《电工技术》-第9章工业企业供电与安全用电

9.1发电、输电和配电

下一页返回9.1.1发电电能是由各种类型的发电厂生产的，发电方式多种多样。1.火力发电火力发电是利用煤、石油、天然气等一次能源燃烧后产生的热能来加热水，使之成为高温、高压的蒸汽，再用蒸汽推动汽轮机旋转并带动三相交流同步发电机发电。火力发电具有建厂速度快，成本相对较低的特点。但其消耗大量的燃料，发电成本较高，污染环境严重。目前我国火电站中装机容量最大的为福建漳州后石电厂，为360万千瓦。9.1发电、输电和配电2.水力发电水力发电是利用位于高处的河流或水库中水的势能来发电，即利用水流的落差及流量去推动水轮机旋转，并带动三相交流同步发电机发电。它具有发电成本低、能量转换效率高、不存在环境污染的问题等优点，并可以实现水利的综合利用。缺点是一次性投入大，建站时间长，而且受环境的条件影响较大。目前我国水电站中装机容量最大的是三峡水电站，为1820万千瓦，居世界首位。上一页下一页返回9.1发电、输电和配电3.核能发电核能发电是在核反应堆内利用铀等放射性物质发生核裂变反应产生巨大的热能来加热水，使之成为高温、高压的蒸汽，再用蒸汽推动汽轮机旋转并带动三相交流同步发电机发电。核能发电消耗的燃油燃料少，发电成本低，但建站难度大，投资高，周期长，安全要求很高。我国已建成的核电站中装机容量最大的为广东岭澳核电站，为198万千瓦。此外，还可以利用太阳能、风力、潮汐、地热等能源发电。它们都是清洁能源，不污染环境，有很好的发展前景。上一页下一页返回9.1发电、输电和配电9.1.2输电大中型发电厂大多建在水力资源丰富的地区或产煤地区附近，距离用电地区往往是几十公里、几百公里甚至上千公里以上，所以发电厂生产的电能要用高压输电线送到用户地区，然后再降压分配给各用户。输电是指从发电厂向消费电能地区输送大量电力的主干渠道，或者不同电网之间互送电力的联络渠道。上一页下一页返回9.1发电、输电和配电9.1.3配电配电系统是工业企业和城乡居民供电的重要组成部分。大型工业企业设有中央变电所和车间变电所。变电所内通常装有变压器、配电设备以及控制设备。中央变电所接受送来的电能，然后分配到各车间，再由车间变电所将电能分配给配电箱，各配电箱再将电能输送给所管辖的用电设备。通常，工业企业配电系统主要由高压配电线路、变电所、低压配电线路等部分组成，如图9-2所示。上一页下一页返回9.1发电、输电和配电

中央变电所一般进线电压为35kV，它的任务是经过降压变压器，将35kV的电压降为（3～10）kV的电压，再分配给车间的高压用电设备和车间变电所。这属于高压配电线路。车间变电所一般进线电压为（3～10）kV，其任务是经过降压变压器，将（3～10）kV的电压降低为380V/220V的电压，以供低压用电设备使用。通常，由变电所输出的线路不会直接连接到用设备，而是必须经过车间配电箱。车间配电箱是放在地面上的一个金属柜，其中装有闸刀开关和管状熔断器，起通断电源和短路保护作用。配出线路4～8个不等。从车间变电所到车间变电箱的线路就属于低压配电线路。其连接方式主要有放射式和树干式，如图9-2所示。上一页返回9.2安全用电9.2.1安全电流和安全电压因人体接触或接近带电体而引起烧伤或死亡的现象称为触电。根据大量触电事故资料的分析和实验，可以得出以下结论。（1）人体电阻越大，通入的电流越小，伤害程度也就越轻。当皮肤有完好的角质外层且很干燥时，人体电阻为1000～2000Ω；当角质外层被破坏时，人体电阻则降到800～1000Ω。（2）电流通过人体的时间越长，则伤害越严重。当通过人体的电流达到30mA以上时，就会产生呼吸困难，肌肉痉挛，甚至发生生命危险。所以一般规定为30mA以下是安全电流。（3）电压越高对人体的危害越大。按人体电阻是2kΩ计算，若触及36V电压，则通过人体的电流是18mA，对人体的安全不会构成威胁，所以通常规定36V或36V以下的电压为安全电压。如果在环境潮湿的场所，安全电压通常规定为24V和12V。下一页返回9.2安全用电9.2.2触电方式1.直接触电直接触电是指人体直接接触带电体所造成的触电事故。直接触电主要有：（1）电源中性点接地的单相触电。如图9-4所示。（2）电源中性点不接地的单相触电。如图9-5所示。（3）两相触电。如图9-6所示，这种触电最危险，因为此时人体承受的电压为线电压，但这种情况不常见。上一页下一页返回9.2安全用电2.间接触电间接触电是指人体接触正常时不带电而事故时带电的导电体所造成的触电事故。间接触电主要有：（1）跨步电压触电。（2）接触电压触电。9.2.3常用的安全用电措施（1）建立健全严格的用电安全制度，如安全操作规程、电气安装规程、以及运行管理和维护检修制等，宣传和普及安全用电的基本知识。（2）电气设备采用保护接地和保护接零。（3）安装漏电保护器。上一页下一页返回9.2安全用电（4）对于一些特殊电气设备（如机床局部照明，携带式照明灯等）以及在潮湿场所、矿井等危险环境，必须采用安全电压（36V、24V和12V）供电。上一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救9.3.1静电防护由于物质互相摩擦、分离、受热或受压、受到其他带电物体感应等原因，发生电荷的转移，破坏了物体原子中的正负电荷的平衡，使物体带电，称为静电现象。静电现象在许多领域中得到应用，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印、静电分选等。但静电现象也会带来以下危害。（1）静电具有一定的能量，产生火花放电时可能引起火灾和爆炸。（2）静电可能对人身造成伤害，静电对人的生理作用是使人感到刺痛和灼伤，人长期受静电作用可能造成精神紧张等危害。在某些条件下，产生的静电电压是很高的。（3）静电会造成MOS型半导体器件损坏或引起电子装置误动作。（4）静电的吸附效应会影响产品质量和工作效率。下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救

消除静电危害的方法就是在发生火花放电之前，为产生的静电荷提供一条通路，使之泄漏和中和，限制静电的积累。为此，为消除静电现象带来的危害，静电防护措施主要有以下几种方法。（1）工艺控制法。（2）泄漏法。（3）中和法。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救9.3.2电气防火、防爆1.电气防火（1）电气火灾产生的原因。几乎所有的电气故障都可能导致电气着火。如设备材料选择不当，过载、短路或漏电，照明及电热设备故障，熔断器的烧断、接触不良以及雷击、静电等，都可以引起高温、高热或者产生电弧、放电火花，从而引发火灾事故等。电气火灾产生的直接原因：一是电气设备过热；二是电火花或电弧。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救（2）电气火灾的预防和紧急处理。①预防方法。应按场所的危险等级正确地选择、安装、使用和维护电气设备及电气线路，按规定正确采用各种保护措施。在线路设计上，应充分考虑负载容量及合理的过载能力；在用电上，应禁止过度超载及乱接乱搭电源线；对需在监护下使用的电气设备，应“人去停用”；对易引起火灾的场所，应注意加强防火，配置防火器材。②电气火灾的紧急处理。首先应切断电源，同时，拨打火警电话报警。不能用水或普通灭火器（如泡沫灭火器）灭火。应使用干粉二氧化碳或“1211”等灭火器灭火，也可用干燥的黄沙灭火。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救2.电气防爆（1）易爆场所。由电引起的爆炸主要发生在含有易燃、易爆气体、粉尘的场所。（2）防爆措施。在有易燃、易爆气体、粉尘的场所，应合理选用防爆电动气设备，正确敷设电气线路，保持场所良好通风；应保证电气设备的正常运行，防止短路、过载：应安装自动断电保护装置，对危险性大的设备应安装在危险区域外；防爆场所一定要选用防爆电动机等防爆设备，使用便携式电气设备应特别注意安全；电源应采用三相五线制与单相三线制，线路接头采用熔焊或钎焊。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救9.3.3电气防雷雷电对电气设备的破坏，可以通过直击、侧击、电磁感应等多种方式造成。当架空输电线上方有带着大量电荷的雷云时，架空输电线会由于静电感应而感应出异性电荷。这些电荷被雷云束缚着，一旦束缚解除（如雷云对其他目标放电），它们就变为自由电荷，形成感应过电压，产生强大的雷电流，并且通过输电线进入室内，破坏电气设备。为了防止这种破坏的产生，可在被保护电气设备的进线和大地之间装设避雷器。当雷电流沿输电线传向室内的电气设备时，它首先会到达避雷器，使避雷器短时击穿而短路，雷电流由避雷器流入大地。雷电流过后，避雷器又恢复为正常的断路状态。为防止雷电通过电磁感应方式对设备造成破坏，可以用金属对电气设备进行屏蔽，并使室内的金属回路接触良好。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救9.3.4触电急救对触电事故，必须迅速抢救，关键在一个“快”字。“快”有两层含义：一是使触电者快速脱离电源；二是对触电者快速作医务救护处理。1.自救当自己发生触电而又清醒时，应保持冷静，设法使自己脱离电源，向安全的地方转移，如遇跨步电压触电时要防止摔倒、跌伤等二次伤害事故。2.互救对于他人发生触电，首先，在确保自身安全的前提下，采用拉闸、断电或将触电者拖离电源等有效安全措施使触电者尽快脱离电源，并及时拨打急救电话。其次，在触电者脱离电源后，还应进行及时必要的现场诊断和救护。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救（1）现场诊断。一是“看”，即看一看触电者的胸部、腹部有无起伏动作；二是“听”，即听一听触电者心脏跳动情况及呼吸声响；三是“摸”，即摸一摸触电者颈动脉有无搏动。（2）现场救护。①触电者所受伤害不太严重，神志清醒，只是有些心慌、四肢发麻，全身无力或一度昏迷，但未失去知觉，此时，应使触电者静卧休息，不要走动。同时严密观察，请医生前来或送医院诊治。上一页下一页返回9.3静电防护和电气防火、防爆、防雷及触电急救②触电者失去知觉，但呼吸和心跳正常。此时，应使触电者舒适平稳地躺着休息，四周不要围人，保持空气流通，可解开其衣服以利呼吸，同时请医生前来或送医院诊治。③触电者失去知觉，且呼吸和心跳均不正常。此时，应迅速对触电者进行人工呼吸或胸外心脏按压，帮助其恢复呼吸功能，并请医生前来或送医院诊治。④