三相異步電動機(jī)原理課件

1、5.7 建筑防雷與安全用電發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為 6 10 KV。建筑供配電系統(tǒng)回顧一、電力系統(tǒng)概述 電力是現(xiàn)代工業(yè)的主要?jiǎng)恿?，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、變電、輸電、配電系統(tǒng)和用戶組成。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

2、 610KV 電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?35500KV 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(gè)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以下的電壓稱為安全電壓。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

3、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(gè)環(huán)形整體。二、配電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(gè)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(gè)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、

4、支線向片、區(qū)供電。整個(gè)供電線路形成一個(gè)分級的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2、建筑供配電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(bào)告廳實(shí)驗(yàn)樓配電變壓器配電柜三、 安全用電人體對電流的反映：810mA 手?jǐn)[脫電極已感到困難，有劇痛感（手指關(guān)

5、節(jié)）。2025mA 手迅速麻痹，不能自動擺脫電極，呼吸困難。5080mA 呼吸困難，心房開始震顫。90100mA 呼吸麻痹，三秒鐘后心臟開始麻痹、停止跳動。工頻 50 60Hz 對人體危害最大。人體電阻大約 10 100K。觸電后電阻呈下降趨勢。1k1、 電流對人體的作用人體安全電流為7mA 以下，安全電壓為36V 以下。1)安全電流 安全電流，也就是人體觸電后最大的擺脫電流。安全電流值，各國規(guī)定并不完全一致。我國規(guī)定為30mA（50Hz交流），按觸電時(shí)間不超過1s（即1000ms），因此安全電流值為30mAs。通過人體電流不超過30mAs時(shí)，對人機(jī)體不會有損傷，不會引起心室纖維性顫動和器質(zhì)損

6、傷。如果通過人體電流達(dá)到50mAs，對人就有致命危險(xiǎn)，而達(dá)到100mAs時(shí)，一般會致人死亡。100mAs，即為“致命電流”。2)安全電壓與人體電阻 安全電壓，就是不致使人直接致死或致殘的電壓，我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全電壓等級見安全電壓（GB 380583）。 從電氣安全的角度來說，安全電壓與人體電阻有關(guān)。人體電阻由體內(nèi)電阻和皮膚電阻兩部分組成。體內(nèi)電阻約為500，與接觸電壓無關(guān)。皮膚電阻隨皮膚表面的干濕潔污狀態(tài)及接觸電壓而變。從人身安全的角度考慮，人體電阻一般取下限值1700（平均值為2000）。由于安全電流取30mA，因此人體允許持續(xù)接觸的安全電壓為： Usaf=30mA170050V 50V

7、（50Hz交流有效值）稱為一般正常環(huán)境條件允許持續(xù)接觸的“安全特低電壓”。2. 常見觸電方式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 Rr: 人體電阻 1000 這時(shí)人體處于相電壓下，危險(xiǎn)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Ir 人體接觸某一相時(shí)，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(shí)人體中就有電流通過。(3) 雙相觸電雙相觸電

8、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(shí)，相當(dāng)于單相觸電。大多數(shù)觸電事故屬于這一種。 這時(shí)人體處于線電壓下，Ir3) 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(shí)，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(shí)，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(xiǎn)區(qū)。圖5-1 接地電流分布曲線及接觸電壓

9、、跨步電壓3、安全用電的基本要求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)備對地的絕緣水平接地和接零2） 保護(hù)接地RCIbIe 當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時(shí)：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(shí)，Ib 將達(dá)到或超過危險(xiǎn)值。對地絕緣電阻分

10、布電容電氣設(shè)備外殼未裝保護(hù)接地時(shí)的情況:電氣設(shè)備外殼有保護(hù)接地時(shí)通過人體的電流： Rr與Ro并聯(lián)，且 Rr 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(hù)接地后：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) 3）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。CABRoN(a) 當(dāng)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

11、護(hù)接地和保護(hù)接零同時(shí)使用時(shí)當(dāng)A相絕緣損壞碰殼時(shí)，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(shí)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。CABR0N(b)R0Ie1)自然接地體的利用 在設(shè)計(jì)和裝設(shè)接地裝置時(shí)，首先應(yīng)充分利用自然接地體，以節(jié)約投資。如果實(shí)地測量所利用的自然接地體電阻已能滿足要求，而且這些自然接地體又滿足熱穩(wěn)定條件，可不必再裝設(shè)人工接地裝置。 可作為自然接地體的物件包括與大地有可靠連接的建筑物的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋、行車的鋼軌、埋地的

12、金屬管道及埋地敷設(shè)的不少于2根的電纜金屬外皮等。對于變配電所來說，可利用其建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為自然接地體。4 接地體的裝設(shè)2)人工接地體的裝設(shè) 人工接地體有垂直埋設(shè)和水平埋設(shè)兩種基本結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。人工接地體一般采用鋼管、圓鋼、角鋼或扁鋼等安裝和埋入地下，但不應(yīng)埋設(shè)在垃圾堆、爐渣和強(qiáng)烈腐蝕性土壤處。 最常用的垂直接地體為直徑50mm、長2.5m的鋼管，這是最為經(jīng)濟(jì)合理的。 圖5-2 人工接地體（a） 垂直埋設(shè)的棒形接地體；（b） 水平埋設(shè)的帶形接地體Back1、截?cái)嚯娫?，關(guān)上插座上的開關(guān)或拔除插頭。如果夠不著插座開關(guān)，就關(guān)上總開關(guān)。切勿試圖關(guān)上那件電器用具的開關(guān)，因?yàn)榭赡苷窃撻_關(guān)漏電

13、。5 觸電的救治發(fā)生觸電事故后應(yīng)按照如下程序施救：2、若無法關(guān)上開關(guān)，可站在絕緣物上，如一疊厚報(bào)紙、塑料布、木板之類，用掃帚或木椅等將傷者撥離電源，或用繩子、褲子或任何干布條繞過傷者腋下或腿部，把傷者拖離電源。切勿用手觸及傷者，也不要用潮濕的工具或金屬物質(zhì)把傷者撥開，也不要使用潮濕的物件拖動傷者。3、如果患者呼吸心跳停止，開始人工呼吸和胸外心臟按壓。切記不能給觸電的人注射強(qiáng)心針。若傷者昏迷，則將其身體放置成臥式。4、若傷者曾經(jīng)昏迷、身體遭燒傷，或感到不適，必須打電話叫救護(hù)車，或立即送傷者到醫(yī)院急救。5、高空出現(xiàn)觸電事故時(shí)，應(yīng)立即截?cái)嚯娫?，把傷人抬到附近平坦的地方，立即對傷人進(jìn)行急救。6、現(xiàn)場搶

14、救觸電者的原則：現(xiàn)場搶救觸電者的經(jīng)驗(yàn)原則是：迅速、就地、準(zhǔn)確、堅(jiān)持。迅速爭分奪秒時(shí)觸電者脫離電源；就地必須在現(xiàn)場附近就地?fù)尵?，病人有意識后在就近送醫(yī)院搶救。從觸電時(shí)算起，5分鐘以內(nèi)及時(shí)搶救，救生率90%左右。10分鐘以內(nèi)搶救，救生率6.15%希望甚微；準(zhǔn)確人工呼吸的動作必須準(zhǔn)確；堅(jiān)持只要有百萬分之一希望就要近百分之百努力搶救。圖：口對口（鼻）人工呼吸法 圖： 心臟擠壓法 若觸電人傷害得相當(dāng)嚴(yán)重， 心臟和呼吸都已停止， 人完全失去知覺， 則需同時(shí)采用口對口人工呼吸和人工胸外擠壓兩種方法。 如果現(xiàn)場僅有一個(gè)人搶救， 可交替使用這兩種方法， 先胸外擠壓心臟46次， 然后口對口呼吸23次， 再擠壓心臟

15、， 反復(fù)循環(huán)進(jìn)行操作。四、 建筑防雷 建筑物根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三級。(1) 一級防雷的建筑物 指具有特別重要用途的建筑物，如國家級會堂、辦公建筑、檔案館、大型博展建筑；特大型、大型鐵路旅館站；國際性的航空港、通信樞紐；國賓館、大型旅游建筑、國際港口客運(yùn)站等。另外，還包括國家級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物及高度超過100m的建筑物。1、 建筑物的防雷分級(2) 二級防雷的建筑物 指重要的人員密集的大型建筑物，如部、省級辦公樓；省級會堂、博展、體育、交通、通信、廣播等建筑以及大型商店、影劇院等。另外，還包括省級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物；19層以上

16、的住宅建筑和高度超過50m的其他民用建筑物；省級以上大型計(jì)算中心和裝有重要電子設(shè)備的建筑物等。(3) 三級防雷建筑物 指當(dāng)年計(jì)算雷擊次數(shù)大于0.05時(shí)，或通過調(diào)查確定需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑物邊緣高度超過20m的建筑物；高度為15m以上的煙囪、水塔等孤立的建筑物或構(gòu)筑物，在雷電活動較弱地區(qū)(年平均雷暴日不超過15天)其高度可為20m以上；歷史上雷害事故嚴(yán)重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物。(1) 直接雷擊 指雷電對電氣設(shè)備或建筑物直接放電，放電時(shí)雷電流可達(dá)幾萬甚至幾十萬安培。直擊雷一般采用由接閃器、引下線、接地裝置構(gòu)成的防雷裝置防雷。2. 雷電的危害方式及其防雷措施(2)

17、雷電感應(yīng) 指當(dāng)雷云出現(xiàn)在建筑物的上方時(shí)，由于靜電感應(yīng)，在屋頂?shù)慕饘偕戏e聚大量異號電荷，在雷云對其他地方放電后，屋頂上原來被約束的電荷對地形成感應(yīng)雷，其電壓可達(dá)幾十萬伏。雷電感應(yīng)的防止辦法是將感應(yīng)電荷的屋頂金屬通過引下線、接地裝置泄入大地。(3) 雷電波侵入 指由于線路、金屬管道等遭受直接雷擊或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的雷電波沿線路、金屬管道等侵入變電站或建筑物而造成危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種雷電侵入波占系統(tǒng)雷害事故的50以上。因此，對其防護(hù)問題，應(yīng)予相當(dāng)重視。一般在線路進(jìn)入建筑物處安裝避雷器進(jìn)行防護(hù)。(4) 雷擊電磁脈沖 指雷電直接擊在建筑物防雷裝置或建筑物附近所引起的效應(yīng)。它是一種干擾源，絕大多數(shù)是通過連接導(dǎo)體

18、的干擾，如雷電流或部分雷電流、被雷電擊中的裝置的電位升高以及電磁輻射干擾。防雷擊電磁脈沖措施有屏蔽、接地和等電位連接、設(shè)置電源保護(hù)器等。(5) 雷電“反擊” 雷擊直擊雷防護(hù)裝置時(shí)，雷電流經(jīng)接閃器，沿引下線流入接地裝置的過程中，由于各部分阻抗的作用，接閃器、引下線、接地裝置上將產(chǎn)生不同的較高對地電位，若被保護(hù)物與其間距不夠時(shí)，會發(fā)生直擊雷防護(hù)裝置對被保護(hù)物的放電現(xiàn)象，稱為“反擊”。 雷電“反擊”的防止措施有兩種：一是使被保護(hù)物與直擊雷防護(hù)裝置保持一定的安全距離；二是將被保護(hù)物與直擊雷防護(hù)裝置做等電位連接，使其之間不存在電位差。1）一級防雷建筑物的保護(hù)措施 （1） 防直擊雷的接閃器應(yīng)采用裝設(shè)在屋角

19、、屋脊、女兒墻或屋檐上的避雷帶，并在屋面上裝設(shè)不大于10m 10m 的網(wǎng)格。 （2） 為了防止雷電波的侵入，進(jìn)入建筑物的各種線路及金屬管道宜采用全線埋地引入，并在入戶端將電纜的金屬外皮、鋼管及金屬管道與接地裝置連接。 （3） 對于高層建筑，應(yīng)采取防側(cè)擊雷和等電位措施。3. 不同級別建筑物的防雷保護(hù)措施2）二級防雷建筑物的保護(hù)措施 （1） 防直擊雷宜采用裝設(shè)在屋角、屋脊、女兒墻或屋脊上的環(huán)狀避雷帶，并在屋面上裝設(shè)不大于15m15m的網(wǎng)格。 （2） 為了防止雷電波的侵入，對全長低壓線路采用埋地電纜或在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入，在入戶端將電纜金屬外皮、金屬線槽接地，并與防雷接地裝置相連。 （3） 其

20、他防雷措施與一級防雷措施相同。3）三級防雷建筑物的保護(hù)措施 （1） 防直擊雷宜在建筑物屋角、屋檐、女兒墻或屋脊上裝設(shè)避雷帶或避雷針，當(dāng)采用避雷帶保護(hù)時(shí)，應(yīng)在屋面上裝設(shè)不大于20m20m的網(wǎng)格。對防直擊雷裝置引下線的要求，與一級防雷建筑物的保護(hù)措施對防直擊雷裝置引下線的要求相同。 （2） 為了防止雷電波的侵入，應(yīng)在進(jìn)線端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設(shè)備接地相連。若電纜轉(zhuǎn)換為架空線，應(yīng)在轉(zhuǎn)換處裝設(shè)避雷器。4）有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的建筑物防雷保護(hù)措施 （1） 有爆炸危險(xiǎn)的建筑物防雷對存放有易燃燒、易爆炸物品的建筑物，由于電火花可能造成爆炸和燃燒，故對這類建筑物的防雷要求相當(dāng)嚴(yán)格。對于直擊雷、雷電感應(yīng)和

21、沿架空線侵入的高電位，還應(yīng)增加避雷網(wǎng)或避雷帶的引下線，其間距為1824m。防雷系統(tǒng)和內(nèi)部的金屬管線或金屬設(shè)備的距離不得小于3m。采用避雷針保護(hù)時(shí)，必須高出爆炸性氣體的放氣管管頂3m, 其保護(hù)范圍也應(yīng)高出管頂12m。建筑物附近有高大樹木時(shí)，如不在保護(hù)范圍之內(nèi)，樹木應(yīng)與建筑物保持 35m的凈距。 （2） 有火災(zāi)危險(xiǎn)的建筑物防雷：農(nóng)村的草房、木板房屋、谷物堆放場及儲存有易燃建筑材料的建筑物，最好用獨(dú)立避雷針進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)采用屋頂避雷針或避雷帶保護(hù)時(shí)，在屋脊上的避雷帶應(yīng)支起 600mm,斜脊及屋檐部分的連接條應(yīng)支起 400mm,所有防雷引下線應(yīng)支起 100150mm。防雷裝置的金屬部件不得穿入屋內(nèi)或貼近草棚上，以防止由于雷擊而引起火災(zāi)。電源進(jìn)戶線及屋內(nèi)電線應(yīng)與防雷系統(tǒng)有足夠的絕緣距離，否則應(yīng)采取保護(hù)措施。1）接閃器（1） 材料要求 避雷針 一般用鍍鋅圓