1、第12章 工业企业供电及安全用电,12.1 电力系统,12.2 工业企业配电,12.3 安全用电,第12章 工业企业供电及安全用电,本章要求：,1.了解工业企业供配电的基本知识。,1.了解安全用电的基本常识。,发电机组发出的电压一般为 6 10 KV。,12.1 电力系统,12.1.1 电力系统概述,电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得到了广泛的应用。电力系统是发电厂、输电线、变电所及用电设备的总称。,1. 发电,发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主，近几年也在发展核能发电。,电力系统由发电、输电和配电系统组成。,2. 输电,输电就是将电
2、能输送到用电地区或直接输送到大型用电户。输电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。输电是联系发电厂和用户的中间环节。,输电过程中, 一般将发电机组发出的 610KV 电压经升压变压器变为 35500KV 高压，通过输电线可远距离将电能传送到各用户，再利用降压变压器将35KV高压变为 610KV 高压。,3. 配电,配电是由 10KV 级以下的配电线路和配电(降压)变压器所组成。它的作用是将电能降为 380/220V 低压再分配到各个用户的用电设备。,电力网的电压等级,高压：1KV及以上的电压称为高压。,有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330
3、, 550KV等。,低压：1KV及以下的电压称为低压。,有220，380V。,安全电压：36V以下的电压称为低压。,我国规定的安全电压等级有：12V、24V、36V等。,电力系统的示意图,升压变电所,220kV,地区枢纽所,10kV,至用户,配电所,10kV,10kV,升压 变电所,220kV,220kV,220kV,输电线路,220kV,10kV,为保证供电的可靠性和安全连续性，电力系统将各地区、各种类型的发电机变压器、输电线、配电和用电设备等连成一个环形整体。,12.2 工业企业配电,12.2.1 低压配电线路的结构,低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、 用电线路组成。,通常一个低
4、压配电线路的容量在几十千伏安到几百千伏安的范围，负责几十个用户的供电。为了合理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠性，一般都采用分级供电的方式。,即按照用户地域或空间的分布，将用户划分成供电区和片，通过干线、支线向片、区供电。整个供电线路形成一个分级的网状结构。,12.2 工业企业配电,12.2.1 低压配电线路的结构,低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、 用电线路组成。,低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。,某校实验楼树形供电线路示意图,去教学楼,去宿舍食堂,2层配电箱,11层配电箱,1层配电箱,去报告厅,实验楼,配电变压器,配电柜,12.3 安全用电,12.3.1
5、 触电事故,1. 电气事故的原因,1) 违章操作,(1) 违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成维修人员触电。,(2) 违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的带电部分。,(3) 带电移动电器设备。,(4) 用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。,(6) 对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。,(5) 违章救护他人触电，造成救护者一起触电。,2) 施工不规范,(1) 误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接反使机壳带电。,(2) 插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。,(3) 照明电路的中线接触不良或安装保险，造成中线断开，导致家电损坏。,(5) 随意加大保险丝的
6、规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。,(4) 照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。,(6) 施工中未对电气设备进行接地保护处理。,3) 产品质量不合格,(1) 电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和触电。,(2) 带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人员触电。,(3) 产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很低，容易造成触电。,(4) 生产工艺粗制滥造。,(5) 电热器具使用塑料电源线。,4) 偶然条件,电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。,12.3.2 电流对人体的作用,人体触电时，电流对人体会造成两种
7、伤害： 电击和电伤。,电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。,电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。,调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。,1. 人体电阻,人体电阻因人而异，通常为 104 105 ，当角质外层破坏时，则降到8001000。,2. 电流强度对人的伤害,人体允许的安全工频电流: 30mA 工频危险电流: 50mA,电流频率在40Hz 60Hz对人体的伤害最大。实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不
8、仅没有危害还可以用于医疗保健等。,3. 电流频率对人体的伤害,4. 电流持续时间与路径对人体的伤害,电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。,5. 电压对人体的伤害,电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停 止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。,触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。,因此，把 36 V以下的电压定为安全电压。工厂进行设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全电压。,12.3.3 触电方式,1. 接触正常带电体,(1) 电源中性点接地的单相触电,通过人体电流:,式中:UP: 电源相电压 (220V)Ro: 接地电阻 4Rb: 人体电阻 1000
9、,这时人体处于相电压下，危险较大。,(2) 电源中性点不接地系统的单相触电,对地绝 缘电阻,人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻R 的大小。若输电线绝缘良好，绝缘电阻R 较大，对人体的危害性就减小。,但导线与地面间的绝缘可能不良（ R 较小），甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。,(3) 双相触电,触电后果更为严重,通过人体的电流：,2. 接触正常不带电的金属体,当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其外壳带电。当人触及带电设备的外壳时，相当于单相触电。大多数触电事故属于这一种。,这时人体处于线电压下，,Ib,3. 跨步电压触电,电位分布,接地点,跨步电
10、压,在高压输电线断线落地时，有强大的电流流入大地，在接地点周围产生电压降。如图所示。,当人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压而触电。跨步电压的大小与人和接地点距离，两脚之间的跨距，接地电流大小等因素有关。,双脚跨步,一般在20m之外，跨步电压就降为零。如果误入接地点附近，应双脚并拢或单脚跳出危险区。,12.3.4 接地和接零,为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工作接地、保护接地和保护接零。,1. 工作接地,即将中性点接地。,目的：,(1) 降低触电电压,(2) 迅速切断故障在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故
11、障点。,(3) 降低电气设备对地的绝缘水平,2. 保护接地,当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电 , 当人触及外壳,接地电流 Ie 将经过人体入地后, 再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容C 回到电源。当R 值较低、C 较大时，Ib 将达到或超过危险值。,对地绝缘电阻,分布电容,电气设备外壳未装保护接地时:,电气设备外壳有保护接地时,通过人体的电流：,Rb与Ro并联，且 Rb Ro通过人体的电流可减小到安全值以内。,利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。,保护接地：将电气设备的金属外壳(正常情况下是 不带电的)接地。 用于中性点不接地的低压系统 ,保护接零（用于 380V / 220V 三相四线制系统）,将电气设备的外壳可靠地接到零线上。,当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障设备从电源切除，防止人身触电。,把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速可靠地动作，切断电源。,保护接地和保护接零同时使用时,当A相绝缘损坏碰壳时，接地电流,式中：R0：保护接地电阻4R0：工作接地电阻4,注：中性点接地系统(1) 不允许采用保护接地，只能采用保护接零；(2) 不准保护接地和保护接零同时使用。,此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备外壳长期带电，其对地电压为110V。,
