第11章_工业企业供电与安全用电

第十一章工业企业供电与安全用电第一节发电、输电和配电第二节安全用电第三节节约用电本章要求：1.了解发电、输电和配电的基本知识；2.了解安全用电的基本常识；3.了解节约用电的意义。第一节发电、输电和配电一、电力系统概述电力系统是发电厂、输电线、变电所及用电设备的总称。电力系统由发电、输电和配电三大环节组成。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。利用燃煤(或石油、天然气)燃烧使汽轮机转动。生产过程：化学能热能机械能电能利用水的流量和落差使水轮机转动。生产过程：水能机械能电能利用原子能在反应堆的核裂变使汽轮机转动生产过程：原子能机械能电能生产过程：风能机械能电能风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，來促使发电机发电。依据目前的风车技术，大約是每秒三公尺的微风速度，便可以开始发电。生产过程：潮汐能机械能电能潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能发电的过程。具体地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝，将海湾或河口与海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时海水位的升降，使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。2．输电输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电单位。3．配电配电是由10kV及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低压再分配到各个用户。电力网的电压等级又分为：高压：1kV及以上的电压称为高压。低压：1kV及以下的电压称为低压。安全电压：36V以下的电压称为安全电压。变电所可分为：升压变电所、降压变电所、区域变电所、终端变电所等。电力线路分有输电线路和配电线路。由于发电厂一般都远离用电中心，所以必须用高压输电；为了确保用户安全用电，还必须降压配置为用户所需的各种电压。变电所配电室放射式配电线路变电所配电室树干式配电线路低压配电线路的连接方式主要有放射式和树干式二种。放射式配电方式适合负载点比较分散而各个负载点又具有相当大的集中负载的情况。树干式配电方式适合负载点位于变电所同一侧或负载比较均匀地分布在一条线上时。二、工业企业配电1.低压配电线路的结构放射式和树干式这二种配电线路现在都被广泛采用。放射式供电可靠，但投资较高。树干式供电灵活性较大，但可靠性相对较低。放射式与树干式相比较，前者导线细，但总线路长，而后者相反。2．低压配电线路的特点第二节安全用电一、触电的危害及因素（1）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。电击多发生在对地电压为220V的低压线路或带电设备上，因为这些带电体是人们日常工作和生活中易接触到的。（2）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。严重时也能危及人命。电伤多发生在1000V及1000V以上的高压带电体上。触电：当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。触电依伤害程度不同可分为电击和电伤两种。2.电流的大小：如果通过人体的电流在0.05A以上时，就有生命危险。对于工频交流电，按照人体对所通过大小不同的电流所呈现的反应，通常可将电流划分为三级。1.人体电阻的大小：当皮肤有完好的角质外层并且很干燥时，人体电阻大约为~Ω，当角质外层破坏时，则降到800~1000Ω。电击所引起的伤害程度与下列各种因素有关：410510名称定义大小男子女子感知电流引起感觉的最小电流1.1mA0.7mA摆脱电流人触电后能自主摆脱电源的最大电流9mA6mA致命电流在较短时间内引起心室颤动、危及生命的电流与通电时间有关R0mA50mA219b0PbRRUI(1)电源中性点接地的单相触电此时人处于相电压下，危险较大，通过人体的电流为1.接触正常带电体二、触电方式电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。另外电流从右手到左脚的路径是最危险的。4.电流持续时间与路径对人体的伤害3.电流的频率直流和频率在40Hz~60Hz的交流电流对人体的伤害最大。而20kHz以上的交流电对人体无害。(2)电源中性点不接地系统的单相触电双相触电IbR'对地绝缘电阻Ib(3)双相触电最为危险此时人体处于线电压之下。通过人体的电流为这种触电也有危险，通过人体的电流取决于人体电阻与输电线对地绝缘电阻的大小。0.05A0.38A1000380blbRUIU电位分布接地点20m0.8m跨步电压双脚跨步2.接触正常不带电的金属体例如电机外壳是不带电的，但电机内线圈绕组绝缘损坏而与外壳接触使其带电，当人触及带电的外壳时，相当于单相触电。为防止这种情况发生，对电气设备采用保护接地和保护接零的保护装置。3.跨步电压触电当高压电线直接接地，人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压而发生触电。跨步电压触电输电线路火线断线落地时，落地点的电位即导线电位，电流将从落地点流入地中。离落地点越远，电位越低。根据实际测量，在离导线落地点20m以外的地方，由于入地电流非常小，地面的电位近似等于零。如果有人走近导线落地点附近，由于人的两脚电位不同，则在两脚之间出现电位差，这个电位差叫作跨步电压。距离电流入地点越近，人体承受的跨步电压越大；距离电流入地点越远，人体承受的跨步电压越小;在20m以外，跨步电压很小，可以看作为零。U学生宿舍私用电器现象成为安全隐患不要在输电线附近搭晒湿衣服！不要随便扯拉电线！不要用湿毛巾擦洗正在使用的电器！安全隐患图例触电能使人造成烧伤或死亡，但是事故的多数原因是人为造成的。用电中注意以下问题，可以预防触电事故。（1）损坏的开关、插销等应赶快修理或更换，不能将就使用。（2）不懂电气技术和一知半解的人，对电气设备不要乱拆、乱装，更不要乱接电线。（3）灯头用的软线不要东拉西扯，灯头距地不要太低，扯灯照明时，不要往铁丝上搭。（4）电灯开关最好用拉线开关，尤其是土地潮湿的房间里，不要用床头开关和灯头开关。（5）屋内电线太乱或发生问题时，不能私自摆弄，一定要找电气承装部门或电工来改修。（6）拉铁丝搭东西时，注意不要接触到附近的电线。（7）屋外电线和进户线要架设牢固，以免被风吹断，发生危险。（8）外线折断时，不要靠近或用手去拿，应找人看守，赶快通知电工修理。（9）不要用湿手、湿脚接触电气设备和开关插销，以免触电。（10）大清扫时，不要用湿抹布擦电线、开关和插销，也不要用水冲洗电线及各种用电器具、电灯和收音机等。A、鸟儿电阻小；B、鸟儿干燥不导电；C、鸟儿两只脚在同一根线上；D、鸟儿体积小。问题：人体接触220V裸线触电，而小鸟儿两脚站在高压裸线上却无事，这是为什么？√•分析：人和鸟都是导体，人站在地上和220V火线接触造成触电事故，高压电线上的电压是指两根高压线之间或高压线与地面之间的电压，鸟儿两只脚站在同一根高压线上且靠很近，电压很小，故不触电。三、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。1.工作接地在低压配电系统中，电源中性点有接地和不接地两种。接地的目的是出于电力系统运行和安全需要将中性点接地，这种接地称为工作接地。2.保护接地保护接地就是将电气设备的金属外壳（正常情况下是不带电的）接地，宜用于中性点不接地的低压系统中，可分两种情况来分析：电气设备外壳未装保护接地时电气设备外壳未装保护接地时R'C'IbIe对地绝缘电阻分布电容（a）电气设备外壳未装保护接地时从图中可看到，当电动机某一相绕组的绝缘损坏使外壳带电而外壳未接地的情况下，人体触及外壳，相当于单相触电。这时接地电流（经过故障点流入地中的电流）的大小决定于人体电阻和绝缘电阻。R'C'对地绝缘电阻分布电容R0IbIeI0（b）电气设备外壳装保护接地时从图中可以看出，如果此时电动机外壳带电，而人体触及外壳时，由于人体的电阻与接地电阻并联，通常人体电阻远远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，不会有危险。这就是保护接地保证人身安全的作用。3．保护接零保护接零就是将电气设备的金属外壳接到零线（或称中性线）上，宜用于中性点接地的380V/220V三相四线制系统中。电动机的保护接零CABRoN工作零线在进建筑物入口处要接地，进户后再另设一保护零线。工作零线与保护零线N(工作零线)L(相线)PE(保护零线)220V××(a)(b)(c)NNNLLLEEE为了确保设备外壳对地电压为零,专设保护零线PE。接零正确接零不正确忽视接零触电急救措施如果触电地点附近有电源，可立即断开开关、拔下插头或熔断器等。如果事故现场离电源太远，可用有绝缘柄的电工钳或有干燥木柄的斧头切断电线。对于低压触电事故：当电线搭接在触电者身上或被压在身下时，可使用非导电体，如木棒、竹竿、塑料棍等，去拨开电源。应立即电话通知有关部门停电。带上绝缘手套，穿上绝缘靴，用相应电压等级的绝缘工具拉开高压开关。抛掷裸金属导线使线路短路、接地，迫使保护装置动作，断开电源。（1）救护人不可直接用手或其他导电及潮湿的物件作为救护工具，必须使用适当的绝缘工具。（2）要防止触电者脱离电源后可能的摔伤。对于高压触电事故：注意第三节节约用电（1）发挥用电设备的效能电动机和变压器通常在接近额定负载时运行效率最高，轻载时效率较低。为此，必须正确选用合适的功率。（2）提高线路和用电设备的功率因数提高功率因数的目的在于发挥发电设备的潜力和减少输电线路的损失。（3）降低线路损失要减低线路损失，除提高功率因数外，还必须合理选择导线截面，适当缩短大电流负载（例如电焊机）的连接，保持连接点的紧接，安排三相负载接近对称等等。（4）技术革新采用新材料、新工艺，达到节约电能的目的。（5）加强用电管理和提高全民节电意识特别是注意照明用电的节约。