第13章-供电与安全用电精编版

1、第13章 供电与安全用电,第 13 章 供电与安全用电,13.1 电力系统概论,13.3 静电防护,13.2 安全用电,13.4 雷电防护,13.5 电器防火和防爆,课堂讨论,下一章,上一章,返回主页,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.1 电力系统概论,第13章 供电与安全用电,水力发电厂,火力发电厂,核 电 站,一、电力系统的组成 发电厂电力网用电设备。 电力网 = 变电所各种不同电压等级的电力线路。,输送、变换 和分配电能,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,各类发电厂都是利用三相同步发电机发电的。 每个发电厂都是多台机组并联运行。 目的：避免机组轻载运行、方便检修等。 一个大的区域内的所有发电厂并网运行。 目的：高质量、高可靠性、高效率地供电。 远距离输送电能采用高压输电。 目的：降低输电线路的损耗和电压降落。 电力网的额定电压 GB：3 kV、6 kV 、10 kV 、110 kV 、 220 kV 、330 kV 、500 kV。,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大

2、学电气工程系,电能的传输与分配,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,380V 220V,10kV 6kV,110 kV、220 kV,电能,负荷,升 压 变 压 器,降 压 变 压 器,10kV,输电距离、输电功率与输电电压的关系 输电电压 输电距离 输电功率 110 kV 50 150 km 5104 kW 220 kV 200 400 km (20 30)104 kW 500 kV 500 km 100104 kW,330 kV、500kV,电能的传输,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,二、输电方式（举例）,10.5 kV 500 kV 35110 kV 10.5 kV,380/220 V,输电线 输电线,变电所 变电所,380/220 V,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,三、配电方式（举例）,配电系统 指从总降压变电所至各车间变电所及高压用电 设备的输电系统。 总降压变电所 作用：将 35 110 kV电源电压降低至 6 10 kV 电压，送至车间内各个低压用电设备。 车间变电所

3、 作用：将 6 10 kV电源电压降低至 380/220 V 电压，分别送至各车间变电所及高压用电设备。,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,单回路放射式高压配电系统,1. 放射式配电系统,放射式低压配电系统,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,2. 树干式配电系统,树干式高压配电系统,干线,支线,分干线,树干式低压 配电系统,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,如果 a 处故障使 Q1 跳闸，则断开 b、c 处 的隔离开关， 不影响其他线段的供电。,3. 环状式配电系统,环状式高压配电系统,闭合为闭环运行,断开为开环运行,a,b,c,13.1 电力系统概论,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.2 安全用电,一、触电事故 1. 直接接触触电,单相触电事故,两相触电事故,第13章 供电与安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,直接接触触电是指人体直接接触到电气设备 正常带电部分所引起的触电事故。 2. 间接接触触电 间接接触触电是 指人体接触到电 气设备正常情况 下

4、不带电、仅在 事故（漏电）情 况下才带电的部 分所引起的触电 事故。,间接接触触电,13.2 安全用电,漏电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,3. 跨步电压触电 当高压输电线断线落地时，有大电流流入大地， 在接地点周围产生电压降。 跨步电压,跨步电压触电,接地点,电位分布,20 m,0.8 m,跨步电压,10 kV,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,二、电流对人体的作用,1. 电伤 对人体表皮的伤害称为电伤。 2. 电击 对人体内部器官的伤害称为电击。 电击对人体的伤害程度取决于 通过人体电流的大小，电流持续的时间， 电流通过的途径，电流的频率，人体阻抗。 通过心脏的电流达到 50 mAs 即致人死地。 人体阻抗 1 k （容性）,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,电击的生理反应（电流路径：手人身手） 手麻木 肘下前臂轻度痉挛 肘上臂轻度痉挛 手僵硬、疼痛 手到肩部肌肉全部痉挛。 （不能自己挣脱电源，心室颤动，心脏停跳）,13.2 安全用电,（电流较小）,（能自己挣脱电源）,LFChun 制作,大连理工大学电气工程

5、系,三、触电急救与防护措施,13.2 安全用电,1. 触电急救 迅速切断电源。 对触电者就地急救并报警。 2. 防护措施 加强用电管理和安全教育，制定安全操作规程， 对电气设备定期保养和维护。 对高压系统设置围栏，悬挂警示牌。 严禁带电操作。 系统采取必要的接地或接零保护，并安装 漏电保护电器。,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,四、触电防护,1. 安全电压 通用接触电压极限 常规环境：交流 50 V、直流 120 V。 潮湿环境：交流 25 V、直流 60 V。 国标规定的安全电压额定值为： 42 V、36 V、24 V、12 V、6 V。 要求：独立的电源供电。,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,2. 工作接地 (1) 降低接触电压,(2) 迅速切断故障源 当发生一相接地故障时，熔断器熔断，切断故障源。 (3) 降低电气设备对地的绝缘水平 如上 (a) 图，故障时另外两相对地电压升高到 380 V； 如上 (b) 图，故障时另外两相对地电压约为 220 V。,工作接地,人体承受 380 V,人体承受 220 V,(a),(b),13.2 安全

6、用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,3. 保护接地和保护接零,(1) IT 系统 电源中性点对地绝缘电气设备保护接地系统。,由于人体对地电阻 Rd ，使 Id2 Id1 。 实质是限制了故障设备的对地电压 Ud ，保护了人体!,保护接地,漏电,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,(2) TT 系统 电源中性点工作接地电气设备保护接地系统。,保护接地,要求：Rd R0 ，使机壳对地故障电压为,工作 接地,漏电,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,PE,保护零线,TNS 系统,三相 五线制,(3) TN 系统 电源中性点工作接地电气设备保护接零系统。,保护接零,工作零线,重复接地,保护原理 一旦漏电，形成单相 单相短路，熔断器迅 速熔断，切断电源。,保护零线上 没有工作电流,工作电流,漏电,保护接零使设备 外壳为零电位,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,五、漏电开关,1. 功能 用于低压供电系统。 防止触电事故。 防止由漏电引起的火灾。 监测或切除一相接地事故。 兼有过载、过电压、欠电压及缺

7、相保护。 漏电开关的参数： 漏电动作电流、漏电动作时间、 漏电开关的极数等等。,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,2. 漏电开关的工作原理,13.2 安全用电,e,试验 按钮,TA 电流互感器,(1) 正常工作时 (2) 漏电时 控制器将信号 e 放 大，产生脱扣信号。 (3) 漏电试验 闭合 SB 模拟漏电。 选择电阻 R 的阻值， 可检验漏电开关的动 作电流值和工作的可 靠性。,控制 器,用电设备,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,漏电开关,13.2 安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.3 静电防护,一、静电的形成 1. 什么是静电 在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正、负电荷。 2. 静电的产生 摩擦起电、破断（分离）起电、感应起电。 二、静电的应用 静电除尘、静电复印、静电喷漆、 静电选矿、静电植绒 ,第13章 供电与安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.3 静电防护,三、静电的危害 1. 静电的能量 式中 C 两种物体间的分布电容（F）； U 带电体的静电电压（V）。 2. 静电的危害 当

8、 Ws 大于易燃易爆性混合物的点燃引爆的最小能量 时，就会发生静电火灾爆炸事故。 影响生产。 危及人身安全。,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.3 静电防护,四、静电的防护 1. 限制静电的产生 主要方法：控制工艺过程。 2. 防止静电的积累 主要方法：给静电提供一条泄放的通路。 3. 控制危险的环境 主要方法：加强危险环境的通风，减少易燃易 爆物的形成，并降低其浓度。,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,防静电服装,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,防静电设备,防静电周转箱,防静电直角盘,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,防静电设备,感应式静电消除器,离子棒静电消除器,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.4 雷电防护,一、雷电现象 1. 雷云起电 水滴中的电荷分布是不均匀的。强烈的涡旋气流使 水滴分裂，形成大片带正、负电荷的雷云。 就防雷观点研究雷云时，将其简化为带负电荷的电极。 2. 雷电的形式 线状雷、片状雷、球雷。 3. 雷电放电的特点 放电大多数是重复性的，一次雷电平均放电 3 4 次。 每次放电持续时间零点几秒。,第

9、13章 供电与安全用电,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.4 雷电防护,二、雷电的危害 雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。 1. 雷击在建筑物上发生的热效应作用 雷电流的热效应能使金属熔化飞溅，引起火灾和爆炸。 2. 雷击在建筑物上发生的电动力作用 雷电流的电动力破坏物体。 3. 雷电流产生的静电感应作用 危及人身和设备安全。 4. 雷电流产生的电磁感应作用 在导体上产生高压大电流，引起接触不良处局部发热 和间隙火化放电。,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.4 雷电防护,三、防雷装置 防雷装置= 接闪器引下线接地装置 1. 接闪器（受雷装置） 常见的有：避雷针、避雷带、避雷网。 2. 引下线 敷设在房顶和墙壁上的导线。将雷电流引入接地装置。 3. 接地装置 是埋入大地的接地导线和接地体的总称。,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.4 雷电防护,四、消雷装置 消雷装置是较避雷装 置更新的防雷技术。 其原理是应用尖端 放电现象制成的。 消雷装置的组成 如右图所示。,离子化装置 （针状电极）,地电流收集装置,引下线,被保护物,感应,雷云被中和,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,避雷器,13.4 雷电防护,氧化锌避雷器,EPC 视频信号避雷器,EPRJ45 网络信号避雷器,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,避雷器,EPC高频信号避雷器又称高频信号避雷器 （高频信号过电压保护器） 用于微波、移动基站、卫星接收设备的 天馈线信号过电压保护（天馈线信号避雷器）,13.4 雷电防护,LFChun 制作,大连理工大学电气工程系,13.5 电器防火和防爆,一、电器设备引起火灾和爆炸的原因 1.

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