電工學(xué) 工業(yè)企業(yè)供電及安全用電

1、第12章 工業(yè)企業(yè)供電及平安用電本章要求：1.了解工業(yè)企業(yè)供配電的根本知識(shí)。1.了解平安用電的根本常識(shí)。.發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓普通為 6 10 KV。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?jiǎng)恿Γ诟餍懈鳂I(yè)中都得到了廣泛的運(yùn)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，近幾年也在開展核能發(fā)電。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)組成。.2. 輸電 輸電就是將電能保送到用電地域或直接保送到大型用電戶。輸電網(wǎng)是由35KV及以上的輸電線路與其相銜接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的

2、主要網(wǎng)絡(luò)。輸電是聯(lián)絡(luò)發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。 輸電過程中, 普通將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的 610KV 電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?35500KV 高壓，經(jīng)過輸電線可遠(yuǎn)間隔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(jí)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(jí)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。平安電壓：36V以下的電壓稱為低壓。我國規(guī)定的

3、平安電壓等級(jí)有：12V、24V、36V等。.電力系統(tǒng)的表示圖水力發(fā)電廠升壓變電所220kV地域樞紐所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平安延續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地域、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。.12.2 工業(yè)企業(yè)配電12.2.1 低壓配電線路的構(gòu)造 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，擔(dān)任幾十個(gè)用戶的供電。為了合理地分配電能，有效的管理線路，提

4、高線路的可靠性，普通都采用分級(jí)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，經(jīng)過干線、支線向片、區(qū)供電。整個(gè)供電線路構(gòu)成一個(gè)分級(jí)的網(wǎng)狀構(gòu)造。.12.2 工業(yè)企業(yè)配電12.2.1 低壓配電線路的構(gòu)造 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)樓樹形供電線路表示圖去教學(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

5、配電柜10kV去報(bào)告廳實(shí)驗(yàn)樓配電變壓器配電柜.12.3 平安用電12.3.1 觸電事故1. 電氣事故的緣由1) 違章操作 (1) 違反“停電檢修平安任務(wù)制度，因誤合閘呵斥 維修人員觸電。 (2) 違反“帶電檢修平安操作規(guī)程，使操作人員觸 及電器的帶電部分。 (3) 帶電挪動(dòng)電器設(shè)備。 (4) 用水沖洗或用濕布擦拭電氣設(shè)備。 (6) 對(duì)有高壓電容的線路檢修時(shí)未進(jìn)展放電處置導(dǎo) 致觸電。(5) 違章救護(hù)他人觸電，呵斥救護(hù)者一同觸電。.2) 施工不規(guī)范(1) 誤將電源維護(hù)接地與零線相接，且插座火線、 零線位置接反使機(jī)殼帶電。 (2) 插頭接線不合理，呵斥電源線外露，導(dǎo)致觸電。 (3) 照明電路的中線接

6、觸不良或安裝保險(xiǎn)，呵斥 中線斷開，導(dǎo)致家電損壞。(5) 隨意加大保險(xiǎn)絲的規(guī)格，失去短路維護(hù)作用， 導(dǎo)致電器損壞。 (4) 照明線路敷射不合規(guī)范呵斥搭接物帶電。 (6) 施工中未對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)展接地維護(hù)處置。.3) 產(chǎn)質(zhì)量量不合格(1) 電氣設(shè)備短少維護(hù)設(shè)備呵斥電器在正常情況下 損壞和觸電。(2) 帶電作業(yè)時(shí)，運(yùn)用不合理的工具或絕緣設(shè)備造 成維修人員觸電。(3) 產(chǎn)品運(yùn)用劣質(zhì)資料，使絕緣等級(jí)、抗老化才干 很低，容易呵斥觸電。(4) 消費(fèi)工藝粗制濫造。(5) 電熱器具運(yùn)用塑料電源線。4) 偶爾條件 電力線忽然斷裂使行人觸電；狂風(fēng)吹斷樹枝將電線砸斷；雨水進(jìn)入家用電器使機(jī)殼漏電等偶爾事件均會(huì)呵斥觸電事故

7、。.12.3.2 電流對(duì)人體的作用 人體觸電時(shí)，電流對(duì)人領(lǐng)會(huì)呵斥兩種損傷：電擊和電傷。 電擊是指電流經(jīng)過人體，影響呼吸系統(tǒng)、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)，呵斥人體內(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(shí)，對(duì)人體外部的損傷，如燒傷、金屬濺傷等。 調(diào)查闡明，絕大部分的觸電事故都是由電擊呵斥的。電擊損傷的程度取決于經(jīng)過人體電流的大小、繼續(xù)時(shí)間、電流的頻率以及電流經(jīng)過人體的途徑等。.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(shí)，那么降到8001000。 人體電阻由皮膚電阻和體內(nèi)電阻兩部分組成。 皮膚電阻最大，當(dāng)皮膚處于枯燥、干凈、無損傷時(shí)，40100k。當(dāng)皮膚處于

8、潮濕形狀，約為1 k。 人體電阻還與接觸電壓大小有關(guān)，隨著電壓升高，人體電阻急劇下降。.2. 電流強(qiáng)度對(duì)人的損傷人體允許的平安工頻電流: 30mA工頻危險(xiǎn)電流: 50mA普通情況下，人體覺得到觸電電流約為1mA工頻交流在10mA以下和直流電50mA以下為平安電流。國際電工委員會(huì)規(guī)定的平安電流擺脫電流為10mA。30mA的觸電電流具有一定的危險(xiǎn)性，超越100mA就會(huì)使人休克或死亡. 電流頻率在40Hz 60Hz對(duì)人體的損傷最大。 實(shí)際證明，直流電對(duì)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(duì)人體的損傷4. 電流繼續(xù)時(shí)間與途徑對(duì)人體的損傷 電流經(jīng)過人體的時(shí)間愈長(zhǎng)，那

9、么損傷愈大。10mA電流時(shí)，5s內(nèi)不會(huì)呵斥損傷20mA電流時(shí)，不得超越2s50mA電流時(shí)，要一觸即離。即使是平安電流，時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)呵斥傷亡事故 電流的途徑經(jīng)過心臟會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)失常、心跳停止、血液循環(huán)中斷，危險(xiǎn)性最大。其中電流的流經(jīng)從右手到左腳的途徑是最危險(xiǎn)的。.5. 電壓對(duì)人體的損傷觸電電壓越高，經(jīng)過人體的電流越大就越危險(xiǎn)。 因此，把 36 V以下的電壓定為平安電壓。工廠進(jìn)展設(shè)備檢修運(yùn)用的手燈及機(jī)床照明都采用平安電壓。平安電壓 假設(shè)取人體電阻為 1200，那么平安電壓 U=IR=001 120012V。在較好的任務(wù)環(huán)境中，平安電壓可取24V和36V，比如我國建筑業(yè)規(guī)定的平安電壓有3個(gè)等級(jí)：12V

10、、24、36V。根據(jù)任務(wù)環(huán)境的不同確定詳細(xì)電壓值。應(yīng)該留意，平安電壓是一個(gè)相對(duì)的概念，某一種任務(wù)環(huán)境中的平安電壓，在另一種任務(wù)環(huán)境中能夠不再是平安的！ 平安電壓與通常所說的“低壓不能混淆。電力系統(tǒng)中1KV以下的電壓稱為“低壓。因此低壓并不是平安電壓.小常識(shí)：1、觸電急救1盡快使觸電者脫離電源 2對(duì)觸電者進(jìn)展及時(shí)的醫(yī)務(wù)治療立刻斷開就近電源；距電源開關(guān)太遠(yuǎn)，可用枯燥的不導(dǎo)電物體如木棍、竹竿、繩索等撥開電線；穿絕緣的鞋或站在干木凳上把觸電者拉開；用枯燥的木柄斧或膠把鉗切斷電線.2、防止觸電的措施 為防止觸電事故的發(fā)生，確保用電平安，除了必需建立完善的平安管理制度，還需求在電氣設(shè)計(jì)和施工中采取有效的防

11、護(hù)措施，這些措施包括；一防止直接觸電措施1據(jù)任務(wù)環(huán)境的不同，采取超低壓供電。普通要求相間電壓小于或等于50V，如需求在的場(chǎng)所運(yùn)用的手持式電開工具，采用50V以下的電源供電；在礦井或多粉塵場(chǎng)所運(yùn)用的行燈，采用36V電源；對(duì)運(yùn)用中有能夠偶爾接觸裸露帶電體的設(shè)備，采用24V電源；用于水下或金屬爐膛內(nèi)的電開工具及照明設(shè)備，那么采用12V電源。2加強(qiáng)電氣隔離與絕緣的措施。.二維護(hù)接地與維護(hù)接零系統(tǒng) 采取適當(dāng)?shù)慕拥鼗蚪恿憔S護(hù)措施，防止各種缺點(diǎn)情況下出現(xiàn)的人身傷亡或設(shè)備損壞事故的發(fā)生。三設(shè)置漏電維護(hù)安裝 選擇適當(dāng)型號(hào)和參數(shù)的漏電維護(hù)器與低壓配電系統(tǒng)的接地或接零維護(hù)配合運(yùn)用，將使得低壓配電系統(tǒng)更加平安可靠地運(yùn)

12、轉(zhuǎn)。.12.3.3 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經(jīng)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(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(duì)地絕緣電阻Ib 人體接觸某一相時(shí)，經(jīng)過人體的電流取決于人體電阻Rb與輸電線對(duì)地絕緣電阻R 的大小。 假設(shè)輸電線絕緣良好，絕緣電阻R 較大，對(duì)人體的危害性就減小。 但導(dǎo)線與地面間的絕緣能夠不良 R 較小，甚至有一相接地，這時(shí)人體中就有電流經(jīng)過。.(3) 雙相觸電雙相觸電觸電后果更為嚴(yán)重經(jīng)過人體的電流：2. 接觸正常不帶電的金屬體

13、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，Ib.3. 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。如下圖。 當(dāng)人體接近接地點(diǎn)時(shí)，兩腳之間接受跨步電壓而觸電。跨步電壓的大小與人和接地點(diǎn)間隔，兩腳之間的跨距，接地電流大小等要素有關(guān)。雙腳跨步 普通在20m之外，跨步電壓就降為零。假設(shè)誤入接地點(diǎn)附近，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳出危險(xiǎn)區(qū)。.12.3.4 接地和接零為了人身平安和電力系統(tǒng)任務(wù)的需求，要求電氣設(shè)備采取接地措施。按接地目的的

14、不同，主要分為任務(wù)接地、維護(hù)接地和維護(hù)接零。1. 任務(wù)接地R0即將中性點(diǎn)接地。目的：(1) 降低觸電電壓(2) 迅速切斷缺點(diǎn) 在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，維護(hù)安裝迅速動(dòng)作，斷開缺點(diǎn)點(diǎn)。(3) 降低電氣設(shè)備對(duì)地的絕緣程度.2. 維護(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(duì)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 將到達(dá)或超越危險(xiǎn)值。對(duì)地絕緣電阻分布電容電氣設(shè)備外殼未裝維護(hù)接地時(shí):.電氣設(shè)備外殼有維護(hù)接地時(shí)經(jīng)過人體的電流： Rb與Ro并聯(lián)，且 Rb Ro 經(jīng)過

15、人體的電流可減小到平安值以內(nèi)。RCR0IbIeI0 利用接地安裝的分流作用來減少經(jīng)過人體的電流。 維護(hù)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(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng) .電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)采用接地維護(hù)危險(xiǎn)R地為4，電源相電壓220VI地=220/2R地=27.5A這一電流不一定能使熔斷器熔斷，使電氣設(shè)備外殼長(zhǎng)期存在于對(duì)地電壓U= I地R地=110V. 維護(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)備絕緣損壞呵斥一相碰殼，該相電源短路，其短路電流使維護(hù)設(shè)備動(dòng)作，將缺點(diǎn)設(shè)備從電源切除，防止人身觸電。CABRoN(a) 把電源碰

16、殼，變成單相短路，使維護(hù)設(shè)備能迅速可靠地動(dòng)作，切斷電源。.維護(hù)接地和維護(hù)接零同時(shí)運(yùn)用時(shí)當(dāng)A相絕緣損壞碰殼時(shí)，接地電流式中：R0：維護(hù)接地電阻4 R0：任務(wù)接地電阻4注：中性點(diǎn)接地系統(tǒng) (1) 不允許采用維護(hù)接地，只能采用維護(hù)接零； (2) 不準(zhǔn)維護(hù)接地和維護(hù)接零同時(shí)運(yùn)用。 此電流缺乏以使大容量的維護(hù)安裝動(dòng)作，而使設(shè)備外殼長(zhǎng)期帶電，其對(duì)地電壓為110V。CABR0N(b)R0Ie.小知識(shí)：反復(fù)接地 在中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)中，當(dāng)采用維護(hù)接零時(shí)，為了確保接零維護(hù)系統(tǒng)的平安可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)展任務(wù)接地外，還必需在零線的其它地點(diǎn)再進(jìn)展必要的接地，稱為反復(fù)接地1發(fā)生零線斷線，可以減低斷線處后面的零線對(duì)地電壓。2發(fā)生碰殼或接地短路時(shí)，可以降低零線對(duì)地電壓3當(dāng)三相負(fù)載不平衡而零線又?jǐn)嗔褧r(shí)，有減少零線上電壓的作用。.我國低壓配電系統(tǒng)的接地型式 IEC規(guī)范中，根據(jù)系統(tǒng)接地型式，將低壓配電系統(tǒng)分為三