《電工電子技術(shù)》課件第6章

第6章安全用電與節(jié)約用電6.1安全用電6.2節(jié)約用電小結(jié)

6.1安全用電

6.1.1電流對(duì)人體的危害

1．電流大小及持續(xù)時(shí)間

有研究表明，對(duì)于50Hz的電流，當(dāng)1mA左右的電流流過(guò)人體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生麻木、刺痛等不適感；當(dāng)10～30mA的電流流過(guò)人體時(shí)，會(huì)導(dǎo)致麻痹、劇痛、痙攣、血壓升高、呼吸困難等癥狀出現(xiàn)，人體難以自主擺脫電源；當(dāng)電流達(dá)50mA以上時(shí)，會(huì)引起心室顫動(dòng)，神經(jīng)系統(tǒng)受損，危及生命；當(dāng)電流達(dá)到100mA以上時(shí)，則足以致人死亡。

電流通過(guò)人體的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)人體的危害越大，因此一旦發(fā)生觸電事故，首先要迅速切斷電源或采取其他措施，使觸電者及時(shí)脫離通電回路，終止電流對(duì)人體的繼續(xù)傷害，然后加以救治。

2．觸電部位及電流頻率

電流經(jīng)過(guò)人的腦部和心臟時(shí)，對(duì)人體造成的傷害最大，而電流由手至腳流過(guò)時(shí)會(huì)觸及人體豐富的神經(jīng)組織，其傷害也非常嚴(yán)重。

人體對(duì)直流電的承受力比對(duì)工頻交流電稍強(qiáng)。30～100Hz交流電對(duì)人的傷害最大，而20kHz以上的低壓交流頻率對(duì)人相對(duì)是安全的，因此高頻電流可用于疾病的物理治療。6.1.2常見(jiàn)的觸電情況

當(dāng)人體直接或間接觸及電源線，導(dǎo)致電流經(jīng)人體構(gòu)成回路時(shí)，便會(huì)發(fā)生觸電傷害事故。觸電方式有多種：?jiǎn)蜗嘤|電、兩相觸電及跨步電壓觸電等。其中，最常見(jiàn)的是單相觸電。

圖6-1(a)為電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電，其危害程度取決于人體與地面的絕緣程度，絕緣不好則危險(xiǎn)很大。大部分觸電形式均為此類。圖6-1(b)為電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電。由于輸電線與大地間的絕緣電阻有時(shí)不高，而導(dǎo)線與大地間又有分布電容存在，因此這種觸電方式可與人體構(gòu)成回路，從而對(duì)人體造成傷害。圖6-1常見(jiàn)的觸電情況6.1.3常用的保護(hù)措施

1．采用安全電壓

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)規(guī)定人體允許長(zhǎng)期承受的電壓極限是：常規(guī)環(huán)境下，交流(15～100Hz)電壓50V，直流(非脈動(dòng))電壓120V；潮濕環(huán)境下，交流電壓25V，直流電壓60V。我國(guó)規(guī)定的安全電壓額定標(biāo)準(zhǔn)值有42V、36V、24V、12V、6V等，用戶可根據(jù)使用環(huán)境、工作方式、行業(yè)規(guī)范等選用合適的安全電壓，如機(jī)床采用36V局部照明，狹窄、潮濕的場(chǎng)所采用12V電氣設(shè)備等。

2．正確選擇、安裝熔斷器及開關(guān)

熔斷器是最簡(jiǎn)便的短路保護(hù)裝置，只要選擇適當(dāng)、安裝正確，就能有效分?jǐn)喽搪冯娏?，保護(hù)設(shè)備及人身安全。熔斷器選擇熔絲的額定電流時(shí)，在無(wú)沖擊電流的電路中，應(yīng)稍大于或等于額定負(fù)載電流，在有沖擊電流的電路中，則應(yīng)按負(fù)載額定電流的1.5～2.5倍選取。

在單相負(fù)載回路安裝單線開關(guān)及單側(cè)熔斷器時(shí)，應(yīng)注意安裝在火線端側(cè)，使分?jǐn)嗪蟮呢?fù)載只接通零線，從而保障人身安全。圖6-2所示的電路中，只有圖(c)的接法是正確的。圖6-2熔斷器及開關(guān)的連接方式

3．保護(hù)接地和接零

多數(shù)觸電事故是由于設(shè)備運(yùn)行后機(jī)內(nèi)導(dǎo)體絕緣損壞或接線端松脫等使相線與設(shè)備金屬外殼碰接，導(dǎo)致外殼帶電，人體觸及漏電外殼而發(fā)生的單相觸電。為防止這類事故，電氣設(shè)備金屬外殼通常采用接地或接零保護(hù)措施。

電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架與土壤之間作良好的電氣連接稱為接地。接地可分為工作接地和保護(hù)接地兩種。6.1.4靜電防護(hù)

處在電場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷成為帶電體，一般物體的摩擦、破斷、受熱、受壓等也會(huì)有靜電產(chǎn)生。靜電現(xiàn)象在許多領(lǐng)域得到了利用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電復(fù)印等。但靜電現(xiàn)象也有不利的一面，靜電積累若形成對(duì)地或兩物體間的高壓，則會(huì)危及人身或設(shè)備安全，靜電火花甚至?xí)劤苫馂?zāi)或爆炸。

靜電防護(hù)方法有兩種：一種是限制靜電產(chǎn)生，如生產(chǎn)中限制粉、氣、液體流速，慎用皮帶傳送等；另一種是防止靜電積累，及時(shí)泄放、中和靜電荷，如相關(guān)設(shè)備及管道采用導(dǎo)電材料并可靠接地、原材料中添加抗靜電劑、環(huán)境中增加空氣濕度、保證空氣流通、使用靜電中和器等。

6.2節(jié)約用電

1.生活用電節(jié)電技巧

日常生活中，家用電器的插頭、插座要接觸良好，否則會(huì)增加耗電量，而且還有可能損壞電器。

現(xiàn)在的家用電器大多有待機(jī)功能，我國(guó)城市家庭每天每戶待機(jī)能耗相當(dāng)于一盞15W白熾燈24小時(shí)的用電量，一天耗電約0.36kW·h，年耗電量約131.4kW·h。按100萬(wàn)戶計(jì)，家用電器待機(jī)年耗電約1.3×109kW·h。因此，盡量不要使家電處于待機(jī)狀態(tài)，不用時(shí)要徹底關(guān)閉電源，拔去電源插座。頻繁地啟動(dòng)家電，使家電長(zhǎng)時(shí)間在大電流狀態(tài)下工作，必然造成其內(nèi)部過(guò)熱，不僅造成浪費(fèi)，而且會(huì)縮短其使用壽命。

此外，對(duì)于不同的家用負(fù)載，還有很多節(jié)電技巧。

(1)照明。盡量使用節(jié)能燈。節(jié)能燈節(jié)電效果明顯，一只11W節(jié)能燈的照明效果與60W的普通燈相當(dāng)，使用同等時(shí)間可節(jié)電約78％。如果在節(jié)能燈上改用新型電子整流器，耗電更少。

(2)空調(diào)。空調(diào)制冷時(shí)，將室溫調(diào)高1℃，可省電10％以上，節(jié)電效果非常明顯，而這微小的變化并不影響人體的舒適感。當(dāng)室外溫度和空調(diào)設(shè)定溫度相差不超過(guò)4℃時(shí)，耗電反而增加，因此要合理設(shè)定溫度。開啟空調(diào)時(shí)，確保門窗緊閉；定期清洗隔塵網(wǎng)，可節(jié)省30％的電力；不要頻繁啟動(dòng)，否則壓縮機(jī)易因超載而燒毀，且電耗大。

(3)冰箱。冰箱放置地要選擇在室內(nèi)溫度最低、空氣流通、不受陽(yáng)光直射的地方；開門次數(shù)要少；及時(shí)化霜，冷凝器、冷凍室要保持清潔，以利散熱；電冰箱背面離墻壁至少保持10cm以上距離，頂部則最少要保留30cm空間，左右兩側(cè)需留有10cm以上空間，以保持良好的通風(fēng)散熱，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率；在一般使用情況下，溫度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)整至適冷，切勿長(zhǎng)時(shí)間置于強(qiáng)冷或急冷位置，增加耗電量；儲(chǔ)存食物時(shí)冰箱內(nèi)不宜過(guò)滿，應(yīng)適當(dāng)留有空隙，以利于箱內(nèi)冷氣對(duì)流，保持箱內(nèi)的溫度均衡，減少耗電。

(4)電視?？刂屏炼?，一般彩色電視機(jī)最亮與最暗時(shí)的功耗相差30~50W；控制音量，音量大，功耗高，每增加1W的音頻功率，要增加3~4W的功耗；加防塵罩，防塵罩可防止電視機(jī)吸進(jìn)灰塵，灰塵多了就可能漏電，增加電耗。

2.電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的節(jié)電方法

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流約為工作電流的5~7倍，頻繁地啟動(dòng)會(huì)造成很大的浪費(fèi)，而且會(huì)縮短電動(dòng)機(jī)的壽命。另外，還有很多其他技巧。

(1)新購(gòu)電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)首先考慮選用高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)，然后再按需考慮其他性能指標(biāo)，以便節(jié)約電能。

(2)提高電動(dòng)機(jī)本身的效率，如將電動(dòng)機(jī)自冷風(fēng)扇改為它冷風(fēng)扇，在負(fù)荷很小、戶外或冬天時(shí)，停用冷卻風(fēng)扇，這樣有利于降低能耗。

(3)將定子繞組改接成星形-三角形混合串接繞組，按負(fù)載輕重轉(zhuǎn)換為星形接法或三角形接法，這樣有利于改善繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)熱波形，降低繞組的工作電流，可達(dá)到高效節(jié)能的目的。

(4)采用其他連續(xù)調(diào)速的運(yùn)行方式，如使用調(diào)壓調(diào)整器、變極電動(dòng)機(jī)、電磁耦合調(diào)速器、變頻調(diào)整裝置等。

(5)更換“大馬拉小車”電動(dòng)機(jī)?！按篑R拉小車”除了浪費(fèi)電能外，還易造成設(shè)備損壞。另外，合理調(diào)整電動(dòng)機(jī)容量使之與負(fù)載配套，可使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高效率工作區(qū)，達(dá)到節(jié)能的目的。

(6)合理安裝并聯(lián)低壓電容進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，有效提高功率因數(shù)，減少無(wú)功損耗，以節(jié)約電能。

(7)從接頭處通往電能表和電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線截面應(yīng)滿足載流量，且導(dǎo)線應(yīng)盡量縮短，以減小導(dǎo)線電阻，降低損耗。

以上措施可以分別采用，也可多項(xiàng)同時(shí)采用?？傊?，對(duì)電動(dòng)機(jī)采取一些必要的技術(shù)節(jié)能措施，既對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有利，也可使用戶減少電費(fèi)支出。小結(jié)

一、基本要求

1.理解電流對(duì)人體的危害。

2.了解常見(jiàn)的觸電情況。

3.了解常見(jiàn)的電力安全保護(hù)措施。

4.了解節(jié)約用電的措施。

二、內(nèi)容提要