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1、1,第4章 三相交流电路及供电用电,广东水利电力职业技术学院电力工程系-供用电技术专业,2,第4章 三相交流电路及供电用电,电能是现代化生产的主要能源，电力工业包括发电、输电、变电、配电等环节，完成这些任务的实体是电力系统。电力系统普遍采用三相电源供电，与单相电源相比，三相输电节省导线，三相交流电机性能好，经济效益高。 本章介绍三相电路的基本概念和基本分析方法，以及工业企业配电的基本知识和安全用电的常识。,3,4.6 安全用电 4.6.1 触电 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，即电击和电伤。 电伤是指电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成的局部伤害，
2、常见的有电弧烧伤、电烙伤和皮肤金属化伤害等。电伤会在人体皮肤表面留下明显的伤痕。 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造成的伤害。在触电事故中，电击和电伤常会同时发生，对生命造成极大的威胁。,4,2. 影响触电危险程度的因素 （1）电流大小对人体的影响 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，工频交流电对人体的影响大致分为下列三种： 感觉电流：指引起人的感觉的最小电流（13mA）。 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）。 我国规定工频交流电流30 mA为安全电流。,5,（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4060 Hz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2000 Hz时，因高频电流的趋肤效应开始突现，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 人体触电时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。 触电保护器的一个主要指标就是额定断开时间与电流乘积小于30mAs。实际产品一般额定动作电流30 mA
4、，动作时间0.1s，可有效防止触电事故。,6,（4）电流路径 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 人体的电阻值是不确定的，皮肤干燥时一般为67K左右，而一旦潮湿可降到1K。人体不同时间，不同身体状况下电阻值也是不相同的。一般我们将人体电阻下限定为1700。 （6）电压大小 加在人体上电压越高，触电造成的危害就越大，根据安全电流和人体电阻下限值，IEC规定我国安全电压值为50V，所以我国使用的额定安
5、全电压等级有：42V、36V、24V、12V、6V等几种。,7,3. 触电方式 （1）单相触电 电源中性点接地系统的单相触电 见图,人体处于相电压之下，危险性较大。但是，如果人体与地面间的绝缘良好，则危险性可以大大减小。,图4.20 电源中性点接地系统的单相触电,图4.21 电源中性点不接地系统的单相触电,8,（2）两相触电 两相触电最为危险，因为人体处于线电压之下，但这种情况不常见，见图4.6.3。,图 4.22 两相触电 图4.23 跨步电压触电, 电源中性点不接地系统的单相触电 如图4.6.2所示，这种触电方式也具有一定的危险性。因为导线与地面间的对地绝缘电阻R在某些恶劣情况下有可能变得
6、比较小，以及导线与地面之间的存在电容效应，而可构成交流通路。,9,（3） 跨步电压触电 如图4.6.4所示，当带电体接地时有电流向大地流散，将以接地点为圆心，按径向形成电位分布。人站在接地点周围，两脚之间径向0.8m的电位差称为跨步电压Uk，由此引起的触电称为跨步电压触电。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。 4. 发生触电时的救护措施 发生触电事故时，在保证救护者本身安全的同时，必须首先设法使触电者迅速脱离电源，然后进行抢修工作。如：解开妨碍触电者呼吸的紧身衣服；检查触电者的口腔，清理口
7、腔的粘液，取下口中的假牙；呼吸停止时，采用人工呼吸法抢救，若心脏停止跳动或不规则颤动，可进行人工胸外挤压法抢救；提供急救用的工具和设备，保持现场有足够的照明和空气流通；及时报警，并请医生前来抢救。,10,4.6.2 保护措施 为了用电安全和电力系统运行的需要，电气设备都应采取接地措施。接地措施主要三种：工作接地、保护接地和保护接零.,图4.24 工作接地、保护接地和保护接零,11,1工作接地 因电力系统安全运行的需要，常常将中性点接地，如图4.6.5所示。这种接地方式被称为工作接地. 工作接地有以下目的： （1）迅速切断故障设备 若中性点不接地，当一相故障接地时,接地电流仅为电容电流和泄漏电流
8、，数值很小，不足以使保护装置动作而切断电源。如果将中性点接地，当发生一相故障接地时将引起单相接地短路，能使保护装置迅速动作而切断故障点。 （2）减轻高压窜入低压的危险 若没有工作接地，发生一相接地故障时，中性线对地电压上升到接近相电压，而另外两相对地电压上升到接近线电压，增大了用电的危险性。 （3）降低电气设备对地的绝缘水平 因中性点接地，当一相发生接地故障时，另外两相对地电压仍接近于相电压，故可降低电气设备和输电线的绝缘水平。,12,2保护接地 保护接地就是将电气设备的金属外壳（正常情况下是不带电的）接地，适用于中性点不接地的低压系统。 图4.6.6所示的是电动机的保护接地，可以分两种情况来
9、分析。,图 4.25 保护接地 图4.26 保护接零,13,（1）外壳未接地情况下，当电动机某一相绕组的绝缘损坏使外壳带电时，人触及外壳后相当于单相触电。这时接地电流Ie的大小决定于人体电阻Rb和传输线的绝缘电阻R。当传输线的绝缘性能下降时，就有触电的危险。 （2）外壳接地情况下，如果电动机某一相绕组的绝缘损坏使外壳带电时，人触及外壳后，由于人体电阻Rb和接地电阻R0并联，而通常RbR0，所以通过人体的电流很小，不会有危险。 如果在中性点接地的系统中采用保护接地，则当电气设备的绝缘损坏时，接地电流,式中,是系统的相电压；,和,分别为保护接地和工作接地的接地电阻。如果系统的相电压是220V，,则
10、有,此电流不足以使大容量的保护装置动作，使得设备外壳长期带电，其对地电压为110V，仍有触电危险。,14,3. 保护接零 保护接零就是将电气设备的金属外壳接到零线上，适用于中性点接地的低压系统。图4.6.7所示的是电动机的保护接零。当电动机某一相绕组的绝缘损坏而与外壳相接时，就形成单相短路，迅速使这一相的保险丝熔断，因而使外壳不再带电。即使保险丝熔断前人体触及外壳时，也由于人体电阻远大于线路电阻，使得通过人体的电流极其微小。 4. 重复接地 工作接地使得系统拥有了一根零线，但是零线可能由于某种原因在某处断开，使得与后面零线相联接的设备失去保护接零的作用，从而带来安全隐患。为了确保安全，可以每隔
11、一定距离就将零线进行接地，这种多处接地方式称为重复接地，如图4.6.8所示。,15,5工作零线与保护零线,图4.28 三相五线制的供电方式,图4.27 重复接地,16,4.6.3 安全用电 为了保证日常生活用电的安全，应该注意以下几点： （1）电能表和低压线路的承受能力。 （2）所有电器的最大电流之和不能超过插座所能承受的电流。 （3）带金属外壳的电器必须使用三芯电源插头。 （4）照明开关必须接在火线上。 （5）正确安装单相三孔插座。 （6）塑料绝缘导线严禁直接埋在墙内,塑料绝缘导线暗埋时应使用护套管。 （7）要使用漏电保护器。漏电保护器又称漏电保护开关，是一种新型的电气安全装置，其主要用途是： 防止由于电气设备和电气线路漏电引起的触电事故； 防止用电过程中的单相触电事故； 及时切断电气设备单相接地故障，防止因漏电引起的电气火灾事故。,17,广东水利电力职业技术学院电力工程系-供用电技术专业,谢 谢！,
