第4章三相正弦交流电路概要

第4章三相正弦交流电路概要第一页，共51页。 知识目标 ●了解三相交流电的概念。 ●了解实际生活中的三相四线供电制，理解相序的意义。 ●了解三相负载的联结。 ●熟悉安全用电常识。第二页，共51页。 技能目标 ●掌握三相负载的星形接线方法。 ●初步掌握触电事故应急处理技术。第三页，共51页。4.1三相正弦交流电源4.2三相负载的联结（选学）4.3安全用电4.4技能实训第四页，共51页。4.1三相正弦交流电源 4.1.1三相交流电的产生第五页，共51页。 4.1.2三相交流电的特点（1）电动势的最大值和周期相同。 3个线圈固定在同一铁芯上，匀速转动铁芯时，这3个相同的线圈同时在磁场中匀速转动，所输出的交流电的电压最大值和周期都相同。第六页，共51页。（2）电动势到达最大值（或零值）的时间依次落后1/3个周期。由于3个线圈互成120°，所以电压到达最大值（或零值）的时刻依次落后。第七页，共51页。 4.1.3三相交流电源的联结 三相交流电源的星形联结（又称Y型联结）如图4.3所示，它把发电机3个绕组的末端U2、V2、W2连在一起，形成一个公共点N，此点称为零点（或称中性点），零点引出的导线称零线（或中性线）。第八页，共51页。 将三相电源的首端U1、V1、W1分别向外引出连接线，通常称为相线，也称火线，分别用字母L1、L2、L3表示。第九页，共51页。图4.3三相交流电源的星形联结第十页，共51页。（1）相电压。 相电压是指相线与零线之间的电压，分别用UU、UV、UW表示各相电压的有效值，我国交流电网的相电压为220V，规定正方向为绕组始端指向末端，在空间各相差120°电角度，电压的瞬时值表达式为第十一页，共51页。（2）线电压。 线电压是指相线与相线之间的电压，分别用UUV、UVW、UWU表示各相电压的有效值，我国交流电网的线电压为380V，线电压与相电压的关系为 uUV

=

uU

−

uV uVW

=

uV

−

uW uWU

=

uW

−

uU第十二页，共51页。4.2三相负载的联结（选学） 三相负载的联结主要有星形（Y型）和三角形（△型）两种联结形式。 4.2.1三相负载的星形联结第十三页，共51页。图4.5电灯与电动机的星形接法第十四页，共51页。 三相负载的星形联结的主要特点如下。（1）不论电源和负载是否对称，线电流IL1(IL2、IL3)等于相电流IZU(IZV、IZW)，即I线

=

I相

第十五页，共51页。（2）线电压和相电压有效值之间的关系为第十六页，共51页。（3）根据基尔霍夫节点电流定律，零线电流等于各线（相）电流的代数和，即 IN=IU

+

IV

+

IW

如果三相负载对称，则IN=

IU+IV

+

IW

=

0，中线无电流。第十七页，共51页。 4.2.2三相负载的三角形联结 三相负载的三角形联结电路主要特点如下。（1）由于各项负载都是接在两条相线之间，因此电源的线电压就是负载两端的电压，即负载的相电压，则 U线＝U相

第十八页，共51页。（2）当电源和负载都对称时，其线电流和相电流有效值之间的关系是第十九页，共51页。4.3安全用电

4.3.1触电的种类和形式 1．触电的种类 触电的种类主要有电击和电伤两种。第二十页，共51页。（1）电击是指电流通过人体内部，使人体内部器官受伤，造成呼吸困难，肌肉痉挛、心室颤动等，严重将危及生命安全。第二十一页，共51页。（2）电伤是指电流对人体外部的伤害，是电流的热效应给人体造成的局部伤害，如电弧烧伤、电烙印等。第二十二页，共51页。 2．触电的形式（1）单相触电是指人体在地面或其他接地导体上，人体的某一部位触及一根带电导体或接触到漏电的电气设备金属外壳的触电事故，如图4.9所示。第二十三页，共51页。

图4.9单相触电第二十四页，共51页。（2）两相触电。第二十五页，共51页。图4.10两相触电第二十六页，共51页。（3）跨步电压触电。 如图4.11所示，当带电体接地有电流流入地下时，电流在接地点周围土壤中产生电压降，当人体走近带电体接地点附近，两脚之间就有电位差电压，称为跨步电压第二十七页，共51页。图4.11跨步电压触电第二十八页，共51页。 4.3.2电气安全技术措施 预防触电事故的主要技术措施有：采用安全电压、保证电气设备的绝缘性能、采取屏护、保证安全距离、合理选用电气装置、装设漏电保护装置、保护接地或接零等。第二十九页，共51页。1．采用安全电压2．保证电气设备的绝缘性能3．采取屏护4．保证安全距离5．合理选用电气装置6．装设漏电保护装置第三十页，共51页。 7．保护接地与接零（1）保护接地。 把电气设备的金属外壳与接地体连接起来，使电气设备与大地紧密连通，这种方法称为保护接地。第三十一页，共51页。（2）保护接零。 在交流电源零点已接地的三相四线制供电系统中，将电气设备的金属外壳与电源零线可靠相连，这种方法称为保护接零。第三十二页，共51页。 4.3.3触电急救常识 1．脱离电源（1）拉闸。（2）拨离。（3）拽衣。第三十三页，共51页。 2．急救处理（1）触电不太严重，触电者神志清醒，但有些心慌，四肢发麻，全身无力，或触电者曾一度昏迷，但已清醒过来，应使触电者安静休息，不要走动，严密观察并请医生诊治。第三十四页，共51页。（2）触电较严重，触电者已失去知觉，但有心跳，有呼吸，应使触电者在空气流通的地方舒适、安静地平躺，解开衣扣和腰带以便呼吸；如天气寒冷应注意保温，并迅速请医生诊治或送往医院。第三十五页，共51页。（3）如果触电者心跳和呼吸都已停止，人完全失去知觉，应进行人工呼吸和心脏挤压抢救。第三十六页，共51页。 3．人工呼吸和心脏挤压（1）人工呼吸法。（2）胸外心脏挤压法。第三十七页，共51页。图4.17人工呼吸法第三十八页，共51页。图4.18胸外心脏挤压法第三十九页，共51页。4.4技能实训

任务一三相负载的联结与测量（选做） 1．实训目的（1）学习三相负载的星形联结和三角形联结的接线方法。第四十页，共51页。（2）验证两种联结的线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。（3）探究三相四线供电系统中零线的作用。第四十一页，共51页。 2．器材准备 三相调压器（380/450V）、三相闸刀开关（500V/15A）、单极开关（250V/5A，2个）、灯座（250V/3A，6个）、白炽灯（24V/25W，6个）、交流电压表（0～300～600V）、交流电流表（0～3～10A，6个）、接线板、连接导线若干条。第四十二页，共51页。 3．实训相关知识（1）星形联结。（2）三角形联结。第四十三页，共51页。 4．实训内容与步骤（1）三相负载的星形联结。第四十四页，共51页。 5．问题讨论（1）对称三相负载作星形联结时，按理论分析零线电流IN应为零，实验结果IN是否为零？为什么？（2）三相照明电路如何防止短路故障的出现？（3）在本实验中，采取了什么措施来保证实验的安全性？第四十五页，共51页。 任务二触电事故应急处理技术训练 1．实训目的（1）正确使用绝缘工具和安全快捷的方法使触电者脱离电源。（2）学会胸外心脏挤压急救手法和口对口人工呼吸方法。第四十六页，共51页。 2．器材准备 木棍、绝缘手套、绝缘垫、电线