电气基础知识.ppt

1,123,123,122,2,电气基础知识,概述,电能是国民经济建设及现代化生活的重要能源之一。电能使用最方便，适用性广泛，不受时间、地点、空间、自然条件的限制，是清洁、无污染对环境无害的能源。随着经济的发展，工农业生产的机械化、自动化，高科技产业和第三产业的发展，以及生活质量和生活水平的提高，各行各业对电能的依赖性越来越强。,3,电气基础知识,主要内容,用电安全技术低压电器的安全使用常用电气设备的安全使用防雷保护铅酸蓄电池的工作原理电动机变压器,电气防爆知识电气安全管理电工常用测量工具供配电系统电气防火与防爆静电及高频电磁场防护,4,第一章用电安全技术,电流对人体的伤害触电事故规律与典型事故案例剖析触电急救安全电压绝缘、屏护和间距保护接地与保护接零漏电保护器电气安全用具与安全标志带电作业和特殊作业电气安全要求,5,电的基本知识,电的产生电子导体与绝缘体电流与电压电阻与电导,电容与电感电能与电功率直流与交流电场电磁感应,6,1.1电流对人体的伤害,1.电击：是电流对人体内部组织造成的伤害。仅50mA的工频电流即可使人遭到致命电击，神经系统受到电流强烈刺激，引起呼吸中枢衰竭，呼吸麻痹，严重时心室纤维性颤动，以致引起昏迷和死亡。,一、电流对人体伤害的类型,按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，电击触电可分为三种情况:1）单相触电2）两相触电3）跨步电压触电,7,1.1电流对人体的伤害,(1)单相触电:指在地面上或其它接地导体上，人体某一部位触及一相带电体的触电事故。对于高电压，超过了安全距离，高电压对人体电弧放电造成的触电事故。危险程度与电网运行方式有关，一般情况下，接地电网的单相触电比不接地电网的危险性大。,(2)两相触电:是指人体两处同时触及两相带电体而发生的触电事故无论电网的中性点接地与否，其危险性都比较大。,8,1.1电流对人体的伤害,(3)跨步电压触电:当电网或电气设备发生接地故障时，地表面形成以接地点为圆心的径向而造成触电，称为跨步电压电位差分布。如果人行走时前后两脚间电位差达到危险电压触电。,Ud-漏电对地电压Uc一接触电压Uh-跨步电压,Uh-跨步电压,Uc接触电压,Ud接触电压,Uh-跨步电压,20m,0.8m,0.8m,图1-1对地电压、接触电压和跨步电压示意图,9,1.1电流对人体的伤害,跨步电压的产生在高压故障接地处，或有大电流流过接地装置附近，都可能出现较高的跨步电压，跨步电压的防范在检查高压设备的接地故障时，室内不得接近接地故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内。若进入上述范围，工作人员必须穿绝缘靴。,10,1.1电流对人体的伤害,.电伤：是电流的热效应、化学效应、光效应或机械效应对人体造成的伤害。有灼伤、电烙印和皮肤金属化三种。电弧灼伤是由弧光放电引起的。电孤灼伤也能使人致命。低压系统带负荷(特别是感性负荷)拉裸露刀开关;错误操作造成的线路短路、人体与高压带电部位距离过近而放电，都会造成强烈弧光放电。电烙印：通常是在人体与带电体紧密接触时，由电流的化学效应和机械效应而引起的伤害。皮肤金属化是由于电流熔化和蒸发的金属微粒渗入表皮所造成的伤害。,11,1.1电流对人体的伤害,按照通过人体的电流大小而使人体呈现不同的状态，可将电流划分为三级。1.感知电流：引起人的感觉的最小电流称感知电流。人会有轻微麻感。男性平均感知电流：1.1mA，成年女性约为0.7mA危害：不会对人造成伤害；但接触时间长，感觉增强，反应变大，可能造成坠落等间接事故。2.摆脱电流：触电者肌肉收缩发生痊孪而紧握带电体，不能自行摆脱电源。人触电后能自行摆脱电源的最大电流称为摆脱电流。成年男性平均为16mA，成年女性约为10.5mA。儿童较成年人小。危害：一般不会造成危险。但应尽快摆脱。3.致命电流：在较短时间内危及生命的电流，称为致命电流。30mA以下的电流通常不会有生命危险50mA以上，就会引起心室颤动，有生命危险100mA以上的电流，则足以致死。不同电流对人体的影响见表1-1。,二、对人体作用电流的划分,12,1.1电流对人体的伤害,触电的危险程度同很多因素有关,而这些因素是互相关联的。1.电流大小：取决于触电电压和人体电阻，人体电阻在1K-2K。2.持续时间：通电时间越长,电击伤害程度越严重。电流对人体组织有电解作用,使人体电阻降低,导致电流很快增加；心脏在0.1s内间歇对电流最敏感。3.电流途径：通过心脏、呼吸系统和中枢神经系统时,危险性最大。头部：使人立即昏迷,甚至死亡;脊髓：会导致半截肢体瘫痪;中枢神经：会引起中枢神经强烈失调,造成呼吸窒息而导致死亡左手至脚的触电最危险！脚到脚的触电对心脏影响最小。4.电流频率：工频交流电对人体的伤害最严重，直流危险性比交流电小5.人体健康状况：女性比男性对电流敏感性高，小孩要比成年人严重，对触电有心理准备的,触电伤害轻。,三、影响触电伤害程度的因素,13,1.2触电事故规律与典型事故案例剖析,1、季节性:根据触电事故的统计表明,二、三季度事故较多；2、低电压：低压电网分布广，人们的思想麻痹,缺乏电气安全知识；3、单相用电：触电事故中,单相触电要占70%以上；4、年龄状况:中青年人占有较大比例；5、设备连接部位：电气设备的结合部位、导线连接部位；6、行业特点:冶金行业；化工行业，建筑行业，安装行业；7、违章操作：临时线路、易燃易爆场所、带电作业和高压设备操作等；,一、触电事故规律,14,1.2触电事故规律与典型事故案例剖析,1.高压事故案例（1）清扫高压配电室,全部清扫工作做完,人员撤出现场,这时一位老师傅想起在变压器上还遗留一件工具,没向工作负责人报告就私自跑去上了变压器。工作负责人没经过清点人数就办理了送电手续,值班人员一送电,高压漏电监视报警。经停电检查,发现老师傅已在变压器盖上高压触电死亡。(2)某厂检修电力变压器,工作负责人上午去配电室办理了申请停电手续,并约定下午两点停电。而到下午两点工作负责人安排人去封这台变压器高压侧地线时,又没事先验电,于是造成1OKV单相接地,操作人员被烧伤。(3)某厂一台1800KW冶炼专用变压器和高压开关柜同放在一间没上锁的变压器室内,冶炼班长认为这屋高压危险平时不会有人来,藏铁锹不会有人拿,丢不了,他经常把冶炼工具放在电缆沟里。结果有一次工具倒在电缆沟里边,他探身去取时,往回抽手碰到身后的1OKV高压线,触电死亡。(4)某厂高压配电室停电检修完毕,临时封地线已拆掉,准备合上第一进户隔离刀闸时,发现该刀闸操作机构不灵活,于是值班组长架术梯上去加油,而隔离刀闸上口有电,结果由于铁油壶距离刀闸上口过近而放电,组长遭电击死亡。,二、典型事故案例解析,15,1.2触电事故规律与典型事故案例剖析,1.高压事故案例(5)某单位高压配电室,虽有值班人员但不认真执行巡检制度,油断路器有一相长期漏油却没发现,结果在一次事故掉闸时,油断路器烧坏,造成长时间停电。(6)某变电站的电工值班室由于暖汽管跑汽没得到及时修理,使潮汽窜至高压配电室,造成高压母线瓷瓶多处对地放电。(7)某公司庆祝开业,用两根铁丝固定竖幅广告。因风大,竖幅铁丝被刮起,触到旁边的1OKV架空线,造成二相短路、架空线断。(8)某水厂1OKV配电所值班人员,接到停2号机工作票后,组长一边停水泵一边监视低级工倒闸操作。当看到低级工停了油开关后组长就去干别的工作了,结果低级工在拉隔离开关时,错拉了联络用隔离开关,发现拉错马上又立即合闸。由于弧光短路使总开关跳闸,隔离开关烧坏,水厂停电两小时。,二、典型事故案例解析,16,1.2触电事故规律与典型事故案例剖析,2.低压事故案例(1)某厂电工检修单梁吊车,监护人把铁壳开关拉开,保险器也拔掉,修理电工站在铁平台上更换接触器时却触电休克,经抢救脱险。事后检查发现2铁壳开关有一相刀口损坏后有人把上口与下口导线短接了,线头包好掖到铁壳开关里面,由于照明不好监护人也没有发现,该相保险装置等于虚设。作业电工听说保险器都拔了也没有再验电。（2)某单位雇用的民工,在居住屋内私自拉设电线听收音机用,使用的电线都是单位因绝缘老化替换下来的废线,因带电拉设电线时触到破损处被电击,当时屋内无人抢救而死亡。(3)某焊工在金属管道内电焊,因天热上身裸露,焊钳绝缘损坏,焊的时间长些身上出汗,干累了身子靠在管道上想休息一会,结果因焊钳漏电触电死亡。(4)某施工队用20吨汽车吊在高压线下面吊运设备,由于钢丝扣一端脱勾甩到高压线上,造成一相高压线打断掉在地上,司机不明情况关掉机器下车,造成跨步电压触电。,17,1.2触电事故规律与典型事故案例剖析,2.低压事故案例（5）某单位在院内挖沟,沟的走向正好和地下低压电力电缆垂直。施工前没有查明地下设施资料,施工中民工也没注意铺砖和砂子,结果一镐下去扎进电缆,造成两相短路事故。（6）某外线电工上木电杆作业,事先没有很好检查电杆根部,由于他身体较重,上杆后绑完安全带在往后坐时,因杆根腐朽,术杆断裂,连人带杆倒向旁边砖墙,头部受伤而死。（7）某公司大修采暖设施时,承包单位干完活却将地下室一处临时线遗忘在墙根处没拆除,电源端还接着。由于地下室跑水,有人淌水往一楼走,在上楼梯时手刚一摸楼梯铁扶手即触电。因无人发现,时间过长而死亡。这起事故是带电临时线线头泡在水里所致。(8)某剧院屋顶用木质材料做了一隔音层,后来又吊装了三套殃鸽灯,一次由于腆鸽灯点燃时间过长,把易燃屋顶烤着造成火灾事故。(9)某饭店把一楼多余房屋转租于个体户经营家电。晚上值班人员怕冷,同时把几台电暖器接上取暖,不久电线发热引起大火。据查在原来一般照明线路上安了30A保险丝因线路不能承受大的电流而造成事故。,18,1.3触电急救脱离电源的办法,发现有人触电时,首先要尽快地使触电人脱离电源，脱离电源越快、抢救越及时,触电人被救活的可能性越大。一、脱离电源的方法1.脱离低压电源的方法：（1）拉闸断电：立即拉开开关或拔下插头,断开电源；（2）切断电源线：可用电工绝缘钳或干燥木柄铁锹、斧子等切断电线断开电源，断线时应做到一相一相切断；（3）用绝缘物品脱离电源：用干燥的衣物、手套、绳索、木板、术棍等绝缘物品作为救护工具,挑开电线或拉开触电者,使之脱离电源。2.脱离高压电源的方法：拉闸停电：马上拉开断路器，救人；短路法:当无法通知拉闸断电时,可以采用抛掷金属导体的方法,使线路短路，迫使保护装置动作而断开电源。抛掷点尽量远离触电者,并且要二次以上。,19,1.3触电急救脱离电源的办法,3、脱离跨步电压的方法1）可按上述的方法断开电源；2）救护人穿绝缘靴或单脚着地跳到触电者身旁,紧靠触电者头部或脚部,把他拖成躺在等电位地面上(即身体躺成与触电半径垂直位置)即可就地静养或抢救。4、脱离电源的注意事项(1)救护者一定要判明情况做好自身防护。在切除电源前不得与触电人裸露接触(跨步电压触电除外)。(2)在触电人脱离电源的同时,要防止二次摔伤事故,即使是在平地上也要注意触电人倒下去的方向,避免摔伤头部。(3)如果是夜间抢救,要及时解决临时照明,以免延误抢救时机。,20,1.3触电急救-现场急救,二、现场急救应根据触电人具体情况,迅速组织现场救护工作。1.视触电人身体状况确定护理和抢救方法(1)触电人神志清醒,但有些心慌、四肢发麻、全身无力；或触电人在触电过程中曾一度昏迷,但己清醒过来。应使触电人安静休息,不要走动,严密观察,必要时送医院诊治。(2)触电人已失去知觉,但心脏还在跳动,还有呼吸,应使触电人在空气清新的地方舒适、安静地平躺,解开妨碍呼吸的衣扣、腰带。如果天气寒冷要注意保持体温,并迅速请医生到现场诊治。(3)如果触电人失去知觉,呼吸停止,但心脏还在跳动,应立即进行人工呼吸。并及时请医生到现场。(4)触电人呼吸和心脏跳动完全停止,应立即进行人工呼吸和心脏胸外挤压急救。并迅速请医生到现场。应当注意,急救要尽快进行,即使送往医院的途中也应连续进行。,21,1.3触电急救-现场急救,二、现场急救2.抢救过程中注意事项(1)触电人呼吸停止,必须迅速采取措施,使触电人逐渐地恢复自主呼吸,这种强迫呼吸的方法称为人工呼吸,一般有仰卧牵臂法、俯卧压背法和口对口(口对鼻呼吸法。心脏停止跳动时,在现场采取胸外心脏挤压法进行急救。(2)进行人工呼吸和急救前,应迅速将触电人衣扣、领带、裤带等解开,清除口腔内假牙、异物、粘液等,保持呼吸道畅通。(3)对于孕妇、年老体弱或肋骨有伤者,不宜采用俯卧压背法;有手臂骨折者不宜采用仰卧牵臂法;不要使触电者直接躺在潮湿或冰冷地面上急救。(4)人工呼吸和急救应连续进行,换人时节奏要一致。如果触电人有微弱自主呼吸时,人工呼吸还要继续进行,但应和触电人的自主呼吸节奏一致,直到呼吸正常为止。(5)对触电人的抢救要坚持进行。发现瞠孔放大、身体僵硬、出现尸斑应经医生诊断,确认死亡方可停止抢救。,22,1.3触电急救-人工呼吸和急救的操作,三、人工呼吸和急救的操作方法1.俯卧压背法:触电人背向上俯卧,一只手臂弯曲枕在头下,脸侧向一面,另一只手臂顺头旁伸直,救护人面向触电人头部,两腿跨在触电人臀部两侧,四手指并拢向下,两手掌分别压在触电人后背偏下两侧,小手指触及最下肋骨位置上,救护人身体向下方倾斜,手臂伸直以全身重量通过两掌下压,形成呼气;然后救护人身体后仰,手臂放松(但双手掌不要离开)形成吸气。反复进行,每分钟13-18次。操作方法如图1一2所示。2.仰卧牵臂法:将触电人脸朝上仰卧,肩脚下垫柔软物品,使头后仰拉出舌头,救护人在他头前脆立,两手分别握住触电人手腕上方,使他两臂弯曲压在前胸两侧。救护人上身抬起,手臂伸直,全身重量压下,形成呼气;然后撤身,顺势将触电人两臂向上拉直引向他的头部形成吸气。反复进行,每分钟1318次。操作方法如图1-3所示,23,1.3触电急救-人工呼吸和急救的操作,三、人工呼吸和急救的操作方法3.口对口(口对鼻):触电人仰卧,肩下可以垫些东西使头尽量后仰,鼻孔朝夭。救护人在触电人头部左侧或右侧,一手捏紧鼻孔,另一只手掰开嘴巴（如果张不开嘴巴,可以用口对鼻,但此时要把口捂住深吸气后紧贴嘴巴吹气,吹气时要图1-2俯Ert五千与人工使他胸部膨胀,然后很快把头呼吸法示意图移开,让触电者自行排气。吹气2s,排气3s,约每5s一期。儿童只能小口吹气。操作方法如图1-4所示。4.胸外心脏挤压法:触电者仰卧躺在地上或硬板上,救护人跨跪在触电人腰部,两手相叠儿童可用一只手两臂伸直,掌根放在心口窝稍高一点地方(胸骨下1/3部位h掌根用力下压(向触电人脊背方向使心脏里面血液挤出,儿童用力轻些,挤压后掌根很快抬起,让触电人胸部自动复原,血液又充满心脏。成人每分钟压下60一70次,小孩气分钟:80100次掌根不必完全离开胸壁。操作方法如下图,24,1.4安全电压,一、概念安全电压是指人体较长时间接触而不致发生触电危险的电压。GB3805-83安全电压定义:为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列,这个电压系列的上限值在正常和故障情况下,任何两导体或任一导体与地之间均不得超过交流(5OHz500Hz)有效值50V。安全电压额定值为:42，36,24，12,6V。空载上限值为：50,43,29,15,8V。二、安全电压对供电电源的要求1.安全电压的特定电源是指单独自成回路的供电系统。该系统与其他电气回路包括零线和地线,不应有任何联系。例如专用的发电机、双线圈安全隔离变压器都可作为安全电压电源。2.使用变压器做电源时,其输入电路和输出电路要严格实行电气上的隔离,二欢回路不允许接地。为防止高压窜入低压,变压器的铁心(或隔离层)应牢固接地或接零。不允许用自藕变压器作安全电压电源！,25,1.4安全电压,三、安全电压的选用在安全电压的额定值中,42V和36V可在一般和较干燥环境中使用。而24V以下是在较恶劣环境中允许使用的电压等级,如金属容器内、管道内、铁平台上、隧道内、矿井内、潮湿环境等。本标准不适用于水下等特殊场所,也不适用于有带电部分能伸入人体的医疗设备。,26,1.5绝缘、屏护与间距,一、绝缘绝缘是用绝缘物把带电体隔离起来。良好的绝缘是设备和线路正常运行的必要条件，也是防止触电事故的重要措施。1.绝缘材料：电阻率一般在106cm以上。云母、瓷、玻璃、橡胶、干木材、胶木、塑料、布、纸、沥青漆、聚酯漆、矿物油等都是常用绝缘材料。极限工作温度是90。绝缘必须与使用的电压级、周围环境和运行条件相适应。选择时,要考虑一定的安全系数。2.绝缘破坏：击穿，自然老化、电化学损伤、机械损伤、潮湿、腐蚀、热老化等也会降低其绝缘或导致绝缘破坏。闪络当电流沿绝缘体表面很快地进行放电时,形成闪络。会在表面留下痕迹。电击穿绝缘体承受的电压超过一定数值时,电流穿过绝缘体而发生放电现象称为电击穿。气体绝缘性能还能恢复；液体绝缘多次击穿后,将严重降低绝缘性能；而固体绝缘击穿后,就不能再恢复绝缘性能。在长时间存在电压的情况下,由于绝缘材料的自然老化、电化学作用、热效应作用,使其绝缘性能逐渐降低,有时电压并不是很高也会造成电击穿。,27,1.5绝缘、屏护与间距,3.绝缘电阻物体的绝缘电阻是其表面电阻和体积电阻的并联值,合格的绝缘电阻能将电气设备的泄漏电流限制在规定范围,保证人身安全。一般对低压设备和线路,绝缘电阻应不低于0.5M；照明线路应不低于0.25M；携带式电气设备绝缘电阻不低于2M；配电的二次线路绝缘电阻应不低于1M。低压设备和线路在潮湿等最恶劣情况下,绝缘电阻不得低于1K/V。高压线路和设备的绝缘电阻一般不应低于1000M。架空线路每个悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于3000M。对于电力变压器、电缆、电容器、高压交流电动机等除测绝缘电阻外,还要测量吸收比R60/R15。绝缘材料受潮后,绝缘电阻降低,极化过程加快R60/R151；对于干燥的材料R60/R151.3。,28,1.5绝缘、屏护与间距,二、屏护所谓屏护，就是使用屏障、遮拦、护罩、箱盒等将带电体与外界隔离。配电线路利电气设备的带电部分如果不便于包以绝缘或者单靠绝缘不足以保证安全场合，可采用屏护保护。此外v对于高压电气设备，无论是否有绝缘，均应采取屏护或其他防止接近的措施。屏护装置有水久性的，如配rb装置的遮拦和开关的军盖等；临时性的，如检修中临时装设的栅栏等；固定的，如母线的护网；移动性的，如跟随天车移动的天车滑线屏护装置。各种屏护装置都必须有足够的机械强度和良好的耐火性能。被屏护的带电部分还应有明显的标志，如“禁止攀登，高压危险”，“当心触电等”警告牌。配合屏护采用信号装置和联锁装置。,29,1.5绝缘、屏护与间距,三、电气安全距离(间距）为防止人体触及或过分接近带电体，或防止车辆和其他物体碰撞带电体，以及避免发生各种短路、火灾和爆炸事故，在人体与带电体之间、带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他物体和设施之间，都必须保持一定的距离，这种距离称为电气安全距离，简称间距。间距的大小取决于电压的高低、设备的类型及安装的方式等因素。1线路的安全距离2变配电设备的间距3用电设备的安全距离4检修安全距高具体查看相关手册,30,1.6保护接地与保护接零,1.保护接地保护接地：变压器中性点（或一相）不直接接地的电网内，一切电气设备正常情况下不带电的金属外壳以及和它连接的金属部分与大地作可靠电气联接。,31,1.6保护接地与保护接零,接地一、概述接地，一般是指电气装置为达到安全和功能的目的而采用接地系统与大地做电气连接的方式。接地的类型可分以下几种：1工作接地：为了保证电网的正常运行，或为了实现电气装置的固有功能，提高其可靠性而进行的接地。例如电力系统正常运行需要的接地(如电源中性点接地).2保护接地:为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地。电气设备外露导电部分和设备外导电部分在故障情况下可能带电压，为了降低此电压减少对人身的危害，应将其接地。例如电气装置的金属外壳的接地、母线的金属支架的接地等。3防雷接地:为了防止雷电过电压对电气设备和人身安全的危害而进行的接地。例如避雷针、避雷器等的接地。,32,1.6保护接地与保护接零,4防静电接地:为了消除静电对电气设备和人身安全的危害而进行的接地。例如输送某些液体或气体的金属管道的接地。5屏蔽接地:将功能性与保护性接地结合在一起的接地。这种接地应首先满足保护性接地的要求。二、TN、TT、IT系统保护接地通常有两种形式：一种是将设备的外壳通过公共的PE线或PFN线接地；另一种将设备的外壳通过各自的接地体与大地紧密相接。前者我国过去称为“保护接零”，现属于TN系统后者我国过去称为“保护接地”现属于IT系统和TT系统。这几种系统构成的接地故障保护有各自的特点和要求。1TN系统电源中性点直接接地并引出中性线(N线)，负荷侧电气设备的外露导电部分通过保护线(FE线或PEN线)与该接地点连接的系统。TN系统属三四线制系统。,33,1.6保护接地与保护接零,1TN系统按照中性线(N线)与保护线的组合情况，TN系统又分为以下三种型式：TNs系统整个系统中，保护线PE与中性线N是分开的；TNC系统整个系统中，保护线与中性线是合一的。TN一C-S(系统系统中有一部分保护线与中性线是合一的。,34,1.6保护接地与保护接零,TN系统接地故障保护及其要求：当电气设备发生绝缘损坏或击穿(俗称“碰壳”即单相接地故障)时，形成单相短路，短路电流经相线、设备外壳和N线(或PE线包括PKN线)到电源。显然该短路电流较大，可使保护装置快速而可靠地动作，将故障部分与电源断开，消除触电危险。必须指出，从设备“碰壳”的发生到保护装置动作切断电源的时间间隔内，触及设备外壳的人体是要承受电压的，此电压近似等于短路电流在N线上的压降。当忽略线路感抗，并考虑RbRo，RbRN时(Rb为人体电阻、Ro为接地电阻、RN为零线电阻)，根据图示的等效申路人体所承受的电压,35,一、保护接地,1.原理如图（1）所示，在变压器中性点不直接接地的低压供电系统中，与一相碰壳时，接地电流Id和电网的对地绝缘阻抗形成回路，如果各相对地绝缘阻抗相等，则漏电流Id和设备对地电压Ud（即人体触及电流）为Id=式中U电源相电压（V）；Ra人体电阻（）；Z电网每相对地绝缘复数阻抗（）,36,一、保护接地,当电网对地绝缘正常时，漏电设备对地电压很低，但长期存在；一旦电网绝缘性能显著下降，则对地电压Ud可能上升到危险程度。为了解决上述可能出现的危险，可采取图2所示的保护接地措施。由于Rb和Ra是并联，而且RaRb，此时可以认为：式中Rb接地保护电阻（）。只要能控制Rb很小，就可以把漏电设备的对地电压控制在安全范围之内，而且Id被Rb分流，流过人体Ra的电流很小，保证了操作人员的人身安全。,37,一、保护接地,2、应用范围保护接地适用于中性点不直接接地电网。在这种电网中，凡是由于绝缘破坏或其它原因，可能呈现危险电压的金属部分，除有特殊规定的外，均应采取保护接地措施。（1）电机、变压器、照明灯具、携带式移动式用电器具的金属外壳和底座。（2）配电屏、配电箱、配电柜、配电盘，控制屏、控制箱、控制柜、控制盘的金属构架。（3）穿电线的金属管,电缆的金属外皮,电缆终端盒、接:线盒的金属部分。（4）互感器的铁心及二次线圈的一端。（5）装有避雷线的电力线杆、塔。高频设备的屏护.,38,1.6保护接地与保护接零,二、保护接零保护接零:就是在1kV以下变压器中性点直接接地的系统中,一切电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网零干线可靠连接。1.原理：在变压器中性点接地的低压配电系统中,如图3所示，当某相出现事故碰壳时,形成相线和零线的单相短路,短路电流Id能迅速使保护装置(如熔断器)动作,切断电源,从而把事故点与电源断开,防止触电危险。,39,1.6保护接地与保护接零,二、保护接零注意：在变压器中性点接地系统中,如果电气设备采用接地保护,则不能很好起到保护作用,如图4所示。设Ro=Rd,且相电压为220V时,设备对地漏电电压有11OV,这时若有人触及设备则是危险的。如果Ro=Rd=4,短路电流Id=27.5(A)这一电流一般不会使短路保护装置动作,漏电设备会长期带电。而且U0的存在,使零线对地电压也为110V,人若触及零线也会发生触电危险。所以中性点接地的供电系统严禁采用接地保护。,保护性零线,工作零线,Ir,Ua,U,Ud,Id,Ro,Rd,图4接地网中单纯接地保护的危险情况,40,1.6保护接地与保护接零,二、保护接零保护性零线工作零线如图1-5所示,在变压器中性点接地系统,如果接零保护和接地保护混用,则当采用接地保护的设备发生碰壳事战时,Ro=RdUd=U/2R0R0=U/2Id故障电流(A)U相电压(V)Ud故障电压(V)R0变压器中性点接地电阻()此时在全部接零保护的金属外壳均带1/2相电压,故采用混接是危险的。,41,二、保护接零,2、应用范围中性点直接接地的供电系统中,凡因绝缘损坏而可能出现危险对地电压的金属部分均应采用保护接零作为安全措施。保护零线的线路上,不准装设开关或熔断器。在三相线制供电系统中,零干线兼做工作零线和保护零线时,其截面不能按工作电流选择。3.工作接地在三相四线制供电系统中变压器低压侧中性点的接地称为工作接地。接地后的中性点称为零点、中性线称为零线。工作接地提高了变压器工作的可靠性,同时也可以降低高压窜入低压的危险性。对高压侧中性点不接地系统,单相接地电流通常不超30A,事故时低压中性点电压不超过120V,则工作接地电阻4就能满足接地要求。,42,1.6保护接地与保护接零,二、保护接零4.重复接地将零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接重复接地。它是保护接零系统中不可缺少的安全技术措施,其安全作用是：(1)降低漏电设备对地电压：当接零保护的设备发生碰壳时,保护电器要有0.3s-3s的动作时间,在此期间内人仍有触电的危险性。此时设备外壳电压Ud=IdZL=(U/ZL+Zx)ZL,图6重复接地,Idz,Id,如果选零线截面为相线截面的1/2，则Zx/ZL=1/2Ud=220/（3/2ZL）ZL=147V。若接了重复接地(图6),漏电设备对地电压不再是147V,而是147/（4+10）10=105V可见电压降了一些。,43,1.6保护接地与保护接零,二、保护接零4.重复接地(2)减轻了零干线断线的危险：如果接零保护的设备零线断了,此时又发生碰壳事故,则由于人身电阻比接地电阻R。大很多,则相电压几乎全部加在人体上这是很危险的,见图7所示。若接了重复接地（电阻为RC）则设备相电压被RC和工作接地R0共同分担，此时的电压就小多了。,Id,Ro,Rd,图7发生断线时,重复接地的作用,Uc=IcRc,U,Ud=IdRd,(3)重复接地构成零线并联分支,当发生短路时能增加短路电流,加速保护装置的动作速度，缩短事故持续时间。(4)改善了架空线路的防雷性能：架空线上的重复接地对雷电流有分流作用,有利于限制雷电过电压。重复撞地的设置位置：户外架空线路或电缆的入户处、架空线路每隔1Km处、架空线路的转角杆、分支艳三终端杆处。,44,1.6保护接地与保护接零,三、接地与零装置及接地电阻的测量接地装置由接地体和接地线(包括地线网)组成。接零装置由接地体、接地线和零线网组成。零线网在三相四线供电中是指零干线；在三相五线供电中是指保护零线。1.接地体(1)自然接地体：凡与大地有紧密接触的金属导体多可用作自然接地体。例如,埋没在地下的金属管道(流经可燃或爆炸性介质的管道除外），与大地有可靠连接的建筑物及建筑物的金属构架,水中建筑物的金属柱等自然导体均可作为自然接地体。优点是节省材料及施工费用。缺点是在自然接地体被拆装检修时,可能破坏其电气安全保护作用或使接地电阻发生变化,此时应采取适当安全措施。因为直流电有比较强烈的腐蚀作用,所以直流接地不允许利用自然接地体。(2)人工撞地体人工接地体多采用镀铸角钢、圆钢、厚壁钢管和扁钢。接地体宜垂直打入地下,多岩石地区可水平埋设。垂直接地体水平接地体,45,1.6保护接地与保护接零,三、接地与零装置及接地电阻的测量1.接地体(3)要防腐蚀埋地部分最好用镀铸件,除接地体外可固以涂沥青泊防腐,强烈腐蚀土壤中要加大接地体截面。(4)地下安装距离接地体与建筑物的距离应不小于1.5m,与独立避雷针的接地体之间要相距3m以上。(5)保护接地(接零)支线不得串接这是为提高保护仨接地(接零线的可靠性。一般变配电所的接地,既是变咱器工作接地又是高低压设备的保护接地,所以这部分也不得串联连接。变配电器最少要两处以上用接地线与接地体相连接。(6)接地电阻的确定：低压电气设备保护接地电阻不大于4,小接地短路电流(500A以下)的高压保护接地电阻不大于10,大接地短路电流(500A以上)的高压佬护接地电阻不大于0.5,变压器中性点接地电阻不大于4,重复接地电阻不大于10。若土壤电阻率过高,可以采取外引接地体的方法、;对土壤化学处理的方法、换土质的方法、深埋法、延,长接地体的方法、采用网络接地装置等方法达到降低接地电阻的目的。,46,1.6保护接地与保护接零,三、接地与零装置及接地电阻的测量2、接地电阻的测量接地装置的接地电阻受外界条件的影响容易发生变化。因此对接地电阻应定期进行测量。工业企业接地电阻每两年检查一次,对防爆、化工、医院等行业要一年测量一次,一般在雨季前或土壤干燥季节测量。每次接地电阻测量完要有完整记录,如测量日期时间、测量地点、气候条件、使用仪器、测量次数、测得数据、测量人。长期保存,以备下次测量时做比较。测量接地电阻时,电网要停电,而且要把接地体和接地线脱开。被测地面上不要堆放大量钢材等导体。测量的常用方法是使用测接地电阻的专用摇表、接线如图8所示。,被测地极,E,P,C,20m,40m,A,B,A电流辅助接地,B电压辅助接地,图8接地电阻测量仪测量接地电阻.,47,1.6保护接地与保护接零,四、三相五线制1.原理采用中性点接地的三相四线制供电方式非常方便,而且电气设备的金属外壳采用保护接零的电气保安措施,可以有效地防止电击发生。但是零干线除了保护作用外,有时还要流过零序电流。在三相用电不平衡情况和低压电网过长零线阻抗过大时,即使没有大的漏电流发生,零线也会形成一定电位。另外如果零干线断了,断线以后的单相设备和所有保护接零设备会产生危险电压。在三相四线制供电系统中,一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(E),这就是三相五线制供电。2.应用范围和要求应用范围：是采用保护接零的低压供电系统。凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住房、基建施工现场一律要实行三相五线制,做到保护零线和工作零线单独敷设。现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制。,48,1.6保护接地与保护接零,四、三相五线制执行要求：(1)在布线时,保护零线应用黄绿双色线,工作零线一般用黑色线；(2)电力变压器，工作零线由变压器中性点瓷套管引出；保护零线由接地体的引出线处引出；(3)重复接地按要求一律接在保护零线上；(4)对老企业的改造是逐步实行保护零线和工作零线分开的办法。比如:在车间入户时零干线做重复接地,重复接地以后工作零线单独敷设,保护零线由重复接地体引出;使用四极漏电保护断路器,在断路器前是三相四线制,在断路器后实行三相五线制；在架空线供电而又实行动力电和照明电分开布线的(如两棚线)则可以用随照明线横担架设的有线为工作零线,随动力线横担架设的零线做保护零线。(5)用低压电缆供电的,应选用五芯低压电力电缆。.(6)在终端用电处(如闸板、插座、墙上配电盘等)作零线和保护零线一定分别与零干线相连接。,49,1.7漏电保护器,漏电保护器有电压型、电流型、脉冲型等,电流型有直接衔铁式和间接放大式。现在得到最广泛发展和应用的是把电流型电子放大式漏电保护器与低压空气开关组合在一起，做成漏电电流保护开关,简称漏电保护开关或漏电保护断路器。漏电保护开关除了具有保护漏电或单相触电特性外，还有空气开关的保护特性(如过流、过压、短路、失压、欠压等)。一、漏电保护器结构和原理电流动作型漏电保护器由测量元件、放大元件、执行元件和检测元件组成。测量元件是一个零序电流互感器,铁心由高导磁材料制成,全部供电导线从中穿过,包括工作零线。当电源供出的电流经负载使用后又全部回到电源时,在互感器铁心中合成磁场为零,二次线圈中没有感生电动势,也就没有信号放大。若漏电保护器负荷侧的设备或线路发生漏电,则互感器中合成磁场不为零,二次线圈中产生感生电动势并送到放大元件。放大元件是一个带有过压保护的有源电子器件,它可以把检测到的感生电动势信号经过比较进行放大,推动灵敏继电器动作,触动执行开关跳闸。执行元件一般是由灵敏继电器触动自动空气开关的脱扣机构。检测元件是人为的给一个漏电，看漏电保护器是否动作,它由试验按钮和串联电阻组成。串联电阻通过电流的大小一般是漏电保护额定漏电动作电流的一半。,50,1.7漏电保护器,二、漏电保护嚣的分类和性能参数1.分类1)按其动作灵敏度分为：（1）、高灵敏度型,漏电额定动作电流在3OmA以下。（2）、中灵敏度型,漏电额定动作电流在3OrnA1000mA。2)按其动作时间分为（1）、快速型：能在0.1s以内动作；（2)、延时型：动作时间在0.1s2s以内;（3）、反时限型：通过额定动作电流时,动作时间0.2s1s以内；通过电流为额定动作电流的1.4倍时,动作时间0.1s0.5s；通过的电流为额定动作电流的4.4倍时,动作时间在0.05s以内。3)按安装使用方法分为：（1)固定安装和固定接线,和空气开关使用方法一样,面明装时上下口接线柱有屏护罩；（2)带有护套线的可移动式漏电保护器,这多半是和插座盒配合使用。但护套线内除了工作导线外还必须有保护接地或保护接零线。4)根据极数和线数分类（1)单极二线漏电保护器：220V电压使用,工作零线直接穿过互感器,不受开关控制；（2)两极两线漏电保护器2220V和380V两种；（3)两极三线漏电保护器，工作零线直接穿过互感器,不受开关控制；（4)三极三线漏电保护器z三相380V电压使用;（5）三极四线漏电保护器z工作零线直接穿过互感器;（6）四极四线漏电保护器z工作零线也带断点,一般使用较少。,51,1.7漏电保护器,二、漏电保护嚣的分类和性能参数2.性能参数漏电保护器参数主要有两个:漏电动作时间和漏电动作电流。漏电动作时间0.1s；额定漏电动作电流有15mA、3OmA、5OmA、75mA、100mA等。漏电保护器加上自动空气开关的有关参数（如触头额定电流、脱扣电流、短路容量等)构成漏电断路器参数。三、使用要求1、根据劳动部的要求,对触电、防火要求较高的场所和新建、改建、扩建工程的低压系统,均应安装漏电保护器。选用低压设备时,要优先考虑带有漏电保护的电器设备。建筑工地、临时线路的用电设备必须安装漏电保护器。对移动电器、环境恶劣场所的用电,必须要安装漏电保护器。2.在用电支路上使用漏电保护器一般主要是用来防止直接或间接电击的,常选用动作时间不大于0.1s,漏电动作电流在3OmA(一般干燥场所)和15mA(防火场所、金属容器内、特潮湿环境)两种。3.如果多级使用,要考虑总闸和分闸的分级保护特性总电源的漏电保护主要考虑保护设备和线路上由于绝缘老化.或突然损坏造成的漏电流。如果线路分布广或设备台数多,则要放宽保护动作电流。,52,1.7漏电保护器,三、使用要求4.在用电设备上有单相负载时,其工作零线必须穿过漏电保护器的零序电流互感器。三相四线制供电系统,在漏电保护器之后工作零线和保护零线必须分开敷设;虽然使用了漏电保护器,其用电设备和线路还必须进行保护接地或保护接零。5.每次使用前,必须利用试验按钮做漏电动作试验;连续使用的要定期每周或每月做一次试验。试验按钮不能连续多次重复操作。如果开关合不上闸时,要查找出原因,不能强行合闸;使用中发现掉闸,要找出原因或对设备和线路进行检查。6.根据漏电保护器的原理,对两相触电不能进行保护,对相间短路也不能起到保护作用,所以漏电保护器不能取代熔断器,还要安装短路保护。7.安装时要避开强磁场的影响。8.外型的选择:在爆炸危险场所应选用防爆型的;潮湿场所应选用密闭型的;粉尘浓度大的应选防尘型或密闭型的。|9.故对漏电保护器的内部部件不能任意拆装或修理。10.对漏电保护器的生产、运输、销售,各地劳动部门要进行监督检查。故凡没经各地劳动部门批准的单位一律不准生产和销售,以保证产品的质量和安全性能。,53,1.8电气安全用具与安全标志,1.绝缘安全用具绝缘安全用具分为两类:基本绝缘安全用具和辅助绝安全用具(1)基本绝缘安全用具的绝缘强度能长时间承受电气设备的工作电压。如高压的绝缘棒、绝缘夹钳；低压的绝缘手套、带绝缘套的钢丝钳、尖嘴钳、扁嘴钳等。a)绝缘棒俗称令克棒、拉闸杆,作用：主要用来操作高压隔离刀闸、跌落式保险器、拆临时封地线等工作。注意：使用前应用干布擦拭干净,操作时要停掉负荷、穿绝缘靴、戴绝缘手套,阴雨天气没有特殊措施不得室外操作。绝缘棒平时要垂直存放以免变形或受潮。,54,1.8电气安全用具与安全标志,绝缘夹钳又称绝缘夹,都分为工作部分(钩和钳口)、绝缘部分和手握部分。手握部分和绝缘部分都是由硬塑、胶木、玻璃钢或用亚麻油煮过的木材制成,其中间用护环分开,见下图所示。,绝缘夹钳主要用来拆换高压熔断器。绝缘夹钳不用时存放在盒子里。使用前应用干布擦拭干净,操作时要停掉负荷、穿绝缘靴、戴绝缘手套,阴雨天气没有特殊措施不得室外操作。b）低压绝缘工具（钢丝钳、尖嘴钳、扁嘴钳、剥线钳等）主要是靠把手上的绝缘护套起到安全保护作用,使用电压等级不准超过500V,在绝缘护套上应有500V标记。绝缘护套破裂老化的应予更换。,55,1.8电气安全用具与安全标志,(2)辅助绝缘安全用具的绝缘强度不能承受电气设备的工作电压,如高压绝缘手套、绝缘靴、绝缘胶垫、绝缘站台;低压的绝缘鞋、干燥线手套等。（a）绝缘手套和绝缘靴是用橡胶或乳胶制成的,是高压系统辅助安全用具,但可做为低压的基本安全用具。绝缘靴可以用来直接防止跨步电压。绝缘手套长度至少超过手腕10cm,绝缘靴高度至少应15cm,上部另加高边5cm。绝缘手套和绝缘靴平时保管要放在专用架上倒放或放在lt柜子内,但不得和工具、油类接触,以防破损和变质。绝缘靴不准当雨鞋使用。绝缘手套和绝缘靴使用前必须经过检查,检查外观和有无漏气现象。(b)绝缘胶垫是橡胶制成,厚度不小于5mm,宽度不小于0.8m。绝缘站台是用木板或木条制成,相邻板条之间的距离不大12.5cm,以免鞋根陷入。台面板用绝缘瓷瓶支起,对地绝缘,瓷瓶高度不小于10cm,台面板的边缘不得伸出绝缘瓷瓶以外,以免站台翻倾人员摔倒。绝缘站台最小尺寸08m0.8m,但为了便于移动和检查,最大尺寸也不得大于5m。绝缘站台应放在坚硬地面使用,台面板不得与地面上其他物体接触。户外使用时站台的绝缘瓷瓶不得陷于泥中,台面板不得与杂草接触。,56,1.8电气安全用具与安全标志,2.携带式电压指示器携带式电压指示器可直观检验设备、线路是否有电,在高压上使用的称高压验电器,能测35kV-6kV电压,低压上使用的称试电笔,能测500V-100V电压。高压验电器在使用前按要求组装好,用干布檫拭干净，操作者要戴绝缘手套,室外还要穿绝缘靴；验电时要逐渐靠近带电体,至灯亮或发出信号为止；验电器一般不用接地线,如果使用带地线的,应注意防止由于接地线碰到带电体引起事故。试电笔是低压验电的主要工具,用于500V-100V电压的检测。其内部构造是由氛泡和2M电阻组成。使用时笔头接触带电体,手指按住柄上金属部分,氛泡发亮说明有电。有的试电笔是由集成电路和发光二极管或数字显示屏组成,能读出一定电压范围。3.登高作业安全用具包括梯子、高凳、安全带、脚扣、登高板等。梯子和高凳要用木材和竹料制成,电气作业不准使金属的。梯子和高凳应坚固可靠能承受工作人员和所携带工具、材料的总重量,每次使用前要进行检查,无劈裂开楔缺陷。梯子下部应有防滑胶皮,高凳要有绳扣,高凳绞链连接处要牢固。,57,1.9带电作业和特殊作业电气安全要求,一、带电作业1.高压设备的倒闸操作,更换高压熔断器,进行高压试验等均属高压带电作业,这部分在第六章、第七章中介绍。2.500V以下带电作业属于低压带电作业，应采取必要的组织措施和技术措施。(1)低压带电作业是指在没有停电的电气设备上或线路上进行工作,或者是在距带电部位很近的情况下进行不带电工作,都视为带电作业。举例：1）使用试电笔、220V试灯、仪表,带电查找故障原因时。2）在不停电或部分停电的线路设备上工作。如在配电柜内更换RTO熔断器;在带电的线路上断接导线;在带电的控制柜内调整元件参数;控制柜内有多路供电线路,只停下其中一路的电源进行检修工作而其它线路继续供电;在低压配电室内检修已停电的配电柜,但是配电柜上面的母线带电,而且距离操作人较近时。3)对电气设备或线路进行电气试验时,如耐压试验,相序试验,漏电试验,短路试验等。4)对有电容器及电缆的线路或设备进行试验的前后,边行放电工作。在停电线路上封挂地线的操作。5)上杆工作,上面横担线路有电的情况。,58,1.9带电作业和特殊作业电气安全要求,(2)带电工作前的准备1)组织准备：必须经主管部门批准,有工作经验的持证电工担任,有实践经验者做监护工作。2）技术准备:工作人和监护人都要明确工作现场带电情况,熟悉线路和设备情况,看好工作位置,明确工作任务,统一工作方法。3)工具材料准备：之前要检查工具的绝缘,高处作业要检查梯子,高凳和电杆,安全带,脚扣等。4)工作人和监护人都要穿戴好工作服、绝缘鞋和戴干燥的线手套。距头部小于30cm,距左、右、后不足1m之内有带电体的部位要加以绝缘或隔离。（3）带电工作要求1）监护人应精神集中,不可与操作人接触,不得擅离职守参与同监护工作元关的事宜。2）带电工作只能一人进行，在同一部位不能二人同时带电工作。3）先拆相线，后拆零线；先接零线,后接相线。带电作业断接导线时,不许带负荷操作。4）对电流互感器,严禁带电拆除二次侧导线。5）断接处应用绝缘包布包好。6)在多层架空线下层带电工作时,头不能越过工作线层；若在上层带电工作时,下面几层都要停电,并采取安全技术措施。(4)以下几种情况禁止带电作业l)雷、雨、大雾、潮湿天气；2)有导电粉尘易燃,易爆、高温，特别潮湿环境不能带电操作。3)没有安全措施的高空作业；4)带有储能元件的线路,如电缆线路,带电容或电压互感器线路。,59,1.9带电作业和特殊作业电气安全要求,二、高处作业工作在2m及以上的高度且有可