教学材料《电路电路》-第12章

12.1发电、输电与配电火力发电厂的优点是建厂投资少、速度快。缺点是消耗大量的燃料(如火电厂发1度电大约需要0.6kg原煤)，发电成本高，环境污染较严重

2.水力发电水力发电站是以水流的落差来推动水轮机旋转并带动发电机发电。虽然水电厂的投资较大，建设时间长，但因节约能源和环保，故成本较火力发电低。此外水力发电还可以和水利枢纽工程结合，收到综合利用的效果。

3.原子能发电原子能发电站基本与火力发电厂相同，只是以原子反应堆代替燃煤锅炉，以少量的“原子燃料”代替大量的燃煤。上一页下一页返回12.1发电、输电与配电

除上述三种发电方式外，还可利用风力、潮汐、太阳能、地热能等来发电。它们都是环保能源，有着很好的开发前景。12.1.2电能的输送与分配电能由发电厂产生后，经升压变压器进入超高压(220-500kV)电力网或高压(35L10kV)电力网，再经输电线送至各地区变电站，由地方电网的中高压(6-10kV)输电网络供给用户。图12-4为发电、输电和配电系统简图。上一页返回12.2常用照明电路12.2.1常用照明附件常用照明附件包括灯座、开关、插座、挂线盒及术台等器件

1.灯座灯座的种类大致分为插口式和螺旋式两种。灯座外壳分瓷、胶术和金属材料三种根据不同的应用场合，分平灯座、吊灯座、防水灯座、荧光灯座等。常用灯座如图12-5所示。

2.开关开关的作用是在照明电路中接通或断开照明灯具的器件。按其安装形式分明装式和暗装式，按其结构分单联开关、双联开关、旋转开关等。常用开关如图12-6所示。下一页返回12.2常用照明电路3.插座插座是为各种可移动用电器提供电源的器件。其安装形式可分为明装式和暗装式，从其结构可分为单相双极插座、单相带接地线的三极插座及带接地线的三相四极插座等，如图12-7所示。

4.挂线盒和木台挂线盒俗称“先令”，用于悬挂吊灯并起接线盒的作用，制作材料有瓷质和塑料。术台用来固定挂线盒、开关、插座等，形状有圆形和方形，制作材料有术质和塑料12.2.2白炽灯照明线路的安装

1.白炽灯的构造和种类白炽灯具有结构简单、安装简便、使用可靠、成本低、光色柔和等特点。上一页下一页返回12.2常用照明电路一般灯泡为无色透明灯泡，一也可根据需要制成磨砂灯泡、乳自灯泡及彩色灯泡

(1)白炽灯的构造。白炽灯由灯丝、玻璃壳、玻璃支架、引线、灯头等组成。灯丝一般用钨丝制成，当电流通过灯丝时，由于电流的热效应使灯丝温度上升至白炽程度而发光功率在40w以下的灯泡，制作时将玻璃壳内抽成真空;功率在40w及以上的灯泡，则在玻璃壳内充氢气或氮气等惰性气体，使钨丝在高温时不易挥发。

(2)白炽灯的种类。白炽灯的种类很多，按其灯头结构，可分为插口式和螺口式两种，按其额定电压，可分为6V,12V,24V,36V,110V和220V等6种。上一页下一页返回12.2常用照明电路

按其用途可分为普通照明用白炽灯、投光型白炽灯、低压安全灯、红外线灯及各类信号指示灯等各种不同额定电压的灯泡外形很相似，所以在安装使用灯泡时应注意灯泡的额定电压必须与线路电压一致。

2.白炽灯照明线路

(1)用单联开关控制白炽灯。一只单联开关控制一盏白炽灯的接线原理图如图12-8(a)所示

(2)用双联开关控制白炽灯。两只双联开关控制一盏白炽灯的接线原理图如图12-8(b)所示

12.2.3荧光灯照明线路

1.荧光灯及其附件的结构荧光灯照明线路主要由灯管、启辉器、启辉器座、镇流器、灯座、灯架等组成。上一页下一页返回12.2常用照明电路(1)灯管。由玻璃管、灯丝、灯头、灯脚等组成，其外形结构如图12-9(a)所示玻璃管内抽成真空后充入少量汞(水银)和氢等惰性气体，管壁涂有荧光粉，在灯丝上涂有电子粉。灯管常用规格有6W,8W,12W,15W,20W,30W及40W等。灯管外形除直线形外，也有制成环形或U形等

(2)启辉器。由氖泡、纸介质电容器、出线脚、外壳等组成，氖泡内有门形动触片和静触片，如图12-9(b)所示。常用规格有4一8W,15一20W,30-40W，还有通用型4一40W等

(3)启辉器座。常用塑料或胶术制成，用于放置启辉器

(4)镇流器。主要由铁芯和线圈等组成，如图12-9(c)所示。使用时镇流器的功率必须与灯管的功率及启辉器的规格相符。上一页下一页返回12.2常用照明电路(5)灯座。有开启式和弹簧式两种。灯座规格有大型的，适用15W及以上的灯管;肩小型的，适用6一12W灯管。

(6)灯架。有术制和铁制两种，规格应与灯管相配。

2.荧光灯的工作原理荧光灯工作原理如图12-10所示。闭合开关接通电源后，电源电压经镇流器、灯管两端的灯丝，加在启辉器的门形动触片和静触片之间，引起启辉光放电。放电时产生的热量使得用双金属片制成的门形动触片膨胀并向外伸展，与静触片接触，使灯丝预热并发射电子。在门形动触片与静触片接触时，二者间电压为零而停止辉光放电，门形动触片冷却收缩并复原而与静触片分离。上一页下一页返回12.2常用照明电路在动、静触片断开瞬间，镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电动势，该感应电动势与电源电压串联后加在灯管两端，使灯管内惰性气体被电离而引起弧光放电。随着灯管内温度升高，液态汞汽化游离，引起汞蒸气弧光放电而发出肉眼看不见的紫外线，紫外线激发灯管内壁的荧光粉后，发出近似日光的可见光

3.镇流器的作用镇流器在电路中除上述作用外，还有两个作用:一是在灯丝预热时限制灯丝所需的预热电流，防止预热电流过大而烧断灯丝，保证灯丝电子的发射能力;二是在灯管启辉后，维持灯管的工作电压和限制灯管的工作电流在额定值，以保证灯管稳定工作。上一页下一页返回12.2常用照明电路4.启辉器内电容器的作用该电容器有两个作用:一是与镇流器线圈形成LC振荡电路，延长灯丝的预热时间和维持感应电动势;二是吸收干扰收音机和电视机的交流杂声。上一页返回12.3安全用电12.3.1触电触电是指由于人体与带电体的意外接触，而使人体承受过高的电压，以致引起死亡或局部受伤的现象。从本质上看，触电是指电流对人体的伤害。触电依伤害程度不同分为“电伤”和“电击”两种。所谓电伤，是指人体外部因电弧或熔丝熔断时飞溅的金属末等而造成局部烧伤的现象。而电击是指电流通过人体，造成人体内部器官的损伤，电击是最危险的触电事故。触电事故的发生原因各种各样，触电方式主要有单相触电、两相触电和跨步电压触电等，如图12-11所示。但对于广大用户来说，中性点接地系统中的单线触电最为常见。下一页返回12.3安全用电我国规定，特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压;有电击危险的环境中使用的手持照明灯和局部照明灯采用36V或24V安全电压;金属容器内，特别潮湿处等特别环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压;水下作业应采用6V安全电压12.3.2用电设备的接地与接零

1.保护接地在变压器中性点不直接接地的电网中，一切电气设备(如电动机、变压器、照明灯具等)的金属外壳通过很小的电阻与大地可靠连接起来，这种接地方法称为保护接地。保护接地电路如图12-12所示。上一页下一页返回12.3安全用电由图可见，当电动机采用保护接地后，若因电机U相绕组绝缘损坏而碰壳，此时人虽触及金属外壳，但由于人体电阻Rm(几百至几千欧)大于接地电阻Ro，所以大部分电流由接地体流过，人体几乎没有电流流过，从而保证了人身安全。反之，若外壳不接地，则电流只能经过人体，再经供电系统和大地间的复阻抗形成回路，引发触电事故

2.保护接零在1kV以下变压器中性点直接接地的电力网中，一切电气设备的金属外壳应与电网零干线可靠连接，这种连接方法称为保护接零。在图12-13中，假设W相出现事故碰壳时，形成相线和零线的单相短路，从而使W相保护装置(如熔断器)迅速动作，切断电源，防止人身触电的可能。上一页下一页返回12.3安全用电

必须指出，在变压器中性点接地系统中，只允许采用保护接零，不允许采用保护接地。因为保护接零是利用短路电流启动保护装置，接地时设备接地电阻和变压器接地电阻几乎平分相电压，此时R。的电流一般不会使短路保护装置动作，设备长期与大地间有漏电电压。此时若有人触及设备，就可能引起触电。另外，在同一电力网中，绝不允许一部分电气设备保护接零，另一部分电气设备保护接地。12.3.3家庭安全用电常识随着生活水平的不断提高，家用电器不断普及，在家庭生活用电上一也要注意安全。主要应重视以下几点:上一页下一页返回12.3安全用电(1)在任何情况下，均不能用手鉴定接线端裸导线是否有电。如需了解线路是否有电，应使用完好的验电设备。

(2)家用电器的保险丝禁用铜丝代替，禁止用一般胶布或药用胶布代替电工胶布。

(3)常用电器的控制开关应接在火线上，这样开关断电后，电器不会有电压

(4)家用电器的外壳应良好地接零，因此单相家用电器应使用三孔插座和三脚插头，其外形如图12-14所示。正确的接法是将用电器的外壳通过导线接在中间插脚上，再通过插座与电源的零线相连，如图12-15所示。必须指出，绝不允许把保护零线与设备电源的接零线共用，否则可能引起触电事故。上一页下一页返回12.3安全用电(5)当发生电气火灾时，首先应切断电源，然后灭火。在切断电源前严禁用水或一般酸性泡沫灭火器灭火，只能用二氧化碳、二氟一氯、一浪甲烷、二氟二浪式干粉灭火器。在灭火器材不足的情况下，可借助细砂子、细土灭火。12.3.4触电急救当发生触电事故时，迅速准确地进行现场抢救是使触电者起死回生的关键。人触电以后会出现神经麻痹、呼吸中断、心脏停跳等症状，外表上呈现昏迷的状态。使触电者迅速脱离电源，是救治触电者的第一步，然后依据触电者具体情况，采取相应的急救措施。上一页下一页返回12.3安全用电(1)尽快脱离电源。遇到有人触电时，可通过拉闸断电或用绝缘材料将电源切断或挑去电源等方法。救护者一定要做好自身防护，在切除电源前不得与触电者裸露接触。另外在触电者脱离电源的同时，要防止触电者出现摔伤等二次事故。

(2)现场急救。当触电者脱离电源后，应视触电者身体状况，确定护理和抢救方法，即对症救护。

(3)触电者神志清醒，但有些心慌、四肢发麻、全身无力，或触电者一度昏迷且已清醒过来，应使触电者安静休息，不要走动，严密观察，必要时送医院诊治。

(4)触电者已失去知觉，但心脏仍在跳动，还有呼吸，应使触电者在空气清新和舒适、安静的地方平躺，保持呼吸通畅，并迅速请医生到现场诊治。上一页下一页返回12.3安全用电(5)如果触电者失去知觉，呼吸停止，但心脏仍在跳动，应立即进行人工呼吸，并迅速请医生到现场诊治。

(6)触电者呼吸和心脏跳动完全停止，应立即进行人工呼吸和心胸外挤压急救等，并迅速请医生到现场诊治。人工呼吸和胸外挤压法，应该就地开始，即使在送往医院的途中也应继续进行。人工呼吸和心胸挤压的操作方法包括口对口人工吹气法、俯卧压背法、仰卧牵臂法、胸外心脏挤压法。下面只介绍简单易行、效果较好的“口对口吹气法”和“胸外挤压心脏法”两种方法。口对口吹气法:(1)迅速解开触电者衣扣，松开紧身的内衣、裤带，使触电者的胸部和腹部自由扩张将触电者仰卧，使其颈部伸直。上一页下一页返回12.3安全用电如果舌头后缩，要将其拉直，使呼吸道畅通。当触电者牙关紧闭，可用小术棒从嘴角伸人牙缝慢慢撬开，将触电者头部后仰，舌根就不会阻塞气流，如图12-16(a)所示

(2)救护者在触电者头部的旁边，一只手握紧触电者的头部，另一只手扶起触电者的下领，使嘴张开，如图12-16(b)所示

(3)救护人做深吸气后，口对口吹气，同时观察触电者胸部的膨胀情况，以胸部略有起伏为宜。起伏过大，表示吹气太多，易把肺泡吹破;若不见起伏，表示吹气不足。所以吹气要适度，如图12-16(c)所示

(4)当吹气完毕准备换气时，日要立即分开，并放开捏紧的鼻子，让触电者自动向外呼气，如图12-16(d)所示。上一页下一页返回12.3安全用电

按以上吹气方法反复进行，大约每Ss吹一次，吹气约2s，呼气约3s

胸夕卜心脏挤压法:(1)将触电者仰卧，同样