第6章 供电与安全用电

电工技术闪电6.1发电、输电和配电6.2安全用电6.3接零和接地6.4静电防护和电气防火、防爆、防雷和急救常识电工技术节目录学习目的与要求了解安全用电的重要意义，树立“安全第一、预防为主”的思想；熟悉人身触电事故发生的原因及后果，掌握简单可行的触电急救措施；了解电气设备事故发生的因果关系，着重掌握保护接零、保护接地和漏电保护措施；了解雷电形成的原因，掌握一定的雷电防护措施。6.1.1发电6.1发电、输电和配电电能的生产主要来自各种类型的发电厂，发电方式多种多样常见的触电情况主要：1、火力发电2、水力发电3、核能发电4、太阳能发电5、风力发电利用燃煤(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。电工技术节目录输电输电是指从发电厂向消费电能地区输送大量电力的主干渠道，或者不同电网之间互送电力的联络渠道。我国目前常用的高压输电电压等级有110kV、220kV、330kV以及500kV等几种。目前采用的送电线路有两种：一种是电力电缆，另一种是最常见的架空线路6.1.2电工技术节目录配电是在消费电能地区内将电力分配至用户的手段，直接为用户服务。配电可以是将电力分配到城市、郊区、乡镇和农村，也可以是分配和供给农业、工业、商业、居民住宅以及特殊需要的用电。常用的配电电压有6～l0kV高压与220/380V低压2种6.1.3配电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。变电所可分为：升压变电所、降压变电所、区域变电所、终端变电所等。家中配备一些必要的电工器具不可用铜丝或铁丝代替保险丝检查和修理电器时，必须先断开电源当配电设备不能满足电器容量要求时，应予以更换、改造，严禁凑合使用。发现电源线破损或金属外露时，应立即更换或用带黏性的绝缘黑胶布或塑料带加以包扎。当电器或电线发生火灾时，应先断开电源再灭火6.2安全用电6.2.1安全用电注意事项电工技术节目录触电当人体触及带电体时，电流通过人体，这就叫触电。电流通过人体时，会对人的身体和内部组织造成不同程度的损伤，这种损伤分电伤和电击两种。电伤是指电流对人体外部造成的局部损伤。电伤从外观看一般有电弧烧伤、电的烙印和熔化的金属渗入皮肤（称皮肤金属化）等伤害。电击是指电流通过人体时，使人的内部组织受到较为严重的损伤。电击会使人觉得全身发热、发麻，肌肉发生不由自主的抽搐，逐渐失去知觉。6.2.2触电对人体的伤害程度，主要决定于通过人体的电流大小、频率、时间及触电者自身的身体状况等。在工频电流下，能引起人体感觉的最小电流称为感知电流：一般成年男性为1.1mA，成年女性为0.7mA。人触电后能自主摆脱的最大电流称为摆脱电流。一般成年男性为10mA，成年女性为6mA。在短时间内危及生命的最小电流称为致命电流，为30～50mA。我国规定安全电流为30mA，并且通电时间不超过1s。人体站在地面而触及一根火线，电流通过人体、大地和电源中线或对地电容形成回路，称为单相触电，也非常危险，如图（a）所示。人体同时触及两根火线，承受线电压的作用，电流由一根火线经人体到另一根火线的触电称为两相触电，是最危险的一种，如图（b）所示。某些电气设备火线接触外壳短路接地或带电导线直接触地时，人体虽没有接触带电设备外壳或带电导线，但跨步行走在电位分布曲线的范围内而造成的触电，称为跨步触电或跨步电压触电，如图（c）所示。（a）单相触电（b）两相触电（c）跨步电压触电触电方式6.2.3电工技术节目录火线零线单相触电电流通过的路径电流通过人体的心脏，肺部、和中枢神经系统的危险性比较大，特别是电流通过心脏时危险最大。所以从手到脚的电流途径最为危险。电工技术节目录L1L2L3两相触电情境两相触电比单相触电更危险，因为此时加在人体心脏上的电压是线电压！电工技术节目录使用安全电压绝缘保护漏电保护器接零或接地防范措施6.2.4电工技术节目录电气上所谓的“地”指电位等于零的地方。用接地线把电气设备的某些部分与接地体进行可靠而又符合技术要求的电气连接，称为接地，如电动机、变压器和开关设备的金属外壳接地。在电力系统中应用较多的有工作接地保护接地保护接零重复接地接零和接地6.3电工技术节目录电力系统由于运行和安全的需要，将中性点接地的方式称为工作接地，如图所示。当一相出现接地故障时，由于接近单相短路，接地电流较大，保护装置动作迅速，这时会立即切断故障设备。由于火线对地为相电压，因而降低了电气设备对地的绝缘水平。工作接地时，触电电压接近相电压（220V），有人身危险。工作接地工作接地6.3.2电工技术节目录把电气设备的金属外壳用导线单独与电源中线相连的方式称为保护接零。保护接零适用于电压低于lkV且电源中点接地的三相四线制供电线路。保护接零后，一旦电气设备的某相绝缘损坏且碰壳时，就会造成该相短路，这时就会立即把熔丝熔断或使其他保护装置动作，因而自动切断电源，避免触电事故的发生。家用电器等单相负载的外壳，用接零导线接到电源线三脚插头中央的长而粗的插脚上，使用时通过插座与中线单独相连，如图所示。保护接零6.3.3电工技术节目录L380V/220V电源保护接零保护零线或接地火线零线保护接零重复接零单相三眼插座工作接地1L2LN3R0R0（a）电气设备的保护接零（b）单相三角插头和插座L380V/220V电源保护接零保护零线或接地火线零线保护接零重复接零单相三眼插座工作接地1L2LN3R0R0（a）电气设备的保护接零（b）单相三角插头和插座保护接零示意图电工技术节目录绝不允许把用电器的外壳直接与用电器的零线相连，这样不仅不能起到保护作用，还可能引起触电事故，如图所示的是几种错误的接零方法。L1L2LN3（a）中线意外断开时L1L2LN3（b）中线熔丝熔断时L1L2LN3（c）火线与零线反接时单相用电器错误的保护接零的方式电工技术节目录在图（a）和图（b）中，一旦中线因故断开，用电器外壳将带电，这是非常极为危险的。图（c）中，一旦插座或接线板上的火线与零线接反，当用电器正常工作时，外壳也带电，就有触电危险，也是绝不允许的。单相用电器正确的保护接零方式，如下图所示。L1L2LN3单相用电器正确的保护接零方式电工技术节目录采用保护接零电网中，中性线必须按规定重复接地，如下图所示，以免在中性线断线情况下，电工设备接零外壳可能发生的带电危险保护接零工作接地重复接地重复接地重复接地重复接地6.3.4电工技术节目录如果无重复接地，当零线发生意外断线时，断线后面任一设备均会因绝缘损坏而使外壳带电，这一电压通过中性线引到所有接零设备的外壳，操作人员接触任一设备的外壳，都会存在危险。重复接地一般布置在容量较大的用电设备、线路的分支、曲线终点等处。电工技术节目录把电气设备的金属外壳用电阻很小的导线和埋在地中的接地装置可靠联接的方式称为保护接地，用于中性点不接地的低压系统中，图（a）所示为电动机的保护接地。电气设备采用保护接地后，即使带电导体因绝缘损坏且碰壳，人体触及带电的外壳时，由于人体相当于与接地电阻并联，而人体电阻远大于接地电阻，因此通过人体的电流就微乎其微，保证了人身的安全，如图（b）所示。保护接地通常适用于电压低于1kV的三相三线制供电线路或电压高于1kV的电力网中。保护接地6.3.5电工技术节目录在上图所示的中性点不接地的系统中，当一相接地时，会使另外两相的对地电压升高到线电压。人体若触到另外两相时，触电电压接近线电压（380V），人身危险更大。bRR0RaIbIeI保护接地电工技术节目录L1L2LC三相电源碰壳碰壳iiR3L1L2L30（a）未保护接地时（b）保护接地后保护接地示意图电工技术节目录在同一供电线路上，不允许一部分电气设备保护接地，另一部分电气设备保护接零，如图所示。因为当接地电气设备绝缘损坏使外壳带电时，若熔丝未能熔断，此时就有电流由接地电极经大地回到电源，形成闭合电路。由于电流在大地中是流散的，只有在接地电极附近才有电阻值和较大的电压降，这样使所有接中线的电气设备外壳与大地的零电位之间都存在一个较大的对地电压，站在地面上的人体若触及这些设备，就可能引起触电。如果有人同时触到接地设备外壳和接零设备外壳，人体将承受电源的相电压，这是非常危险的。电工技术节目录dIII1L2L3LN1D2D同一供电线路上不允许部分电气设备保护接地另一部分设备保护接零电工技术节目录漏电保护漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时，漏电保护装置已切断电源；或者在人体已触及带电体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对人体的危害漏电保护器的种类很多。为了保证在故障情况下人身和设备的安全，应尽量装设漏电流动作保护器。它可以在设备及线路漏电时通过保护装置的检测机构转换取得异常信号，经中间机构转换和传递，然后促使执行机构动作，自动切断电源，起到保护作用。电工技术节目录绝缘、屏保和间隔和安全电压是最为常见的安全措施。绝缘它是防止人体触及绝缘物把带电体封闭起来。瓷、玻璃、云母、橡胶、木材、胶木、塑料、布、纸和矿物油等都是常用的绝缘材料。应当注意：很多绝缘材料受潮后会丧失绝缘性能或在强电场作用下会遭到破坏，丧失绝缘性能。(1)直接电击的防护措施6.直接电击和间接电击的防护措施屏保即采用遮拦、护照、护盖箱闸等把带电体同外界隔绝开来。电器开关的可动部分一般不能使用绝缘，而需要屏护。高压设备不论是否有绝缘，均应采取屏护。电工技术节目录间隔就是保证必要的安全距离。间距除用防止触及或过分接近带电体外，还能起到防止火灾、防止混线、方便操作的作用。在低压工作中，最小检修距离不应小于0.1米。安全电压这是用于小型电气设备或小容量电气线路的安全措施。根据欧姆定律，电压越大，电流也就越大。因此，可以把可能加在人身上的电压限制在某一范围内，使得在这种电压下，通过人体的电流不超过允许范围，这一电压就叫做安全电压。安全电压的工频有效值不超过50V，直流不超过120V。我国规定工频有效值的等级为42V，36V，24V，12伏和6伏。电工技术节目录②采用有双重绝缘或加强绝缘的电气设备，或者采用另有共同绝缘的组合电气设备，以防止工作绝缘损坏后在易接近部分出现危险的对地电压。③等电位环境：将所有容易同时接近的裸导体互相连接起来，使其间电位相同，防止接触电压。等电位范围不应小于可能触及带电体的范围。①安装自动断电保护装置，使带电线路或设备发生故障或触电事故时，能够自动断开电源，起到保护作用。(2)间接电击的防护措施1.静电防护:首先应设法不产生静电;其次是产生了静电，应设法使静电的积累不超过安全限度，其方法有泄漏法和中和法等2.电气防火、防爆:首先切断电源。注意拉闸时最好用绝缘工具；来不及切断电源时或在不准断电的场合，可采用不导电的灭火剂带电灭火。若用普通水枪灭火，最好穿上绝缘套靴。3.防雷保护：如有强雷鸣闪电时最好不要外出，如果外出，最好乘坐具有完整金属车厢的车辆；不要骑自行车和摩托车；如在野外，应该以装有避雷针的、钢架的或钢筋混凝土的建筑物作为避雷场所。没有掩蔽所时，不能停留在山顶等制高点场所，不要靠近空旷地带或山顶上的孤树，