第7章工業(yè)企業(yè)供電及安全用電（上）電工技術(shù)與電子技術(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院第13章工業(yè)企業(yè)供電及安全用電7.1電力系統(tǒng)7.2工業(yè)企業(yè)配電7.3安全用電發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。7.1電力系統(tǒng)7.1.1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(guó)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。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。安全電壓：36V以下的電壓稱為低壓。我國(guó)規(guī)定的安全電壓等級(jí)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。7.2工業(yè)企業(yè)配電7.2.1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(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)。7.2工業(yè)企業(yè)配電7.2.1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7.3安全用電7.3.1觸電事故1.電氣事故的原因1)違章操作(1)違反“停電檢修安全工作制度”，因誤合閘造成維修人員觸電。(2)違反“帶電檢修安全操作規(guī)程”，使操作人員觸及電器的帶電部分。(3)帶電移動(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)行放電處理導(dǎo)致觸電。(5)違章救護(hù)他人觸電，造成救護(hù)者一起觸電。3)產(chǎn)品質(zhì)量不合格(1)電氣設(shè)備缺少保護(hù)設(shè)施造成電器在正常情況下?lián)p壞和觸電。(2)帶電作業(yè)時(shí)，使用不合理的工具或絕緣設(shè)施造成維修人員觸電。(3)產(chǎn)品使用劣質(zhì)材料，使絕緣等級(jí)、抗老化能力很低，容易造成觸電。(4)生產(chǎn)工藝粗制濫造。(5)電熱器具使用塑料電源線。4)偶然條件電力線突然斷裂使行人觸電；狂風(fēng)吹斷樹枝將電線砸斷；雨水進(jìn)入家用電器使機(jī)殼漏電等偶然事件均會(huì)造成觸電事故。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)，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(zhǎng)，則傷害愈大。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。7.3.3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。(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。（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，Ib7.3.4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2.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。CABR0N(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4R0：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(zhǎng)期帶電，其對(duì)地電壓為110V。CABR'0N(b)R0IeZCTTSAILIN工作原理正常運(yùn)行時(shí)，穿過互感器鐵心窗孔中的兩條導(dǎo)線通過的電流IL與IN大小相等方向相反，互感器鐵心中合成磁通為零，互感器的二次繞組中沒有感應(yīng)電勢(shì)輸出，電子漏電脫扣器T不動(dòng)作,開關(guān)保持接通狀態(tài)。互感器ZCTTSAILINILC工作原理當(dāng)發(fā)生用電器絕緣損壞或人體觸電時(shí)，在負(fù)載的相線與地之間就產(chǎn)生漏電流，當(dāng)發(fā)生用電器絕緣損壞或人體觸電時(shí)，在負(fù)載的相線與地之間就產(chǎn)生漏電流，使穿過互感器鐵心窗孔中的兩條導(dǎo)線的電流IL與IN不相等，互感器的二次繞組中感應(yīng)出電勢(shì)，經(jīng)電子漏