供电与安全用电课件

08十一月2022第13章供电与安全用电02十一月2022第13章供电与安全用电1第13章供电与安全用电

13.1电力系统概论13.3静电防护13.2安全用电13.4雷电防护13.5电器防火和防爆课堂讨论下一章上一章返回主页LFChun制作2第13章供电与安全用电13.1电力系统概213.1电力系统概论第13章供电与安全用电水力发电厂火力发电厂核电站变电所输电线配电设备用电设备用电设备用电设备用电设备一、电力系统的组成发电厂＋电力网＋用电设备。电力网=变电所＋各种不同电压等级的电力线路。输送、变换和分配电能LFChun制作313.1电力系统概论第13章供电与安全用电水力3各类发电厂都是利用三相同步发电机发电的。每个发电厂都是多台机组并联运行。目的：避免机组轻载运行、方便检修等。一个大的区域内的所有发电厂并网运行。目的：高质量、高可靠性、高效率地供电。远距离输送电能采用高压输电。目的：降低输电线路的损耗和电压降落。电力网的额定电压GB：3kV、6kV、10kV、110kV、220kV、330kV、500kV。13.1电力系统概论LFChun制作4各类发电厂都是利用三相同步发电机发电的。13.1电4变电站大型工厂商店学校小型电能用户输电线水力发电厂变电站小型配电站配电站住宅乡村13.1电力系统概论LFChun制作5大型商店学校小型电能用户输电线水力发电厂变电站小型配电站配电5三相供电系统发电厂升压变电站远距离输电115~765kV降压变电站变电所配电13.8~44kV三相中的一相13.8kV(典型值)

单相系统

电能的传输与分配13.1电力系统概论LFChun制作6三相供电系统发电厂升压远距离输电降压变电站变电所6380V220V10kV6kV110kV、220kV电能

负荷

升压变压器降压变压器10kV

输电距离、输电功率与输电电压的关系

输电电压输电距离输电功率

110kV50~150km5×104kW220kV200~400km(20~30)×104kW500kV≥500km100×104kW330kV、500kV电能的传输13.1电力系统概论LFChun制作7380V10kV110kV、220kV电能负荷升降17二、输电方式（举例）10.5kV500kV35~110kV10.5kV380/220V输电线输电线变电所变电所~~△Y△YY△Y△Y△Y△△YYYn工厂变电所380/220V13.1电力系统概论LFChun制作8二、输电方式（举例）10.5kV8三、配电方式（举例）配电系统指从总降压变电所至各车间变电所及高压用电设备的输电系统。总降压变电所作用：将35~110kV电源电压降低至6~10kV电压，送至车间内各个低压用电设备。车间变电所作用：将6~10kV电源电压降低至380/220V电压，分别送至各车间变电所及高压用电设备。13.1电力系统概论LFChun制作9三、配电方式（举例）配电系统13.1电力系统概论9单回路放射式高压配电系统1.放射式配电系统6~10kV380/220V总降压车间配电箱变电所变电所380/220V车间变电所配电箱放射式低压配电系统13.1电力系统概论LFChun制作10单回路放射式高压配电系统1.放射式配电系统6~1102.树干式配电系统树干式高压配电系统6~10kV总降压变电所干线支线分干线树干式低压配电系统380/220V车间变电所13.1电力系统概论LFChun制作112.树干式配电系统树干式高压配电系统6~10k11

如果a处故障使Q1跳闸，则断开b、c处的隔离开关，不影响其他线段的供电。3.环状式配电系统环状式高压配电系统6~10kV总降压变电所Q4

Q3

6~10kVQ1

Q2

闭合为闭环运行断开为开环运行abc13.1电力系统概论LFChun制作12如果a处故障使Q1跳闸，则断开b、c处3.环1213.2安全用电一、触电事故

1.直接接触触电Id单相触电事故Id两相触电事故第13章供电与安全用电LFChun制作1313.2安全用电一、触电事故Id单相触电事故Id13直接接触触电是指人体直接接触到电气设备正常带电部分所引起的触电事故。

2.间接接触触电

间接接触触电是指人体接触到电气设备正常情况下不带电、仅在事故（漏电）情况下才带电的部分所引起的触电事故。间接接触触电Id13.2安全用电漏电LFChun制作14直接接触触电是指人体直接接触到电气设备间接接触触电Id143.跨步电压触电

当高压输电线断线落地时，有大电流流入大地，在接地点周围产生电压降。跨步电压跨步电压触电接地点

电位分布20m0.8m跨步电压10kV13.2安全用电LFChun制作153.跨步电压触电跨步电压触电接地点电位分布2015二、电流对人体的作用1.电伤对人体表皮的伤害称为电伤。2.电击对人体内部器官的伤害称为电击。电击对人体的伤害程度取决于通过人体电流的大小，电流持续的时间，电流通过的途径，电流的频率，人体阻抗。通过心脏的电流达到

50mA·s

即致人死地。

人体阻抗＞1kΩ

（容性）13.2安全用电LFChun制作16二、电流对人体的作用1.电伤13.2安全用电16电击的生理反应（电流路径：手→人身→手）手麻木→肘下前臂轻度痉挛→肘上臂轻度痉挛→手僵硬、疼痛→手到肩部肌肉全部痉挛。（不能自己挣脱电源，心室颤动，心脏停跳）13.2安全用电（电流较小）（能自己挣脱电源）LFChun制作17电击的生理反应（电流路径：手→人身→手）13.2安17三、触电急救与防护措施13.2安全用电

1.触电急救迅速切断电源。对触电者就地急救并报警。

2.防护措施

加强用电管理和安全教育，制定安全操作规程，对电气设备定期保养和维护。对高压系统设置围栏，悬挂警示牌。严禁带电操作。系统采取必要的接地或接零保护，并安装漏电保护电器。LFChun制作18三、触电急救与防护措施13.2安全用电18四、触电防护

1.安全电压通用接触电压极限常规环境：交流50V、直流120V。潮湿环境：交流25V、直流60V。国标规定的安全电压额定值为：42V、36V、24V、12V、6V。

要求：独立的电源供电。13.2安全用电LFChun制作19四、触电防护1.安全电压13.2安全用电19L1L2L3NR0×2.工作接地(1)降低接触电压(2)迅速切断故障源

当发生一相接地故障时，熔断器熔断，切断故障源。(3)降低电气设备对地的绝缘水平

如上(a)图，故障时另外两相对地电压升高到380V；如上(b)图，故障时另外两相对地电压约为220V。工作接地L1L2L3N人体承受380V人体承受220V(a)(b)13.2安全用电LFChun制作20L1R0×2.工作接地(2)迅速切断故障源工作接地L203.保护接地和保护接零(1)IT系统电源中性点对地绝缘电气设备保护接地系统。由于人体对地电阻

Rd，使Id2Id1

。实质是限制了故障设备的对地电压Ud，保护了人体!Id1RdId2保护接地漏电13.2安全用电LFChun制作213.保护接地和保护接零(1)IT系统由于人体对地电阻21(2)TT系统电源中性点工作接地电气设备保护接地系统。保护接地Id2R0Id1要求：Rd

R0，使机壳对地故障电压为Ud=＜50V（安全电压范围内）RdUPRd＋R0工作接地漏电13.2安全用电RdLFChun制作22(2)TT系统保护接地Id2R0Id1要求：Rd22L1L2L3NPE保护零线Id×TN－S系统三相五线制(3)TN系统电源中性点工作接地电气设备保护接零系统。保护接零工作零线重复接地保护原理一旦漏电，形成单相单相短路，熔断器迅速熔断，切断电源。保护零线上没有工作电流工作电流漏电保护接零使设备外壳为零电位13.2安全用电LFChun制作23L1PE保护零线Id×TN－S系统三相(3)TN23五、漏电开关

1.功能用于低压供电系统。

防止触电事故。

防止由漏电引起的火灾。

监测或切除一相接地事故。

兼有过载、过电压、欠电压及缺相保护。漏电开关的参数：漏电动作电流、漏电动作时间、漏电开关的极数等等。13.2安全用电LFChun制作24五、漏电开关1.功能13.2安全用电L243~Q

2.漏电开关的工作原理13.2安全用电eRSB试验按钮TA电流互感器

(1)正常工作时(2)漏电时控制器将信号e放大，产生脱扣信号。(3)漏电试验闭合SB模拟漏电。选择电阻R的阻值，可检验漏电开关的动作电流值和工作的可靠性。I1I2I3I1＋I2＋I3=0，e=0I1＋I2＋I3≠0，e≠0控制器脱扣信号用电设备

LFChun制作253~Q2.漏电开关的工作原理13.225漏电开关13.2安全用电LFChun制作26漏电开关13.2安全用电LFChun2613.3静电防护一、静电的形成1.什么是静电

在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正、负电荷。2.静电的产生

摩擦起电、破断（分离）起电、感应起电。

二、静电的应用静电除尘、静电复印、静电喷漆、静电选矿、静电植绒······第13章供电与安全用电LFChun制作2713.3静电防护一、静电的形成第13章供电与安2713.3静电防护三、静电的危害

1.静电的能量

式中C——两种物体间的分布电容（F）；

U——带电体的静电电压（V）。

2.静电的危害当Ws大于易燃易爆性混合物的点燃引爆的最小能量时，就会发生静电火灾爆炸事故。影响生产。危及人身安全。Ws=CU

2

12LFChun制作2813.3静电防护三、静电的危害Ws=2813.3静电防护四、静电的防护

1.限制静电的产生主要方法：控制工艺过程。

2.防止静电的积累主要方法：给静电提供一条泄放的通路。

3.控制危险的环境主要方法：加强危险环境的通风，减少易燃易爆物的形成，并降低其浓度。LFChun制作2913.3静电防护四、静电的防护LFChun制29防静电服装

LFChun制作30防静电服装LFChun制作3030防静电设备防静电周转箱防静电直角盘LFChun制作31防静电设备防静电周转箱防静电直角盘LFChu31防静电设备感应式静电消除器离子棒静电消除器LFChun制作32防静电设备感应式静电消除器离子棒静电消除器3213.4雷电防护一、雷电现象

1.雷云起电

水滴中的电荷分布是不均匀的。强烈的涡旋气流使水滴分裂，形成大片带正、负电荷的雷云。就防雷观点研究雷云时，将其简化为带负电荷的电极。

2.雷电的形式线状雷、片状雷、球雷。

3.雷电放电的特点放电大多数是重复性的，一次雷电平均放电3~4次。每次放电持续时间零点几秒。第13章供电与安全用电LFChun制作3313.4雷电防护一、雷电现象第13章供电与安全3313.4雷电防护二、雷电的危害雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。

1.雷击在建筑物上发生的热效应作用

雷电流的热效应能使金属熔化飞溅，引起火灾和爆炸。

2.雷击在建筑物上发生的电动力作用雷电流的电动力破坏物体。

3.雷电流产生的静电感应作用

危及人身和设备安全。

4.雷电流产生的电磁感应作用

在导体上产生高压大电流，引起接触不良处局部发热和间隙火化放电。LFChun制作3413.4雷电防护二、雷电的危害LFChun制3413.4雷电防护三、防雷装置防雷装置=接闪器＋引下线＋接地装置

1.接闪器（受雷装置）

常见的有：避雷针、避雷带、避雷网。

2.引下线敷设在房顶和墙壁上的导线。将雷电流引入接地装置。

3.接地装置

是埋入大地的接地导线和接地体的总称。LFChun制作3513.4雷电防护三、防雷装置LFChun制作3513.4雷电防护四、消雷装置消雷装置是较避雷装置更新的防雷技术。其原理是应用尖端放电现象制成的。消雷装置的组成如右图所示。雷云＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－离子化装置（针状电极）地电流收集装置引下线被保护物＋＋＋＋＋＋感应雷云被中和LFChun制作3613.4雷电防护四、消雷装置雷云＋＋＋＋36

避雷器13.4雷电防护氧化锌避雷器EPC视频信号避雷器EPRJ45网络信号避雷器LFChun制作37避雷器13.4雷电防护氧化锌避雷器37避雷器EPC高频信号避雷器又称高频信号避雷器（高频信号过电压保护器）用于微波、移动基站、卫星接收设备的天馈线信号过电压保护（天馈线信号避雷器）13.4雷电防护LFChun制作38避雷器EPC高频信号避雷器又称高频信号避雷器13.43813.5电器防火和防爆一、电器设备引起火灾和爆炸的原因

1.使用不当如过载、通风冷却条件到不到要求等。

2.接触不良

3.高温设备周围放置依然物质二、防火和防爆的措施

1.合理选用电器设备(1)合理选用电器设备的电压和容量(2)在易燃易爆环境选用防爆型电器第13章供电与安全用电LFChun制作3913.5电器防火和防爆一、电器设备引起火灾和爆炸的原因3913.5电器防火和防爆(3)保持电器设备的正常运行条件如额定电压、通风散热条件、安全间距、可靠的接地等等。(4)采取完善的组织措施如设备的定期检修维护等等。LFChun制作4013.5电器防火和防爆(3)保持电器设备的正常运40防爆按钮LFChun制作41防爆按钮LFChun制作4141防爆灯具LFChun制作42防爆灯具LFChun制作4242课堂讨论第13章供电与安全用电LNPE13.1

单相插座的正确接线法（TN系统的应用）。LFChun制作43课堂讨论第13章供电与安全用电L13.143课堂讨论LNPE13.2

电灯开关的正确接线法。×√××LFChun制作44课堂讨论L13.2电灯开关的正确接线法4413.3刀开关的正确接线法。FUQFUQFUQ×√×课堂讨论LFChun制作4513.3刀开关的正确接线法。FUQFUQFU4508十一月2022第13章供电与安全用电02十一月2022第13章供电与安全用电46第13章供电与安全用电

13.1电力系统概论13.3静电防护13.2安全用电13.4雷电防护13.5电器防火和防爆课堂讨论下一章上一章返回主页LFChun制作47第13章供电与安全用电13.1电力系统概4713.1电力系统概论第13章供电与安全用电水力发电厂火力发电厂核电站变电所输电线配电设备用电设备用电设备用电设备用电设备一、电力系统的组成发电厂＋电力网＋用电设备。电力网=变电所＋各种不同电压等级的电力线路。输送、变换和分配电能LFChun制作4813.1电力系统概论第13章供电与安全用电水力48各类发电厂都是利用三相同步发电机发电的。每个发电厂都是多台机组并联运行。目的：避免机组轻载运行、方便检修等。一个大的区域内的所有发电厂并网运行。目的：高质量、高可靠性、高效率地供电。远距离输送电能采用高压输电。目的：降低输电线路的损耗和电压降落。电力网的额定电压GB：3kV、6kV、10kV、110kV、220kV、330kV、500kV。13.1电力系统概论LFChun制作49各类发电厂都是利用三相同步发电机发电的。13.1电49变电站大型工厂商店学校小型电能用户输电线水力发电厂变电站小型配电站配电站住宅乡村13.1电力系统概论LFChun制作50大型商店学校小型电能用户输电线水力发电厂变电站小型配电站配电50三相供电系统发电厂升压变电站远距离输电115~765kV降压变电站变电所配电13.8~44kV三相中的一相13.8kV(典型值)

单相系统

电能的传输与分配13.1电力系统概论LFChun制作51三相供电系统发电厂升压远距离输电降压变电站变电所51380V220V10kV6kV110kV、220kV电能

负荷

升压变压器降压变压器10kV

输电距离、输电功率与输电电压的关系

输电电压输电距离输电功率

110kV50~150km5×104kW220kV200~400km(20~30)×104kW500kV≥500km100×104kW330kV、500kV电能的传输13.1电力系统概论LFChun制作52380V10kV110kV、220kV电能负荷升降152二、输电方式（举例）10.5kV500kV35~110kV10.5kV380/220V输电线输电线变电所变电所~~△Y△YY△Y△Y△Y△△YYYn工厂变电所380/220V13.1电力系统概论LFChun制作53二、输电方式（举例）10.5kV53三、配电方式（举例）配电系统指从总降压变电所至各车间变电所及高压用电设备的输电系统。总降压变电所作用：将35~110kV电源电压降低至6~10kV电压，送至车间内各个低压用电设备。车间变电所作用：将6~10kV电源电压降低至380/220V电压，分别送至各车间变电所及高压用电设备。13.1电力系统概论LFChun制作54三、配电方式（举例）配电系统13.1电力系统概论54单回路放射式高压配电系统1.放射式配电系统6~10kV380/220V总降压车间配电箱变电所变电所380/220V车间变电所配电箱放射式低压配电系统13.1电力系统概论LFChun制作55单回路放射式高压配电系统1.放射式配电系统6~1552.树干式配电系统树干式高压配电系统6~10kV总降压变电所干线支线分干线树干式低压配电系统380/220V车间变电所13.1电力系统概论LFChun制作562.树干式配电系统树干式高压配电系统6~10k56

如果a处故障使Q1跳闸，则断开b、c处的隔离开关，不影响其他线段的供电。3.环状式配电系统环状式高压配电系统6~10kV总降压变电所Q4

Q3

6~10kVQ1

Q2

闭合为闭环运行断开为开环运行abc13.1电力系统概论LFChun制作57如果a处故障使Q1跳闸，则断开b、c处3.环5713.2安全用电一、触电事故

1.直接接触触电Id单相触电事故Id两相触电事故第13章供电与安全用电LFChun制作5813.2安全用电一、触电事故Id单相触电事故Id58直接接触触电是指人体直接接触到电气设备正常带电部分所引起的触电事故。

2.间接接触触电

间接接触触电是指人体接触到电气设备正常情况下不带电、仅在事故（漏电）情况下才带电的部分所引起的触电事故。间接接触触电Id13.2安全用电漏电LFChun制作59直接接触触电是指人体直接接触到电气设备间接接触触电Id593.跨步电压触电

当高压输电线断线落地时，有大电流流入大地，在接地点周围产生电压降。跨步电压跨步电压触电接地点

电位分布20m0.8m跨步电压10kV13.2安全用电LFChun制作603.跨步电压触电跨步电压触电接地点电位分布2060二、电流对人体的作用1.电伤对人体表皮的伤害称为电伤。2.电击对人体内部器官的伤害称为电击。电击对人体的伤害程度取决于通过人体电流的大小，电流持续的时间，电流通过的途径，电流的频率，人体阻抗。通过心脏的电流达到

50mA·s

即致人死地。

人体阻抗＞1kΩ

（容性）13.2安全用电LFChun制作61二、电流对人体的作用1.电伤13.2安全用电61电击的生理反应（电流路径：手→人身→手）手麻木→肘下前臂轻度痉挛→肘上臂轻度痉挛→手僵硬、疼痛→手到肩部肌肉全部痉挛。（不能自己挣脱电源，心室颤动，心脏停跳）13.2安全用电（电流较小）（能自己挣脱电源）LFChun制作62电击的生理反应（电流路径：手→人身→手）13.2安62三、触电急救与防护措施13.2安全用电

1.触电急救迅速切断电源。对触电者就地急救并报警。

2.防护措施

加强用电管理和安全教育，制定安全操作规程，对电气设备定期保养和维护。对高压系统设置围栏，悬挂警示牌。严禁带电操作。系统采取必要的接地或接零保护，并安装漏电保护电器。LFChun制作63三、触电急救与防护措施13.2安全用电63四、触电防护

1.安全电压通用接触电压极限常规环境：交流50V、直流120V。潮湿环境：交流25V、直流60V。国标规定的安全电压额定值为：42V、36V、24V、12V、6V。

要求：独立的电源供电。13.2安全用电LFChun制作64四、触电防护1.安全电压13.2安全用电64L1L2L3NR0×2.工作接地(1)降低接触电压(2)迅速切断故障源

当发生一相接地故障时，熔断器熔断，切断故障源。(3)降低电气设备对地的绝缘水平

如上(a)图，故障时另外两相对地电压升高到380V；如上(b)图，故障时另外两相对地电压约为220V。工作接地L1L2L3N人体承受380V人体承受220V(a)(b)13.2安全用电LFChun制作65L1R0×2.工作接地(2)迅速切断故障源工作接地L653.保护接地和保护接零(1)IT系统电源中性点对地绝缘电气设备保护接地系统。由于人体对地电阻

Rd，使Id2Id1

。实质是限制了故障设备的对地电压Ud，保护了人体!Id1RdId2保护接地漏电13.2安全用电LFChun制作663.保护接地和保护接零(1)IT系统由于人体对地电阻66(2)TT系统电源中性点工作接地电气设备保护接地系统。保护接地Id2R0Id1要求：Rd

R0，使机壳对地故障电压为Ud=＜50V（安全电压范围内）RdUPRd＋R0工作接地漏电13.2安全用电RdLFChun制作67(2)TT系统保护接地Id2R0Id1要求：Rd67L1L2L3NPE保护零线Id×TN－S系统三相五线制(3)TN系统电源中性点工作接地电气设备保护接零系统。保护接零工作零线重复接地保护原理一旦漏电，形成单相单相短路，熔断器迅速熔断，切断电源。保护零线上没有工作电流工作电流漏电保护接零使设备外壳为零电位13.2安全用电LFChun制作68L1PE保护零线Id×TN－S系统三相(3)TN68五、漏电开关

1.功能用于低压供电系统。

防止触电事故。

防止由漏电引起的火灾。

监测或切除一相接地事故。

兼有过载、过电压、欠电压及缺相保护。漏电开关的参数：漏电动作电流、漏电动作时间、漏电开关的极数等等。13.2安全用电LFChun制作69五、漏电开关1.功能13.2安全用电L693~Q

2.漏电开关的工作原理13.2安全用电eRSB试验按钮TA电流互感器

(1)正常工作时(2)漏电时控制器将信号e放大，产生脱扣信号。(3)漏电试验闭合SB模拟漏电。选择电阻R的阻值，可检验漏电开关的动作电流值和工作的可靠性。I1I2I3I1＋I2＋I3=0，e=0I1＋I2＋I3≠0，e≠0控制器脱扣信号用电设备

LFChun制作703~Q2.漏电开关的工作原理13.270漏电开关13.2安全用电LFChun制作71漏电开关13.2安全用电LFChun7113.3静电防护一、静电的形成1.什么是静电

在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正、负电荷。2.静电的产生

摩擦起电、破断（分离）起电、感应起电。

二、静电的应用静电除尘、静电复印、静电喷漆、静电选矿、静电植绒······第13章供电与安全用电LFChun制作7213.3静电防护一、静电的形成第13章供电与安7213.3静电防护三、静电的危害

1.静电的能量

式中C——两种物体间的分布电容（F）；

U——带电体的静电电压（V）。

2.静电的危害当Ws大于易燃易爆性混合物的点燃引爆的最小能量时，就会发生静电火灾爆炸事故。影响生产。危及人身安全。Ws=CU

2

12LFChun制作7313.3静电防护三、静电的危害Ws=7313.3静电防护四、静电的防护

1.限制静电的产生主要方法：控制工艺过程。

2.防止静电的积累主要方法：给静电提供一条泄放的通路。

3.控制危险的环境主要方法：加强危险环境的通风，减少易燃易爆物的形成，并降低其浓度。LFChun制作7413.3静电防护四、静电的防护LFChun制74防静电服装

LFChun制作75防静电服装LFChun制作3075防静电设备防静电周转箱防静电直角盘LFChun制作76防静电设备防静电周转箱防静电直角盘LFChu76防静电设备感应式静电消除器离子棒静电消除器LFChun制作77防静电设备感应式静电消除器离子棒静电消除器7713.4雷电防护一、雷电现象

1.雷云起电

水滴中的电荷分布是不均匀的。强烈的涡旋气流使水滴分裂，形成大片带正、负电荷的雷云。就防雷观点研究雷云时，将其简化为带负电荷的电极。

2.雷电的形式线状雷、片状雷、球雷。

3.雷电放电的特点放电大多数是重复性的，一次雷电平均放电3~4次。每次放电持续时间零点几秒。第13章供电与安全用电LFChun制作7813.4雷电防护一、雷电现象第13章供电与安全7813.4雷电防护二、雷电的危害雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。

1.雷击在建筑物上发生的热效应作用