工程训练基础教程14章电工电子基础知识

工程训练基础教程14章电工电子基础知识内容摘要：

相联。 安全用电基础知识 一、人身触电事故 当电 流流过人体时对人体内部造成的生理机能的伤害，称之为人身触电事故。 电流对人体伤害的严重程度一般与通过人体电流的大小、时间、部位、频率和触电者的身体状况有关。 流过人体的电流越大，危险越大；电流通过人体A B C N Z1 Z2 Z3 图 1411单相负载的联接 380/220V Z5 Z4 Z6 b a c N’ Z1 Z3 Z2 （ a） 星形联接 a b c Z1 Z2 Z3 （ b） 三角形联接 图 1412 三相负载联接的常用电路表示 脑部和心脏时最为危险；工频电流危害要大于直流电流。 不同电流对人体的影响见表 142。 （一） 触电危害 电伤是由于发生触电而导致的人体外表创伤，通常有以下三种： (1) 灼伤 (2) 电烙伤 (3) 皮肤金属化 电击 是 电流通过人体，严重干扰人体正常的生物电流，造成肌肉痉挛 (抽筋 )。 表 142 不同电流对人体的影响 电流 /mA 通电时间 工频电流 直流电流 人体反应 人体反应 ０ ～ ０ .５ 连续通电 无感觉 无感觉 ０ .５ ～５ 连续通电 有麻刺感 无感觉 ５～１０ 数分钟以内 痉挛、剧痛、但可摆脱电源 有针刺感、压迫感及灼热感 １０～３０ 数分钟以内 迅速麻痹、呼吸困难、血压升高不 能摆脱电流 压痛、刺痛、灼热感强烈，并伴有抽筋 ３０～５０ 数秒钟到数分钟 心跳不规则、昏迷、强烈痉挛、心 脏开始颤动 感觉强烈，剧痛，并伴有抽筋 5０～数百 低于心脏搏动周期 受强烈 ,冲击 ,但未发生心室 颤动 剧痛、强烈痉挛、呼吸困难或麻痹 低于心脏搏动周期 昏迷、心室颤动、呼吸、麻痹、心脏麻痹 当流过成年人体的电流为 0 . 7 一 1 mA 时，便能够被感觉到，称之为感知电流。 触电后能自行摆脱的最大电流称为摆脱电流。 对于成年人而言，摆脱电流约在 15mA以下，摆脱电流被认为是人体只在较短时间内可以忍受而一般不会造成危险的电流。 在较短时间内会危及生命的最小电流称之为致命电流。 当通过人体的电流达到 50mA 以上时则有生命危险。 而一般情况下， 30mA 以下的电流通常在短时间内不会造成生命危险，我们将其 称为安全电流。 电流的类型。 电流的类型不同对人体的损伤也不同。 直流电一般引起电伤，而交流电则电伤与电击同时发生。 电流的作用时间。 电流对人体的伤害同作用时间密切相关。 可以用电流与时间乘积 (也称电击强度 )来表示电流对人体的危害。 （ 二 ） 、人体触电的类型 人体触电，主要原因有两种：直接或间接接触带电体以及跨步电压。 前者又可分为 单相触电 和 两相触电。 1 、 单相触电 是 人体直接接触到电气设备或电力线路中的一相带电导体，或者与高压系统中一相带电导体的距离小于该电压的放电距离，造成其对人体放电，这时 电流将通过人体流入大地 （如 图 1413）。 单相触电示意图（ a） 中性点接地系统的触电 图 1413 单相触电示意图（ b） 中性点 不 接地系统的触电 2 、 两相触电 两相触电是指 人体同时接触到电气设备或电力线路中的两相带电导体，或者在高压系统中，人体同时过分靠近两相导体而发生电弧放电，则电流将从一相导体通过人体流入另一相导体 （如 图 1414）。 图 1414 两相触电 3 ．跨步电压触 当电气设备或线路发生接地故障时，接地电流通过接地体向大地四周流散，这时在地面上形成分布电位，要 20 米 以外大地电位才等于零。 人假如在接地点周围 20米以内行走，其两脚之间就有电位差，这就是跨步电压。 由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电。 跨步电压的大小取决于人体离接地点的距离和人体两脚之间的距离。 图 14－ 15 跨步电压触电 电气设备的金属外壳由于设备使用时间太长，内部绝缘老化，造成击穿；或由于安装不良，造成设备的带电部分碰壳；或其他原因会使电气设备的金属外壳带电。 人若碰到带电外壳，就要触电，这就是接触电压触电。 接触电压是指人站在带 电金属外壳旁，人手触及外壳时，其手、脚之间承受的电位差 . 二 、设备运行安全知识 及安全用电常识 （一）、 设备运行安全知识 对于出现异常现象（例如：过热、冒烟、异味、异声等）的电气设备、装置和电路，应立即切断其电源，及时进行检修，只有在故障排除后，才可继续运行。 对于开关设备的操作，必须严格遵照操作规程进行，合上电源时，应先合隔离开关（一般不具有灭弧装置），再合负荷开关（具有灭弧装置）；分断电源时，应先断开负荷开关，再断开隔离开关。 在需要切断故障区域电源时，要尽量缩小停电范围。 有分路开关的，应尽量切断故障区域的分路开关，避免越级切断电源。 应避免电气设备受潮，设备放置位置应有防止雨、雪和水侵袭的措施。 电气设备在运行时往往会发热，所以要有良好的通风条件，有的还要有防火措施。 有裸露带电体的设备，特别是高压设备，要有防止小动物窜人造成短路事故的措施。 所有电气设备的金属外壳，都必须有可靠的保护接地或接零。 对于有可能被雷击的电气设备，要安装防雷装置。 （二） 、安全用电常识 不掌握电气知识和技术的人员，不可安装和拆卸电气 设备及电路。 开关控制的必须是相（火）线。 绝不允许私自乱接电线。 发现任何电气设备或电路的绝缘有破损时，应及时对其进行绝缘恢复。 不准用铁丝或铜丝代替正规熔体。 不可用金属丝绑扎电源线。 任何电气设备或电路的接线桩头均不可外露。 三、 接地 保护 装置 （ 一 ） 、基本概念 接地装置、接地体、接地线 接地装置由接地体和接地线组成，如图 1416 所示。 接地体是埋入地中并和大地直接接触的导体组，它又分为自然接地体和人工接地体。 自然接地体是利用与大地有可靠连接的金属管道和建筑物的金属结构作为 接地体。 人工接地体是利用钢材制成不同形状打人地下而形成的接地体。 电气设备接地部分与接地体相连的金属导体称为接地线 . 图 1416 接地装置示意图 a ）回路式 b ）外引式 l接地体 2接地干线 3接地支线 4电气设备 接地短路与接地短路电流 运行中的电气设备或线路因绝缘损坏或老化使其带电部分通过电气设备的金属外壳或架构与大地直接短路时，称为接地短路。 发生接地短路时，由接地故障点经接地装置而流人大地的电流，称为接地短路电流（接地电流） Id。 中性点与中性线 在星形联结的三相电路中，其中三 个绕组连在一起的点称为三相电路的中性点。 由中性点引出的线称为中性线，如图 1417 所示。 零点与零线 当三相电路中性点接地时，该中性点成为零点。 此时，由零点引出的线称为零线，如图 1418 所示。 图 1418零点与零 线 图 1417 中性点与中性线 （ 二 ） 、电气设备接地的种类 工作接地 为了保证电气设备的正常工作，将电路中的某一点通过接地装置与大地可靠地连接起来就称为工作接地。 如变压器低压侧的中性点、电压互感器和电流互感器的二次侧某一点接地等，其作用是为了降低人体的接触电压。 保护接地 保护接地就是电气设备在正常情况下不带电的金属外壳以及与它连接的金属部分与接地装置作良好的金属连接。 （ 1） 保护接地原理 在中性点不直接接地的低压系统中带电部分意外碰壳时，接地电流 Id 通过人体和电网与大地之间的电容形成回路，此时流过故障点的接地电流主要是电容电流。 当电网对地绝缘正常时，此电流不大；如果电网分布很广，或者电网绝缘性能显著下降，这个电流可能上升到危险程度，造成触电事故，如图1419a 所示。 图中 Rr 为人体电阻， Rb 为保护接地电阻。 为解决上述可能出现的危险，可采用图 1419b 所示的保护接地措施。 这时通过人体的电流仅是全部接地电流 Id 的一部分 Ir。 由于 Rb 与 Rr 是并联关系，在 Rr 一定的情况下，接地电流 Id 主要取决于保护接地电阻 Rb 的大小。 主要适当控制 Rb 的大小（应 在 4Ω 以下）即可以把接地电流 Id限制在安全范围以内，保证操作人员的人身安全。 图 1419 保护接地原理 a ）不接地的危险 b ）接地后的情形 保护接零 所谓保护接零就是在中性点直接接地的系统中，把电器设备正常情况下不带电的金属外壳以及与它相连接的金属部分与电网中的零线作紧密连接，可有效地起到保护人 身和设备安全的作用。 保护接零原理 在中性点直接接地系统中，当某相绝缘损坏碰壳短路时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流 Id 能使线路上的保护装置（如熔断器、低 压断路器等）迅速动作，从而把故障部分的电源断开，消除触电危险 （如 图 14— 20）。 图 14— 20 保护接零原理 a)未接零情形 b)接零后情形 重复接地 三相四线制的零线一处或多处经接地装置与大地再次连接，称为重复接地。 （ 1）重复接地的作用 重复接地的接地电阻不应大于 10 欧姆，用于 1KV以下的接零系统中，它是保护接零系统中不可缺少的安全技术措施。 l）降低漏电设备的对地电压。 对采用保护接零的电气设备，当其带电部分碰壳时，短路电流经。