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1、工業企業供電及安全用電,13.1 電力系統,13.2 工業企業配電,13.3,第13章 工業企業供電及安全用電,本章要求：,1.了解工業企業供配電的基本知識。,1.了解安全用電的基本常識。,發電機組發出的電壓一般為 6 10 KV。,13.1 電力系統,13.1.1 電力系統概述,電力是現代工業的主要動力，在各行各業中都得到了廣泛的應用。電力系統是發電廠、輸電線、變電所及用電設備的總稱。,1.發電,發電是將水力、火力、風力、核能和沼氣等非電能轉換成電能的過程。我國以水利和火力發電為主，近幾年也在發展核能發電。,電力系統由發電、輸電和配電系統組成。,2.輸電,輸電就是將電能輸送到用電地區或直接輸2、送到大型用電戶。輸電網是由35KV及以上的輸電線路與其相連接的變電所組成，它是電力系統的主要網絡。輸電是聯系發電廠和用戶的中間環節。,輸電過程中,一般將發電機組發出的 610KV 電壓經升壓變壓器變為 35500KV 高壓，通過輸電線可遠距離將電能傳送到各用戶，再利用降壓變壓器將35KV高壓變為 610KV 高壓。,3.配電,配電是由 10KV 級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 低壓再分配到各個用戶的用電設備。,電力網的電壓等級,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3、壓稱為低壓。,有220，380V。,安全電壓：36V以下的電壓稱為低壓。,我國規定的安全電壓等級有：12V、24V、36V等。,電力系統的示意圖,升壓變電所,220kV,地區樞紐所,10kV,至用戶,配電所,10kV,10kV,升壓變電所,220kV,220kV,220kV,輸電線路,220kV,10kV,為保證供電的可靠性和安全連續性，電力系統將各地區、各種類型的發電機變壓器、輸電線、配電和用電設備等連成一個環形整體。,13.2 工業企業配電,13.2.1 低壓配電線路的結構,低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、用電線路組成。,通常一個低壓配電線路的容量在幾十千伏安到幾百千伏安的范圍4、，負責幾十個用戶的供電。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和片，通過干線、支線向片、區供電。整個供電線路形成一個分級的網狀結構。,13.2 工業企業配電,13.2.1 低壓配電線路的結構,低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、用電線路組成。,低壓配電線路的聯接方式主要是放射式和樹干式兩種。,某校實驗樓樹形供電線路示意圖,去教學樓,去宿舍 食堂,2層配電箱,11層配電箱,1層配電箱,去報告廳,實驗樓,配電變壓器,配電柜,13.3 安全用電,13.3.1 觸電事故,1.電氣事故的原因,1)違章操作,5、(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程”，使操作人員觸 及電器的帶電部分。,(3)帶電移動電器設備。,(4)用水沖洗或用濕布擦拭電氣設備。,(6)對有高壓電容的線路檢修時未進行放電處理導 致觸電。,(5)違章救護他人觸電，造成救護者一起觸電。,2)施工不規范,(1)誤將電源保護接地與零線相接，且插座火線、零線位置接反使機殼帶電。,(2)插頭接線不合理，造成電源線外露，導致觸電。,(3)照明電路的中線接觸不良或安裝保險，造成 中線斷開，導致家電損壞。,(5)隨意加大保險絲的規格，失去短路保護作用，導致電器損壞。,(4)照明線路敷射不合規6、范造成搭接物帶電。,(6)施工中未對電氣設備進行接地保護處理。,3)產品質量不合格,(1)電氣設備缺少保護設施造成電器在正常情況下 損壞和觸電。,(2)帶電作業時，使用不合理的工具或絕緣設施造 成維修人員觸電。,(3)產品使用劣質材料，使絕緣等級、抗老化能力 很低，容易造成觸電。,(4)生產工藝粗制濫造。,(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；狂風吹斷樹枝將電線砸斷；雨水進入家用電器使機殼漏電等偶然事件均會造成觸電事故。,13.3.2 電流對人體的作用,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、心臟和神經系統，造成7、人體內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，對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。,調查表明，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、持續時間、電流的頻率以及電流通過人體的途徑等。,1.人體電阻,人體電阻因人而異，通常為 104 105，當角質外層破壞時，則降到8001000。,2.電流強度對人的傷害,人體允許的安全工頻電流:30mA工頻危險電流:50mA,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，而高頻電流不僅沒有危害還可以用于醫療保健等。,3.電流頻率對人體的傷害,4.電流持續時間與路徑對人體的8、傷害,電流通過人體的時間愈長，則傷害愈大。,5.電壓對人體的傷害,電流的路徑通過心臟會導致神經失常、心跳停止、血液循環中斷，危險性最大。其中電流的流經從右手到左腳的路徑是最危險的。,觸電電壓越高，通過人體的電流越大就越危險。,因此，把 36 V以下的電壓定為安全電壓。工廠進行設備檢修使用的手燈及機床照明都采用安全電壓。,13.3.3 觸電方式,1.接觸正常帶電體,(1)電源中性點接地的單相觸電,通過人體電流:,式中:UP:電源相電壓(220V)Ro:接地電阻 4 Rb:人體電阻 1000,這時人體處于相電壓下，危險較大。,(2)電源中性點不接地系統的單相觸電,對地絕緣電阻,人體接觸某一相時，通9、過人體的電流取決于人體電阻Rb與輸電線對地絕緣電阻R 的大小。若輸電線絕緣良好，絕緣電阻R 較大，對人體的危害性就減小。,但導線與地面間的絕緣可能不良（R 較小），甚至有一相接地，這時人體中就有電流通過。,(3)雙相觸電,觸電后果更為嚴重,通過人體的電流：,2.接觸正常不帶電的金屬體,當電氣設備內部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其外殼帶電。當人觸及帶電設備的外殼時，相當于單相觸電。大多數觸電事故屬于這一種。,這時人體處于線電壓下，,Ib,3.跨步電壓觸電,電位分布,接地點,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，在接地點周圍產生電壓降。如圖所示。,當人體接近接地點時，兩腳之間承受跨10、步電壓而觸電。跨步電壓的大小與人和接地點距離，兩腳之間的跨距，接地電流大小等因素有關。,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，應雙腳并攏或單腳跳出危險區。,13.3.4 接地和接零,為了人身安全和電力系統工作的需要，要求電氣設備采取接地措施。按接地目的的不同，主要分為工作接地、保護接地和保護接零。,1.工作接地,即將中性點接地。,目的：,(1)降低觸電電壓,(2)迅速切斷故障 在中性點接地的系統中，一相接地后的電流較大，保護裝置迅速動作，斷開故障點。,(3)降低電氣設備對地的絕緣水平,2.保護接地,當電氣設備內部絕緣損壞發生一相碰殼時：由于外殼帶電,當人觸及外殼,接11、地電流 Ie 將經過人體入地后,再經其它兩相對地絕緣電阻R 及分布電容C 回到電源。當R 值較低、C 較大時，Ib 將達到或超過危險值。,對地絕緣電阻,分布電容,電氣設備外殼未裝保護接地時:,電氣設備外殼有保護接地時,通過人體的電流：,Rb與Ro并聯，且 Rb Ro 通過人體的電流可減小到安全值以內。,利用接地裝置的分流作用來減少通過人體的電流。,保護接地：將電氣設備的金屬外殼(正常情況下是不帶電的)接地。用于中性點不接地的低壓系統,保護接零（用于 380V/220V 三相四線制系統）,將電氣設備的外殼可靠地接到零線上。,當電氣設備絕緣損壞造成一相碰殼，該相電源短路，其短路電流使保護設備動作，將故障設備從電源切除，防止人身觸電。,把電源碰殼，變成單相短路，使保護設備能迅速可靠地動作，切斷電源。,保護接地和保護接零同時使用時,當A相絕緣損壞碰殼時，接地電流,式中：R0：保護接地電阻4 R0：工作接地電阻4,注：中性點接地系統(1)不允許采用保護接地，只能采用保護接零；(2)不準保護接地和保護接零同時使用。,此電流不足以使大容量的保護裝置動作，而使設備外殼長期帶電，其對地電壓為110V。,