工業(yè)企業(yè)供電與用電安全技術(shù)

第六章工業(yè)企業(yè)供電與用電平安技術(shù)第一節(jié)供電系統(tǒng)概述第二節(jié)企業(yè)節(jié)約電能概述第三節(jié)平安用電.第一節(jié)供電系統(tǒng)概述發(fā)電廠按照所利用的能源種類分為水力、風(fēng)力、火力、核子能、太陽能、沼氣等幾種。主要還是水力發(fā)電廠和火力發(fā)電廠。近年來賀電廠開展也很快。大中型發(fā)電廠大多建在產(chǎn)煤地區(qū)或水力資源豐富的地區(qū)，距離用電地區(qū)往往是幾百至上千公里，為了減少輸電線路上的損耗，電能從發(fā)電廠升到高壓，然后再降壓分配給各用電戶。目前我國的電壓等級有10、35、220、330、500kV等幾個等級，送電距離越遠(yuǎn)，輸電的電壓越高。.電力系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)

(1)電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)是同時進(jìn)行的。

(2)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和用電設(shè)備等的投入和撤除都是在一瞬間完成的，所以，系統(tǒng)的暫態(tài)過程非常短暫。

.一、供電系統(tǒng)的組成低壓母線MCM35~110kVQ1Q2Q3電網(wǎng)進(jìn)線高壓母線高壓干線低壓干線配電室低壓用電設(shè)備供電系統(tǒng)：包括一次電路〔主回路〕和二次電路〔輔助性線路〕，主回路用來傳輸、分配和控制電能，包括有電力降壓變壓器，各種開關(guān)電器、母線和輸電線。二次回路用來測量和監(jiān)測用電情況，以保護(hù)和控制主回路的電器。圖中的Q為不同電壓等級的隔離開關(guān)，干線上還有各種負(fù)荷開關(guān)、自動開關(guān)等。中小型用電單位，進(jìn)線一般6～10kV，為了供電的可靠性，使用兩個不同的高一級的變電所供電.〔1〕一級負(fù)荷。一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡并在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的用電負(fù)荷。〔2〕二級負(fù)荷。二級負(fù)荷為中斷供電將造成主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品被廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，需較長時間才能恢復(fù)從而在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的負(fù)荷?！?〕三級負(fù)荷。不屬于一級和二級負(fù)荷的一般負(fù)荷，即為三級負(fù)荷。在上述三類負(fù)荷中，一級負(fù)荷一般應(yīng)采用兩個獨(dú)立電源供電，其中，一個系統(tǒng)為備用電源。電負(fù)荷分為三級：

.二、企業(yè)變配電所及一次系統(tǒng)變電所的任務(wù)室接受電能、變換電壓；配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，區(qū)別是有無變壓器。1kV以下是低壓，1kV以上是高壓。從電網(wǎng)進(jìn)線到低壓配電所的供電主結(jié)線路稱為一次系統(tǒng)。1.單回路供電方式只有一路電源進(jìn)線，一個降壓變壓器和一段低壓母線，適用于具有二、三類性質(zhì)的中小型供電系統(tǒng)2.雙回路供電方式具有兩路電源進(jìn)線，至少有兩臺變壓器，可進(jìn)行橋式接線，適用于大型企業(yè)供電系統(tǒng).三、低壓配電系統(tǒng)6～10kV380/220V380/220V6～10kV低壓放射式低壓樹干式1.放射式配電線路特點(diǎn)：發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性高，但導(dǎo)線消耗量大，開關(guān)控制設(shè)備較多，投資高。適用于對供電可靠性要求高的場合特點(diǎn)：開關(guān)設(shè)備少，導(dǎo)線的消耗量也較少，系統(tǒng)的靈活性好，但干線上發(fā)生故障時，影響范圍大，供電可靠性較低，適用于供電容量小而負(fù)載分布較均勻的場合2.樹干式配電線路.第二節(jié)企業(yè)節(jié)約電能概述節(jié)約電能的具體措施一、方案用電根據(jù)保證重點(diǎn)、擇優(yōu)供給、統(tǒng)籌兼顧的原那么來編制電力分配方案二、發(fā)揮用電設(shè)備的效能電動機(jī)、變壓器、電焊機(jī)在接近額定負(fù)載時一妞行效率最高，輕載時效率較低。為此應(yīng)正確選用它們的功率三、提高線路和用電設(shè)備的功率因數(shù).四、降低線路損失可用提高功率因數(shù)、合理選擇導(dǎo)線截面積，適當(dāng)縮短大電流負(fù)載的連線，保持連接點(diǎn)的緊接，安排三相負(fù)載接近對稱五、技術(shù)革新如電力變壓器，原采用熱軋硅鋼片鐵心，空載損耗6.5kW，改用冷扎硅鋼片鐵心后降低為2.5kW。大量應(yīng)用采用節(jié)能燈等六、加強(qiáng)用電管理，強(qiáng)化節(jié)約用電意識.第三節(jié)平安用電一、電流對人體的傷害觸電：當(dāng)人體觸及帶電體承受過高的電壓而導(dǎo)致死亡或局部受傷的現(xiàn)象。觸電依傷害程度不同可分為電擊和電傷兩種電擊：指電流觸及人體而使內(nèi)部器官受到損害，它是最危險(xiǎn)的觸電事故。當(dāng)電流通過人體時，輕者使人體肌肉痙攣，產(chǎn)生麻電感覺，重者會造成呼吸困難，心臟麻痹，甚至導(dǎo)致死亡。電擊多發(fā)生在對地電壓為220V的低壓線路或帶電設(shè)備上，因?yàn)檫@些帶電體是人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪幸捉佑|到的。.電傷：由于電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)以及在電流的作用下使熔化或蒸發(fā)的金屬微粒等侵入人體皮膚，使皮膚局部發(fā)紅、起泡、燒焦或組織破壞，嚴(yán)重時也可危及人命。電傷多發(fā)生在1000V及1000V以上的高壓帶電體上，我們把人體觸電后最大的擺脫電流，稱為平安電流。我國規(guī)定平安電流為30mA·s，即觸電時間在1s內(nèi)，通過人體的最大允許電流為30mA。人體觸電時，如果接觸電壓在36V以下，通過人體的電流就不致超過30mA，故平安電壓通常規(guī)定為36V，但在潮濕地面和能導(dǎo)電的廠房，平安電壓那么規(guī)定為24V或12V。.二、可能的觸電方式1.單相觸電在人體與大地之間互不絕緣情況下，人體的某一部位觸及到三相電源線中的任意一根導(dǎo)線，電流從帶電導(dǎo)線經(jīng)過人體流入大地而造成的觸電傷害。單相觸電又可分為中性線接地和中性線不接地兩種情況。

(a)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電；(b)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電.2.兩相觸電兩相觸電，也叫相間觸電，這是指在人體與大地絕緣的情況下，同時接觸到兩根不同的相線，或者人體同時觸及到電氣設(shè)備的兩個不同相的帶電部位時，電流由一根相線經(jīng)過人體到另一根相線，形成閉合回路，如圖所示。兩相觸電比單相觸電更危險(xiǎn)，因?yàn)榇藭r加在人體上的是線電壓兩相觸電示意圖.3.跨步電壓觸電當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞或線路的一相斷線落地時，落地點(diǎn)的電位就是導(dǎo)線的電位，電流就會從落地點(diǎn)〔或絕緣損害處〕流入地中。離落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，電位越低。根據(jù)實(shí)際測量，在離導(dǎo)線落地點(diǎn)20m以外的地方，由于入地電流非常小，地面的電位近似等于零。如果有人走近導(dǎo)線落地點(diǎn)附近，由于人的兩腳電位不同，那么在兩腳之間出現(xiàn)電位差，這個電位差叫作跨步電壓。離電流入地點(diǎn)越近，那么跨步電壓越大；離電流入地點(diǎn)越遠(yuǎn)，那么跨步電壓越小;在20m以外，跨步電壓很小，可以看作為零?？绮诫妷河|電情況，如圖所示。當(dāng)發(fā)現(xiàn)跨步電壓威脅時應(yīng)趕快把雙腳并在一起，或趕快用一條腿跳著離開危險(xiǎn)區(qū)，否那么，因觸電時間長，也會導(dǎo)致觸電死亡。.跨步電壓觸電示意圖

.4.接觸電壓觸電導(dǎo)線接地后，不但會產(chǎn)生跨步電壓觸電，還會產(chǎn)生另一種形式的觸電，即接觸電壓觸電，如下圖。由于接地裝置布置不合理，接地設(shè)備發(fā)生碰殼時造成電位分布不均勻而形成一個電位分布區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)，人體與帶電設(shè)備外殼相接觸時，便會發(fā)生接觸電壓觸電。接觸電壓等于相電壓減去人體站立地面點(diǎn)的電壓。人體站立離接地點(diǎn)越近，那么接觸電壓越小,反之就越大。當(dāng)站立點(diǎn)距離接地點(diǎn)20m以外時，地面電壓趨近于零，接觸電壓為最大，約為電氣設(shè)備的對地電壓，即220V。觸電事故雖然總是突然發(fā)生的，但觸電者一般不會立即死亡，往往是“假死〞，現(xiàn)場人員應(yīng)該當(dāng)機(jī)立斷，迅速使觸電者脫離電源，立即運(yùn)用正確的救護(hù)方法加以搶救。.接觸電壓觸電示意圖.三、接地和接零電氣設(shè)備在使用中，假設(shè)設(shè)備絕緣損壞或擊穿而造成外殼帶電，人體觸及外殼時有觸電的可能。為此，電氣設(shè)備必須與大地進(jìn)行可靠的電氣連接，即接地保護(hù)，使人體免受觸電的危害。接地可分為工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零。工作接地是指電氣設(shè)備〔如變壓器中性點(diǎn)〕為保證其正常工作而進(jìn)行的接地；保護(hù)接地是指為保證人身平安，防止人體接觸設(shè)備外露局部而觸電的一種接地形式。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，設(shè)備外露局部〔金屬外殼或金屬構(gòu)架〕，必須與大地進(jìn)行可靠電氣連接，即保護(hù)接地。接地裝置由接地體和接地線組成，埋入地下直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，連接接地體和電氣設(shè)備接地螺栓的金屬導(dǎo)體稱為接地線。接地體的對地電阻和接地線電阻的總和，稱為接地裝置的接地電阻。.保護(hù)接地的原理在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，設(shè)備外殼不接地且意外帶電，外殼與大地間存在電壓，人體觸及外殼，人體將有電容電流流過，如圖〔a〕所示。如果將外殼接地，人體與接地體相當(dāng)于電阻并聯(lián)，流過每一通路的電流值將與其電阻的大小成反比。人體電阻通常為600～1000Ω，接地電阻通常小于4Ω，流過人體的電流很小，這樣就完全能保證人體的平安，如圖〔b〕所示。.保護(hù)接地適用于中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)。在不接地電網(wǎng)中，由于單相對地電流較小，利用保護(hù)接地可使人體防止發(fā)生觸電事故。但在中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中，由于單相對地電流較大，保護(hù)接地就不能完全防止人體觸電的危險(xiǎn)，而要采用保護(hù)接零保護(hù)接零的概念及原理

保護(hù)接零是指在電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，將設(shè)備需要接地的外露局部與電源中性線直接連接，相當(dāng)于設(shè)備外露局部與大地進(jìn)行了電氣連接。當(dāng)設(shè)備正常工作時，外露局部不帶電，人體觸及外殼相當(dāng)于觸及零線，無危險(xiǎn)，如下圖。采用保護(hù)接零時，應(yīng)注意不宜將保護(hù)接地和保護(hù)接零混用，而且中性點(diǎn)工作接地必須可靠。.在電源中性線做了工作接地的系統(tǒng)中，為確保保護(hù)接零的可靠，還需相隔一定距離將中性線或接地線重新接地，稱為重復(fù)接地。保護(hù)接零原理圖.從圖〔a〕可以看出，一旦中性線斷線，設(shè)備外露局部帶電，人體觸及同樣會有觸電的可能。而在重復(fù)接地的系統(tǒng)中，如圖〔b〕所示，即使出現(xiàn)中性線斷線，但外露局部因重復(fù)接地而使其對地電壓大大下降，對人體的危害也大大下降。不過應(yīng)盡量防止中性線或接地線出現(xiàn)斷線的現(xiàn)象。重復(fù)接地作用

.3.漏電保護(hù)漏電保護(hù)為近年來推廣采用的一種新的防止觸電的保護(hù)裝置。在電氣設(shè)備中發(fā)生漏電或接地故障而人體尚末觸及時，漏電保護(hù)裝置已切斷電源；或者