電工技術(shù)課件：三相交流電路及安全用電-

1三相交流電路及安全用電5.1三相對稱電源5.2三相負載5.3三相電路的功率5.4電力系統(tǒng)5.5安全用電5.6三相電路應(yīng)用實例2

1.掌握三相電源和三相負載的聯(lián)結(jié)方式;2.理解并掌握對稱三相電路中的電壓、電流和功率的計算;3.了解三相四線制供電系統(tǒng)中中性線的作用；

4.了解電力系統(tǒng)的組成；

5.了解觸電的種類和安全用電的重要性；

6.了解接地和接零保護的作用和使用條件；

【本章教學(xué)目標與要求】35.1 三相對稱電源三相同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)分兩部分:1.靜止部分:定子2.轉(zhuǎn)動部分:轉(zhuǎn)子5.1.1三相交流電的產(chǎn)生(同步發(fā)電機)◆三相電源:產(chǎn)生對稱的三相電動勢的電源。頻率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)原理圖見圖5.14動畫圖5.1三相發(fā)電機的原理圖（a）結(jié)構(gòu)示意圖（b）三相繞組電動勢及電壓鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120

:直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)5表達式:

e1=Emsinωte2=Emsin(ωt–120o)e3=Emsin(ωt–240o)(a)波形圖ee1e2e3tO(b)相量圖圖5.2

對稱三相電動勢E3·12001200◆相序：三相感應(yīng)電勢中依次出現(xiàn)最大值的順序。

相量表示法:E1·E2·對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為L1

L2

L3

75.1.2三相電源的星形聯(lián)結(jié)三相四線制:L1、L2、L3加N三相三線制:L1、L2、L3無N相電壓:U1

、U2

、U3線電壓:U12

、U23

、U31+U12_·+U23_·_U31+·+U1_·_U2+·_U3+

·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···可提供兩種電壓:中性線

：N相電壓:相線與中性線（或地線）之間的電壓。線電壓:兩個相線之間的電壓。81.相電壓與線電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律:U12=U1

-U2···=U1+(-U2)··U31

=U3

-U1···U23=U2

-U3···相量圖:+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·9(1)相電壓對稱:

Up=U1=U2=U3

線電壓也對稱:

UL=U12=U23=U31◆

結(jié)論:(2)U12=√3U1(大小關(guān)系)U12超前U130o(相位關(guān)系)推出一般結(jié)論:UL超前于與之對應(yīng)的Up30oU1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·

UL=√3Up102.相電流與線電流的關(guān)系··IL1

=I1··IL2

=I2··IL3

=I3顯然:⑴相電流和線電流都是對稱的。⑵Ip=IL

并且大小相同，相位相同。IL3·IL2·IL1·IN·I2·I1·I3·+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···11

+U23=U2

_··5.1.3三相電源的三角形聯(lián)結(jié)◆注意：這種接法只有三相三線制。L1L2L3132

+U12=U1

_··

_

U31=U3

+··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·+__+_+121.相電壓與線電壓的關(guān)系······根據(jù)KVL定律:U12

=U1U23

=U2U31

=U3◆結(jié)論:相電壓與線電壓分別相等，且相位相同。L1L2L3132

+U12=U1

_··+U23=U2_··_U31=U3

+

·

·+__+_+132.相電流與線電流的關(guān)系根據(jù)KCL定律:I1·I2·IL2·IL1·

·-I3I3·IL3·相量圖:

_

U31=U3

+··L1L2L3132

+U12=U1_··

+U23=U2_··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·∵三相對稱

∴無環(huán)流14◆

注意:

⑴一般所說的三相電源的電壓、電流是指線電壓、線電流。⑵∵三相對稱，電源內(nèi)部無環(huán)流。·◆

結(jié)論：

IL=√3IpIL滯后于與之對應(yīng)的Ip

30o

相電流和線電流對稱。15分析與思考5.1(1)星形聯(lián)結(jié)的對稱三相電源若相電壓則

U

2和

U

12是多少？

u

1

=220√

2

sinωt

V，

··U2=220V-1200·U12=380V300·[答]16分析與思考5.1(2)三角形聯(lián)結(jié)的對稱三相電源，空載運行時，三相電動勢會不會在三相繞組所構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生電流？[答]不會。因為對稱三相電動勢的大小相等，相位互差1200，所以它們的相量和恒等于零。故不會在回路中產(chǎn)生電流。175.2三相負載三相負載分為兩種:1.對稱負載:2.不對稱負載:三相負載的連接方式有兩種:1.星形聯(lián)結(jié):2.三角形聯(lián)結(jié):IL1·IN·IL2·IL3·18+U23__U31+···+U12_Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·5.2.1

三相負載的星形聯(lián)結(jié)191.三相對稱負載：

當三相的負載阻抗時，三相負載阻抗完全相等，這種負載稱為三相對稱負載。也可表示為及

當作星形聯(lián)結(jié)的三相負載對稱時，只需對一相分析計算即可。20+U23__U31+···+U12_Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1

·IN·IL2

·IL3·◆

線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律:◆注意：若電源電壓對稱,忽略線路的阻抗時負載的線電壓和相電壓是對稱的。21◆注意：當負載對稱時:Z1=Z2=Z3三相對稱電源+三相對稱負載=三相對稱電路結(jié)論:負載的線電壓和相電壓都對稱。

UL=√3UpUL超前于與之對應(yīng)的Up

300相量圖:U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·22◆

相電流與線電流的關(guān)系

U3·=Z3

U2·=Z2

U1·=Z1得出:···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·23◆

結(jié)論:

若負載對稱,相電流和線電流就對稱。Ip=IL相位相同。討論:一般中線可不要。必須有中線。此時三相負載電流對稱嗎?1.負載對稱時,=0IN

=I1

+I2

+I3····2.負載不對稱時,≠0IN

=I1

+I2

+I3····242.三相不對稱負載：

由于中性線的作用，三相負載電壓仍然對稱，負載可以照常工作，但是負載電流不再對稱。

當三相中任一相的的負載阻抗大小或阻抗角與其它相不同時，這種負載稱為三相不對稱負載。則有：25100Ω◆

中線的作用:

在負載不對稱時,保持相電壓對稱（忽略L和N線路本身的阻抗）。?Z1=Z2=Z3=100Ω?Z1=50ΩZ2=Z3=100ΩL1NL3L2~380V50Ω100Ω例如：

100Ω26◆三相電路中任一瞬間電壓、電流規(guī)律符合基爾霍夫定律。若三相電路用相量計算，則基爾霍夫電壓、電流定律也完全適用?！糁行跃€的作用在于使不對稱負載的相電壓基本保持對稱，還可以方便的連接單相設(shè)備。供電規(guī)程中規(guī)定：在三相四線制供電系統(tǒng)中，中性線不得斷開，不準在中性線安裝開關(guān)或熔斷器?！咎貏e提示】27【例5-2-1】如圖5.8所示。已知：星形聯(lián)結(jié)的三相對稱電路中，電源線電壓為380V，負載為三相對稱負載，每相負載阻抗為Z=（6+j8）Ω。試求各相負載的相電壓、相電流、線電流及中性線電流。。圖5.8例5-2-1圖28【例5-2-1】已知：星形聯(lián)結(jié)的三相對稱電路中，電源線電壓為380V，負載為三相對稱負載，每相負載阻抗為Z=（6+j8）Ω。試求各相負載的相電壓、相電流、線電流及中性線電流。?！窘狻苛钕嚯妷河扇嘭撦d對稱，可得：AA29。同理經(jīng)計算中性線電流：例5-2-2、5-2-3、5-2-4略因負載為星形連接，∴相電流=線電流。305.2.2三相負載的三角形聯(lián)結(jié)這種連接方法只能是三相三線制。Z3Z1Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····圖5.14三相負載的三角形聯(lián)結(jié)31◆

相電壓與線電壓的關(guān)系結(jié)論：⑴相電壓對稱、線電壓也對稱。⑵Up=UL··得出：+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····32◆

相電流與線電流的關(guān)系根據(jù)KCL定律:I1·IL2·I3·IL3·相量圖:IL1·Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····33⑴若負載對稱，相電流和線電流對稱。⑵若負載不對稱,由于電源電壓對稱,故負載的相電壓、線電壓對稱,但相電流和線電流不對稱?！?/p>

結(jié)論：IL滯后于與之對應(yīng)的Ip

30o。

IL=√3IpI1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量圖:IL1·34⑴

三相負載采取那種聯(lián)結(jié)方式取決于電源電壓和負載的額定電壓,原則上應(yīng)使負載的實際工作相電壓等于額定相電壓。如:某三相異步電動機,三相繞組的額定電壓是220V,若電源電壓分別為380V和220V,應(yīng)采取那種聯(lián)結(jié)方式?

答:電源380V:Y形聯(lián)結(jié)電源220V:△形聯(lián)結(jié)⑵若為單相多臺負載，應(yīng)盡量均勻地分布在三相上。【特別提示】【例5-2-5】例5-2-1中負載改為三角形接法，每相的阻抗為，電源線電壓為380V，試求負載的相電流和線電流。如圖5.16所示。35。

【解】設(shè)，則另外兩相電流分別為：由于線電流且線電流滯后于對應(yīng)負載的相電流30o，故得各線電流分別為：37

【補充例1】

一個對稱星接負載,接于線電壓為380V的三相四線制電源上,問:當M點斷開時,U1=?當M和N點都斷開時,U1=?ZZZMNL1L2L3N+U1—解：M點斷開時,U1=220VM和N點都斷開時,U1=190V38分析與思考5.2(1)三相對稱負載是指下列三種情況中的哪一種？

(a)|Z1|=|Z2|=|Z3

|

(b)

1=2=3

(c)

Z1=Z2=Z3√××39分析與思考××√Up|Z|IP=

正確的為:5.2(2)在對稱三相電路中,下列兩式是否正確?(a)Il

=(b)Il

=UpZUlZ40◆三相電路的總功率等于各相電功率之和。即三相電路的總有功功率(或總無功功率)等于各相有功功率(或各相無功功率)代數(shù)之和5.3三相電路的功率41總有功功率為：若三相負載對稱，即各相電阻和電抗對應(yīng)相等，相則：5.3.1

三相有功功率42當負載為星形連接時：當負載為三角形連接時：因此，對稱負載的功率為：

◆注意：

φ為阻抗角，不是線電壓與線電流之間的角度。43同理，無功功率為：同理，視在容量為：常用44

由于實際使用中測量線電壓、線電流比較方便，所以通常用線電壓、線電流計算。相電壓與相電流的相位差45三相電路的功率有功功率無功功率視在功率說明任意負載P=P1+P2+P3Q=Q1+Q2+Q3對稱負載P=3P1=3Up

Ip

cos

=√3ULILcos

Q=3Q1=3Up

Ip

sin

=√3ULILcos

S=3S1=3Up

Ip=√3ULIL相值線值46分析與思考5.3(1)

一般情況下,S=S1+S2+S3

是否成立?475.3(1)解答[答]不成立。三相對稱時上式成立：因為并且則有：三相不對稱時上式不成立：

因為三相各阻抗的大小或阻抗角的不同，所以48分析與思考5.3(2)同一三相負載采用三角形聯(lián)結(jié)時,接于線電壓為220V的三相電源上,采用星形聯(lián)結(jié)時,接于線電壓為380V的三相電源上,試問這兩種情況下,三相負載的相電流、線電流和有功功率的比值？495.3(2)解答[答]50分析與思考5.3(3)同一三相負載,采用三角形聯(lián)結(jié)和星形聯(lián)結(jié),接于線電壓相同的三相電源上,試問這兩種情況下負載的相電流、線電流和有功功率的比值是多少？515.3(3)解答[答]52

5.3(4)星形聯(lián)結(jié)的對稱三相電源若相電壓則U2

和U12

是多少？u1=220√2

sinωtV，··5.3(5)三角形聯(lián)結(jié)的對稱三相電源，空載運行時三相電動勢會不會在三相繞組所構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生電流？

5.3(6)三相負載對稱是指下列三種情況中的哪一種？(a)|Z1|=|Z2|=|Z3|

(b)

1=

2=

3

(c)

Z1=Z2=Z35.3(7)在對稱三相電路中,下列兩式是否正確?(a)Il

=(b)Il

=UpZUlZ分析與思考53【例5-3-1】在例5-2-5中，求：（1）電路的總有功功率P；（2）負載為星形聯(lián)結(jié)時相電流、線電流和總有功功率P。負載阻抗為?！窘狻控撦d作三角形聯(lián)結(jié)時，由例5-2-5的結(jié)果可得：相電流線電流總有功功率負載作星形聯(lián)結(jié)時：相電壓相電流線電流總有功功率◆在同一電源電壓下，同一三相負載作三角形聯(lián)結(jié)時的總有功功率及線電流是作星形聯(lián)結(jié)時的三倍。55【例5-3-2】某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因？L1N三層二層一層–+L2L3解:

(1)本系統(tǒng)供電線路圖P

56(2)當P處斷開時，二、三層樓的燈串聯(lián)接380V電壓，所以亮度變暗，但一層樓的燈仍承受220V電壓亮度不變。(3)因為三樓燈多于二樓燈即R3

R2

,所以三樓燈比二樓燈暗。解：(1)本系統(tǒng)供電線路圖P

L1N三層二層一層–+L2L357【例5-3-3】在如圖5.18所示的三相對稱電路中，電源線電壓，Y形聯(lián)結(jié)負載，△形聯(lián)結(jié)負載。求：（1）各組負載的相電流；（2）電路的線電流；（3）三相總有功功率和總無功功率。三角形聯(lián)接的負載，其線電流：58設(shè)電源線電壓則相電壓解：三角形聯(lián)接的負載，其相電流：（1）各組負載的相電流星形聯(lián)結(jié)的負載，其相電流即為線電流：59（2）電路的線電流：（3）三相電路總有功功率：三相電路總無功功率：【例5-3-4】在例5-3-3的電路中，若Y形聯(lián)結(jié)負載為照明負載，共接有30只日光燈，分三相均勻地接入三相電源，已知每只日光燈的額定電壓為220V，額定功率為40W，功率因數(shù)為0.5?！餍温?lián)結(jié)負載為電動機負載，其額定電壓為380V，輸入功率為3kW，功率因數(shù)為0.8，求電源供給的線電流。【解】兩組負載的有功功率分別為，兩組負載的阻抗角分別為無功功率分別為：電源輸出的總有功功率、無功功率和視在功率分別為：V·A由此求得電源的線電流為：5.4電力系統(tǒng)5.4.1電力系統(tǒng)的組成◆電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶組成?！粲筛骷夒妷旱妮斉潆娋€路和變電所組成的部分稱為電力網(wǎng)?！綦娏W(wǎng)的額定電壓等級:

3kV、6kV、10kV、35kV110kV、220kV330kV、500kV、750kV等電力系統(tǒng)示意圖火力發(fā)電機變壓器戶外高壓變電站戶內(nèi)高壓配電柜1、發(fā)電廠——我國主要有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核電廠。

其它產(chǎn)生電能的形式：風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、沼氣發(fā)電、潮汐發(fā)電、海水溫差發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、垃圾發(fā)電、磁流體發(fā)電等。

新能源：正在研究開發(fā)和利用的能源，被通俗地稱為新能源。例如：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能、生物質(zhì)能等這些新能源都是可再生和清潔的能源。2.電力網(wǎng)：變電所+輸配電線路電力網(wǎng)的任務(wù)：把由發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)變電所變壓后，經(jīng)過輸配電線路送至用戶。分類：◆按供電范圍分:地方電力網(wǎng)，110kV以下，20～50km，配電線路；區(qū)域電力網(wǎng)，110～220kV，50～300km，送電線路；聯(lián)合電力網(wǎng)330kV及以上,大于300km，輸電線路。

◆按電壓分:

低壓電力網(wǎng)1kV以下（習(xí)慣上分為）中壓電力網(wǎng)1～10kV

高壓電力網(wǎng)10～220kV

超高壓電力網(wǎng)330～1000kV

特高壓電力網(wǎng)大于1000kV3、電力用戶：

可以是一個工廠、機關(guān)或?qū)W校變電所，也可以是一個居民用戶。電力負荷按其對供電可靠性要求的不同，通常分為三級：1）一級負荷3）三級負荷2）二級負荷◆電力負荷：指電氣設(shè)備或線路中通過的電流或功率。1）一級負荷：突然停電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備的損壞，且難以修復(fù)，政治、經(jīng)濟上造成重大損失等。2）二級負荷：突然停電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失。如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、工廠的運輸停頓、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。3）三級負荷：所有不屬于一、二級的電力負荷。例如機關(guān)、學(xué)校、工廠的附屬車間等。◆各級電力負荷對供電電源的要求：1、一級負荷——要求有兩個獨立電源供電（電源在正?；蚴鹿蕰r都應(yīng)保證不間斷供電）。對于特別重要的負荷，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源：

1）獨立于正常電源的發(fā)電機組；2）獨立于正常電源的專門的饋電線路；3）蓄電池；4）干電池?！魞蓚€獨立電源：1）每段母線的電源來自于不同的發(fā)電機；2）來自于地區(qū)變電所不同的母線，母線段間無聯(lián)系，或雖有聯(lián)系，當其中一段故障時，能自動的將其聯(lián)系斷開.5.4.2高壓配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中，習(xí)慣上1000V以上的電壓等級統(tǒng)稱為高壓，1000V以下的電壓等級統(tǒng)稱為低壓。高壓配電系統(tǒng)：電壓等級在1000V以上的配電系統(tǒng)。

1.變、配電所的任務(wù)從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓、然后配電或不經(jīng)變壓直接配電的任務(wù)。2、工廠供電系統(tǒng)及其組成1）總降壓變電所一般大、中型工廠均設(shè)有總降壓變電所，進線電壓為35～110kV，經(jīng)變壓器降為6～10kV，向車間變電所的高壓電動機或其它高壓用電設(shè)備供電，總降壓變電所內(nèi)通常設(shè)有1～2臺總降壓變壓器。2）工廠總配電所中小型工廠通常僅設(shè)總配電所或車間變電所，進線電壓為6～10kV，可一回或兩回電源進線，經(jīng)6～10kV高壓配電母線，將電能重新分配，然后經(jīng)電力線路送至各個車間變電所，或直接向高壓用電設(shè)備供電。

3）車間變電所對于中小型工廠、可僅設(shè)車間變電所，進線電壓為6～10kV。根據(jù)用電量的大小，可設(shè)立一個或幾個車間變電所（包括配電所），也可以幾個相鄰車間共用一個車間變電所。車間變電所內(nèi)一般設(shè)置1～2臺變壓器，最多不超過3臺，其單臺容量一般為1000kV?A及以下（最大不超過1800kV?A），將6～10kV電壓降為380/220V，供低壓用電設(shè)備用電。4）工廠高、低壓配電線路高壓配電線路主要作為廠區(qū)輸送，分配電能之用。大多采用電纜線路。低壓配電線路主要用于向低壓用電設(shè)備輸送電能。3.高壓配電設(shè)備在高壓配電所中，6～10kV配電母線及所連接的所有高壓設(shè)備。主要有：電力變壓器、高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓斷路器、高壓開關(guān)柜、電流互感器、電壓互感器、電容器、母線等。5.4.3、低壓配電系統(tǒng)1、低壓配電母線低壓配電母線的作用是接受電能并重新分配，減少進線回路數(shù)。2、低壓配電設(shè)備低壓配電設(shè)備主要是指車間變電所低壓側(cè)常用的低壓熔斷器、低壓刀開關(guān)、刀熔開關(guān)和負荷開關(guān)、低壓斷路器、熱敏元件、接觸器和低壓開關(guān)柜等。（1）放射式接線低壓放射式接線如圖所示。一條線路只能接一個負荷，沿線不能接其它負荷。圖5.21放射式供電線路3、低壓配電線路（2）樹干式接線

低壓樹干式接線如圖所示。一條主干線可以引出多條分支線，接多個負荷。圖5.22

樹干式供電線路（a）(b)圖5.23樹干式供電線路（3）環(huán)狀式接線一臺變壓器的低壓環(huán)狀式接線如圖所示。4.低壓配電線的選擇—略5.5安全用電5.5.1電流對人體的危害及有關(guān)概念人觸電傷亡主要是電流的作用。電流對人體的傷害程度與通過人體的電流強度、持續(xù)時間、電壓、頻率、路徑以及人體的健康有關(guān)。

1、電流的影響當較大的電流通過心臟時，會造成心臟功能紊亂，使大腦缺氧而迅速死亡。我國一般把工頻時30mA的電流作為安全電流的臨界值。國際上IEC于1980年提出了人體觸電時間和通過人體的電流（50HZ）對人體機體反應(yīng)的曲線。安全的區(qū)域人體觸電時，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2.人體電阻人體電阻因人而異，通常為104—105

，當角質(zhì)外層破壞時，則降到800—1000。3.特低電壓限值和安全電流工頻時觸電時間不超過1秒的安全電流值為30mA。工頻危險電流:50mA及以上。人體電阻：由體內(nèi)電阻和皮膚電阻組成，體內(nèi)電阻約500?。人體電阻的平均值為2000?，一般取下限值：1700?。安全電流：特低電壓限值ELV

（Extra-lowvoltage

）：在正常和事故兩種情況下，對人體器官不構(gòu)成傷害的電壓限值稱為特低電壓限值。GB/T3805-2008標準代替了GB/T3805-1993，GB3805-1983已廢棄,已不再使用“安全電壓”。GB/T3805-2008標準強調(diào)“在選用電氣設(shè)施或電氣設(shè)備的涉及特低電壓的標稱值或額定值時，其值應(yīng)小于本標準所規(guī)定的相應(yīng)的限值，并需留有余量?！?/p>

在地面上一般環(huán)境下成年人人體的電阻為1000～2000Ω，發(fā)生意外時通過人體的電流按安全電流30mA計算，則相應(yīng)的對人體器官不構(gòu)成傷害的電壓限值見表5-8。

觸電電壓越高，通過人體的電流越大，就越危險。表5-8穩(wěn)態(tài)電壓限值（據(jù)GB/T3805—2008）環(huán)境狀況電壓限值正常（無故障）單故障雙故障交流直流交流直流交流直流人浸在水中00001635潮濕環(huán)境16353370不適用干燥環(huán)境33a70b55a140b不適用特殊狀況限值由有關(guān)的專業(yè)標準化技術(shù)委員會規(guī)定（如電焊、電鍍等）a對接觸面積小于1cm2的不可握緊部件，電壓限值分別為66V

和80V。b在電池充電時，電壓限值分別為75V和150V。表中對于水下電焊或其他由于觸電會導(dǎo)致嚴重二次事故的環(huán)境，按照不引起人體痙攣的電流考慮。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，而高頻電流還可以用于醫(yī)療保健等。4.電流頻率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)從左手到雙腳的路徑是最危險的。5.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。由圖8-1可看出，0.2秒是個界線，觸電時間超過0.2秒危險性加大。直接觸電：人體直接與正常帶電部分接觸而觸電。間接觸電：人體與正常時不帶電、而故障時可帶危險電壓的外露可導(dǎo)電部分（如設(shè)備的外殼、支架等）接觸。6.人體觸電的方式兩種觸電方式1）直接接觸觸電※

電源中性點接地的單相觸電通過人體電流:式中:

Uφ:電源相電壓(220V)Ro:接地電阻

4Rb:人體電阻1700

這時人體處于相電壓下，危險較大。R0※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與輸電線對地對地絕緣電阻R′的大小。若絕緣良好，此時通過人體的僅為電容電流，一般不致對人造成傷害。但是當一相絕緣破損或絕緣電阻R降低時，這時通過人體的電流為電容電流與泄漏電流之和，此電流較大，對人有危險?！鶅上嘤|電雙相觸電觸電后果更為嚴重。通過人體的電流：2）間接接觸觸電

指人體接觸到正常情況下不帶電,僅在事故下帶電的部分而發(fā)生的觸電事故。大多數(shù)觸電事故屬于這一種。這時人體處于線電壓下Ib※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)?！佑|電壓觸電

當人觸及絕緣破損的帶電設(shè)備外殼時，加于人體某兩點之間的電壓。如圖5.27

所示。圖5.2797分析與思考5.5(1)單相觸電和兩相觸電那個更危險？為什么？5.5(1)解答

[答]兩線觸電時，作用于人體的電壓為線電壓，單線觸電時,作用于人體的電壓為相電壓，因為線電壓大于相電壓，所以兩線觸電更危險。5.5.2安全防護措施低壓觸電防護的主要措施是保護接地。保護接地是指為保障人身安全防止觸電事故而采取的接地措施。1）接地體埋入地下直接與土壤接觸，有一定散流電阻的金屬或金屬導(dǎo)體組。（扁鋼，鋼管或角鐵）。2）接地線連接接地體與電氣設(shè)備接地部分的金屬導(dǎo)線（扁鋼、圓鋼或鋼線）。3）接地裝置接地體+接地線。圖5.28規(guī)程規(guī)定：接地干線與接地網(wǎng)的連接導(dǎo)線應(yīng)不少于兩根，且在不同地點與接地網(wǎng)連接。保護接地的有關(guān)概念4）“地”、對地電壓和接地電流距接地體20m以外的地方被認為是零電位，叫做電氣上的“地”。電氣設(shè)備的接地部分與零電位（大地）之間的電位差，用UE表示。當電氣設(shè)備發(fā)生故障時，通過接地線、接地體半球形散流入大地的電流。見圖5.29。地：對地電壓：接地電流：圖5.28圖5.29接地電阻=接地線電阻+接地體本身的電阻+散流電阻

≈散流電阻很小5）接地電阻6）工作接地與保護接地工作接地：電氣設(shè)備的帶電部分因工作需要而接地。保護接地：為保障人身安全、防止觸電事故而進行的接地。

2、保護接地的方式、原理和具體要求①設(shè)備的外露可導(dǎo)電的部分經(jīng)各自的接地線（PE線）直接接地。例如：TT、IT系統(tǒng)。見圖5.30

②設(shè)備的外露可導(dǎo)電的部分經(jīng)公共的PE或PEN線接地。在我國習(xí)慣稱為“保護接零”。例如：TN系統(tǒng)。1）保護接地的方式MR0L3L2L1PEN※TN系統(tǒng)電源中性點接地的三相四線制供電系統(tǒng)電器設(shè)備的金屬外殼與零線相連。也稱為保護接零TN系統(tǒng)分為:TN-C(PE和N共用)TN-S(PE和N完全分開)TN-C-S(PE和N部分共用)(PE)為三相五線制見圖5.31圖5.30

IT和TT系統(tǒng)（b）TT系統(tǒng)（a）IT系統(tǒng)圖5.31

TN系統(tǒng)示意圖※對TT、TN系統(tǒng)分析對TT系統(tǒng)：當一相碰殼且人接觸設(shè)備外殼時，流過人體的電流為（人體電阻取1700?）：若采用保護接地時（取接地電阻為4?）：

此電流會使保護動作迅速跳閘，解除危險。此時通過人體的電流為：110/1700=65mA。由于此電流存在的時間短，人觸電的幾率較小。2）保護接地的原理※對IT系統(tǒng)分析圖5.34

TN系統(tǒng)保護接地原理圖對TN系統(tǒng)分析：如圖所示。109分析與思考

5.5(1)照明燈開關(guān)是接到燈的相線端安全,還是接到工作零線端安全?為什么?S

(a)S

(c)S

(b)相線零線√注意:在同一供電系統(tǒng)中,TN和TT系統(tǒng)應(yīng)避免同時使用,否則會降低其安全性。5.5(2)問:低壓供電系統(tǒng)保護接零應(yīng)用在下列那種系統(tǒng)中?

低壓供電系統(tǒng)保護接地應(yīng)用在下列那種系統(tǒng)中?⑴中性點接地的三相四線制。⑵中性點不接地的三相三線制。⑶三相四線制和三相三線制。分析與思考111分析與思考

5.5(3)IT、TN系統(tǒng)防止間接接觸觸電的基本原理是什么?PEN重復(fù)接地的原理及作用：在低壓TN系統(tǒng)中，除了電源中性點接地以外，還在N線或PEN線的其它地方進行必要的一點或多點接地，稱為重復(fù)接地。作用：避免零線斷線造成的危險。重復(fù)接地的原理：見圖5.35重復(fù)接地的原理圖圖5.354.漏電保護裝置1）作用：主要用于低壓供電系統(tǒng)，當被保護的設(shè)備出現(xiàn)故障時，故障電流作用于保護開關(guān)，若該電流超過預(yù)定值，則會使開關(guān)自動斷開，切斷供電電路。2）漏電開關(guān)的選擇：若用于保護人:動作電流30mA以下。

漏電動作時間0.1s以下。若用于保護線路:

動作電流30～100mA以下。漏電動作時間0.2～0.4s以下。圖5.36電流型漏電開關(guān)原理圖QF—低壓斷路器（自動空氣開關(guān)）；TAN—零序電流互感器YR—脫口器；