電工原理-第10章-工業(yè)供電與用電安全課件

電工原理第十章工業(yè)供電與用電安全電工原理第十章工業(yè)供電與用電安全10.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率10.3電力系統(tǒng)的接線方式10.4安全用電10.1電力系統(tǒng)的基本概念2022/12/242第10章工業(yè)供電與用電安全10.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率10.3電力系統(tǒng)的接線方發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。

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。10.1電力系統(tǒng)的基本概念發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。電力是32.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6~10KV

電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?5~500KV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)?~10KV高壓。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43.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。3.配電配電是由10KV級(jí)以下的配電線路和配電52022/12/24610.2電力系統(tǒng)的基本概念電力網(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。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(jí)有：12V、24V、36V等。2022/12/18610.2電力系統(tǒng)的基本概念電力網(wǎng)的電壓電力系統(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(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。電力系統(tǒng)的示意圖~水力升壓變電所220kV地區(qū)樞紐所10kV7

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(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，通過干線、支線向片、區(qū)供電。整個(gè)供電線路形成一個(gè)分級(jí)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。10.3電力系統(tǒng)的接線方式低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、8

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低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、910.4.1

電流對(duì)人體的作用

人體觸電時(shí)，電流對(duì)人體會(huì)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(shí)，對(duì)人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。

調(diào)查表明，絕大部分的觸電事故都是由電擊造成的。電擊傷害的程度取決于通過人體電流的大小、持續(xù)時(shí)間、電流的頻率以及電流通過人體的途徑等。10.4安全用電10.4.1電流對(duì)人體的作用人體觸電時(shí)，電流對(duì)人體101.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)，則降到800~1000。2.電流強(qiáng)度對(duì)人的傷害人體允許的安全工頻電流:30mA工頻危險(xiǎn)電流:50mA

電流頻率在40Hz~60Hz對(duì)人體的傷害最大。實(shí)踐證明，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)人體的傷害4.電流持續(xù)時(shí)間與路徑對(duì)人體的傷害

電流通過人體的時(shí)間愈長，則傷害愈大。1.人體電阻人體電阻因人而異，通常為104~115.電壓對(duì)人體的傷害

電流的路徑通過心臟會(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)從右手到左腳的路徑是最危險(xiǎn)的。觸電電壓越高，通過人體的電流越大就越危險(xiǎn)。

因此，把36V以下的電壓定為安全電壓。工廠進(jìn)行設(shè)備檢修使用的手燈及機(jī)床照明都采用安全電壓。5.電壓對(duì)人體的傷害電流的路徑通過心臟會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)失1210.4.2

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4Rb:人體電阻1000

這時(shí)人體處于相電壓下，危險(xiǎn)較大。10.4.2觸電方式1.接觸正常帶電體(1)電源中13(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)，通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。若輸電線絕緣良好，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。(2)電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電R'對(duì)地絕Ib14(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(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)雙相觸電雙相觸電觸電后果更為嚴(yán)重通過人體的電流：2.153.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)。3.跨步電壓觸電U電位分布接地點(diǎn)20m0.8m跨步電壓1610.4.3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(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(dòng)作，斷開故障點(diǎn)。(3)降低電氣設(shè)備對(duì)地的絕緣水平10.4.3接地和接零為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要172.保護(hù)接地R'C'IbIe

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

將達(dá)到或超過危險(xiǎn)值。對(duì)地絕緣電阻分布電容電氣設(shè)備外殼未裝保護(hù)接地時(shí):2.保護(hù)接地R'C'IbIe當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損18電氣設(shè)備外殼有保護(hù)接地時(shí)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)。R'C'R0IbIeI0

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：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)電氣設(shè)備外殼有保護(hù)接地時(shí)通過人體的電流：Rb與Ro19

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(dòng)作，將故障設(shè)備從電源切除，防止人身觸電。CABRoN(a)

把電源碰殼，變成單相短路，使保護(hù)設(shè)備能迅速可靠地動(dòng)作，切斷電源。保護(hù)接零（用于380V/220V三相四線制系統(tǒng)）20保護(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(dòng)作，而使設(shè)備外殼長期帶電，其對(duì)地電壓為110V。CABR'0N(b)R0Ie保護(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)，接地電流式電工原理第十章工業(yè)供電與用電安全電工原理第十章工業(yè)供電與用電安全10.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率10.3電力系統(tǒng)的接線方式10.4安全用電10.1電力系統(tǒng)的基本概念2022/12/2423第10章工業(yè)供電與用電安全10.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率10.3電力系統(tǒng)的接線方發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。

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、輸電和配電系統(tǒng)組成。10.1電力系統(tǒng)的基本概念發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。電力是242.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6~10KV

電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?5~500KV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)?~10KV高壓。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253.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。3.配電配電是由10KV級(jí)以下的配電線路和配電262022/12/242710.2電力系統(tǒng)的基本概念電力網(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。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(jí)有：12V、24V、36V等。2022/12/18610.2電力系統(tǒng)的基本概念電力網(wǎng)的電壓電力系統(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(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。電力系統(tǒng)的示意圖~水力升壓變電所220kV地區(qū)樞紐所10kV28

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(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，通過干線、支線向片、區(qū)供電。整個(gè)供電線路形成一個(gè)分級(jí)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。10.3電力系統(tǒng)的接線方式低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、29

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低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、3010.4.1

電流對(duì)人體的作用

人體觸電時(shí)，電流對(duì)人體會(huì)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(shí)，對(duì)人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。

調(diào)查表明，絕大部分的觸電事故都是由電擊造成的。電擊傷害的程度取決于通過人體電流的大小、持續(xù)時(shí)間、電流的頻率以及電流通過人體的途徑等。10.4安全用電10.4.1電流對(duì)人體的作用人體觸電時(shí)，電流對(duì)人體311.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)，則降到800~1000。2.電流強(qiáng)度對(duì)人的傷害人體允許的安全工頻電流:30mA工頻危險(xiǎn)電流:50mA

電流頻率在40Hz~60Hz對(duì)人體的傷害最大。實(shí)踐證明，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)人體的傷害4.電流持續(xù)時(shí)間與路徑對(duì)人體的傷害

電流通過人體的時(shí)間愈長，則傷害愈大。1.人體電阻人體電阻因人而異，通常為104~325.電壓對(duì)人體的傷害

電流的路徑通過心臟會(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)從右手到左腳的路徑是最危險(xiǎn)的。觸電電壓越高，通過人體的電流越大就越危險(xiǎn)。

因此，把36V以下的電壓定為安全電壓。工廠進(jìn)行設(shè)備檢修使用的手燈及機(jī)床照明都采用安全電壓。5.電壓對(duì)人體的傷害電流的路徑通過心臟會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)失3310.4.2

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4Rb:人體電阻1000

這時(shí)人體處于相電壓下，危險(xiǎn)較大。10.4.2觸電方式1.接觸正常帶電體(1)電源中34(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)，通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。若輸電線絕緣良好，絕緣電阻R'較大，對(duì)人體的危害性就減小。

但導(dǎo)線與地面間的絕緣可能不良（R'較?。踔劣幸幌嘟拥兀@時(shí)人體中就有電流通過。(2)電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電R'對(duì)地絕Ib35(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(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)雙相觸電雙相觸電觸電后果更為嚴(yán)重通過人體的電流：2.363.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)。3.跨步電壓觸電U電位分布接地點(diǎn)20m0.8m跨步電壓3710.4.3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(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(dòng)作，斷開故障點(diǎn)。(3)降低電氣設(shè)備對(duì)地的絕緣水平10.4.3接地和接零為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要382.保護(hù)接地R'C'IbIe

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