电工技术习题讨论课(第周)安全用电及暂态练习

电工技术电气与信息工程学院第四章三相正弦电路1.三相正弦交流电源2.三相电路中负载的联接负载星形联接负载三角形联接三相功率3安全用电

4.3安全用电

（教材P128)

一人身安全二触电方式三接地与接零安全是时时、事事、处处不能漠视的

我们的生活离不开电，电给人们带来方便的同时也带来危害，我们必须掌握用电安全常识，熟悉用电安全技术。

电气危害有两个方面：一方面是对系统自身的危害，如短路、过电压、绝缘老化等；另一方面是对用电设备、环境和人员的危害，如触电、电气火灾、电压异常升高造成用电设备损坏等，其中尤以触电和电气火灾危害最为严重。一、人身安全1.触电危害触电是指人体触及带电体后，电流对人体造成的伤害。它有两种类型，即电伤和电击。

1)电伤－非致命的电伤是指电流的热效应、化学效应、机械效应及电流本身造成的人体伤害。电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕，常见的有灼伤、电烙伤和皮肤金属化等现象。2)电击电击是指电流通过人体内部，破坏人体内部组织，影响呼吸系统、心脏及神经系统的正常功能，甚至危及生命。在触电事故中，电击和电伤常会同时发生。问题：影响触电危险程度的因素有哪些？（1）电流的大小通过人体的电流越大，人体的生理反应就越明显，感应就越强烈，引起心室颤动所需的时间就越短，致命的危害就越大。按照通过人体电流的大小和人体所呈现的不同状态，工频交流电大致分为下列三种：①感觉电流:指引起人的感觉的最小电流(1-3mA)。②摆脱电流:指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流(10mA)。③致命电流:指在较短的时间内危及生命的最小电流(30mA)。我国规定安全电流为30mA(假设触电时间不超过1s)

（2）电流的类型

工频交流电的危害性大于直流电，因为交流电主要是麻痹破坏神经系统，往往难以自主摆脱。一般认为40~60Hz的交流电对人最危险。随着频率的增加，危险性将降低。当电源频率大于2000Hz时，所产生的损害明显减小，但高压高频电流对人体仍然是十分危险的。（3）电流的作用时间

人体触电，当通过电流的时间越长，愈易造成心室颤动，生命危险性就愈大。据统计，触电1－5min内急救，90%有良好的效果，10分钟内有60%救生率，超过15分钟希望甚微。

（4）电流的路径电流通过头部可使人昏迷；通过脊髓可能导致瘫痪；通过心脏会造成心跳停止，血液循环中断；通过呼吸系统会造成窒息。因此，从左手到胸部是最危险的电流路径；从手到手、从手到脚也是很危险的电流路径；从脚到脚是危险性较小的电流路径。（5）人体电阻人体电阻是不确定的电阻，皮肤干燥时一般为100KΩ左右，而一旦潮湿可降到1KΩ。人体不同，对电流的敏感程度也不一样，一般地说，儿童较成年人敏感,女性较男性敏感。患有心脏病者，触电后的死亡可能性就更大。

(6)电压的高低

人体触电的本质是电流通过人体产生了有害效应，然而触电的形式通常都是人体的两部分同时触及了带电体，而且这两个带电体之间存在着电位差。因此在电击防护措施中，要将流过人体的电流限制在无危险范围内，也即将人体能触及的电压限制在安全的范围内。

安全电压是指人体不戴任何防护设备时,触及带电体不受电击或电伤。我国采用的安全电压有３６Ｖ和12V(非常潮湿或容易大面积触电的场所）两种。

电力部门规定：

工作人员在10kV及以下带电设备场所工作时，其正常

活动范围与带电设备的安全距离是不小于0.35米；

在220kV变电设备现场作业，工作人员与带电设备之间必须保持的安全距离是3米。

高压试验工作中，绝缘垫应放置在操作人脚下。触电的伤害程度取决于流过人体电流的大小、流过的途径、持续时间、电流的频率、电压的高低、人体电阻的大小等诸多因素。而通过人体电流的大小，对触电者的伤害程度起决定作用。

总结：问题：触电的方式有哪些？二、触电方式１．单相触电当人体站在地面或接地体上，而人体的其他部位触及电气设备的一相电源而触电则称为单相触电。根据供电系统中性点是否接地，单相触电又分为中性点接地系统的单相触电和中性点不接地系统的单相触电。（１）中性点接地系统的单相触电图-1中性点接地系统的单相触电在三相四线制供电系统中，中性点一般都是接地的，当人体与任一根相线接触时，即有电流通过人体，如图-１所示。若相电压ＵＰ为２２０Ｖ，则流过人体的电流为显然，这是危险电流。所以工程上所说的低压并不是安全电压。其电流为式中：ＵＰ为相电压；Ｒ０为接地电阻，一般为４Ω；Ｒｍ为人体电阻，一般取１０００Ω。（２）中性点不接地系统的单相触电在中性点不接地的三相三线制系统中，如图-2所示。图-2中性点不接地系统的单相触电

当人体触及某相线时，由于每相输电线对地存在绝缘电阻和分布电容，此时电流经过人体和另外两根相线的对地电容同样构成回路。只是当线路对地绝缘水平较高时，可降低触电的危险程度。

２．两相触电在三相系统中，人体同时接触带电的任何两相电源所造成的触电称为两相触电，如图-3所示。图-3两相触电

在高压系统中，人体距离高压带电体小于规定的安全距离，造成电弧放电时，电流从一相导体流入另一相导体的触电方式也属两相触电。两相触电加在人体上的电压为线电压，因此不论电网的中性点接地与否，其触电的危险性都最大。为救他，立即断开电源！３．跨步电压触电由于电气设备绝缘损坏或高压电网的一根导线断线落地等原因，导致电流入地点附近存在一个产生危险的跨步电压的区域。当人行至此区域时而导致的触电称为跨步电压触电。

当带电体接地时有电流向大地流散，在以接地点为圆心，半径20m的圆面积内形成分布电位。人站在接地点周围，两脚之间的电位差称为跨步电压，如图所示，由此引起的触电事故称为跨步电压触电。高压故障接地处，或有大电流流过的接地装置附近都可能出现较高的跨步电压。离接地点越近、两脚距离越大，跨步电压值就越大。一般10米以外就没有危险。

高压线问题：

发现有跨步电压触电危险时，

应如何应对？单足或并双足跳离危险区，或沿半径垂直方向小步慢慢退出。问题：

为防止触电应如何采取安全措施？

在线路上作业或检修设备时，应在停电后进行，并采取下列安全技术措施（《电业安全工作规程》的规定）：①切断电源。②验电。③装设临时地线（防止感应电压伤人）。

问题：怎样正确处置触电事故

和触电人员？解脱电源人在触电后可能由于失去知觉或超过人的摆脱电流而不能自己脱离电源，此时抢救人员不要惊慌，要在保护自己不被触电的情况下使触电者脱离电源。

（1）如果接触电器触电，应立即断开近处的电源，可就近拔掉插头，断开开关或打开保险盒。不能直接拉触电者。

（2）如果碰到破损的电线而触电，附近又找不到开关，可用干燥的木棒、竹竿、手杖等绝缘工具把电线挑开，挑开的电线要放置好，不要使人再触到。

（3）如一时不能实行上述方法，触电者又趴在电器上，可隔着干燥的衣物将触电者拉开。（4）在使触电者脱离电源的过程中，抢救者要防止自身触电。电气消防（1）发现电子装置、电气设备、电缆等冒烟起火，要尽快切断电源。（2）使用砂土、二氧化碳或四氯化碳等不导电灭火介质，忌用泡沫和水进行灭火。（3）灭火时不可将身体或灭火工具触及导线和电气设备。前面讲的触电方式是指人体直接触及正常带电体，但在低压触电事故中，相当多的触电情况则是触及在正常工作时并不带电的意外带电体。为了保证电气设备在正常和事故情况下可靠地工作，常将系统的中性点接地，这种接地方式称为工作接地，如图所示。

四、接地和接零为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，可分为工作接地、保护接地和保护接零。１．工作接地

工作接地

保护接零工作接地L1L2L3N

①如果系统中性点不接地，当一相接地而人体触及另外两相中的任意一相时，触电电压将为线电压。但在中性点接地的系统中，触电电压等于或接近相电压，从而降低了触电电压；②降低了电气设备和输电线的绝缘水平；

工作接地的目的在于：保护接零工作接地L1L2L3N

③在中性点不接地的系统中，当一相接地时，接地电流很小，不足以使保护装置动作而切断电源，接地故障不易被发现，不利于安全。而在中性点接地的系统中，一相接地后的接地电流较大，从而使保护装置迅速动作达到断开故障的目的。但是，由于实际运行中一相接地往往是瞬时的，且能自动消除，而且允许一相接地故障短时存在，以便寻找故障并修复而不停电，因此，并不是所有的系统都采取工作接地。

保护接零工作接地L1L2L3N采用保护接地后，若人体接触到电气设备的金属外壳或构架，人体就与接地装置的接地电阻并联，根据分流原理，只要接地电阻足够小，流过人体的电流就不会对人体造成伤害，２．保护接地将电气设备在正常运行时不带电的金属外壳或构架与大地作良好的电气联接称为保护接地，如图所示。分流原理4欧姆以下保护接地宜用于中性点不接地的低压系统中。在中点不接地的电网中，由于单相接地电流较小，利用保护接地即可避免发生人体触电事故。4欧姆以下３．保护接零在中点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地不能完全避免人体触电的危险，所以要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与供电系统的零线(或称中性线)作可靠的联接称为保护接零，如图所示。ISCRoL1L2L3N短路电流促使线路上的保护装置迅速动作在这种情况下，当电气设备的绝缘损坏而使外壳漏电时，由于金属外壳与零线相连，该相通过金属外壳发生单相对地短路。短路电流能使线路上的保护装置迅速动作，切除故障部分的电流，消除人体触及外壳时的触电危险。

保护接零ISCRoL1L2L3N短路电流促使线路上的保护装置迅速动作保护接零适用于电压为380V或220V，且中点直接接地的三相四线制系统中。注意：在中点直接接地的三相四线制系统中，所有电气设备均应采用保护接零，而不能采用保护接地。若采用了保护接地，在相电压为220V的情况下，设备外壳将长期带电，其对地电压将为110V。（假设保护接地电阻和工作接地电阻均为4欧姆）

保护接零ISCRoL1L2L3N短路电流促使线路上的保护装置迅速动作安全用电知识练习

答案：B

1、发现电线着火时的处理方法是（）。

A．用水抢救

B．拉下开关，切断电源

C．找电工处理

D．用小刀或剪刀切断电源

答案：D

2、站在高压输电线上的小鸟不会触电的原因是（）。

A．鸟是绝缘体不会触电

B．鸟的耐压性强不会触电

C．高压线外层有绝缘层

D．鸟只站在一根电线上，两爪间电压很小

答案：D

3、后半夜的电灯往往要比前半夜班的灯亮些，这是由于（

）。

A．被关掉的电灯的电流流到了开着的电灯中去了

B．大多数家庭关掉了电灯后，电路中的总电阻小了

C．有人使用了大功率的电炉

D．开着的灯少了，干路的总电流小了

答案：C

4、为了用电安全，下列注意点中不正确的是（）．

A．不准用剪刀或绝缘柄破损的钳子剪带电的导线

B．不准在电线上晾衣服

C．发现有人触电时，应立即用手将他拉离电源

D．发现输电线的断头落在地上，不要走近，更不准去拾换路定理三要素法求解一阶电路零输入响应、零状态响应和全响应的概念本章作业：P181-1826.36.116.156.17第6章一阶动态电路分析6-1如图所示电路在t=0时开关断开，开关断开前电路已处于稳态，求换路后开关两端的电压u，并画出u随时间变化的曲线。

解：（三要素法）

（解法1）选择uc变量（解法2）选择u变量6-2练习：

如所示的电路原来已经稳定，在t=0瞬间将开关S闭合。求换路后的电流i，并画出i随时间变化的曲线。

答案：6-3如图所示电路在t=0时开关闭合，开关闭合前电路已处于稳态，求换路后的电流iL和i。

解：

作业讲评作业P1816.3如图所示电路，在开关S闭合前已处于稳态，试求开关S闭合后瞬间电压uC、uL和电流iL、iC、i的初始值。解：解：由换路定理：解：

作业P1826.11在如图所示电路中，时开关闭合，开关闭合前电路已处于稳态。已知mA，kΩ，kΩ，

kΩ，μF。试用三要素法求开关闭合后的uC，并画出uC随时间变化的曲线。

解（1）求初始值

换路定理

（2）求稳态值

（3）求时间常数

求R的电路

（4）由三要素公式

作业P1