電工原理第10章工業(yè)供電與用電安全課件

1、電工原理第十章工業(yè)供電與用電安全10.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率10.3電力系統(tǒng)的接線方式10.4安全用電10.1電力系統(tǒng)的基本概念2022/7/282第10章工業(yè)供電與用電安全發(fā)電機組發(fā)出的電壓一般為 6 10 KV。 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。10.1電力系統(tǒng)的基本概念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35K

2、V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)電機組發(fā)出的 610KV 電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?35500KV 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)?610KV 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。2022/7/28610.2電力系統(tǒng)的基本概念電力網(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。

3、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(shè)備等連成一個環(huán)形整體。 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，負責幾十個用戶的供

4、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)。10.3電力系統(tǒng)的接線方式 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10.4.1 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

5、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。10.4安全用電1. 人體電阻 人體電阻因人而異，通常為 104 105 ，當角質(zhì)外層破壞時，則降到8001000。2. 電流強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.

6、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 36 V以下的電壓定為安全電壓。工廠進行設(shè)備檢修使用的手燈及機床照明都采用安全電壓。10.4.2 觸電方式1. 接觸正常帶電體 (1) 電源中性點接地的單相觸電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

7、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?。?，甚至有一相接地，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重通過人體的電流：2. 接觸正常不帶電的金屬體 當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其外殼帶電。當人觸及帶電設(shè)備的外殼時，相當于單相觸電。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20m0.8m跨步電壓 在高壓輸電線斷線落地時，有強大的電流流入大地，在接地點周圍產(chǎn)生電壓降。如圖所示。 當人體接近接地點時，兩腳之間承受跨步電壓而觸電。跨

8、步電壓的大小與人和接地點距離，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。如果誤入接地點附近，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳出危險區(qū)。10.4.3 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、保護接地和保護接零。1. 工作接地R0即將中性點接地。目的：(1) 降低觸電電壓(2) 迅速切斷故障 在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，保護裝置迅速動作，斷開故障點。(3) 降低電氣設(shè)備對地的絕緣水平2. 保護接地RCIbIe 當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：由于外殼帶電 , 當人觸及外殼,接地電流

9、 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R 值較低、C 較大時，Ib 將達到或超過危險值。對地絕緣電阻分布電容電氣設(shè)備外殼未裝保護接地時:電氣設(shè)備外殼有保護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)。RCR0IbIeI0 利用接地裝置的分流作用來減少通過人體的電流。 保護接地：將電氣設(shè)備的金屬外殼(正常情況下是不帶電的)接地。 用于中性點不接地的低壓系統(tǒng) 保護接零（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，其短路電流使保護設(shè)備動作，將故障設(shè)備從電源切除，防止人身觸電。CABRoN(a) 把電源碰殼，變成單相短路，使保護設(shè)備能迅速可靠地動作，切斷電源。保護接地和保護接零同時使用時當