安全用电 课件 第三章　电气设备及线路的安全技术

第三章电气设备及线路的安全技术262目录263§3-1电气设备的额定值§3-2供电设备的安全技术§3-3用电设备的安全技术§3-4电气线路的安全技术§3-1电气设备的额定值2642651．理解电气设备额定值的意义。2．能正确选择导线和电缆的安全载流量。学习目标一、额定电压和额定电流与设备安全的关系1．额定电压与设备安全的关系电气设备的额定电压是在产品设计时就被选定的。电气设备在额定电压下运行，不仅安全运行有保障，而且设备能够得到额定的功率。因此，所有电气线路和设备在选择和使用时，首先要保证其额定电压与电网的额定电压相符。另外，电网电压波动引起的电压偏移必须在允许范围内。2662．额定电流与设备安全的关系额定电流是指在规定的周围环境温度和绝缘材料允许温度条件下，电气设备允许长期通过的最大工作电流值。当设备在额定电流下工作时，其发热不会影响绝缘性能，温度也不会超过规定值，也就不会影响绝缘材料的性能和使用寿命。换句话说，就能够保证电气设备在设计寿命（通常为20年）内安全地运行。所以，限制电气设备的工作电流不超过其额定电流，也是保证电气设备安全运行的重要条件。267二、安全载流量与设备安全的关系在规定条件下，导线能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流称为导线的安全载流量。导线的安全载流量主要取决于线芯的最高允许温度，而线芯的最高允许温度主要是从安全角度考虑的。必须限制导线和电缆的最高工作温度，即应将通过导线的工作电流限制在安全载流量之内。268三、导线和电缆的安全载流量1．导线绝缘的最高允许温度为防止线路过热，保证线路正常工作，导线绝缘的最高温度不应超过下表所列的限值。269导线绝缘的最高允许温度

℃2．导线和电缆安全载流量的选择由于导线和电缆的运行温度受多种因素影响，因此安全载流量的理论计算比较复杂。为便于选用，通常根据导电材料、绝缘材料、规格、安装方式及环境条件，提供多种安全载流量参考值。下表列出了不同截面积塑料绝缘导线的安全载流量。270271不同截面积塑料绝缘导线的安全载流量

A§3-2供电设备的安全技术2722731．了解负荷分级与供电要求的关系。2．了解变配电所的安全要求及对值班人员的要求。3．掌握常见开关电器的选择及使用方法。学习目标一、负荷分级与供电要求根据我国实际供电水平，结合用户用电性质和要求的不同，供电部门通常按照电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度，把电力负荷分为三级。负荷分级与供电要求见下表。对应的变电所主接线如图所示。274变电所主接线a）适合一级负荷b）适合二级负荷c）适合三级负荷275负荷分级与供电要求二、变配电所的安全要求1．变配电所位置选择合理从供电经济性的角度考虑，变配电所应接近负荷中心。从生产角度考虑，变配电所不应妨碍生产和生活，变配电所本身设备的运输也应当方便。从安全角度考虑，变配电所不应设在人员密集的场所，应避开易燃易爆场所；宜设在企业的上风侧，并不得设在容易沉积粉尘和纤维的场所。变配电所的选址和建筑还应考虑灭火、防腐蚀、防污、防水、防雨、防雪、防震以及防止小动物钻入的要求。2762．建筑设计符合要求变配电所的防火措施主要有：采用耐火建筑；变配电所各间隔的门应向外开启，门的两面都有配电装置时，应向两个方向开启；门应为不燃材料或难燃材料制作的实体门；长度超过7m的高压配电室和长度超过10m的低压配电室至少应有两个门。3．间距合格、屏护完好变配电所内各设备的间距和屏护应符合有关要求。2774．通风良好变压器室、电容器室等有较多热量排放，必须有良好的自然通风，必要时采取机械通风。进风口宜在下方，出风口宜在上方。5．电气设备运行工况良好日常开展设备巡检，巡检内容包括：检查电流、电压、功率因数、油量、油色、温度指示、接点状态等是否正常；检查设备和线路有无损坏或严重脏污；检查门窗、围栏等辅助设施是否完好；听声音是否正常，有无放电声等异常声响；闻有无焦煳味及其他异常气味。6．制度完善变配电所除应执行与停送电作业、检修、值班、巡视相关联的各项制度外，还应建立防火责任制以及岗位责任制等规章制度。278三、对值班人员的要求1．值班人员应具备必要的电气相关理论知识和操作技能，有排除故障的能力，熟知电气安全操作规程，并经考试合格后方可上岗。2．值班人员应确切掌握变配电所变配电系统的接线情况及主要设备的性能、技术数据和位置。值班人员应熟练掌握本所事故照明的配备情况和操作方法。3．变配电所的电气设备操作，必须有两人在场，一人操作，一人监护。2794．严禁以口头约定方式进行停、送电操作。5．按要求认真正确地填写、抄写有关报表并按时上报，并将当日的运行情况、检修及事故处理情况填入运行记录内。6．值班期间应自觉遵守劳动纪律和变配电所的各项规章制度，按规定穿戴好劳动防护用品。7．在变配电所进行停电检修或安装工作时，应有保证人身及设备安全的组织和技术措施，并应向上级负责人指明停电范围及带电设备所在位置。2808．如遇紧急情况，严重威胁设备或人身安全且来不及向上级报告时，值班人员可先断开有关设备的电源开关，但事后必须立即向上级报告。9．变配电所发生事故或异常现象，值班人员不能判断原因时，应立即报告电气负责人。报告前不得进行任何修理和恢复工作。10．熟练掌握触电急救方法。281四、开关电器的选择及使用1．隔离开关（1）隔离开关的类型和作用隔离开关按照适用场合不同，可分为高压隔离开关和低压隔离开关两种。顾名思义，高压隔离开关适用于10kV及以上的高压线路（见下图），低压隔离开关适用于10kV以下的低压线路（见下图）。282283高压隔离开关a）10kV高压隔离开关b）35kV高压隔离开关低压隔离开关（2）隔离开关的使用注意事项1）操作隔离开关要求做到“快合慢拉”。2）手动操作的隔离开关，在拉开小容量变压器的空载电流时，也会有电弧产生。3）检查操作后隔离开关的实际位置，防止因操作机构存在缺陷，致使开关没有完全分开或者没有完全合上。4）操作户外隔离开关时，为防止发生弧光短路，要求做到以下两点：一是停电操作时应先拉开电源的中间相，后拉开边相。二是如遇大风天气，应按逆风向的顺序拉开隔离开关。送电时的操作顺序与停电时相反。2845）在高压线路（见下图a）停、送电操作中，为了防止发生误操作时事故范围扩大，分合闸操作顺序为：送电操作时，应先合上母线侧隔离开关，再合上线路侧隔离开关，最后合上高压断路器；停电时操作顺序与送电时相反，即先拉下高压断路器，再拉下线路侧隔离开关，最后拉下母线侧隔离开关。简单地总结为：高压线路送电合闸的操作顺序是QS1→QS2→QF，停电拉闸的操作顺序是QF→QS2→QS1。285286隔离开关与断路器的联合使用a）高压线路b）低压线路6）在低压线路（见上图b）停、送电操作中，分合闸操作顺序为：送电操作时，应先合上隔离开关QS，再合上低压断路器QF；停电时操作顺序与送电时相反，即先拉开低压断路器QF，再拉开隔离开关QS。可见，低压线路送电合闸的操作顺序可以总结为QS→QF，停电拉闸的操作顺序是QF→QS。2872．高压负荷开关高压负荷开关主要应用于容量较小的变配电所，它本身具有简单的灭弧装置，但没有短路保护等功能，因此，专门用在高压装置中通断负荷电流。高压负荷开关在使用时必须与高压熔断器配合，才能自动切断短路或过载时的故障电流，起到保护线路装置、变压器和电容器组等电气设备的作用。因此，高压负荷开关往往应用于隔离开关的下级、被控制和被保护电气设备的前级。288289高压负荷开关a）户外式b）户内式3．断路器（1）断路器的类型和作用断路器分为高压断路器和低压断路器两种。断路器与负荷开关的区别在于，断路器不但具有相当完善的灭弧装置和足够的断流能力，还具有过载保护、短路保护、欠压保护等功能，因此，它不但能通断负荷电流，而且能在严重过载和短路时自动跳闸，切断过载电流和短路电流。因此，断路器兼有控制和保护两大功能。凡容量较大或运行安全要求较高的变配电所，一般都采用断路器作为线路和变压器等设备的控制和保护电器。实际中，高压断路器一般用于需要经常接通或断开的线路，而高压负荷开关一般用于不需要经常接通或断开的线路。290（2）断路器的正确操作1）工矿企业系统用断路器的操作机构多为弹簧储能式。2）远距离控制断路器分合闸，操作控制开关时，一不要用力过大，以免损坏控制开关；二不要复位太快，以防断路器来不及合闸。3）检查操作后的断路器，判断其动作的正确性。291（3）断路器的使用注意事项1）断路器运行前应进行一次全面的外观检查，应将绝缘件表面擦拭干净，机械转动摩擦部位应涂润滑油。投运前，应按照运行规程中的操作程序进行操作，确认无异常现象后方可投入运行。2）严禁使用额定短路分断能力（即能安全切断的最大短路电流）小于安装点预期短路电流的断路器。2923）严禁将拒绝跳闸的断路器投入运行，否则在发生短路时，断路器不能自动断开故障电路，将会发生越级跳闸，扩大事故范围。4）断路器事故跳闸后应进行全面检查，查看是否有异常现象，如有故障，应进行检修，检修后应进行继电保护和操作机构的整组试验，保证分合闸动作良好。5）在操作机构异常时，不得对断路器进行分合闸操作。2934．跌落式熔断器（1）跌落式熔断器的用途跌落式熔断器又称跌落开关，如图所示。它结构简单，熔管具有短路保护功能，且有明显的断开点，兼具熔断器和隔离开关两者的作用。294跌落式熔断器a）实物图b）结构图1—上接线端2—上静触头3—上动触头4—管帽5—操作环6—熔管(外层为酚醛纸管或环氧玻璃布管，内套消弧管）7—熔丝8—下动触头9—下静触头10—下接线端11—绝缘子12—固定安装板跌落式熔断器正常运行时串联在线路中，其内部设有熔丝。当熔丝正常时，因熔丝有一定的拉力，熔管不致跌落。但当负荷电流达到额定熔断电流时，起保护作用的熔丝被烧断，拉力消失，熔管随即自行跌落。295（2）安装跌落式熔断器的注意事项1）安装跌落式熔断器要牢固，接触应当紧密、良好。2）各相跌落式熔断器应在同一水平线上；相邻熔断器之间的间距不应小于0.7m（用于室内时不应小于0.6m），对地高度不应小于4.5m（用于室内时不应小于3m）；装在被保护设备上方时，与被保护设备外轮廓的水平距离不应小于0.5m。2963）熔管上端向外倾斜20°～30°，以便熔体熔断时熔管能自动向下跌落。4）熔管长度适当，合闸后上动触头应被扣住2/3以上，以防止误掉闸；熔管不能过长，以免顶住上方部件，致使熔断时不能翻落。5）熔丝的可熔断部分应位于熔管中心并偏上一些，熔丝应按变压器的容量正确选用。但熔丝的额定电流不得大于熔管的额定电流。297（3）跌落式熔断器的正确使用1）一般情况下不允许带负荷操作跌落式熔断器，只允许分合空载设备（线路）。2）操作时应由两人进行（一人监护，一人操作），须佩戴经试验合格的绝缘手套、护目镜和安全帽，穿绝缘靴，使用与电压等级相匹配的合格绝缘棒进行操作。3）跌落式熔断器的操作顺序：在拉闸操作时，一般规定为先拉开中间相，再拉开下风侧的边相，最后拉断上风侧的边相。298§3-3用电设备的安全技术2993001．熟悉三相异步电动机的安全使用知识。2．熟练掌握常用低压电器的安全技术。学习目标一、电动机的安全技术1．电动机的安装电动机安装前，应进行电气部分和机械部分的检查。电气部分主要检查电动机的结构形式及铭牌技术数据、绕组的接法、接线螺栓紧固情况、绝缘电阻数值等项目。机械部分重点检查转轴转动的灵活性和声响、轴承的油质和油量、各部件连接螺栓紧固情况、冷却风扇固定情况等项目。经检查确认上述各项完好或经处理完好后，方可进行安装。3012．电动机的试车试车是全面检查电动机及其开关控制设备和保护装置的重要步骤。新安装或长期停用的电动机在启动前，除了按上述项目再次检查电动机，还应检查其开关控制设备和保护装置的接线是否正确，启动设备是否完好，熔断器所装熔丝是否符合要求，机壳接地或接零是否可靠，转动部件有无防护罩，电动机周围是否有妨碍运行的杂物、易燃品、无关人员等。3023．电动机的运行（1）温度监测电动机过热（温度超过允许值），会损伤绝缘、缩短电动机使用寿命，甚至烧毁电动机。（2）电流监测电动机铭牌上所标定的额定电流值是指周围环境温度为40℃时的数值。（3）电压监测电源电压波动是影响电动机发热的原因之一。3034．电动机的绝缘试验要求高压电动机（线路）的绝缘电阻是每千伏工作电压不低于1MΩ，低压电动机（线路）的绝缘电阻应不低于0.5MΩ。（1）对于额定电压为380V的电动机，用500V或1000V绝缘电阻表测量对地绝缘电阻，大于0.5MΩ为正常（越大越好）。（2）对于额定电压为6kV的电动机，应使用1000～2500V绝缘电阻表测量其绝缘电阻，其值不应低于6MΩ。（3）电动机停用7天以上时，启动前应测量绝缘电阻；备用电动机每月测量绝缘电阻一次。（4）电动机发生淋水、进汽等异常情况后，再次启动前必须测量绝缘电阻。304二、常用低压电器的安全技术1．刀开关刀开关包括胶盖闸刀开关、铁壳开关等多种，如图所示。305刀开关a）胶盖闸刀开关b）铁壳开关2．低压断路器低压断路器具有良好的灭弧性能和保护功能，它既能带负荷通断电路，又能在电路发生过载、短路、失压、欠压时自动跳闸，从而起到保护作用。低压断路器可分为框架断路器、塑壳断路器和微型断路器三类，如图所示。306低压断路器a）框架断路器b）塑壳断路器c）微型断路器3．熔断器熔断器的主要功能是作为线路的短路保护，也可作为小容量恒定负载的过载保护。（1）熔断器的工作原理使用时，熔断器要串联在被保护电路中。正常工作时，通过熔体的电流不大于其额定电流，熔体的热量不会使其熔断。当电路发生短路时，熔体被巨大的短路电流加热熔断，故障电路被切断，设备从而得到保护。307（2）熔断器的选择正确选择熔断器是实现短路保护的前提条件，其合理选择需考虑以下几个方面。1）熔断器技术参数的选择熔断器的技术参数有额定电压、熔断器额定电流、熔体额定电流、熔断器的极限分断能力等。选用时要求所选熔断器的额定电压与所在线路的电压等级相符；熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流；对用于大容量线路的熔断器，还应按回路可能发生的最大短路电流校验其极限分断能力。2）熔断器类型的选择熔断器的类型和型号繁多，应依据其用途和使用环境来选择。3083）熔体的选择原则正确选择熔断器的原则：一是动作的可靠性，即在长时间通过额定电流时不熔断，在短时过电流的冲击下也不熔断，而在电路发生短路时则应迅速熔断；二是动作的选择性，即不应发生越级熔断的情况，这就要求各级熔体的额定电流按设备、支线、干线、总电源的顺序逐级增大并预留裕度。上下级熔体（同材料）的额定电流之比为1.5～2.4倍（由产品技术条件决定）时，一般可以保证熔断器动作的选择性。309（3）熔断器的使用注意事项1）正确选择熔体，以保证其工作的可靠性和选择性。2）安装熔体时，不应碰伤熔体本身，并防止接触不良。3）更换熔体必须在弄清熔断原因并排除故障后进行。4）熔体熔断后，应更换相同规格和材料的熔体，不能随意加粗或减细熔体，也不得把两股以上的熔体绞合后并联使用，更不允许用其他难熔金属丝去替换，以免引发事故。5）有爆炸或火灾危险的场所，不得使用熔断时电弧可能与外界接触的熔断器，应按危险场所等级选用相应结构的防爆型熔断器。310§3-4电气线路的安全技术3113121．熟悉10kV及以下架空线路的安全使用知识。2．了解进户装置的组成及安全要求。3．熟悉临时低压架空线路的安全要求。4．了解电缆线路的安全要求。5．掌握室内低压布线的安全要求。6．掌握导线连接的安全注意事项。学习目标一、10kV及以下架空线路架空线路由杆塔、导线、绝缘子和金具组成，60kV及以上的线路还装有避雷线。架空线路的安全要求如下：1．线路设计应满足用电需求和安全要求，最重要的是正确选择导线截面积和保证安全间距。2．施工前应对器材进行外观检查。3．电杆的埋设必须牢固稳定。4．线路横担必须平直整齐。3135．承力杆必须安装拉线。6．架设导线应遵守下列规定：（1）放线前应将线轴架固定牢固，清除地面的障碍物。（2）不同金属、不同规格、不同绞向的导线严禁在同一档距内连接；同一档距内，每根导线只允许有一个接头，接头距导线固定点不应小于0.5m。（3）为避免磨伤导线，应在紧线器与导线之间衬垫铝包带。（4）供配电线路应定期进行检查巡视。314二、进户装置进户装置由接户杆、接户线、进户线、绝缘子、进户管（高压线为穿墙套管）等组成。对进户装置的安全要求是：1．高压接户杆上应装设跌落式熔断器，一是作为进线段的保护，二是便于停电检修。2．低压接户线的档距不宜大于25m，超过此档距时宜设接户杆。3．不同金属、不同规格的接户线不应在档距内连接。3154．低压进户线的安全要求（1）进户线须经瓷管、硬塑料管或钢管等保护管穿墙引入。（2）进户线的安全载流量应满足计算负荷的需要，即对于照明或电热负载，应不小于负载额定电流之和；对于单台电动机，应不小于电动机的额定电流；对于多台电动机，应不小于最大一台电动机的额定电流与其余电动机的计算电流之和。316三、临时低压架空线路临时低压架空线路的架设必须牢固。电杆档距不宜超过30m；干线线间距离不得小于300mm；对地高度不得低于4m；跨越通道时不得低于6m；由干线引向用电设备的分支线必须采用绝缘导线，线间距离不得小于200mm，距地面高度不得低于2.5m。临时线路的使用期以6个月为限，超过6个月的，应按正式线路的标准安装。临时线路使用完毕后，应立即拆除。317四、电缆线路1．电缆的储运电缆盘不应平放储运，滚动方向必须顺着电缆的缠绕方向，禁止将电缆盘直接由车上推下，以免损伤电缆及电缆盘。运到现场后应验明规格，检查封端是否严密。2．敷设前准备工作核对电缆的型号及规格是否与设计一致；测量拟敷设电缆的长度并留足余量；对电缆进行外观检查，并用火烧法和油浸法做潮气试验。做完上述试验后立即封头，以防电缆受潮。3183．敷设电缆的安全技术要求（1）施工过程中，严防电缆受到机械损伤。（2）敷设高度差大的场合应选用不滴流电缆。（3）纸绝缘和塑料绝缘电缆在日平均气温低于0℃时敷设需将电缆预热，其他类型电缆的最低允许敷设温度可查阅电缆施工规范。（4）电缆敷设时应预留检修备用长度。（5）电缆从地下引出地面时，地面上2m的一段应用金属管保护，金属管内径应大于电缆外径的1.5倍。319（6）电缆的金属外皮、金属电缆头、电缆保护钢管均应可靠接地。（7）在电缆沟内敷设电缆时，应将电力电缆和控制电缆分开排列。（8）直埋电缆的埋设深度不应小于0.7m，且应埋设在冻土层以下。（9）严禁将电缆平行敷设于管道的正上方或正下方。（10）电缆终端头和中间接头的制作应符合工艺要求。3204．电缆在施工、运行和维修中的安全事项（1）挖电缆沟前，应先了解地下管线资料，避免挖坏地下管道、电缆及其他设施，防止发生漏气、漏水、漏电事故。敷设电缆前，应除净电缆沟内杂物，检查电缆盘上有无凸出的利器或钉子，防止损坏电缆或划伤人员。（2）敷设电缆时，应设专人统一指挥。（3）敷设或锯断已运行的大容量电缆，必须先进行逐相放电，然后用带绝缘手柄的接地棒刺入缆芯并可靠接地后方可工作，扶绝缘手柄的人员应戴绝缘手套和护目镜，并站在绝缘垫上。321（4）故障处理应遵循以下原则：如果经检测确认电缆本身绝缘性