供电第07章课件

工矿企业供电第七章供电安全技术2022/12/27第七章供电安全技术知识要点触电的危险性及其预防与触电后急救的方法；保护接地、保护接零及重复接地的种类、作用、构成与保护原理；电火灾、静电、杂散电流的产生、危害及防治；过电压的原因、危害及防护等知识。

2第七章供电安全技术培养的能力与技能能够正确维护、使用安全用电设施；能够正确地对触电者进行现场急救；能够正确使用、维护、选择防雷保护装置和内部过电压的防护装置；能够为变电所、架空线路及其它被保护的构、建筑物设计防直接雷击保护。3一、触电的危险性触电的种类：电击电流通过人体内部，造成人体内部器官的损害和破坏。电伤强电流瞬间通过人体的局部，或电弧烧伤人体的表面。触电的危险程度主要取决于下列因素：51．通过人体的电流安全电流取30mA。61）人体电阻体内电阻：600～800Ω。皮肤电阻：可达10kΩ。井下人身电阻以1kΩ作为计算依据。

72）人体接触电压安全接触电压：有效值不超过50V。安全额定电压等级为：42、36、24、12、6V。一般工矿企业采用36V。图7-18二、触电的预防方法1．使人体不能接触和接近带电导体2．人体接触较多的电气设备采用低电压3．设置保护接地或接零装置4．设置漏电保护装置5．井下及向井下供电的变压器中性点严禁直接接地10中性点对地绝缘系统660V1kΩ35000Ω图7-312三、触电后的急救做到两快、一坚持、一慎重。两快快速切断电源和快速进行抢救。141.两快快速切断电源附近无电源开关时低压线路可用木棒、绳索等就便绝缘物体拨开电源线或直接将触电者拉脱电源。高压线路应用相应等级的绝缘棒等物品使触电者脱离电源。15人工呼吸法1.解开衣领，清除口腔中异物，使其胸部自然扩张；2.捏紧伤员鼻孔，用手掌的外缘压住额部，使其头部充分后仰；3.紧凑伤员的嘴巴，向他大口吹气，时间约2s左右；4.吹气后，离开伤员的嘴，并放松捏鼻孔的手，使伤员的胸部自然回缩，气体从肺内排出，时间约3s左右。16心脏挤压法(1)使伤员仰卧于平整的硬地上，抢救者在伤员一侧，或骑跨在伤员的腰部两侧；(2)两手相叠，下面一只手的掌根按于伤员胸骨下三分之一处，如图所示；(3)用上面的手加压，垂直向下挤压，使胸骨下陷约30～40mm，达到排血的目的；(4)挤压后突然放松，使胸骨自动复位，心脏扩张，大静脉的血液回流的心脏。每分钟60次。17心脏和呼吸都停止时的抢救两人同时抢救时的体位一人抢救时的体位抢救方法先做人工呼吸两次，再做心脏挤压15次。两次吹气在5s内完成，15次挤压在10s内完成。183.一慎重慎重使用药物。20第二节接地与接零一、接地的基本概念二、工作接地三、保护接地四、保护接零五、重复接地212．接地电流和对地电压接地电流发生接地故障时，电流通过接地体向大地作半球形散开，电位分布电位分布如图7-7a所示。电气上的“地”距单根接地体或接地故障点20m左右的地方，电位已趋近于零。电位为零的地方，称为电气上的“地”或“大地”。对地电压电气设备的接地部分与零电位点“地”之间的电位差。图7-7233．接触电压和跨步电压接触电压人体接触部分与站立点之间的电位差。按距设备水平距离0.8m处与设备外壳间的电位差计算。跨步电压人在接地故障点周围站立或行走，两脚之间的电位差。按水平步距0.8m计算。接地的类型工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地和重复接地等。图7-7b24三、保护接地保护接地将电气设备正常时不带电，绝缘损坏时可能带电的外露金属部分接地。261．保护接地的类型和作用类型：TT系统、IT系统和TN系统。第一字母：表示电力系统的对地关系T：一点接地（中性点）I：不接地或通过阻抗接地第二字母：电气装置外露可导电部分的对地关系。T：独立于电力系统可接地点而直接接地N：与电力系统可接地点直接进行电气连接。TN系统：分TN-C、TN-S和TN-C-S系统

S：中性导体与保护导体分开C：中性导体与保护导体合一。271）TT系统特点中性点直接接地，设备外壳独立接地。外壳接地的作用外壳未接地：人触及带电外壳时，为相电压，超过安全电流。若外壳接地：短路保护动作，减少了触电危险。故障未切除时，分流作用，对人体危害性较小。缺点若设备容量较大，短路电流将不能使保护动作。外壳的对地电压为110V，需设漏电保护。适用于功率不大的设备，或作为精密电子仪器的屏蔽接地。图7-828保护接地电阻要求值302.保护接地系统1）地面保护接地系统自然接地体电阻不满足要求时，应敷设人工接地体。人工接地体：钢管、圆钢或角钢，及钢带。垂直接地体：长2～3m，埋深0.5～1m。扁钢，埋深0.8m。变电所室外接地网，图7-10a。为降低接触电压和跨步电压，加装扁钢均压带；在人员经常出入处，加装帽檐式均压带，图7-10b。图7-10312）井下保护接地系统1-中央变电所2-采区变电所3-工作面配电点4-主接地极5-辅助接地母线6-接地干线(母线)7-接线盒8-局部接地极接地电阻2Ω，接地芯线电阻1Ω。32需装设局部接地极的地点每个装有固定设备的硐室；单独的高压配电装置；采区变电所；配电点；连接动力电缆的接线盒；采煤工作面的机巷、回风巷以及掘进工作面等。33四、保护接零特点保护接零系统属于TN-C系统，零线与设备外壳连接。保护接零作用一相碰壳时，为单相短路，保护动作，人触及外壳，分流作用，减少触电电流，降低接触电压，触电的危险性减小。图7-12TN-C系统34接零系统必须注意的问题_1(1)接零只能用在中点接地系统，否则当单相接地时，不能使保护动作，人触及设备外壳时，电流通过人体和设备流回零线，危及人身的安全。(2)接零系统中不能一些设备接零，而另一些设备接地，属于TN方式和TT方式混合使用。将使所有接零设备外壳带有110V危险的对地电压。35接零系统必须注意的问题_2(3)中性点必须接地良好，其接地电阻不得超过4Ω。(4)单相短路时，满足灵敏度要求。(5)零线材料应与相线相同，零线的截面应不小于表7-3数值。36零线允许的最小截面37五、重复接地重复接地将零线上的一处或多处，与大地再次连接。图7-1338零线完好时可降低碰壳设备的对地电压；增大碰壳短路时的短路电流，以缩短保护动作时间；降低正常时零线上的电压损失。重复接地作用零线断线时无重复接地：断线点负荷侧设备碰壳时，外壳对地电压为220V。有重复接地：外壳对地电压为断线点前、后接地电阻的串联分压值。图7-1339重复接地的装设要求装设要求干线和分支线的终端，沿线每1km处，进户、出户处，零线都应进行重复接地；户内的零线应与配电盘、控制盘的接地装置相连。重复接地装置的接地电阻均不得大于10Ω。重复接地装置，应充分利用自然接地体。40第三节电火灾、静电与杂散电流的危害及防治

一、电火灾的产生、危害及防治二、静电的产生、危害及防治三、杂散电流的产生、危害及防治41一、电火灾的产生、危害及防治1.电火灾的产生及危害⑴电气线路或电气设备因故障或过负荷而过度发热，产生电火花或电弧；⑵电气线路架设不正确或在使用时违反安全规程而形成线路短路、导线过负荷而产生大量的热量；⑶导线、元器件接触不良，接触电阻过高；⑷煤矿井下电网漏电点产生电火花，引燃瓦斯和煤尘；⑸井下照明灯罩上覆盖的煤尘使灯具散热不良，温度升高；⑹井下架线电机车电弧引燃木支护棚等。422．电火灾的防治⑴认真检查线路的安装是否符合电气装置规程；⑵合理选择电气设备的容量及导线、电缆截面；⑶对输电线路和用电设备必须设过流保护，并进行正确地整定和灵敏度校验；⑷定期测试线路的绝缘性能；⑸导线与熔断器的选择应相互配合，严禁任意调大熔体截面或用其他金属导线随意替代。43井下电火灾防治井下电火灾防治还须注意以下几点：⑴为防止已着火的电缆脱离电源或火源后继续燃烧，煤矿井下必须采用合格的矿用阻燃型电缆。为防止散热不良，电缆不准盘圈、成堆或压埋送电，电缆悬挂要符合《煤矿安全规程》要求。⑵为防止接触不良，加强高、低压电缆接线盒，尤其是铝芯电缆接线盒中接头的检查。铝芯接头处易氧化，产生较大接触电阻，电流通过时使接头过热以致烧毁绝缘，甚至引起芯线相间短路，造成接线盒“放炮”，熔化起火。另外，接线盒处不得有可燃物。44二、静电的产生、危害及防治静电现象是一种常见的带电现象。其可利用的一面：如静电复印等；其有害的一面：如静电放电，在粉尘和可燃气体多的地方，甚至可能引起爆炸等。因此，对其有害的一面应尽量避免。451.

静电的产生⑴固体物质两种不同的物体相互摩擦、接触分离时就会产生静电。物体的绝缘性能越好、空气越干燥电位越高；物体间接触压力越大，接触分离的频率越高电位越高。由于静电感应作用也可使金属导体带电，称感应带电，电场越强导体两端的电位差越大。⑵流体物质液体、气体相互之间及其与固体之间发生相互摩擦、接触分离的相对运动时，与固体一样同样会产生静电。462.静电的危害⑴引燃可燃液体和引爆爆炸性混合物；静电电量虽然不大，但其电压很高，有时可达数万伏，甚至10万伏以上，容易产生火花放电。

⑵影响安全生产；⑶造成人身触电事故。473.静电的防治⑴环境危险程度控制控制所在环境发生爆炸和火灾危险的程度。⑵工艺控制工艺上采取措施，限制和避免静电的产生和积累。⑶防静电接地；防止导体上贮存静电，限制带电物体的电位上升和静电放电，防止产生静电感应。⑷增湿为防止大量带电，相对湿度应在50％以上。⑸抗静电添加剂降低材料的电阻率以加速静电的泄漏。⑹静电中和器产生电子和离子，使物料上的静电电荷得到中和。⑺加强静电安全管理48三、杂散电流的产生、危害及防治1.杂散电流的产生直流大电流沿地面轨道流动时，会从轨道泄漏到大地，在大地中的各种金属物体流动，然后再回到电源系统。这部分泄漏出来的、不按指定路径流通的电流称为杂散电流。煤矿井下大巷运输大部分使用直流架线电机车，由于井下直流牵引网络都是用轨道作回路，轨道和大地之间一般不设绝缘因而会有部分直流电流从轨道流入大地，形成杂散电流。

492.杂散电流的危害⑴腐蚀管线及金属结构；⑵提前引爆电雷管；⑶引起瓦斯爆炸、煤仓着火；⑷造成漏电保护误动作。503.杂散电流的防治⑴减少钢轨接头电阻；⑵减小轨道自身的电阻；⑶增大轨道与地之间的接触电阻；⑷消除架线的泄漏电流；⑸缩小杂散电流扩散范围；⑹定期测量杂散电流值。51第四节

过电压及防护一、过电压的原因、危害及种类造成电气设备损坏和人身事故的原因很多，归纳起来事故的共同原因是：安全技术措施不完善和安全管理制度不健全，其中安全管理制度是安全技术措施实施的保证。因此，加强电气安全管理，必须认真抓好安全技术措施与安全管理制度的贯彻执行。52第四节

过电压及防护一、过电压的原因、危害及种类过电压由于某种原因，造成设备的电压异常升高，其数值大大超过设备的额定电压，使设备绝缘击穿或闪络，这就是过电压。过电压分内部过电压和大气过电压。531.内部过电压内部过电压产生原因由于系统的操作、故障或某些不正常运行状态等，引起系统的某些参数发生变化，可能在某些设备上或全系统中出现过电压。其大小与电网电压基本成正比，一般为额定电压的2.5～4倍，最大不超过相电压的7倍。

54内部过电压的种类及产生原因操作过电压切断空载线路或并联电容器组时产生过电压；切断空载变压器时产生过电压。电弧接地过电压中性点对地绝缘的电网中，发生单相接地故障时，在接地点若产生不稳定的电弧，这种间歇性电弧，在非故障相和故障相上产生严重的电弧接地过电压。谐振过电压电力系统中所有回路都包含着电容和电感，当这些参数组合不利时，由于某种原因，可能引起谐振，此时出现的过电压叫做谐振过电压。552.大气过电压大气过电压雷云直接对地面上的电气设备放电或对设备附近的物体放电，而在电力系统中引起的过电压。前者称直接雷击过电压，其值可达数百万伏，电流可达数十万安，危害性极大。后者称感应过电压，其幅值一般不超过300kV，个别可达500～600kV。561）直接雷击过电压直接雷击过电压雷电直接击中电气设备产生的过电压称直接雷击过电压。危害伤害人、畜，击毁建筑物，造成火灾，破坏电气设备绝缘，影响供电系统的安全运行。防护采用避雷针或避雷线进行防护。572）感应过电压感应过电压雷云对设备附近的物体放电而在电力系统中引起的过电压。幅值一般不超过300kV，个别可达500～600kV。防护采用避雷器进行防护。图7-14583）反击过电压反击过电压由于避雷针及引下线的高电压将周围绝缘介质击穿，造成其周围电气设备的过电压。防止反击独立避雷针、避雷线与配电装置带电部分或接地网之间的距离，符合安全要求。59二、直接雷击过电压的防护1.避雷针和避雷线的保护作用2．避雷针与避雷线的保护范围601.避雷针和避雷线的保护作用保护作用防直接雷击，它把雷电引向自身，使被保护物免受雷击。避雷针组成接闪器：直径12mm～20mm，长为1m～2m的镀锌圆钢；或直径为20mm～25mm镀锌钢管制成。接地引下线：截面不小于25mm2的镀锌钢绞线或直径不小于6mm的镀锌圆钢制成。，接地极：埋入土壤中的金属板、管。避雷线采用35mm2的镀锌钢绞线，保护35kV及以上的线路。611.避雷针与避雷线的保护范围1）避雷针的保护范围2）避雷线的保护范围621）避雷针的保护范围滚球法选择一个半径为的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到避雷针（线）或避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。单支避雷针的保护范围按以下方法确定63避雷针高度时⑴距地面处做一平行于地面的平行线。⑵以避雷针的针尖为圆心，为半径，做弧线交于平行线的A、B两点。⑶以A、B为圆心，为半径做弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面上的整个锥形空间，就是避雷针的保护范围。图7-1564避雷针高度时⑷避雷针在被保护物高度的平面上的保护半径,按下式计算⑸避雷针在地面上的保护半径，按下式计算滚球半径，按表7-4确定。图7-1565滚球半径的确定66避雷针高度时在避雷针上取高度的一点代替单支避雷针的针尖作圆心。其余的与时的做法相同。关于两支及多支避雷针的保护范围，可参照GB50057-1994或有关设计手册。672）避雷线的保护范围单根避雷线的保护范围当避雷线的高度时，无保护范围。当避雷线的高度时，应按下列方法确定，如图7-16所示。注意：确定架空避雷线的高度时，应计及弧垂的影响。在无法确定弧垂的情况下，等高支柱间的档距小于120m时，其避雷线中点的弧垂宜采用2m，档距为120～150m时宜采用3m。68避雷线保护范围的确定⑴距地面处做一平行于地面的平行线。⑵以避雷线为圆心，为半径，做弧线交于平行线的A、B两点。⑶以A、B为圆心，为半径做弧线，该两弧线相交或相切，并与地面相切。从该弧线起到地面上就是保护范围。图7-1669避雷线保护范围的确定⑷当时，保护范围最高点的高度按下式计算⑸避雷线在高度的平面上的保护宽度，按下式计算两根等高避雷线的保护范围，可参看GB50057-1994或有关设计手册。70三、感应雷击过电压的防护1.感应过电压的防护原理感应雷击过电压主要采用避雷器进行防护。避雷器一端与保护设备相连，另一端接地，其对地放电电压低于被保护设备的绝缘水平。当过电压感应冲击波沿线路袭来时，避雷器将雷电流泄漏入地，使被保护电气设备的绝缘不受危害。当过电压消失后，避雷器又能自动恢复到原来的对地绝缘状态。712．感应过电压的防护设备1）保护间隙2）管型避雷器3）金属氧化物避雷器721）保护间隙保护间隙是一种最简单的防护感应过电压的保护装置。保护原理与被保护设备并联，当雷电冲击波沿线路侵入时，保护间隙首先放电，将雷电流泄漏入地，保护了电气设备的绝缘不受危害。用途保护间隙击穿后，形成工频续流。形成接地短路故障。故保护间隙只能用于特定的场合。图7-17732）管型避雷器结构由产气管1，内部间隙S1，外部间隙S2等组成。外间隙S2使产气管在平时不承受工频电压。内部间隙S1为熄弧间隙。纵吹。电弧在续流第一次过零时熄灭。用于保护变电所的进线和线路的绝缘薄弱处。使用时应注意⑴工频续流在其规定的上、下限电流范围内。⑵内径增大20%～25%时不能再用。图7-18743）金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器又称压敏电阻型避雷器。保护原理金属氧化物避雷器没有火花间隙，其芯体中的压敏电阻是由氧化锌、氧化铋等烧结制成的多晶半导体陶瓷非线性电阻元件，通常做成阀片状。在工频电压下，呈现极大的电阻，仅有数百微安电流通过，故无需火花间隙即可熄灭续流。在过电压时，电阻率急剧下降，流过阀片的电流急剧增大，起到过电压保护作用。

图7-1975四、变电所的防雷保护1.直接雷击的防护35kV及以下装设独立避雷针。为了避免发生反击避雷针与被保护设备之间的距离不得小于5m，避雷针接地极与被保护物接地极之间的距离不得小于3m，避雷针的冲击接地电阻不得大于10Ω。762.雷电入侵波的防护变电所利用装设在各母线段上的金属氧化物避雷器防护雷电入侵波引起的过电压。。由于避雷