第12章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電

第12章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電第12章工業(yè)企業(yè)供電及安全用電12.1電力系統(tǒng)12.2工業(yè)企業(yè)配電12.3安全用電第12章工業(yè)企業(yè)供電及安全用電本章要求：1.了解工業(yè)企業(yè)供配電的基本知識;2.了解安全用電的基本常識。發(fā)電機組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。12.1電力系統(tǒng)12.1.1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)?~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。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)電機變壓器、輸電線、配電和用電設(shè)備等連成一個環(huán)形整體。直流輸電我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。市區(qū)一般輸電電壓為10kV左右，通常需要設(shè)置降壓變電所，經(jīng)配電變壓器將電壓降為380/220V，再引出若干條供電線到各用電點的配電箱上，配電箱將電能分配給各用電設(shè)備。直流輸電結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)電升壓直流輸電降壓配電整流逆變直流輸電能耗小，無線電干擾小，輸電線路造價較低，但逆變和整流部分較復(fù)雜。輸電線路一例輸電線路一例工廠變電所變電所廠用電輸電線電纜Y0YYYY10.5kV380/220VYYY輸電線變電所變電所380/220VY0Y220kV35kV10kVYY12.2工業(yè)企業(yè)配電12.2.1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)。12.2工業(yè)企業(yè)配電12.2.1低壓配電線路的結(jié)構(gòu)從車間變電所或配電箱到用電設(shè)備線路屬于低壓配電線路。其聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種。低壓供電系統(tǒng)的兩種接線方式(1)放射式供電線路

特點:

供電可靠性高，便于操作和維護。但配電導(dǎo)線用量大，投資高。適用場合：

負(fù)載點比較分散，而每個點的用電量又較大，變電所又居于各負(fù)載點的中央。變電所配電箱放射式配電線路12.2工業(yè)企業(yè)配電樹干式配電線路配電箱變電所適用場合:負(fù)載比較集中，各負(fù)載點位于變電所或配電箱的同一側(cè)時,如圖(a)所示。負(fù)載比較均勻地分布在一條線上,如圖(b)所示。(2)樹干式供電線路

特點:供電可靠性差。但配電導(dǎo)線用量小，投資費用低，接線靈活性大。實驗樓總配電箱……X房間配電箱X房間配電箱分支線分支線分支線某校實驗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#實驗區(qū)配電柜2層配電箱11層配電箱1層配電箱1#主配電柜10kV去報告廳實驗樓配電變壓器配電柜12.3安全用電12.3.1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行放電處理導(dǎo)致觸電。(5)違章救護他人觸電，造成救護者一起觸電。2)施工不規(guī)范(1)誤將電源保護接地與零線相接，且插座火線、零線位置接反使機殼帶電。(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)備進行接地保護處理。3)產(chǎn)品質(zhì)量不合格(1)電氣設(shè)備缺少保護設(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；雨水進入家用電器使機殼漏電等偶然事件均會造成觸電事故。12.3.2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。電擊所引起的傷害程度與下列因素有關(guān)：(1)人體電阻的大小(2)電流通過時間長短(3)電流的大小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.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。工廠進行設(shè)備檢修使用的手燈及機床照明都采用安全電壓?！?3-1觸電一、電流對人體的危害觸電分為電傷和電擊。人體內(nèi)部電阻，最小800~1000安全電壓為：干燥場所：36V不同場合的安全電壓值潮濕的場所：24V密閉潮濕的容器中：12V12.3.3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。R0(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

較小)，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(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(dāng)人體接近接地點時，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)。12.3.4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、保護接地和保護接零。1.工作接地即將中性點接地。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R02.保護接地當(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

將達到或超過危險值。電氣設(shè)備外殼未裝保護接地時R'C'IbIe對地絕緣電阻分布電容R'C'對地絕緣電阻保護接地：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)分布電容R0IbIeI0R'C'對地絕緣電阻電氣設(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)。利用接地裝置的分流作用來減少通過人體的電流。分布電容R0IbIeI0接地電阻：R04(a)R0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(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞造成一相碰殼，該相電源短路，其短路電流使保護設(shè)備動作，將故障設(shè)備從電源切除，防止人身觸電。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(dāng)A相絕緣損壞碰殼時，接地電流式中:R0:保護接地電阻4

R0:工作接地電阻4注:中性點接地系統(tǒng)

(1)不允許采用保護接地，只能采用保護接零；(2)不準(zhǔn)保護接地和保護接零同時使用。此電流不足以使大容量的保護裝置動作，而使設(shè)備外殼長期帶電,其對地電壓為110V。IeR0R0(b)工作零線與保護零線N(工作零線)L(相線)PE(保護零線)~220V×(a)(b)(c)NNNLLLEEE為了確保設(shè)備外殼對地電