電工學(xué) 第7章安全用電

第7章工業(yè)企業(yè)供電及安全用電（上）電工技術(shù)與電子技術(shù)中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院第13章工業(yè)企業(yè)供電及安全用電7.1

電力系統(tǒng)7.2

工業(yè)企業(yè)配電7.3

安全用電發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。7.1

電力系統(tǒng)7.1.1

電力系統(tǒng)概述

電力是現(xiàn)代工業(yè)的主要動力，在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、輸電線、變電所及用電設(shè)備的總稱。1.發(fā)電發(fā)電是將水力、火力、風(fēng)力、核能和沼氣等非電能轉(zhuǎn)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。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)組成。2.輸電

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(wǎng)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(wǎng)絡(luò)。輸電是聯(lián)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(jī)組發(fā)出的6~10KV

電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?5~500KV高壓，通過輸電線可遠(yuǎn)距離將電能傳送到各用戶，再利用降壓變壓起將35KV高壓變?yōu)?~10KV高壓。3.配電

配電是由10KV級以下的配電線路和配電(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(shè)備。電力網(wǎng)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以下的電壓稱為低壓。我國規(guī)定的安全電壓等級有：12V、24V、36V等。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(fù)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(jī)變壓器、輸電線、配電和用電設(shè)備等連成一個環(huán)形整體。7.2

工業(yè)企業(yè)配電7.2.1低壓配電線路的結(jié)構(gòu)

低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、用電線路組成。通常一個低壓配電線路的容量在幾十千伏安到幾百千伏安的范圍，負(fù)責(zé)幾十個用戶的供電。為了合理地分配電能，有效的管理線路，提高線路的可靠性，一般都采用分級供電的方式。即按照用戶地域或空間的分布，將用戶劃分成供電區(qū)和片，通過干線、支線向片、區(qū)供電。整個供電線路形成一個分級的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。7.2

工業(yè)企業(yè)配電7.2.1低壓配電線路的結(jié)構(gòu)低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、用電線路組成。低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種。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某校實(shí)驗(yàn)樓樹形供電線路示意圖去教學(xué)樓去宿舍食堂干線干線干線

2#生活區(qū)配電柜

1#教學(xué)區(qū)配電柜

3#實(shí)驗(yàn)區(qū)配電柜實(shí)驗(yàn)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1層配電箱

1#主配電柜10kV去報告廳實(shí)驗(yàn)樓配電變壓器配電柜7.3

安全用電7.3.1觸電事故1.電氣事故的原因1)違章操作(1)違反“停電檢修安全工作制度”，因誤合閘造成維修人員觸電。(2)違反“帶電檢修安全操作規(guī)程”，使操作人員觸及電器的帶電部分。(3)帶電移動電器設(shè)備。(4)用水沖洗或用濕布擦拭電氣設(shè)備。(6)對有高壓電容的線路檢修時未進(jìn)行放電處理導(dǎo)致觸電。(5)違章救護(hù)他人觸電，造成救護(hù)者一起觸電。2)施工不規(guī)范(1)誤將電源保護(hù)接地與零線相接，且插座火線、零線位置接反使機(jī)殼帶電。(2)插頭接線不合理，造成電源線外露，導(dǎo)致觸電。(3)照明電路的中線接觸不良或安裝保險，造成中線斷開，導(dǎo)致家電損壞。(5)隨意加大保險絲的規(guī)格，失去短路保護(hù)作用，導(dǎo)致電器損壞。

(4)照明線路敷射不合規(guī)范造成搭接物帶電。

(6)施工中未對電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)處理。3)產(chǎn)品質(zhì)量不合格(1)電氣設(shè)備缺少保護(hù)設(shè)施造成電器在正常情況下?lián)p壞和觸電。(2)帶電作業(yè)時，使用不合理的工具或絕緣設(shè)施造成維修人員觸電。(3)產(chǎn)品使用劣質(zhì)材料，使絕緣等級、抗老化能力很低，容易造成觸電。(4)生產(chǎn)工藝粗制濫造。(5)電熱器具使用塑料電源線。4)偶然條件電力線突然斷裂使行人觸電；狂風(fēng)吹斷樹枝將電線砸斷；雨水進(jìn)入家用電器使機(jī)殼漏電等偶然事件均會造成觸電事故。7.3.2

電流對人體的作用人體觸電時，電流對人體會造成兩種傷害：電擊和電傷。

電擊是指電流通過人體，影響呼吸系統(tǒng)、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞乃至死亡。

電傷是指在電弧作用下或熔斷絲熔斷時，對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。調(diào)查表明，絕大部分的觸電事故都是由電擊造成的。電擊傷害的程度取決于通過人體電流的大小、持續(xù)時間、電流的頻率以及電流通過人體的途徑等。1.人體電阻人體電阻因人而異，通常為104~105

，當(dāng)角質(zhì)外層破壞時，則降到800~1000。2.電流強(qiáng)度對人的傷害人體允許的安全工頻電流:30mA工頻危險電流:50mA電流頻率在40Hz~60Hz對人體的傷害最大。實(shí)踐證明，直流電對血液有分解作用，而高頻電流不僅沒有危害還可以用于醫(yī)療保健等。3.電流頻率對人體的傷害4.電流持續(xù)時間與路徑對人體的傷害電流通過人體的時間愈長，則傷害愈大。5.電壓對人體的傷害電流的路徑通過心臟會導(dǎo)致神經(jīng)失常、心跳停止、血液循環(huán)中斷，危險性最大。其中電流的流經(jīng)從右手到左腳的路徑是最危險的。觸電電壓越高，通過人體的電流越大就越危險。因此，把36V以下的電壓定為安全電壓。工廠進(jìn)行設(shè)備檢修使用的手燈及機(jī)床照明都采用安全電壓。7.3.3觸電方式1.接觸正常帶電體

(1)電源中性點(diǎn)接地的單相觸電R0通過人體電流:式中:

UP:電源相電壓(220V)Ro:接地電阻

4

Rb:人體電阻1000

這時人體處于相電壓下，危險較大。(2)電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電R'對地絕緣電阻Ib人體接觸某一相時，通過人體的電流取決于人體電阻Rb與輸電線對地絕緣電阻R'的大小。若輸電線絕緣良好，絕緣電阻R'較大，對人體的危害性就減小。但導(dǎo)線與地面間的絕緣可能不良（R'較?。踔劣幸幌嘟拥?，這時人體中就有電流通過。（3）雙相觸電雙相觸電觸電后果更為嚴(yán)重通過人體的電流：2.接觸正常不帶電的金屬體當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其外殼帶電。當(dāng)人觸及帶電設(shè)備的外殼時，相當(dāng)于單相觸電。大多數(shù)觸電事故屬于這一種。

這時人體處于線電壓下，Ib3.跨步電壓觸電U電位分布接地點(diǎn)20m0.8m跨步電壓在高壓輸電線斷線落地時，有強(qiáng)大的電流流入大地，在接地點(diǎn)周圍產(chǎn)生電壓降。如圖所示。當(dāng)人體接近接地點(diǎn)時，兩腳之間承受跨步電壓而觸電?？绮诫妷旱拇笮∨c人和接地點(diǎn)距離，兩腳之間的跨距，接地電流大小等因素有關(guān)。雙腳跨步一般在20m之外，跨步電壓就降為零。如果誤入接地點(diǎn)附近，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳出危險區(qū)。7.3.4接地和接零為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設(shè)備采取接地措施。按接地目的的不同，主要分為工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零。1.工作接地R0即將中性點(diǎn)接地。目的：1）降低觸電電壓2）迅速切斷故障在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，保護(hù)裝置迅速動作，斷開故障點(diǎn)。3）降低電氣設(shè)備對地的絕緣水平2.保護(hù)接地R'C'IbIe當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：由于外殼帶電,當(dāng)人觸及外殼,接地電流Ie

將經(jīng)過人體入地后,再經(jīng)其它兩相對地絕緣電阻R

及分布電容C

回到電源。當(dāng)R

值較低、C

較大時，Ib

將達(dá)到或超過危險值。對地絕緣電阻分布電容電氣設(shè)備外殼未裝保護(hù)接地時:電氣設(shè)備外殼有保護(hù)接地時通過人體的電流：

Rb與Ro并聯(lián)，且

Rb

?Ro

通過人體的電流可減小到安全值以內(nèi)。R'C'R0IbIeI0利用接地裝置的分流作用來減少通過人體的電流。保護(hù)接地：將電氣設(shè)備的金屬外殼(正常情況下是不帶電的)接地。用于中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)2.保護(hù)接零（用于380V/220V三相四線制系統(tǒng)）將電氣設(shè)備的外殼可靠地接到零線上。當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞造成一相碰殼，該相電源短路，其短路電流使保護(hù)設(shè)備動作，將故障設(shè)備從電源切除，防止人身觸電。CABR0N(a)把電源碰殼，變成單相短路，使保護(hù)設(shè)備能迅速可靠地動作，切斷電源。保護(hù)接地和保護(hù)接零同時使用時當(dāng)A相絕緣損壞碰殼時，接地電流式中：R0：保護(hù)接地電阻4

R0：工作接地電阻4注：中性點(diǎn)接地系統(tǒng)

1.不允許采用保護(hù)接地，只能采用保護(hù)接零；

2.不準(zhǔn)保護(hù)接地和保護(hù)接零同時使用。此電流不足以使大容量的保護(hù)裝置動作，而使設(shè)備外殼長期帶電，其對地電壓為110V。CABR'0N(b)R0Ie漏電開關(guān)漏電開關(guān)又稱觸電保安器、漏電保護(hù)器、漏電斷路器等，是一種在負(fù)載端相線與地線之間發(fā)生漏電或由于人體接觸相線而發(fā)生單相觸電事故時，能自動在瞬間斷開電路，從而對電器設(shè)備及人身安全起到保護(hù)作用的電器。根據(jù)其脫扣方式分電子脫扣及電磁脫扣兩種，前者適用于漏電動作電流小的場合，后者適用于漏電動作電流大的場合。ZCTTSAILIN工作原理正常運(yùn)行時，穿過互感器鐵心窗孔中的兩條導(dǎo)線通過的電流IL與IN大小相等方向相反，互感器鐵心中合成磁通為零，互感器的二次繞組中沒有感應(yīng)電勢輸出，電子漏電脫扣器T不動作,開關(guān)保持接通狀態(tài)?；ジ衅鱖CTTSAILINILC工作原理當(dāng)發(fā)生用電器絕緣損壞或人體觸電時，在負(fù)載的相線與地之間就產(chǎn)生漏電流，當(dāng)發(fā)生用電器絕緣損壞或人體