工業(yè)企業(yè)供電與安全用電

工業(yè)企業(yè)供電與安全用電第一頁，共十四頁，2022年，8月28日

電力網(wǎng)的供電質(zhì)量可以由以下指標(biāo)來評判：

電壓：電力網(wǎng)的供電電壓要穩(wěn)定。1983年8月頒布的我國《全國供用電規(guī)則》規(guī)定用戶受電端的電壓變動幅度不得超過：35kV及以上和對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的±5％；10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的±7％；低壓照明用戶為額定電壓的+5%、–10%。波形：交流電的波形畸變也是電能質(zhì)量不佳的表現(xiàn)。高次諧波電流會使電動機發(fā)熱量增加，也會影響電子設(shè)備的正常工作。高次諧波的最大允許值由電力部門另行規(guī)定。頻率：正常情況下，交流供電頻率為50HZ。如果頻率發(fā)生上下波動，則交流電動機的轉(zhuǎn)速也會上下波動?！度珖┯秒娨?guī)則》規(guī)定，供電局供電頻率的允許偏差為：電網(wǎng)容量在300kV及以上者，為±0.2Hz；電網(wǎng)容量在300kV及以下者，為±0.5Hz?？煽啃裕汗╇娍煽啃砸彩枪╇娰|(zhì)量的一個重要指標(biāo)。對于不能停電的工廠、醫(yī)院等重要用電場所應(yīng)由兩條線路供電。為了節(jié)約電能，必須做到送電距離越遠，輸電線的電壓就要愈高。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定輸電線的額定電壓為35、110、220、330和500kV等。第二頁，共十四頁，2022年，8月28日2.配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)是工業(yè)企業(yè)和城鄉(xiāng)居民供電的重要組成部分。通常，工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)主要由高壓配電線路、變電所、低壓配電線路等部分組成，如圖8.2所示。高壓配電線路的額定電壓有3kv、6kv和10kv三種，而低壓配電線路的額定電壓是380/220V。這是因為工廠用電設(shè)備繁多，而且各設(shè)備所使用的額定電壓相差甚大，如大功率電動機的額定電壓可達3000~6000V，而機床局部照明設(shè)備的額定電壓只有36V。中央變電所一般進線電壓為35kv，它的任務(wù)是經(jīng)過降壓變壓器，將35kv的電壓降為（3~10）kv的電壓，再分配給車間的高壓用電設(shè)備和車間變電所。這屬于高壓配電線路。車間變電所一般進線電壓為（3~10）kV，其任務(wù)是經(jīng)過降壓變壓器，將（3~10）kV的電壓降低為380V/220V的電壓，以供低壓用電設(shè)備之用。通常，由變電所輸出的線路不會直接聯(lián)接到用電設(shè)備，而是必須經(jīng)過車間配電箱。車間配電箱是放在地面上的一個金屬柜，其中裝有閘刀開關(guān)和管狀熔斷器，起通斷電源和短路保護作用。配出線路有4~8個不等。第三頁，共十四頁，2022年，8月28日從車間變電所到車間配電箱的線路就屬于低壓配電線路。其聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式，如圖8-2所示。第四頁，共十四頁，2022年，8月28日放射式配電線路的特點是由車間變電所的低壓配電屏引出若干獨立線路到各個用電設(shè)備。這種線路適用于設(shè)備位置穩(wěn)定但分散、設(shè)備容量大、對供電可靠性要求高的用電設(shè)備。由于一條線路只負責(zé)一個配電箱，所以，當(dāng)某條線路發(fā)生故障時只需切斷該線路進行檢修，而不會影響其他線路的正常運行，從而保證了供電的高可靠性。但是，由于獨立的干線太多，導(dǎo)致用線量和配電箱增多，因而初期投資大。樹干式配電線路的特點是由車間變電所的低壓配電屏引出的線路同時向幾個相鄰的配電箱供電。這種線路適用于分布集中且位于變電所同一側(cè)的用電設(shè)備，或適用于對供電要求不高的用電設(shè)備。這種線路可以節(jié)約用線量，但是一旦有故障發(fā)生，受影響的負載比較多。這兩種聯(lián)接方式可以在同一線路中根據(jù)實際情況混合使用。由車間配電箱到用電設(shè)備的聯(lián)接方式可分為獨立聯(lián)接和鏈狀聯(lián)接，如圖8-3所示。通常，如果用電設(shè)備容量大于4.5kw，則采用獨立聯(lián)接方式，將用電設(shè)備單個接到配電箱上；如果用電設(shè)備容量小且相鄰，則采用鏈狀聯(lián)接方式，但同一鏈狀聯(lián)接的設(shè)備不超過3個。第五頁，共十四頁，2022年，8月28日項目二安全用電1.電流對人體的危害當(dāng)人體觸及到帶電體或與高壓帶電體之間的距離小于放電距離，以及帶電操作不當(dāng)時所引起的強烈電弧，都會使人體受到電的傷害，以上這些情況，稱之為觸電。電流對人體的傷害分為電擊和電傷兩類。（1）電擊指當(dāng)電流通過人體內(nèi)部器官所產(chǎn)生的對人體的傷害。電擊是非常危險的。當(dāng)有一定強度的電流通過人體時，會使肌肉劇烈收縮，人體的細胞組織受到嚴(yán)重損害，甚至使心臟停止跳動或窒息而死。通常所說的觸電事故基本上是指電擊而言。電擊的危險與通過人體電流有大小、時間長短、電流通過人體時，即能致命；30～50mA電流通過人體心臟只要很短的時間，就會使人窒息，心臟停止跳動。根據(jù)研究表明，25～300Hz的交流電比其它頻率的電流更具危險性。第六頁，共十四頁，2022年，8月28日觸電時，通過人體的電流大小與接觸電壓和人體電阻的大小有關(guān)。當(dāng)人體皮膚處于干燥、清潔和無損的情況下，人體電阻可達4～10kΩ，當(dāng)處于潮濕、受到損傷或沾有金屬或其它導(dǎo)電粉塵時，人體電阻只有1kΩ左右。人體電阻為一定數(shù)值時，觸及電壓愈高，通過人體的電流愈大，危險性就愈大。例如，在三相四線制的380／220V低壓配電線路中，當(dāng)人站在地上觸及到一根火線，人體電阻為1000Ω時，通過人體電流即為在實際工作中，我們確定安全界限時，常不以電流，而以電壓來區(qū)分。根據(jù)環(huán)境條件不同，50Hz交流電一般規(guī)定為36V以下為安全電壓（如木板、瓷磚地板）。在泥土、鋼筋混凝土建筑物中規(guī)定為24V為安全電壓。在特別危險的場所（如鑄工、化工的大部分車間）安全電壓規(guī)定為12V。應(yīng)當(dāng)注意，這里所指的“安全電壓”并不是所有情況下絕對安全，只不過在一般情況下觸電死亡的可能性和危險性小些罷了。因此，即使當(dāng)我們使用36V以下的電氣設(shè)備時，在安裝和操作使用上也必須符合規(guī)程要求，否則還是不安全的。第七頁，共十四頁，2022年，8月28日（2）電傷電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或機械效應(yīng)對人體外部造成的局部傷害，包括電弧燒傷、燙傷、電烙印都稱電傷。如強烈電弧引起人體的灼傷；強烈電弧的放射作用引起眼睛失明；觸電者自高處跌下所導(dǎo)致的摔傷；人體接觸電流時，皮膚表面引起的烙傷等都時電傷。2.觸電方式按照人體觸及帶電體的方式和電流通過人體的途徑，觸電方式大致有三種，即單相觸電、兩相觸電和跨步觸電。（1）單相觸電指人體在地面或其它接地導(dǎo)體上，人某一部位觸及一相帶電體的觸電事故。觸電大部分都是單相觸電事故。單相觸電又分中性點接地系統(tǒng)單相觸電（如圖8-4（a）所示）和中性點不接地系統(tǒng)單相觸電（如圖8-4（b）所示）。一般地說，前者更具危險性。第八頁，共十四頁，2022年，8月28日(2)兩相觸電如圖8-5示，是指人體兩處同時觸及兩帶電體的觸電事故，這種觸電方式人體承受的電壓更高，是最危險的觸電。第九頁，共十四頁，2022年，8月28日（3）跨步電壓觸電指人在接地點附近，由兩腳之間的跨步電壓引起的觸電事故。當(dāng)帶有電的電線掉落在地面上時，以電線落地的一點為中心，畫許多同心圓，這些同心圓之間有不同的電位差?？绮诫妷合抵溉苏驹诘厣暇哂胁煌瑢Φ仉妷旱膬牲c，在人的兩腳之間所承受的電壓差，見圖8-6所示?？绮诫妷号c跨步大小有關(guān)，人的跨步距離一般按0.8m考慮。觸電事故究其原因很多。如電氣設(shè)備質(zhì)量不合格、電氣線路或電氣設(shè)備安裝不符合要求等會直接造成觸電事故；電氣設(shè)備運行管理不當(dāng)，絕緣損壞漏電也會造成觸電事故；非電工作人員處理電氣事務(wù)，錯誤操作和違章操作等容易造成觸電事故；用電現(xiàn)場混亂，線路錯接，特別是插座接線錯誤更容易造成觸電事故等等。對于這些，應(yīng)建立嚴(yán)格的安全用電制度和有效的安全保護措施加以防止。如安全操作規(guī)程，安全運行管理和維護檢修制度以及其它有關(guān)規(guī)章制度，定期進行電氣安全檢查并進行經(jīng)常的群眾性的安全教育。第十頁，共十四頁，2022年，8月28日3.防止觸電的保護措施（1）工作接地電力系統(tǒng)由于運行和安全需要，常常將中性點接地，如圖8.4中的圖（a）所示。這種接地方式被稱為工作接地。在中性點接地的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地而人體觸及另外兩相中的一相時，觸電電壓就不會是線電壓，而是接近或等于相電壓，從而降低了觸電電壓。在中性點接地的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地時會產(chǎn)生較大的接地電流（接近于單相短路電流），短路保護裝置迅速動作，切斷此相發(fā)生故障的電路。（2）保護接地和保護接零大部分觸電事故并不是由于人體直接接觸到火線而造成的，而是由于人體接觸到正常情況下不帶電的物體而造成的。例如，電機的外殼正常情況下是不帶電的，但是，如果繞組絕緣損壞，就會使得繞組與電機外殼相接觸，而使電機外殼帶電。人體觸及帶電的電氣設(shè)備外殼，就相當(dāng)于單相觸電。為了防止此類觸電事故，對電氣設(shè)備通常采用保護接地和保護接零的保護裝置。第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日①保護接地保護接地就是將電氣設(shè)備的金屬外殼接地，適用于中性點不接地的低壓系統(tǒng)。如圖8-7中的圖（a）所示，當(dāng)某相繞組的絕緣損壞而使外殼帶電時，由于人體電阻遠大于保護接地裝置的電阻，所以漏電電流幾乎不從人體通過，從而防止了觸電事故。②保護接零保護接零就是將電氣設(shè)備的金屬外殼接到零線（或稱中性線）上，適用于中性點接地的低壓系統(tǒng)。如圖8-7中的圖（b）所示，當(dāng)某相繞組的絕緣損壞而使外殼與繞組直接短接時，就會形成單相短路，迅速使這一相的保險絲熔斷，從而外殼不再帶電。即使保險絲因某種情況而未熔斷，也由于人體電阻遠大于線路電阻，使得通過人體的電流極其微小，防止了觸電事故。第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日（3）重復(fù)接地工作接地使得系統(tǒng)擁有了一根零線，但是零線可能由于某種原因在某處斷開而一分為二，結(jié)果就會使得后面這部分零線形同虛設(shè)，與后面這部分零線相聯(lián)接的保護接零將失去作用，從而帶來用電的安全隱患。為了確保安全，可以每隔一定距離就將零線進行接地，這種多處接地方式被稱為重復(fù)接地，如圖8-7中的圖（b）所示。（4）工作零線和保護零線在實際生活中，三相負載往往不對稱，所以，三相四線制系統(tǒng)中的零線上總是有電流存在。為了確保用電安全，零干線必須聯(lián)接牢固，開關(guān)和熔斷器不能裝在零干線上；同時，由于零線電流的客觀存在，導(dǎo)致零線對地電壓不為零，而且距離供電處越遠的點，其電壓值越高，但一般都在安全電壓值以下，無危險性。這種常常有電流存在的零線被稱為工作零線。工作零線在進建筑物入口處要接地。為了確保電氣設(shè)備外殼的對地電壓為零，通常會在零干線入戶處專門另外引出一根保護零線，保護零線上要確保無電流，設(shè)備外殼必須接在保護零線上。這樣，系統(tǒng)就變?yōu)槿辔寰€制系統(tǒng)。第十三頁，共十四頁，2022年，8月28日4.電氣防火、防爆和防雷保護（1）電氣防火、防爆保護在用電過程中引發(fā)火災(zāi)或爆炸的主要原因有二①電氣設(shè)備使用不當(dāng)。例如，設(shè)備長時間過載運行，通風(fēng)環(huán)境不佳，導(dǎo)體間聯(lián)接不良，都會有可能造成設(shè)備溫度過高，引燃周圍的可燃物質(zhì)發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸。②電氣設(shè)備自身發(fā)生故障。例如，絕緣損壞造成短路而引發(fā)火災(zāi)；或者由于滅弧裝置損壞而導(dǎo)致在切斷電路時產(chǎn)生較大電弧，引發(fā)火災(zāi)。電氣防火、防爆的主要措施如下：合理選用電氣設(shè)備并保持其正常運行；保持設(shè)備間的必要安全距離；保持良好的通風(fēng)環(huán)境；裝設(shè)可靠的接地裝置。（2）電氣防雷保護雷電對電氣設(shè)備的破壞，可以通過直擊、側(cè)擊、電磁感應(yīng)等多種方式造成。當(dāng)架空輸電線上方有帶著大量電荷的雷云時，架空輸電線會由于靜電感應(yīng)而感應(yīng)出異性電荷。這些電荷被雷