供配电系统的电气安全

青岛港湾职业技术学院授课教案 编号：第 周 第 次 课 题 任务 7.1 电气设备接地 班 级 授课日期 年 月 日 星期 目 的 与 要 求 掌握接地的基本概念及接地装置 ； 掌握中性点的几种运行方式及各自特点； 掌握输电线路及变电所的防雷措施。 重 点 接地及接地装置； 中性点运行方式特点； 变电所防雷措施。 难 点 等电位联结 授课方式 课堂讲授 教 具 多媒体 教 学 过 程 设 计 一、任务描述 二、任务分析 三、任务实施 （一）讲解知识资讯 （二）分析讨论 （三）教师讲评 四、布置作业 教 学 过 程 一 任务描述 电气设备或线路的一部分与大地间良好的电气连接对供电系统的正常 工作、安全运行和防止意外电气事故造成的危害程度都有很大的联系。 二 任务分析 通过不同供电系统对供电方式的具体要求，引出工作接地、保护接地、 防雷接地等接地类型，进一步分析各类型接地的特点和作用。 三 知识准备 一）电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地型式 中性点运行方式：三相交流电力系统中，发电机和变压器的中性点接地 方式。 1中性点不接地的运行方式 （3-66kV 系统） 正常运行时： BAACOI.BI.CO. 单相接地时： BACI.B)(BCACIIBAAUcjI 特点：三相线电压仍对称，三相用电设备仍能照常运行 （2 小时） 非故障相对地电压升高为线电压，绝缘按线电压设计 系统接地电流： 性质：电容电流 ； 大小：为正常运行时每相对地电容电流的 3 倍 0COBACOIIU BCBAACU0 教 学 过 程 350）（经 验 公 式 ： cabohNClUI 2. 中性点经消弧线圈接地的运行方式 A C B CILILI 单相接地时特点： 三相线电压仍对称，三相用电设备仍能照常运行 （2 小时） 非故障相对地电压则升高为线电压；绝缘按线电压设计 系统接地电流: 3. 中性点直接接地的运行方式 A C B(1)kI(1)kI 单相接地时特点： 设备绝缘只需按相电压考虑。 低压配电系统中，我国广泛采用的中性点直接接地系统 结论：低压配电系统，广泛采用直接接地； 3-66kv 系统，一般不接地，除非：3-10kv 系统接地电流大于 30A；20kv 以上系统接地电流大于 10A； 110kv 以上系统采用直接接地。 4. 低压配电系统的接地型式 中性线(N 线 neutral line )： 一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备； 二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流； 三是减小负荷中性点的电位偏移。 保护线(PE 线 protective line)： 它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。 弧 光 接 地 过 电 压断 续 电 弧过 大cI弧 光 接 地 过 电 压最 小 生 弧 电 流 相 互 补 偿、dLCII,LCdII 电 压非 故 障 相 对 地 电 压 为 相跳 闸较 大(1)kI 教 学 过 程 保护中性线(PEN 线)： 它兼有中性线(N 线)和保护线(PE 线)的功能。这种保护中性线在我国通 称为“零线”，俗称“地线”。 1）TT 系统：中性点直接接地，设备外壳单独接地。 应用：有户外架空线路的配电网络； 施工现场； 用电单位比较分散的偏远地区。 2）TN 系统：中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共 的保护线(PE 线)或公共的保护中性线(PEN 线)。这种接公共 PE 线或 PEN 线的方式，通称为“接零”。 TN-S 系统： 应用：建有变电所的公共建筑； 单相负荷较集中； 一般住宅、商店等民用建筑。 TN-C 系统： 应用：三相负荷基本平衡，有专职维护人员； PEN 损伤不大的工业配电。 教 学 过 程 TN-C-S 系统： 应用：不建有变电所的公共建筑 3）IT 系统： 应用：保持供电连续性：如矿井、化工企业； 易爆炸场所。 二）电气设备的接地 1接地和接地电阻的基本概念 1）接地的含义 2）接地电阻 20m 20m 3）接触电压（ut）和跨步电压（us） EIUR 教 学 过 程 2.接地装置及其装设 1）接地装置 交流电力设备应充分利用自然接地体。 2）接地装置的装设 （1）自然接地体的利用 （2）人工接地体的装设 引下线 2 3 m 0.6m 垂直接地体 水平接地体 引下线 520 m 0. 6mm5 多根接地体 3电气设备的接地类型 1）工作接地 （1）电源中性点的接地 （2）防雷装置的接地 2）保护接地 UV W U V W 教 学 过 程 注意事项：同一低压配电系统中，不能有的设备采取保护接地，有的 设备又采取保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采 取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电压。 UE IE U V W P EN I E IE IE IE RE RE UE 3）重复接地 在 TN 系统中，为确保零线安全可靠，将零线上的一点或多点再次与大 地作金属性连接，称为重复接地 。 4接地电阻计算及其测量 1）接地电阻的要求 工作接地要求接地电阻值在 0.55 左右； 保护接地要求接地电阻值在 410 左右； 防雷接地，其冲击接地电阻应不大于 10。 2）接地电阻计算及其测量 3）等电位联结 （1）等电位联结与接地的区别 等电位联结与接地是两种保证电气安全的理论及措施，我国过去强 调的是接地，而国际电工委员会强调的是等电位联结，二十世纪九十 年代已引入我国相关国家标准中。 接地只能降低人被伤害的程度，而不能真正保证人身安全。 等电位联结将分散的金属部件连接起来可以有效地降低接地回路的 电阻，使人所能同时触及的电气装置外露可导电部分和电气装置外可 导电部分之间的电位近似相等，这样对人身更为安全。 （2）等电位联结的主要作用 降低预期人体接触电压 消除来自外部的危险故障电压 三） 大气过电压与防雷 1.过电压及其形式 过电压：在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电压。可 分为内部过电压和雷电过电压两大类，雷电过电压又有直接雷击和间接雷击 两种。 2雷电的基本知识 雷电的表现形式 （1）直击雷 （85%以上为负极性雷。） 教 学 过 程 （2）感应雷和雷电侵入波（雷电侵入波引起的事故占电力系统雷害的 50以上。） （3）球形雷 3防雷装置 1）接闪器 专门用来直接接受雷击的金属构件，称之为接闪器。 接闪器功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置向大地中泄放， 保护建筑物及其它设备免受直接雷害。 （1）避雷针 （2）避雷线（避雷线一般采用截面积不小于 35 平方毫米的镀锌钢绞线。 ） （3）避雷带（避雷带的材料一般选用直径不小于 8 毫米的圆钢，或截 面积不小于 48 平方毫米、厚度不少于 4 毫米的扁钢。） （4）避雷网 2）避雷器 （1）阀式避雷器（由装在密封瓷套管中的火花间隙和非线性电阻片(阀 片)串联组成。） R U （2）排气式避雷器 （3）保护间隙 （4）金属氧化物避雷器 4供配电系统的防雷措施 1）架空线路防雷措施 （1）架避雷线 a110kV 及以上电压等级的输电线路应在线路全线架设避雷线。 b220kV 及以上超高压线路应采用双避雷线。 c35kV 线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设 12km 的避雷线。 d10kV 及以下线路上一般不装设避雷线。 （2）提高线路本身的绝缘水平 （3）采用消弧线圈接地方式 （4）安装自动重合闸 （5）绝缘薄弱地点装设避雷器 2）变配电所的防雷措施 （1）装设避雷针防护直击雷 （2）装设避雷器防护感应雷及雷电侵入波 3）建筑物的防雷措施 4）高压电动机的防雷措施 教 学 过 程 四 学生讨论 学生根据所学知识谈论感受。 五 教师点评 青岛港湾职业技术学院授课教案 编号：第 16 周 第 2 次 课 题 任务 7.2 电气安全 班 级 10 港电、10 电气 授课日期 2011 年 12 月 30 日 星期 三 目 的 与 要 求 了解电流对人体的作用 熟悉电气安全和触电急救方法 重 点 电气安全和触电急救方法 难 点 触电急救 授课方式 课堂讲授 教 具 多媒体 教 学 过 程 设 计 一、任务描述 二、任务分析 三、任务实施 （一）讲解知识资讯 （二）分析讨论 （三）教师讲评 四、布置作业 教 学 过 程 一 任务描述 在实际工作中由于电气设备安装或维护不当，以及工作人员的 疏忽大意或违反操作规程，很容易造成人身触电事故。为了有效的 防止触电事故的发生，或降低触电事故的伤害程度，必须采取触电 的预防和急救措施。 二 任务分析 通过对触电对人体的伤害分析，提出触电预防和急救措施。 三 知识准备 一）电气安全的有关概念 1电流对人体的危害 （1）危害形式 电击：电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统， 造成人体内部组织的破坏乃至死亡。 电伤：在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害， 如烧伤、金属溅伤等。 此外，还存在高电压造成的破坏性伤害，指雷击和高压触 电事故发生时，流过人体的电流较大，使人体遭受严重的电灼 伤，组织碳化坏死以及其他难以恢复的永久性伤害。 （2）电击伤害的程度影响因素 感觉阈值：0.5mA。即使人体有感觉的最小电流； 摆脱阈值：10 mA。即人体触电后能自主摆脱电源的最大 电流； 心室纤维性颤动阈值：30 mA。即发生心室纤维性颤动的 最大电流，也就是说，通过人体的电流小于 30 mA，人触电 不会致命。 另外，在一般情况下，通过人体的电流超过 50mA 时，心 脏就会停止跳动、发生昏迷，并出现致命的电灼伤； 工频 100mA 的电流通过人体时很快使人致命。 电流的持续时间： 试验表明，电流持续时间超过 0.2s 后， 使心室纤维性颤动的电流阈值急剧降低。 电流频率：一般 28300Hz 的电流频率对人体影响较 大最为严重的是 4060Hz 的电流。 电流途径 ：电流对人体的伤害程度主要取决于心脏受损 程度。试验证明，常发生的触电途径中，从左手到脚是最危 险的。 2安全电流和安全电压 （1）我国规定安全电流为 30mA，触电时间不超过s。因此 这一安全电流也称为 30 mAs。 （2）GB3805-83安全电压规定了不同使用环境和使用方式 下的安全电压额定值的等级为 42V、36V、24V、12V、6V，且无 论在何种情况下，安全电压的上限值都不得超过交流有效值 50V。 教 学 过 程 3安全距离 电压等级 kV 10 20/35 66/110 安全距离 m 0.35 0.6 1.5 4直接电击防护 正常运行时的电击防护，主要是防止直接接触到带电体。 直接电击防护的主要措施有：设置隔离遮拦、阻挡物或防护 罩。 5间接电击防护 间