電力系統(tǒng)及電氣安全基礎(chǔ)知識

1、電力系統(tǒng)及電氣安全基礎(chǔ)知識第1頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四電氣安全技術(shù)高壓配電設(shè)備及過壓保護(hù)電力系統(tǒng)基本知識提綱第2頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四3電力系統(tǒng)基本知識 電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)的構(gòu)成1 電力負(fù)荷和供電質(zhì)量2 電力系統(tǒng)接地3第3頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四1、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)的構(gòu)成電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個(gè)整體。電力系統(tǒng)示意圖如下：第4頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四1、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)的構(gòu)成從發(fā)電廠到用戶的發(fā)、輸、配電過程第5頁，共32頁，2022年

2、，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四2、電力負(fù)荷和供電質(zhì)量電力負(fù)荷：指用電設(shè)備或用電單位所消耗的功耗（KW）、容量（KVA）或電流（A）。 我國將電力負(fù)荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度劃分為三級。 一級負(fù)荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時(shí)間恢復(fù)等；中斷供電將有重大政治、經(jīng)濟(jì)影響的用電單位的正常工作的負(fù)荷者。第6頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四2、電力負(fù)荷和供電質(zhì)量 二級負(fù)荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損

3、失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負(fù)荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。 三級負(fù)荷為不屬于一級和二級負(fù)荷者。對一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報(bào)廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬三級負(fù)荷。第7頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四2、電力負(fù)荷和供電質(zhì)量 電能的質(zhì)量指標(biāo)電壓 電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度、電壓波動(dòng)與閃變和電壓波形來衡量。電壓偏差 電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百

4、分?jǐn)?shù)表示，即式中，V%為電壓偏差百分?jǐn)?shù)，U為實(shí)際電壓，UN為額定電壓。第8頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四2、電力負(fù)荷和供電質(zhì)量 電能的質(zhì)量指標(biāo)電壓波動(dòng)和閃變 電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1%的即為電壓急劇變化。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示，即U=Umax-UminU%=式中，U為電壓波動(dòng)；U%為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；Umax、Umin為電壓波動(dòng)的最大值和最小值（kV）；UN為額定電壓（kV）。 第9頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四 電能的質(zhì)量指標(biāo)波形波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。頻率:頻率的

5、質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。供電的可靠性:供電可靠性是以對用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來衡量。它常用供電可靠率表示，即實(shí)際供電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間的比值的百分?jǐn)?shù)表示。2、電力負(fù)荷和供電質(zhì)量第10頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四3、電力系統(tǒng)接地工作接地配電變壓器或低壓發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通過接地裝置與大地相連。工作接地分為直接接地和非直接接地。中性點(diǎn)直接接地電力系統(tǒng)中至少有一個(gè)中性點(diǎn)直接或經(jīng)小阻抗與接地裝置相 連。非接地相對地電壓升為相電壓，單相接地即單相短路，保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘。中性點(diǎn)非直接接地指電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈、電壓互感器、高電阻與接地裝置相連接。第11頁，共32頁，20

6、22年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四12高壓配電設(shè)備及過壓保護(hù) 電力變壓器1 高壓電器2 過壓保護(hù)3第12頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四1、電力變壓器 變壓器是配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。 變壓器型號文字符號：T圖形符號（雙繞組變壓器）： 變壓器的分類按絕緣介質(zhì)分：油浸式；干式。按調(diào)壓方式分：有載調(diào)壓；無載調(diào)壓。 按相數(shù)分：單相；三相。按導(dǎo)線分：銅芯；鋁芯。按冷卻方式分：自冷；風(fēng)冷；強(qiáng)冷。第13頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四基本工作原理變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組

7、。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢。K為變比 u1一次繞組電壓， u2二次繞組電壓，E1一次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢， E2二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢， N1二次繞組線圈匝數(shù)，N2二次繞組線圈匝數(shù)。結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。1、電力變壓器第14頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四2、高壓電器高壓斷路器作用：正常工作時(shí)斷開和接通負(fù)荷電流；短路時(shí)斷開短路電流。圖形符號： 文字符號：QF高壓隔離開關(guān) 作用：隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。文字符號：QS 圖形符號：第15頁，共32頁，20

8、22年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四高壓負(fù)荷開關(guān)作用：通斷負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。 文字符號：QL圖形符號：高壓熔斷器作用：對電路及其設(shè)備進(jìn)行短路和過負(fù)荷保護(hù)。文字符號：FU圖形符號：2、高壓電器第16頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四3、過壓保護(hù)過電壓的種類內(nèi)部過電壓分為操作、弧光接地和諧振過電壓，對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。雷電過電壓（亦稱外部過電壓或大氣過電壓）雷擊或雷電感應(yīng)引起的過電壓，可能毀壞電氣設(shè)備和線路的絕緣，燒斷線路，造成大面積長時(shí)間停電。雷電的形成 雷電過電壓的種類(1)直擊雷過電壓 (2)感應(yīng)雷過電壓(3)雷電侵入波第17頁，共32頁，

9、2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四防雷器工作原理：利用氧化鋅電阻片或金剛砂閥片的非線性電阻特性。正常工作電壓下，處于高阻狀態(tài)，通過電流很小。過壓狀態(tài)下，避雷器被擊穿，迅速將雷電流泄入地中。1、上接線端 2、火花間隙 3、云母片墊圈 4、瓷套管 5、閥片 6、下接線端3、過壓保護(hù)第18頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四19電氣安全技術(shù) 電擊1人體觸電形式2觸電急救43防止人身觸電措施第19頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四1、電擊電擊 當(dāng)人體觸及帶電導(dǎo)線、漏電設(shè)備的金屬外殼和其他帶電體，或離高壓電距離太近，以及遭遇雷擊或電容器放電等，都可

10、能導(dǎo)致電擊。(1)電流流過人體的時(shí)間較長，可引起呼吸肌抽縮，造成缺氧而使心臟停搏。(2)較大的電流流過呼吸中樞時(shí)，會(huì)使呼吸肌長時(shí)間麻痹或嚴(yán)重痙攣，從而造成缺氧性心臟停搏。(3)在低壓觸電時(shí)，會(huì)引起心室纖維顫動(dòng)或嚴(yán)重心律失常，使心臟停止有節(jié)律的泵血活動(dòng)，導(dǎo)致大腦缺氧而死亡。第20頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四電傷 電傷是指觸電時(shí)電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)以及電刺激引起的生物效應(yīng)對人體造成的傷害。電傷多見于肌體外部，而且往往在肌體上留下難以愈合的傷痕。常見的電傷有： （1）電弧燒傷 （2）電烙印 （3）皮膚金屬化1、電擊第21頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12

11、分，星期四2、人體觸電形式人與帶電導(dǎo)體直接接觸觸電單相觸電：人體直接接觸到電氣設(shè)備或電力線路中的一相帶電導(dǎo)體，或者與高壓系統(tǒng)中一相帶電導(dǎo)體的距離小于該電壓的放電距離，造成其對人體放電，這時(shí)電流將通過人體流入大地。兩相觸電：人體同時(shí)接觸到電氣設(shè)備或電力線路中的兩相帶電導(dǎo)體，或者在高壓系統(tǒng)中，人體同時(shí)過分靠近兩相導(dǎo)體而發(fā)生電弧放電，則電流將從一相導(dǎo)體通過人體流入另一相導(dǎo)體。第22頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四L1L2L3N單相觸電示意圖（a）中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的觸電2、人體觸電形式第23頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四L1L2L3單相觸電示意圖（b

12、）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的觸電2、人體觸電形式第24頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四L3L2L1兩相觸電示意圖2、人體觸電形式第25頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四 跨步電壓觸電 當(dāng)電氣設(shè)備或線路發(fā)生接地故障時(shí)，接地電流通過接地體向大地四周流散，這時(shí)在地面上形成分布電位，要20米以外大地電位才等于零。人假如在接地點(diǎn)周圍20米以內(nèi)行走，其兩腳之間就有電位差，這就是跨步電壓。由跨步電壓引起的人體觸電，稱為跨步電壓觸電。 跨步電壓的大小取決于人體離接地點(diǎn)的距離和人體兩腳之間的距離。2、人體觸電形式第26頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，

13、星期四L3L2L1跨步電壓20米跨步電壓觸電示意圖U2、人體觸電形式第27頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四 接觸電壓觸電 電氣設(shè)備的金屬外殼由于設(shè)備使用時(shí)間太長，內(nèi)部絕緣老化，造成擊穿；或由于安裝不良，造成設(shè)備的帶電部分碰殼；或其他原因會(huì)使電氣設(shè)備的金屬外殼帶電。人若碰到帶電外殼，就要觸電，這就是接觸電壓觸電。 接觸電壓是指人站在帶電金屬外殼旁，人手觸及外殼時(shí)，其手、腳之間承受的電位差。2、人體觸電形式第28頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四3、防止人身觸電措施 保護(hù)接地 定義：將電氣設(shè)備的金屬外殼通過接地裝置與大地相連接稱為保護(hù)接地。 原理：

14、采用保護(hù)接地后，人觸及帶電外殼時(shí)，由于人體電阻與接地裝置電阻并聯(lián)，人的電阻有10002000，而保護(hù)電阻小于4 ，因此大部分電流通過保護(hù)接地裝置走了，僅一小部分電流通過人體，大大減輕了人身觸電危險(xiǎn)。 安全電壓 電業(yè)安全工作規(guī)程中規(guī)定：電氣設(shè)備對地電壓在250V以上者稱為高壓，電氣設(shè)備對地電壓在250V及以下者稱為低壓。我國規(guī)定的安全電壓是指36V、24V、12V。安全電壓是低壓，但低壓不一定是安全電壓。第29頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四3、防止人身觸電措施觸電保安器工作接地第30頁，共32頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)12分，星期四4、觸電急救 解脫電源 迅速設(shè)法切斷電源；用干燥的木棒、木板、繩索等不導(dǎo)電的東西設(shè)法解脫觸電者；救護(hù)人員也可站在絕緣墊