，或?yàn)楸ＷC系統(tǒng)〔設(shè)備〕正確可靠地實(shí)現(xiàn)其功能所作的接地。過去又稱為工作接地。例如：系統(tǒng)中性點(diǎn)接地，單極直流輸電系統(tǒng)大地回流極接地。2、保護(hù)性接地以人身和〔或〕設(shè)備平安為目的的接地。如：平安保護(hù)接地防雷接地防靜電接地陰極保護(hù)接地3、電磁兼容接地為到達(dá)電磁兼容的要求所作的接地。又稱高頻接地。三、接地裝置原理構(gòu)成及接地電阻1、構(gòu)成：由接地體〔金屬〕、接地線構(gòu)成接地體周圍的土壤、巖石等雖然不是接地裝置的構(gòu)成局部，但對接地的電氣性能影響很大，可視為與接地裝置相關(guān)的外部因素。接地體作用：獲取基準(zhǔn)電位，提供電荷通道。接地線作用：將接地體連接點(diǎn)引至地面以上并與接地系統(tǒng)或設(shè)備相連。

2、接地電阻R——直流接地電阻；

Ra——工頻接地電阻；Rsh——沖擊接地電阻；UE——接地點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)大地參考點(diǎn)間直流電壓；IE——流入接地點(diǎn)的直流電流；α——沖擊系數(shù)，一般小于1。

四、地電位與地面〔地中〕電位分布地電位：即參考0電位，指距接地點(diǎn)無窮遠(yuǎn)處的大地電位。相當(dāng)于等效電路圖中接地電阻下端電位?！睮EC：參考地〕地面〔地中〕某一點(diǎn)電位：當(dāng)接地體有電流通過時(shí)，附近地面〔地中〕某一點(diǎn)以無窮遠(yuǎn)大地為參考點(diǎn)的實(shí)際電位。最高值等于等效電路圖中接地電阻上端電位?！睮EC：局部地〕地中等位面〔剖面圖〕地面等位線〔俯視圖〕

關(guān)于接地裝置的利用方式問題第五節(jié)環(huán)境技術(shù)根底一、環(huán)境技術(shù)與電氣平安的關(guān)系研究電氣設(shè)備〔系統(tǒng)〕性能與環(huán)境狀況之間關(guān)系的技術(shù)，叫做環(huán)境技術(shù)。環(huán)境技術(shù)主要包括兩方面的內(nèi)容：〔1〕環(huán)境條件?！?〕環(huán)境試驗(yàn)。二、環(huán)境條件我國傳統(tǒng)的稱謂為“環(huán)境條件〞。IEC關(guān)于“外部條件〞的概念內(nèi)涵更深刻，外延更廣泛，環(huán)境條件屬于外部條件的一個組成局部。根本區(qū)別：是否包括環(huán)境中人及與人相關(guān)的因素。按IEC“外部條件〞進(jìn)行介紹。三、環(huán)境試驗(yàn)〔1〕自然暴露試驗(yàn)。最準(zhǔn)確，最難實(shí)施，很難重復(fù)，時(shí)效性