电工技术12―工业企业供电与安全用电

第12章工业企业供电与安全用电12.3安全用电12.3.1电流对人体的危害12.3.2触电方式12.3.3低压系统接地型式12.3.4接地和接零12.3.1电流对人体的危害触电：当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。人体触电时电流对人体造成两种伤害：电击和电伤。⑴电击是指电流通过人体，使内部器官组织受到损伤。如果触电者不能迅速摆脱带电体，则最后会造成死亡事故。电击多发生在220V低压线路或带电设备上，因为这些带电体是人们日常工作和生活中易接触到的。⑵电伤是指在电弧作用下或熔丝熔断时,对人体外部的伤害,如烧伤、金属溅伤等。严重时也危及人命。电伤多发生在1kV及以上的高压带电体上。绝大部分触电事故是由电击造成。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。⑴人体电阻的大小⑵电流的频率当皮肤有完好的角质外层且很干燥时，人体电阻大约为104~105Ω，当角质外层破坏时，则降到800~1000Ω。人体电阻越大，通入电流越小，伤害程度越轻。电流频率不同，对人体伤害程度不同，一般来说，50Hz~60Hz工频交流电对人体的伤害最严重，频率偏离工频越远危险性就越低。⑶电流的大小⑷电流持续时间与通过人体的路径电流通过心脏，触电伤害最严重，危险性最大。其中电流从左手到右脚的路径是最危险的。电流不同路径的危险程度：手→胸→脚手→手脚→脚。⑸电压对人体的伤害电流越大危险越大，一般来说，通过人体的50Hz交流电超过10mA、直流超过50mA时，触电者自身难以摆脱电源，有生命危险。电流通过人体的时间越长，伤害越大。触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。我国规定的安全电压等级是42V、36V、24V、12V、6V五个等级。12.3.2触电方式1、接触正常带电体⑴电源中性点接地系统的单相触电R0通过人体电流:10mA219mAb0PbRRUI式中:UP：电源相电压(220V)R0：接地电阻4Rb：人体电阻1000人体处于相电压下，危险较大。如果人体与地面绝缘较好，可大大减轻触电危险。bI⑵电源中性点不接地系统的单相触电这种触电也有危险，通过人体的电流取决于人体电阻与输电线对地绝缘电阻的大小。交流情况下，导线与地面间存在的电容也可构成电流通路。bIR对地绝缘电阻bI⑶两相触电两相触电最为危险。此时人体处于线电压之下，通过人体的电流为：10mA0.38A1000380bLbRUI2、接触正常不带电的金属体例如电机外壳是不带电的，但电机内线圈绕组绝缘损坏而与外壳接触使其带电，当人触及带电的外壳时，相当于单相触电。3、跨步电压触电电线断线落地时,电流从落地点流入大地。离落地点越远,电位越低,20m外电位近似为0。如人走近落地点附近，在两脚间出现电位差,称为跨步电压。离落地点越近，跨步电压越大；离落地点越远，跨步电压越小；20m外跨步电压可以看作0。12.3.3低压系统接地型式根据现行国家标准《系统接地的型式及安全技术要求》(GB14050-2008)定义，220/380V低压配电系统接地型式分为三种：TN系统、TT系统、IT系统。第一个字母表示电源端与地的关系T：表示电源端中性点直接接地。I：表示电源端中性点不接地，或通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T：电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。N：电气装置的外露可导电部分与电源端的接地点有直接电气连接。1、TN系统电源端中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护线(PE线)或保护中性线(PEN线)连接到此接地点。根据N线和PE线的组合情况，TN系统有三种型式：TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统⑴TN-S系统(系统N线和PE线是分开的)L1L2L3NPE电源端接地点外露可导电部分(S：N线和PE线是分开的；C：N线和PE线是合一的)⑵TN-C系统(系统N线和PE线是合一的)电源端接地点外露可导电部分L1L2L3PENNPEPE⑶TN-C-S系统(系统中部分线路N线和PE线是合一的)电源端接地点外露可导电部分NL1L2L3PENPE2、TT系统电源端中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。电源端接地点外露可导电部分PEL1L2L3N接地装置3、IT系统电源端中性点不接地或通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。电源端接地点外露可导电部分接地装置PEL1L2L3N阻抗12.3.4接地和接零1、接地、接零的概念为了人身安全和电力系统工作需要，电气设备需采取接地措施。接地体：埋入地中与土壤直接接触的金属导体。接地：电气设备的某一金属部分(如金属外壳)通过导体与接地体作良好的电气连接。低压配电系统中接地按目的的不同主要可分为：工作接地、保护接地、保护接零接零：电气设备的某一金属部分(如金属外壳)直接与零线(中性线)相连接。2、工作接地低压配电系统中，电源中性点有接地和不接地两种。作用：⑴降低人体的触电电压；⑵迅速切断电源；⑶降低电气设备和输电线路对地的绝缘水平；⑷满足电气设备运行中的特殊需要。接地的目的是出于电力系统运行和安全需要将中性点接地，这种接地称为工作接地。工作接地3、保护接地保护接地：为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳(正常情况下不带电)与接地体连接。适用范围：电源端中性点不接地的低压配电系统。接地体当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时，由于外壳带电，当人触及外壳，接地电流Ie将经过人体入地，再经其它两相对地绝缘电阻R及分布电容C回到电源。当R较小、C较大时，Ib将达到或超过危险值。R'：对地绝缘电阻C'：分布电容电气设备金属外壳未采取保护接地时R'C'IbIe通过人体的电流：b00ebRRRII所以通过人体的电流可减小到安全值以内。利用金属接地体的分流作用来减少通过人体的电流。电气设备金属外壳采取了保护接地时R'C'R0IbIeI0因为Rb与R0并联，且RbR04、保护接零保护接零：为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳(正常情况下不带电)与电源中性线(零线)连接。适用范围：电源端中性点直接接地的低压配电系统。接地体保护接零属于TN-C系统。当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使该相保护电器(熔断器)动作，将故障设备从电源中切除，防止人身触电。0R0R中性点接地系统，不允许采用保护接地，只能采用保护接零。若采用保护接地，当某一相绝缘损坏碰壳时，接地电流00PeRRUIIe如果系统电压为220/380V，R0=R'0=4Ω，当某一相绝缘损坏碰壳时，接地电流27.5A44220eI此电流不足以使大容量电气设备的保护装置动作，而使设备外壳长期带电，其对地电压为110V。5、保护接零与重复接地工作接地保护接零重复接地重复接地电源端中性点接地系统中采用保护接零时，还要采用重复接地，即将中性线间隔一定距离多处接地。零线“X”处断开，发生单相碰壳时：多处重复接地的接地电阻并联，使电气设备金属外壳对地电压大大减小，从而减小了人体触电危险程度。零干线上不允许装开关、熔断器。6、工作零线与保护线LNPELNEEENNLL~220V三线四线制系统中,N线有电流,对地电压不为0。为确保设备外壳对地电压为0,专设PE线。工作零线进入建筑物入口处要接地，进户后再设一PE线，系统成为三相五线制。设备外壳接零通过三孔插座(L、N、E)接到PE线上。接零正确接零不正确忽视接零TN-C-S系统L,N线都装FU增加短路时熔断概率。第12章内容小结：1、电击、电伤的概念，影响电击伤害程度的因素；2、人体触电方式；3、220/380V低压配电系统的三种接地型式：TN系统、TT系统、IT系统；4、工作接地、保护接地、保护接零、重复接地；