安全质量标准化机械制造业电气部分讲义

安全质量标准化机械制造业电气部分讲义前言机械制造企业安全质量标准化考核评级标准共分三个部分。第一部分是基础管理考评，考评内容15项；第二部分是设备设施考评，考评内容51项；第三部分是作业环境与职业健康考评，考评内容9项。电气部分考评内容属第二部分（设备、设施考评）共10项。内容包括：变配电系统、低压电气线路（固定线路）、低压临时线路、动力（照明）配电箱（柜板）、电网接地系统、防雷接地装置、电焊机、手持电动工具、移动电气装备、电气试验站（台、室）。涉及考评条款75条。其中变配电系统23条，低压电气线路（固定线路）7条、低压电气线路（临时线路）6条、动力（照明）配电箱（柜板）8条、电网接地系统5条、防雷接地装置5条、电焊机7条、手持电动工具5条、移动电气装备5条、电气试验站4条。为了更好地配合企业理解和掌握电气部分75条考评标准，编写了此培训教材。本教材共分十章，除按条款内容进行编写外，还增加了条款所涉及的相关知识。由于机械制造业企业电气部分安全质量标准化考评标准是严格遵照国家有关电气方面的法规进行编制的，条款涉及到的电气专业知识面很广，由于编者对国家有关电气方面的法规理解的深度不够，知识水平有限，难免在教材中存在不妥之处，恳请批评指正。编者2007年2月26日第一章变、配电系统1.1概述1.1.1设置的目的变配电站及企业自有发电设备是企业的心脏，在机械企业中，电力供应不正常，不仅使整个生产活动不能正常进行，有时还会因突然停电而发生火灾事故。如果变配电系统中继电器和自动装置不能起到预定的保护作用，造成高压断路器在短路事故中不动作，出现越级跳闸，影响上一级或更大范围的供电系统停电，有时还会给整个企业带来毁灭性的灾害。1.1.2工业企业供电系统组成工业企业供电系统由高压配电线路、配电所、变电所、低压配电线路等组成。常见的有以下四种供电方式：（1）进线35KV，经总配电所变为10KV高压电分送到各车间，经车间变电所变为0.4KV低压分送到各配电箱或用电设备。这种方式适用于大型企业和大中型企业。（2）进线10KV，经总变电所分送到各车间，经车间变电所变为0.4KV低压电分送到各配电箱或用电设备。这种方式适用于中型企业和中小型企业。（3）进线0.4KV，经配电室分到各车间或直送到各配电箱或用电设备。这种方式适用于小型企业。1.1.3变配电所的型式（1）配电所一般为独立式建筑物，也可附于负荷较大的厂房，有时还带有车间变电所。（2）车间内附式变电所，设于车间内与车间共用外墙，能保持车间外观整齐，但占车间面积。（3）车间外附式变电所，附设在车间外，不占车间面积，但占厂区面积。（4）车间外附式露天变电所与车间外附式相似，但变压器装于室外，结构简单，但使用维护条件较差。2（5）车间内变电所，设于车间外部，不与车间外墙相连，适用于负荷大的多跨厂房，能深入负荷中心，但对防火要求较严。（6）独立变电所，它是独立建筑物，一般用于供电分散的负荷以及有爆炸和火灾危险的场所。（7）独立式露天变电所，变压器和配电装置均装在室外，结构简单。（8）箱式变电站ZBW(XBW)系列变电站是一种把高压开关设备，配电变压器，低压配电设备根据用户要求，接一次线路方案，由工厂预制成型的户外式成套装置，简称“箱变”。高压开关设备可选用ABB、SIEMENS施耐德，F＆G的SF6环网开关柜或ZFN型压气式负荷开关柜，可为终端式环网供电单元；变压器可采用SCB9、SC9等型号干式变压器或S9油浸式变压器；低压配电装置采用断路器、低压刀开关，交流接触器等各独立单元装置完善的控制、保护，带电显示及站用照明系统，箱体内装置有温度、湿度自动控制装置及强迫通风系统。ZBW(XBW)系列箱式变电站是按照GB/T17467-1997《高压/低压预装式substatioh》和SD320-1992《箱式变电站技术条件》标准设计的，用于城市高层建筑、城乡建筑、居民小区、高新技术开发区、中小型工厂、矿山、油田及临时用电场所，作供电系统中接受和分配电能用。①型号含义ZBW□-□/□-□□□Z-组合型箱式、B-变电站、W-户外型、□－设计序号、□－高压侧额定电压、□－低压侧额定电压（KV）、□-高压开关类型、□－高压主开关操作机构、□－变压器额定容量（KVA）◎周围空气温度：－25～＋40℃(允许－30℃时储运)；◎海拔高度：≤1000M;◎空气相对湿度：日平均值≤2.2×10-3MPa；月平均值≤1.8×10-3MPa；◎在高湿度期内，温度急剧下降时可结露；◎地震强度：不超过八级；◎没有火灾、爆炸危险、严重污秽、化学腐蚀及震动的场所。②结构特点ZBW(XBW)系列箱式变电站，具有成套密封性能，体积小，结构紧凑，运行安全可靠，维护方便以及可移动等特点，与常规土建变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规土建变电站的1/10～1/5,大大减少了设计工作量和施工量。3变压器室高压室低压室图1－1目字型结构变压器室低压室高压室图1－2品字型结构1.2变配电环境1.2.1与其它建筑物间有足够的安全消防通道变电站与其它建筑物间应有足够的消防通道。一方面是为能够及时扑救变配电站本身火灾而提供基础条件，另一方面也是为其它建筑物发生火灾时能确保变电所不受波及而考虑的。以一般消防车能通行（通道净高不应小于4米，净宽不应小于3.5米），而且在通道上不应堆放产品，材料等物而可能使消防车受阻。1.2.2与爆炸危险场所，有腐蚀性场所有足够的间距（1）爆炸危险场所的分类和分级1）爆炸危险场所的分类爆炸危险场所按爆炸性物质的物态，分为气体爆炸场所和粉尘爆炸危险场所。2）爆炸危险场所的分级爆炸危险场所的分级原则是按爆炸性物质出现的频度，持续时间和危险程度而划分为不同危险等级区域。①气体爆炸危险场所的区域等级爆炸性气体、易燃或可燃液体的蒸汽与空气混合形成爆炸性气体混合物的场所，按其危险程度的大小分为三个区域等级。a、0级区域（简称0区），是指在正常情况下，爆炸性气体混合物，连续地短时间频繁地出现或长时间存在的场所。（除了封闭的空间，如密封的容器、储油罐等内部气体空间外，很少存在0区）。b、1级区域（简称1区），是指在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。C、2级区域（简称2区），是指在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所。②粉尘爆炸危险场所的区域等级爆炸性粉尘和可燃纤维与空气混合形成爆炸性混合物的场所，按其危险程度的大小分为两个区域等级。a、10级区域（简称10区），是指在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所。b、11级区域（简称11区），是指在正常情况下，爆炸性粉尘可燃纤维与空气的混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所。（2）火灾危险场所的分类和分级火灾危险场所只有一类，但由于在这个区域内火灾危险物质的危险程度和物质状态不一样，又将其分为三个不同危险程度的区。1）21区：指具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。2）22区：具有悬浮状，堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不能形成爆炸混合物，但数量和配置上能引起火灾危险的环境。3）23区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。在火灾危险环境中能引起火灾危险的可燃物质宜为下列四种①可燃液体：如柴油、润滑油、变压器油等。②可燃粉尘：如铝粉、焦炭粉、煤粉、面粉、合成树脂粉等。③固体状可燃物质：如煤、焦炭、木等。④可燃纤维：如棉花纤维、麻纤维、毛纤维、木质纤维、合成纤维等。表1－1爆炸物和火灾危险区域类别及区域等级接爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间划分-5-爆炸性气体环境危险区域0区连续出现或长期出现爆炸爆炸性气体混合物的环境1区在正常运行时，可能出现爆炸性气体混合物的环境2区在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物的环境，即使出现也仅是短时间存在的爆炸性气体混合物的环境。爆炸性粉尘环境危险区域10区连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境11区有时会将积留下的粉尘扬起而偶尔出现爆炸性粉尘混合物的环境。按火灾事故发生的可能性的后果、危险程度及物质状态划分火灾危险区域21区具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾的环境。22区具有悬浮状，堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不能形成爆炸性混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。23区具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。（3）独立区域变配电所和控制室的位置与爆炸危险生产装置毗邻区域的安全距离。1）与1区（1区为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境）的建筑物水平安全距离不应小于15米。2）与2区（2区为在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，即使出现也仅是短时间存在的爆炸性气体混合物的环境）的建筑物水平安全距离不应小于7.5米。3）变配电站建筑应在主导风上风向或顺风向为准。不应在危险源的正上方或正下方（尽量设在污源的上风）。1.2.3地势不应低洼，防止雨后积水变配电站地势不应低洼，防止雨后积水，主要是为防止电缆、电器遭水浸或受潮影响而降低绝缘性能，甚至击穿损坏造成事故，配电室、控制室、值班室等的地面，一般比室外高出150～300毫米，当附设在车间内时则可与车间的地面相平。1.2.4应设有100％变压器油量的储油池或排油设施油浸式电动变压器的油兼有散热、绝缘，防止内部元件和材料氧化以及内部严重故障时灭弧作用。变压器油的闪点在135℃～160℃之间，属于可燃液体。变压器内的绝缘衬垫、纸板、棉纱、布、木材等都属于可燃物质。变压器油箱一旦破裂，击穿甚至发生火灾时，防止变压器油流逸导致事故扩大，所以在下列场所的变压器室，应设置能容纳100％油量的挡油设施或设置能将油排到安全处所的设施。-6-（1）车间安装的变压器，其油量＞600Kg时，应设有适当的储油池，池内应铺设卵石。（2）变压器下面有地下室。（3）变压器位于建筑物的二层或更高层时。（4）露天或半露天变电所中，油量1000公斤及以上变压器。1.2.5变配电间门应向外开，高压室（间）门应向低压间开，相邻配电室门应双向开变配电所一般安全要求中包括门的开向共有三个要求。一是变配电间门应向外开；二是高压室（间）门应向低压间开；三是相邻配电室门应双向开。主要是发生事故时能易于避险。1.2.6门、窗及洞应设置网孔小于10mm×10mm的金属网。变配电所一般安全要求，对于变配电装置应做好防火、防水、防漏、防雷、防小动物、防污等防护各种有害因素的安全措施，并保持好通风良好。通向变电所外部的门和开启的窗，及自然通风，机械通风孔洞，也包括架空线路、电缆进出口线路的穿墙透孔和保护管都应采用金属网或建筑材料封闭，重点应放在高压侧。金属网的网孔应小于10mm×10mm.1980年原唐山齿轮厂变电所高压间进线柜，10KV高压电缆头被钻进来的老鼠咬坏，发生严重短路事故，造成10KV高压架空线路单相落地。不但全厂停电停产，还影响了局部供电系统。幸亏10KV高压架空线路落地时是发生在夜间，人员稀少，如果发生在白天，还有可能造成触电事故。1.2.7多层建筑装置可燃油电气设备变配电所应在底层，高层建筑内不宜装置可燃电气设备变配电所。1.3变压器、发电机1.3.1油标油位指示清晰，油色透明无杂质，变压器油有定期绝缘测试报告且不漏油。（1）绝缘油在高压电气设备中的主要作用1）使充油设备有良好的热循环回路，以达到冷却散热的目的。在油浸变压器中，就是通过油把变压器的热量传给油箱及冷却装置，再由周围空气或冷却水进行冷却的。2）隔绝设备绝缘与空气接触，防止发生氧化和浸潮，保证绝缘性能不致降低。这个作用在各充油设备中均有体现。特别是变压器、电缆和电容器中的绝缘油，浸渍这些设备的固体绝缘材料，防止潮气侵入，同时还填充了固定绝缘材料中的空隙，这就使得设备的绝缘得到加强。为了使绝缘油能起上述作用，要求绝缘油具备一定的性能，如粘度小、闪点高、击穿电压高、稳定性（安全性）好等。电气设备的电压等级越高，容量越大，对绝缘油性能的要求越高。由于运行中的油受到正