电工技术 教学课件 ppt 作者 牛百齐 第8章 安全用电与电工测量

第8章 安全用电与电工测量,学习目标,了解触电的方式，掌握防止触电的保护措施。 掌握安全用电注意事项及触电急救知识。 熟悉电工测量误差分类及产生原因。 掌握电工仪表的准确度概念。 掌握电工仪表的结构及工作原理。 掌握电压表、电流表扩大量程方法。 掌握用电工仪表测量各类电量的方法。,8.1 安全用电,安全用电主要包括供电系统的安全、用电设备的安全以及人身安全三个方面，这三者之间是紧密联系的。 通常供电系统引起的故障可能会导致用电设备的损坏或人身伤亡事故的发生；而用电事故也可能会导致局部或大范围停电，甚至造成严重的社会灾难。 因此，必须十分重视安全用电问题，防止电气事故的发生。,8.1.1 触电与安全用电,1触电 当人体接触带电体或人体与带电体之间产生闪击放电时，则有一定的电流通过人体，从而造成人体受伤甚至死亡的现象称为触电。 触电对人体的伤害可分为电击和电伤两种。电击是指电流通过人体内部，使人体组织受到伤害。电伤主要是电流对人体外部造成的伤害。 电击伤害的严重程度，与通过人体电流的大小、频率、时间、途径及人体本人健康状况等因素有关。,2触电方式 人体触电方式一般有三种： 1）单相触电 指当人体的某个部位只接触到电源的某一相时的触电。 单相触电时，一相电流通过人体及大地构成闭合回路。 由于人体电阻比中性点接地的电源电阻大得多，因此加在人体上的电压接近相电压220V，极为危险。,2)两相触电 指人体同时触及电源的两根相线，如图8-2所示。 加在人体上的电压是线电压，通过人体的电流是单相触电电流的 倍，因此无论低压电网的中性点是否接地，也无论人是否站在绝缘物上，这种触电情况都是十分危险的。,3)跨步电压触电 当电线或电气设备发生接地事故时，接地电流通过接地体向大地流散，在接地点周围的土壤中产生电压降。当人在接地体附近行走时，两脚之间就产生一定的电位差，通称跨步电压。跨步电压较高时，人体就会触电，称为跨步电压触电。,3防止触电的保护措施 除直接与带电体接触发生触电事故外，高压意外地传到低压部分及电压意外地从带电部分传到不应带电的部分(如金属结构部分)，都可能发生触电事故。由于用电者经常会与电气装置的金属结构部分接触，因此对电气设备必须采取下列保护措施。,1）保护接地 所谓保护接地，是指将电气设备的金属外壳与接地体可靠与地连接。通常用埋入地下的钢管、角铁或铜条作为接地体，其电阻不得超过4 。,保护接零 对于低压供电系统，可采用三相四线制、中性点接地的运行方式。电源中性点接地为工作接地(为保证电气设备可靠地工作而采用的接地)，而将电气设备的金属外壳与电源中性线相连接称为保护接零，习惯又称保护接中线，如图8-5所示。,8.1.2触电急救知识,作为一个有经验的电工操作人员，倘若遇到触电事故的发生，头脑必须保持清醒，沉着稳重。触电急救必须争分夺秒，立即就地迅速用心脏复苏法进行抢救，并坚持不断地进行，同时及时与医疗部门联系，争取得到医务人员的救治。但在医务人员到来之前，不要放弃现场的枪救，更不能只根据没有呼吸或脉搏擅自判定伤员死亡而放弃抢救。,1触电的现场抢救,1）使触电者尽快脱离电源 (1)如果触电现场远离开关或不具备关断电源的条件，救护者可站在干燥木板上。用一只手抓住衣服将其拉离电源。也可用干燥木棒、竹竿等将电线从触电者身上挑开。 (2)如触电发生在火线与大地间，可用干燥绳索将触电者身体拉离地面，或用干燥木板将人体与地面隔开，再设法关断电源。 (3)如手边有绝缘导线，可先将一端良好接地，另一端与触电者所接触的带电体相接，将该相电源对地短路。也可用手头的刀、斧、锄等带绝缘柄的工具，将电线砍断或撬断。,2对不同情况的救治 1)触电者神智尚清醒但感觉头晕、心悸、出冷汗、恶心、呕吐等，应让其静卧休息，减轻心脏负担。 2)触电者神智有时清醒，有时昏迷，应静卧休息，并请医生救治。 3)触电者无知觉，有呼吸、心跳。在请医生的同时，应施行人工呼吸。 4)触电者呼吸停止，但心跳尚存，应施行人工呼吸；如心跳停止，呼吸尚存，应采取胸外心脏挤压法；呼吸、心跳均停止，则须同时采用人工呼吸法和胸外心脏挤压法进行抢救。,3人工呼吸法 人工呼吸法只对停止呼吸的触电者使用。操作步骤如下： 1）先使触电者仰卧，解开衣领、紧身衣服等，除去口腔中杂物。 2）将触电者头部尽量后仰，颈部伸直。救护人一只手捏紧触电者的鼻孔，另一只手掰开触电者的嘴巴。救护人深吸气后，紧贴着触电者的嘴巴大口吹气，使其胸部膨胀；之后救护人换气，放松触电者的嘴鼻，使其自动呼气。如此反复进行，吹气2s，放松3s，大约5s一个循环。 3）吹气时要捏紧鼻孔，紧贴嘴巴，不使漏气，放松时应能使触电者自动呼气。,4）如触电者牙关紧闭，无法撬开，可采取口对鼻吹气的方法。 5）对体弱者和儿童吹气时用力应稍轻，以免肺泡破裂。,4胸外心脏挤压法 确定正确按压位置的步骤： 1）右手食指和中指沿触电的伤员的右侧助弓下缘向上，找到肋骨和胸骨结合处的中点。 2）两手指并齐，中指放在切迹中点，食指乎放在胸骨下部。 3）另一只手的掌根紧挨食指上缘，置于胸骨上，即为正确的按压位置,思考与练习,8-1-1 一些金属外壳的家电(如电冰箱、洗衣机等)使用三眼插头和插座，而一些非金属外壳的电器(电视机、收音机)却只使用两眼插头和插座，为什么？ 8-1-2 什么是三相五线制供电系统?它有什么优点? 8-1-3 试说明保护接地与保护接零的原理与区别。,8.2.1 电工测量的基本知识,电工测量就是将被测的电量或磁量与作为测量单位的同类电量或磁量进行比较，以确定被测的电量或磁量的值的过程。 在电工测量技术中，将用于电工测量的所有仪器仪表统称为电工仪表。电工仪表不仅可以测量电磁量，还可以通过各种变换器来测量非电磁量，例如温度、压力、速度等。它应用广泛，品种规格繁多。 根据其原理、结构和用途等几个方面的特性，将其分为以下几类。,1指示仪表 指示仪表是最常见的种电工仪表，又称为电测量指示仪表，是电工仪表的主要组成部分。在电工测量领域中，指示仪表的品种和规格很多，应用非常广泛。它的特点是把被测电磁量转换为可动部分的角位移，然后根据可动部分的指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值，所以它是一种直读式仪表。常见的指示仪表有交直流电压表、电流表、功率表等。,指示仪表按照不同的性质有以下几种分类： (1)按工作原理分类，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、整流系等。 (2)按工作电流分类，可分为直流表、交流表、交直流两用表； (3)按被测量的名称(单位)分类，可分为电流表(又分安培表、毫安表、微安表等)，电压表(又伏特表、毫伏表等)，功率表(瓦特表)，欧姆表，电能表，相位表，频率表等； (4)按准确度等级分类，可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0七个等级；,2数字仪表 数字仪表也是一种直读式仪表，它的特点是将被测量经过模数转换器(AD)转换为数字量，然后以数字方式直接显示出被测量的数值。 数字仪表在测量速度、精度和抗干扰能力方面都超过指示仪表。 常见的数字仪表有数字电压表、数字频率表、数字欧姆表、数字功率表、数字万用表等。,3比较仪器 比较仪器用于比较测量，它包括各类交直流电桥、交直流补偿式的测量仪器，以及电位差计等测量仪器。 比较法测量的准确度比较高，所以比较仪器可用于对电磁量进行较精密测量的场合。电工比较仪器一般分为直流和交流两大类，每类中包括比较仪器本体(如电桥、电位差计等)、检流设备、度量器等。,4记录仪表 记录仪表是随时间记录电参量(或经变换器把非电量变换为电参量)的仪表，一般分为测量和记录两部分。随着数字电子技术和计算机技术的日益发展，记录仪表也逐渐走向成熟。 常见的记录仪表有示波器，几乎电信号所有的参数都可用它进行测量 另外，电工仪表还有扩大量程变换装置和变换器、电源装置等类型。,8.2.2电工测量的误差和准确度,在电工测量中，无论使用哪种电工仪表，其准确度有多高，测量方法有多先进，它的指示值和被测量的实际值之间总会有一定的偏差，这个差值就叫做仪表的误差。通常用准确度表示仪表的指示值与实际值的接近程度。由此可见，准确度越高，误差越小。,1测量误差 测量误差是指测量结果与被测量的实际值之间的差值。它除了仪表的误差外，还包括测量方法、试验条件、外界环境以及一些人为因素带来的误差。 根据产生测量误差的原因不同，测量误差可分为系统误差、偶然误差和疏失误差三大类。,1)系统误差 凡是符号和数值固定或者按一定规律变化的误差，称为系统误差。产生系统误差的主要原因是仪表的误差以及测量方法的误差。 消除系统误差的办法： 重新配置合适的仪表或对测量仪表进行校正； 采用合理的测量方法； 采用特殊的消除方法，如：正负误差补偿法、替代法、引入校正值等。,2)偶然误差。偶然误差是一种大小和符号都不固定的误差，又称为随机误差。 偶然误差主要是由于仪表的工作条件发生偶然性变化引起的。 3)疏失误差。疏失误差是一种严重歪曲测量结果的误差。 疏失误差主要是由于操作者的粗心大意造成的，如试验中仪器操作不正确、不规范；读取记录或计算数据错误等。也有是由于操作者素质不高，对操作方法规程掌握不熟造成的。,2误差的表示方法 误差的表示方法通常有三种：绝对误差、相对误差和引用误差。 绝对误差 仪表的指示值Ax与被测量的实际值A0之间的差值，叫做绝对误差。即 在计算时，可以用准确度等级高的标准表的指示值A作为被测量的实际值。 在测量同一被测量时，可以用绝对误差的绝对值 来比较不同仪表的准确度； 绝对误差有单位，其单位与被测量的单位相同。,【例8-1】某电路的电流为10A，用甲欧姆表测量时的读数为9.8A，用乙欧姆表测量时的读数为10.5A，求两次测量的绝对误差。 解 由绝对误差的公式可得 甲仪表测量产生的绝对误差为 乙仪表测量产生的绝对误差为 由此可见，甲仪表比乙仪表更准确。,2)相对误差 当被测量不是同一个值时，就不能用绝对误差来表示测旦的推确度，只能用相对误差来比较测量结果的准确度。 绝对误差 与被测量实际值A0比值的百分数，叫做相对误差 ，即 （8-2） 一般情况下，A0的值难以确定，我们通常用测量值Ax取代A0进行计算，即 （8-3）,【例8-2】用甲电压表测量200V电压时，绝对误差为2V，用乙表测量10V电压时，绝对误差为0.5V。比较两只电压表测量结果的准确程度。 解：由公式可得甲仪表测量的相对误差为 乙仪表测量的相对误差为 从上述结果可以看出，甲仪表比乙仪表的测量准确度高。,3)引用误差 相对误差可以表示测量结果的准确程度，却不能用来表示仪表本身的准确度。 绝对误差 与仪表量程(最大读数)Am比值的百分数，叫做引用误差 ，即 （8-4） 由上式可以看出，引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差。,3仪表的准确 仪表的最大绝对误差 与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度(K) （8-5） 上式中，K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示仪表在规定条件下的最大引用误差。 准确度等级 0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 基本误差（%）0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0,8.2.3指示仪表组成及原理,1指示仪表的组成 指示仪表可以划分为测量电路和测量机构两大部分。 测量电路的任务是把被测量x(如电压、电流和功率等)转换为可被测量机构直接测量的过渡量y；测量机构的任务是把过渡量y再转换为指针角位移 。,指示仪表的测量机构主要作用 (1)产生转动力矩 不同类型的仪表，产生力矩的原理不同，构造也不同。 (2)产生反抗力矩 如果测量机构只有驱动力矩，没有控制装置，则不管转动力矩是大是小，可动部分会在它的作用下一直偏转到尽头。 在指示仪表中产生反抗力矩的方法有两种，一种是利用机械力，另一种是利用电磁力。,(3)产生阻尼力矩 由于可动部分具有一定的惯性，在到达平衡位置时仍然左右摆动。为了尽快读数