用电安全与低压电器[1]

用电安全与低压电器一） 概述二） 低压电器及其安全保护功能极介绍三） 人体触电与剩余电流保护器四） 案例分析（备选）用电安全与低压电器一、 概述电气安全主要包括人身安全与设备安全两具方面。人身安全是指在从事工作和电气设备操作使用过程中人员的安全；设备安全是指电气设备及有关其他设备、建筑的安全。用电安全-安全用电- 财物设施的安全- 发电系统、输电系统、供用电设备、用户用电设施的安全（耗电设备等） 人身、生命的安全-是指系统内员工生产、维护人员的安全 用户和其他相关人员的安全 据了解，电力系统及相关部门（含基建）每年都有人身伤亡和死亡事故的发生，所以我们系统特别重视安全生产。但从整个社会的人身触电伤亡事故来看，电力系统的此类事故是小巫见大巫，事故整体数量是电力部门的上百倍（每年都有万人左右死于各类触电事故，但发生在低压供电网络又占据了95%以上的比重）。而社会发生此类事故的电压等级95%又在低压端，即我们所说的380/220低压用电系统-和广大用户以及群众生活密切相关的电压等级-也是导致人身伤亡的危险等级（人们往往忽视了防范）！所以了解和重视低压配电（用电）系统以及与其相关的低压电器对我们来说是非常重要的。本次讲座的主要内容分为三个方面1、低压电器及其安全保护功能极介绍；2、剩余电流保护器与人体触电；3、触电死亡事故案例分析。二、 低压电器及其安全保护功能极介绍1、 电器定义凡是根据外界指定信号和要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续的改变电路参数实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节用的电气设备都是电器的范畴；低压电器-应用于低压系统（领域）的电器，是一种使用量大面广的电器，不光是在电力系统领域应用，更是遍布在人们的生活和生产之中的各个领域。按工作职能分类：手动操作电器：-刀开关、隔离开关、按钮、手动变阻器等 自动切换电器：-高压断路器、低压自动开关 自动控制电器：-交直流接触器、各种控制继电器等 启动调速电器：-星三角启动器、变阻器器、调速装置等 自动保护电器：-保护继电器、熔断器、避雷器等 稳压与调压电器：-自动调压器、自动稳压装置等 测量、放大与变换元件：-传感器、磁放大器、PT、CT 等 牵引与传动元件：-操作和牵引电磁铁及机械负载用的电磁离合器等按结构工艺和生产分类： 高压电器：-高压断路器、隔离开关、组合电器（GIS）等 低压开关电器：-接触器、启动器、自动开关、熔断器、继电器和主令电器等 自动电磁元件：-阀用电磁铁、电磁离合器、磁放大器传感器 成套电器和自动化装置：-开关屏（高低压配电柜）、继电保护柜、及相关自动化装置等2、 常用低压电器种类-特点-保护功能-应用领域 在低压用电领域，低压电器的主要用途是：1） 对供电线路进行保护和控制：以保障线路及设备的安全，并提高供电的可靠性。2） 对用电设备进行保护和控制：以保障用电设备的安全以及正常工作的可靠性。3） 保护人身安全，防范触电事故及漏电火灾事故。低压电器保护的种类：a) 过流（过载）保护：线路或设备过载（过流）时进行保护，断开电源。一般采用反时限特性原理的元件：过流倍数的大小与动作时间成反比；b) 短路保护：当线路或设备发生短路故障情况下，切除（断开）故障侧电源。 保护线路、设备不被烧毁，防止故障扩大至上级系统。c) 过压保护：当电压高至非正常工作电压范围并对线路、设备的绝缘和工作状况产生危害时切断电源；d) 欠压保护：电压过低，使设备非正常工作并对正使用的线路及设备产生危害时，断开电源或设备；e) 失压保护：线路失去电压时开关切断，避免重新来电时设备突加电源而产生的非正常状态；如需要星-三角转换进行启动的拖动设备电动机负载；f) 雷击保护：当发生雷击或频繁发生雷击（过电压）时，断开线路或设备，避免遭受雷击损坏；g) 另序电流保护：零序电流超过设定值时断开被保护设备（如变压器等）h) 差流保护：输出和输入端参数不匹配时驱动开关动作保护或报警；电力系统用此保护较多：如变压器差流保护、母线差流保护、线路差流保护等；i) 剩余电流保护：线路泄露电流超过设定范围，断开电源的保护，也具有防火保护功能； 人或动物或触及到线路或供电设备而发生危险； 单相接地或火灾发生时，也能切断设备电源和线路；j) 其他分励保护：-间接保护，由其他装置给出分励信号而切断电源或报警,如：烟雾等气体保护：环境内CO2或其他气体如煤气、天然气、酒精、汽油等超标，给出切断电源信号或报警信号 温度极限保护：超出设定温度高温保护 红外栅栏闯入保护：当人或动物进入到红外栅栏以内时给出报警信号或其他动作信号 等等保护，还有很多未列出。 3、常用开断电路类低压电器元件（设备）的功能低压电力供电系统及相关用电设备中常用低压电器元件的品种、特点及应用领域如下表：序号种类特点应用领域1低压断路器高开断能力，有过流过载保护短路（速断）保护分励保护保护和控制电路及用电设备塑壳式断路器手动为主，中等容量 体积小框架式断路器-易控制，可远程操控 大容量微型断路器-低开断能力，线路末端保护2接触器容易控制开断正常IN接通（3-12）IN无短路分断能力频繁控制和投/切转换的环境如电机拖动，恒温加热等场所分为线路保护用接触器和电动机保护用接触器3刀开关有断口明显断开点无分断能力主要对电路或设备进行断电隔离安全需要4熔断器高分断能力具反时限过流保护特性不可重复使用（一次性）耗能、容量不能太大一般开关开断能力达不到场所：大容量配电系统低压首端小容量回路中等容量5刀熔开关（刀开关-熔断器组合）高开断，有可视断口用在不经常操作又需要高分断保护的场所，检修时又有明显断开点6RC组合（熔断器-接触器组合）易控制、操作又具有过载、短路保护能力（高分断）较大容量供电系统首端和频繁操作（切换的）场所7切（转换）换开关用电设备之间转换供电电源回路转换用在电源线路主供与备供之间的切换用电设备转换的切换8漏电保护器漏电保护需要防火、防触电保护的场所应用广泛漏电断路器有断路器功能又具有触（漏）电保护功能漏电继电器与接触器类电器配合，可实现远程自动合分闸操作与自动重合闸操作综合型漏电保护器能实现过载、速断、漏电、过压、分励等齐全保护，并能实现自动重合与远程控制，智能型保护器还可以进行远程通讯与线路（设备）各种参数交换三、 人体触电与剩余电流保护器1、 人体触电的基本特征国家有关标准将人体触电时通过人体的电流定义为接触电流。接触电流是漏电流的一种，但又和漏电流不同，接触电流的特性受人体(或哺乳类活体动物)阻抗特性的制约。人体(或哺乳类活体动物)的阻抗为一复杂的电网络。由于生理的原因，人(或哺乳类活体动物)在触电的瞬间(约20ms40ms)，皮肤阻抗为时变网络，其阻值由大变小，并迅速变为非时变网络，达到稳态。皮肤阻抗在角质膜击穿过程瞬间的这一特性，决定了流过人体或动物的电流在这一瞬间为一递增的非线性函数。(见图示)同时，当接触电流只要大于5mA时，电流接触部分的肌肉必然会出现痉挛的现象。这一现象的发生又必然导致在一段时间内，触电波形出现某种规律性的变化。这种变化是哺乳类活体所特有的，其它状况下很难出现的变化。上述二点经过几千次活动物的触电试验，可以证明，在正常情况下，是人(或哺乳类活体动物)触电时的主要基本特征。2、 动物触电波形3、 漏电保护器原理及其功能漏电保护器的工作原理漏电保护器主要包括检测单元（零序电流互感器）、中间信号识别处理单元（含放大器、比较器、脱扣器等）、执行机构（主开关等）和试验单元等几个部分。1） 漏电（触电）检测单元被保护电路工作正常，没有发生漏电和触电的情况下，通过漏电检测单元的各相（线）电流矢量和为零，漏电检测单元没有漏电信号输出，漏电保护器不动作，工作正常。当被保护线路发生漏电或触电（指人、畜或树木）时，通过漏电检测单元的各相（线）电流矢量和不为零，漏电检测单元有漏电或触电信号输出，传送到信号识别处理单元。2） 信号识别处理单元单元对来自漏电检测单元的信号进行放大、识别和处理，当漏电（触电）信号超过一定的强度（即危害到对人的生命或影响到供电线路和设备的正常供电）时，信号识别单元发出动作指令，并驱动脱扣器来断开线路或用电设备。漏电（触电）信号过小或无信号时，信号识别处理单元则不发出脱扣指令。3） 执行机构该机构用于接收信号识别处理单元发出的脱扣指令，实施动作，自动切断故障处的电源。该机构一般是线路的主控电器，并同时含有其他保护功能如空气断路器，接触器等。4） 试验单元由于漏电保护器是一个保护装置，因此应定期检查其保护功能是否完好与可靠。实验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联，模拟漏电电流信号，以检查整个装置漏电动作功能是否工作正常。漏电保护器原理图如下4、 漏电保护器的种类和作用漏电保护器-具有漏电和触电保护功能漏电断路器有断路器功能又具有触（漏）电保护功能漏电继电器与接触器类电器配合，可实现远程自动合分闸操作与自动重合闸操作综合型漏电保护器能实现过载、速断、漏电、过压、分励等齐全保护，并能实现自动重合与远程控制智能型保护器-除具有综合型漏电保护器的各项功能外，还可以进行远程通讯与线路