电路实验二讲之我的用电安全PPT课件.ppt

1 第二讲之二 第三章 安全用电 2 1 1 1电力系统简介输电网系统 电由发电厂发出 通过输电和配电将其送给用户使用 输电和配电设施包括变电站 线路等设备 所有输电设备连接起来组成输电网 称为输电系统 3 配电网是由110kV及以下电压等级的配电线路 110kV和35kV为高压配电 10kV为中压配电 380 220V为低压配电 和配电变压器组成 其作用是将电能分配到各类用户 配电网系统 4 1 2人体安全用电1 2 1触电类型电对人体的伤害主要有两种 一是电击 二是电灼伤通过人体电流的大小是电伤害程度的决定性因素 工频AC lmA或DC 5mA的电流通人体就会引起麻或痛觉 9 16mA自己还能摆脱电源 如果通过人体的工频交流电超过20 25mA或直流超过80mA时就会引起电麻痹 呼吸困难 100mA自己不能摆脱电源并危及生命 所以一般认为工频交流10mA以下 直流50mA以下为安全电流 影响因素 1 电流大小 通过心脏 30mA危险 2 电压高低AC 24V 3 频率40HZ 100HZ危险最大 当 2000HZ则减小 4 电流流通途径时间长短 5 人体状况 5 1 电击电击是指电流通过人体对细胞 神经 骨铬及器官等造成的伤患 这种伤害通常表现为针刺感 压迫感 打击感 肌肉抽搐 神经麻痹等 严重时将引起昏迷 窒息 甚至心脏停止跳动而死亡 电击伤害主要在人体内部 对触电造成死亡的主要原因 目前较一致的看法是电流流过人体引起心室纤维颤动 使心脏功能失调 供血中断 呼吸窒息 从而导致死亡 2 电灼伤电灼伤是电流的热效应 化学效应 机械效应对人体造成的伤害 如电烧伤 电弧烧伤 电烙印 皮肤金属化 机械损伤 电光眼等 电灼伤一般是在电流较大和电压较高的情况下发生 电灼伤局部性伤害一般会在肌体表层留下明显伤痕 据统计 在触电伤亡事故中纯电灼伤或带电灼伤性质约占75 6 1 2 2触电方式触电方式可分为单相触电 两相触电 跨步电压触电等 1 单相触电当人体直接碰触带电设备中的任意一相时 电流通过人体流入大地 这种触电现象称为单相触电 对于高压带电体 人体虽未直接接触 但由于小于了安全距离 高电压电离空气后对人体放电 造成单相接地而引起的触电 也属于单相触电 这种触电的危害程度取决于电网中的中性点是否接地 1 中性点接地电网的单相触电 当人体接触其中任一相导线时 人体承受220V的相电压 电流通过人体 大地 系统中性点接电装置 形成闭合回路 中性点接地电网的单相触电 7 2 中性点不接地电网的单相触电 当人体接触任一相导线时 触电电流经人体 大地 线路 对地绝缘电阻 空气 和分布电容形成两条闭合回路 如果线路绝缘良好 空气阻抗 容抗很大 人体承受的电流就比较小 一般不发生危险 反之 则危险性就增大 图1 2 2中性点不接地电网的单相触电 8 2 两相触电人体的不同部位同时分别接触电网的两根不同相线发生触电 或在高压系统中 人体同时接近不同相的两相带电导体 而发生电弧放电 电流从一根相线通过人体流入另一根相线 构成一个闭合回路 这种触电方式称为两相触电 这种触电是最危险 比单相触电危险性更大 图1 2 3 两相触电 9 3 跨步电压电力设备发生接地故障时 接地故障电流流过接地装置 在大地表面行成分布电位 称为接触电压 地面上水平距离0 8m的两点间的电位差 称为跨步电位差 人体两脚接触该两点时承受的电压 称为跨步电压 跨步电压是指当人的两足分别站在地面上具有不同对 地 电位的两处时 在人的两足之间所承受的电位差或电压 当土壤中存在大接地电流时 在地面上就会呈现跨步电压 例在电源 电力变压器和发电机 中性点接地的三相三线制电力系统中 如果有一相线路断线 并对地短路 即与地面土壤直接接触 则在断线触地点与电源中性点之间的土壤中就会出现短路电流 在线路的断线短路保护电器动作切断电源之前 在断线触地点与电源中性点的接地点之间的地面上 就存在跨步电压 跨步电压的大小主要与接地电流的大小 人与接地体之间的距离 跨步的大小和方向及土壤电阻率等因素有关 一般距接地体愈远处 跨步电压愈小 跨步愈小 跨步电压愈小 所以在可能形成跨步电压的电气设备周围要设置围栏 实行安全隔离 10 3 跨步电压触电如果人或牲畜站在距离电线落地点8 10米以内 就可能发生触电事故 这种触电叫做跨步电压触电 人受到较高的跨步电压作用时 双脚会抽筋 使身体倒在地上 这不仅使作用于身体上的电流增加 而且使电流经过人体的路径改变 完全可能流经人体重要器官 如从头到手或脚 经验证明 人倒地后电流在体内持续作用2秒钟 这种触电就会致命 跨步电压触电一般发生在高压电线落地时 但对低压电线落地也不可麻痹大意 一个人当发觉跨步电压威胁时 应赶快把双脚并在一起 或尽快用一条腿或两条腿跳着离开危险区 11 4 雷击触电雷雨云对地面突出物产生放电现象 它是一种特殊的触电方式 雷击感应电压高达几十至几百万伏 其能量可把建筑物摧毁 使可燃物燃烧 把电力线 用电设备击穿 烧毁 造成人身伤亡 危害性极大 目前 一般通过避雷设施将强大的电流引入地下以避免雷电的危害 5 静电触电金属物体受到静电感应及绝缘体间的摩擦起电是产生静电的主要原因 静电的特点是电压高 一般3 4kV的静电电压人便会有不同程度的电击的感觉 有时甚至可达数万伏 但能量不大 所以一般不至于有生命危险 但有时静电会诱发心脏早搏 在某些行业则需要利用静电的特性 比如静电除尘 静电复印 静电喷涂 漆 塑等 静电植绒等 12 1 2 3影响触电伤害大小的因素1 电流的大小1 感知电流 电流能引起人体有轻微发热或轻微刺痛感觉 但无有害生理反应的最小电流值 对于工频电流成年男子和女子的感知电流依次分别为1 1mA和0 7mA 对于直流电 依次分别为5 2mA和3 5mA 2 摆脱电流 人触电后能自主摆脱电源而无病理性危害的最大电流 称为摆脱电流 成年男子和成年女子的摆脱电流依次分别约为16mA和9mA 3 致命电流 指在较短时间内危及生命的最小电流 人的室颤电流约为50mA 如通电时间小于心脏搏动周期 但超过10ms 室颤电流约为数百毫安 通常将100mA定为致命电流 如果触电时间很长 即使工频电流小到8 10mA 也可能使人致命 13 1 3安全用电名词解释一 火线 中线 地线和相电压 线电压 火线 从变压器三个绕组的始端连出来的U V W三根线称为火线 相线 中线 变压器三个绕组的末端连成一点称为中点 中点连出来的线称为中线 零线 地线 连接电气设备接地部分与接地体的金属导线 相电压 火线与中线之间的电压称为相电压 线电压 两个火线之间的电压称为线电压 线电压与相电压关系 线电压是相电压的根号三倍 14 二 专用名词1 中性线中性线又称为零线 引自电源的中性点 以符号N表示 2 保护线保护线是以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外壳等金属部件连接的导线 以代号PE表示 3 接地体接地体又称接地极 是指埋入地下直接与土壤接触的金属导体或金属导体组件 按设计规范要求埋设的金属接地体称为人工接地体 4 接地线和接地电流接地线是连接电气设备接地部分与接地体的金属导线 接地电流是经接地线流入大地的电流 15 5 接地装置接地体和接地线的组合称为接地装置 两者电阻要求小于4 6 接地短路电流当电源一相接地时导致系统发生短路 这时流入接地体的电流叫做接地短路电流 7 工作接地根据电力系统运行需要而进行的接地 如变压器中性点接地称为工作接地 8 保护接地将电气设备正常运行情况下不带电的金属外壳和架构通过接地装置与大地连接 用来防护间接触电 因此 称作保护接地 保护接地适用于中性点不接地的低压系统 16 相零 相零 地 相 零 相 零 地 地 地 相零 正确接法 错误接法 9 保护接零保护接零是当零线N与保护线PE共为一体 具有零线和保护线双重功能时的导线 以代号PEN表示 单相电路的保护接零的是非 17 三相电路保护接零 未保护接零时 IR 有保护接零时 IAC 18 10 重复接地在低压三相四线制采用保护接零的系统中 为了加强接零的安全性 在零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接 称为重复接地 20 三 三相四线制供电系统的保护接地分析1 若不采取保护接地时的分析三相四线制中性点直接接地的供电系统中 若电气设备不采取保护接地 当电动机的绝缘发生击穿导致外壳带电 如下图 a 作出等效电路如图 b 电流流过人体电流Ib即为接地电流IE 有 Ib IE U RN Rb 设RN 4 实际中线电阻RN 4 人体电阻Rb 1000 U 220V则Ib IE U RN Rb 220V 4 1000 219 1mA这样大的电流通过人体足以使人致命 21 2 采取保护接地时的分析三相四线制中性点直接接地系统中 若电气设备已采取保护接地 如下图 a 作出等效电路如图 b 电气设备漏电时 人体电阻和保护接地电阻RE并联 漏电电流IK有 IK U RN RE Rb 设RE 4 RN 4 Rb 1000 U 220V则经计算 得IK 27 55A分流后通过人体的电流Ib 110mA 仍远超出人体承受的极限范围 虽然在电路中装有如空气断路器 熔断器等保护电器 但在大多数情况下 故障电流的大小还不足以令保护电器迅速动作 22 3保护接零分析采用保护接零时 保护线PE与低压配电系统的零线连接在一起 即PEN 当电动机的任何一相 设C相碰壳 绝缘损坏而使外壳带电 如下图 RC为C相的导线电阻 RE为零线电阻此时人体承受的电压UR为短路电流IE在零线上的电压 按上述参数分析 短路电流IE约为244A 足以使线路中安装的如空气断路器 熔断器等保护电器迅速动作 切除设备的电源 从而起到防止人身触电的保护作用 设零线截面积为0 6cm2 每百米的阻抗为0 6 相线阻抗为零线的一半 相电压为220V 经计算 UR约为147V 可见 对于人体仍是危险电压 23 四 保护接地 接零的要求1 对保护接地 接零线的要求 1 接地接零线的阻抗要小即要求接地接零线的截面积要大 一般要求不小于相线截面积的一半 2 接地接零线的机械强度要大为防止断线的危险 接地 接零线要有足够的机械强度 3 禁止在保护接地接零连线上安装熔断器或开关当碰壳引起的短路电流会使在保护接地 接零连线上安装的熔断器或开关断开而失去保护功能 24 2 保护接地接零对电气设备的要求 1 保护接地 接零线与电气设备连接处应牢固 可靠 接触良好 定期检查是否松动或脱线 所有电气设备的保护接地或接零连线必须以并联的方式接在零干线上 严禁串接 2 禁止在电气设备与保护接地接零连接处安装熔断器或开关 安装的开关会使电气设备与保护接地或保护接零连线开路 失去保护的功效 25 1 3 3漏电保护器简介漏电保护器原理漏电保护器又称为漏电开关 它同时具备检测 判断 执行功能 常用于低压配电系统中 当人体接触带电体时漏电保护器能快速切断电源 保障人身安全 当电气设备 或线路 发生漏电或接地故障时 也能很快自动切断电源 可有效地防止漏电引发的火灾等事故 26 按国家标准规定 电流型漏电保护开关电流时间乘积为30mA s 实际产品一般额定动作电流为30mA 动作时间为0 1s 如果是在潮湿等恶劣环境下 可选取动作电流更小的规格 另外还有一个额定不动作电流 一般取5mA 这是因为用电线路和电器都不可避免地存在着微量漏电 1 3 4过限保护1 过压保护装置2 温度保扩装置3 过流保护装置 27 1 3 5设备使用异常处理1 用电设备在使用中可能发生以下几种异常情况 1 设备外壳或手持部位有麻电感觉 2 开机或使用中熔断丝烧断 3 出现异常声音 如噪声加大 有内部放电声 电机转动声音异常4 异味最常见为塑料味 绝缘漆挥发的气味 甚至烧焦的气味 5 机内打火 出现烟雾 6 仪表指示超范围 有些指示仪表数值突变 超出正常范围 2 异常情况的处理办法 1 凡遇上述异常情况之一 应尽快断开电源 拔下电源插头 对设备进行检修 2 对烧断熔断器的情况 决不允许换上大容量熔断器继续工作 一定要查清原因后再换上同规格熔断器 3 及时记录异常现象及部位 避免检修时再通电查找 4 对有麻电感觉但未造成触电往往是绝缘受损但未完全损坏 28 补充安全用电措施 保持设备的绝缘完好 对裸露带电部分采取屏护 开关接在火线上 采用熔丝保护 不能用其它金属线替代 熔丝不能接在中线上 正确地采用保护接零措施正确使用验电笔 正确的握法 不能测高压 维修时不能带电作业 29 1 2 4触电急救 1 抢救及时 1分钟 6分钟 12分钟 2 抢救方法得当 1 切断电源 2 防止二次伤害 3 就地急救处理 4 假死切勿放弃急救 30 补充电气安全认证标志简介一 长城标志长城标志又称CCEE安全认证标志 为电工产品专用认证标志 中国电工产品认证委员会 CCEE 是国家技术监督局授权 代表中国参加国际电工委员会电工产品安全认证组织 IECEE 的唯一合法机构 代表国家组织对电工产品实施安全认证 长城标志认证 按照 中华人民共和国标准化法 和 中华人民共和国产品质量认证管理条例 电工产品开展安全认证是以等效转化国际电工委员会 IEC 安全标准的强制性国家标准和行业标准为依据 按此类标准开展的认证必须进行强制性监督管理 凡未经安全认证的此类产品 不准出厂 销售 进口和使用 31 二 3C标志3C 即 ChinaCompulsoryCertification 全称为 中国国家强制性产品认证 它包括原来的产品安全认证 CCEE 进口安全质量许可制度 CCIB 和电磁兼容 EMC 三者分别从用电的安全 稳定 电磁兼容及电波干扰方面做出了全面的规定标准 整体认证法与国际接轨 32 三 UL认证标志UL是美国保险商实验室 UnderwritersLaboratoriesIncorporation 的缩写 它是一个国际认可的安全检验及UL标志的授权机构 对机电包括民用电器类产品颁发安全保证标志 一百多年来 一直致力于对有关材料 工具 产品 设备 构造 方法