电工基础及安全知识

2020/4/29电工基础及安全知识2020/4/29电工基础第一章基础知识第二章电工安全基本知识第三章常用仪表与测量第四章常用控制电器2020/4/29第1章基础知识1.1电工基础知识1.2电力的产生2020/4/291.1电工基础知识1.1.1直流电路概述基本概念：电流：指大量电荷的定向移动，即电荷有规则的定向运动。电位：在电场中，电场力将单位正电荷从电场中的某点移到参考点(参考点的电位规定为零)所做的功。电压：在电场中，用电压来衡量电场力对电荷做功的大小，电场中a、b两点间的电压Uab，其大小就等于电场内将单位正电荷由点a移到点b时，电场力所作的功。2020/4/29电动势：电源把正电荷由负极经电源内部移到正极时，电源力所能做的功和被移动的电量之比叫电源电动势，它的大小等于单位正电荷由负极移到正极电源力和的功。它的方向由电源负极经电源内部到正极。电阻：指电流在导体内流动时所受到的阻力。直流电阻：指导线通过直流电流所呈现的阻值。电磁感应：即变动的磁场能够在导体中引起电动势的现象。有功功率：即交流电路中瞬时功率在一个周期内的平均值。2020/4/291.1.2电路和电路图1.电路电路就是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。实际电路电路图2020/4/291.1.3电路的状态通路：电路构成闭合回路，有电流通过。开路：电路断开，电路中无电流通过。开路也叫断路。短路：短路是电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。2020/4/291.1.4电流1.概念电荷有规则的定向移动称作电流。A101kA3在t秒内通过导体横截面的电量为Q库仑，则电流I可表示为I=Q/t。2.电流的单位换算关系A101mA3-A10mA10A16-3-μ3.电流大小的测量电流的大小使用电流表（安培表）进行测量。2020/4/29（2）电流表必须串接到被测量的电路中。（3）直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“-”记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针反转，既影响正常测量，又容易损坏电流表。（1）对交、直流电流应分别使用交流和直流电流表测量。（4）要合理选择电流表的量程。电流测量时应注意：2020/4/294.电流的方向习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向。当某段电路中电流的方向难以判断时，可先任意假定电流的参考方向（也称正方向），然后列方程求解。当解得的电流为正值时，说明电流的实际方向与参考方向一致，反之，解得的电流为负值时，说明电流的实际方向与参考方向相反。2020/4/29电力系统概述电力系统：由发电、送电、变电、配电和用电组成的“整体”电力网：电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称电力网。输送、变换和分配电能的网络，分为输电网和配电网两大部分,。电力网的电压等级：低压（1kV以下）、中压（1kV~10kV）、高压（10kV~330kV）、超高压（330kV~1000kV）、特高压（1000kV）电能的质量指标：频率、电压2020/4/291.2电力的产生发电厂：其它形式的能源（如水能、热能、风能、核能等）电能发电机组发出的电压一般为6~10KV。电力的传输：发电厂变压器升压高压输电线路变配电站输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户。输电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。输电是联系发电厂和用户的中间环节。输电过程中,一般将发电机组发出的6~10KV电压经升压变压器变为35~500KV高压，通过输电线可远距离将电能传送到各用户，再利用降压变压器将35KV高压变为6~10KV高压。2020/4/293.配电配电是由10KV级以下的配电线路和配电(降压)变压器所组成。它的作用是将电能降为380/220V低压再分配到各个用户的用电设备。电力网的电压等级高压：1KV及以上的电压称为高压。有1,3,6,10,35,110,330,550KV等。低压：1KV及以下的电压称为低压。有220，380V。安全电压：36V以下的电压称为低压。我国规定的安全电压等级有：12V、24V、36V等。2020/4/29图1.2电力的产生及传输分配2020/4/291.1.3电力的传输提问：1．为什么要升压供电？因为：电流，传输距离，热能消耗，电能损失所以：在传输容量一定的条件下，输电电压，输电电流，电能消耗我国常用的输电电压等级：有35kV、110kV、220kV、330kV、500kV等多种电力的传输线路：架空线路、电缆线路2020/4/291.1.4电力的分配输电线路配电线路分配给用户常用的配电电压：高压：10kV或6kV低压：380／220V2020/4/291.1.5用户和用电负荷的分类电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持续性的要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。一类负荷：如停止供电，将会危害生命、损坏设备、产生废品、使生产过程混乱、造成重大的政治经济影响，给国民经济带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。二类负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影响、造成较大的政治经济影响。2020/4/291.1.5用户和用电负荷的分类三类负荷：不属于一、二类电力负荷对供电没有什么特别要求，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。对于一级负荷，至少要由两个独立电源供电，其中每一电源的容量，都应在另一电源发生故障时仍能完全保证一级负荷的用电；对于三级负荷，不需要备用电源；对于二级负荷是否需要备用电源，要进行技术经济比较后才能确定。2020/4/29常用的低压供配电系统提问：2.什么是零线、火线、地线、线电压、相电压、三相四线制？直流电：方向不随时间变化交流电：电压大小和方向随着时间而变化，分单相、三相2020/4/29常用的低压供配电系统1三相四线制现代电力系统中的供电方式几乎全是采用三相正弦交流电。低压供配电系统中普遍采用三相四线制。2020/4/29W1uWL3L2L1NuVuU（黄）（绿）（淡蓝）（红）三相四线制电源uWUU1UVWV1NeUeVeWuVuWuVWuUVuU相电压uU=eUuV=eVuW=eW线电压uUV=uU-uVuVW=uV-uWuWU=uW-uU相线（线）中性线（零线）图1.5三相交流发电机绕组的星形接法与三相四线制供配电系统2020/4/29三相四线制系统：相电压：相线与中性线之间的电压线电压：相线与相线即两根火线之间的电压三相三线制系统：线电压2020/4/292.三相三线制现代电力系统中的输电线路几乎全是采用三相三线制。三相三线制就是无中线N。图1.5无中线的三相三线制2020/4/29火线：分别从发电机绕组三个始端引出的线，红、绿、黄零线：中性点接地时的中性线，黑线地线：接地装置引出的线，对人身设备起保护作用。黄绿双色线2020/4/29第2章电工安全基本知识2.1人为什么会触电？人体本身就是一个导体，有一定的电阻。2.2触电有哪几种？单相触电两相触电跨步电压触电2020/4/29第2章电工安全基本知识安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。人体允许电流:30mA2020/4/291.电气事故的原因1)违章操作(1)违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成维修人员触电。(2)违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的带电部分。(3)带电移动电器设备。(4)用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。(6)对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。(5)违章救护他人触电，造成救护者一起触电。2020/4/292)施工不规范(1)误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接反使机壳带电。(2)插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。(3)照明电路的中线接触不良或安装保险，造成中线断开，导致家电损坏。(5)随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。(4)照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。(6)施工中未对电气设备进行接地保护处理。2020/4/293)产品质量不合格(1)电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和触电。(2)带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人员触电。(3)产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很低，容易造成触电。(4)生产工艺粗制滥造。(5)电热器具使用塑料电源线。4)偶然条件电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。2020/4/2913.3.2电流对人体的作用人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：电击和电伤。电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。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。2020/4/291.人体电阻人体电阻因人而异，通常为104~105，当角质外层破坏时，则降到800~1000。2.电流强度对人的伤害人体允许的安全工频电流:30mA工频危险电流:50mA电流频率在40Hz~60Hz对人体的伤害最大。实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。3.电流频率对人体的伤害4.电流持续时间与路径对人体的伤害电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。2020/4/295.电压对人体的伤害电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。因此，把36V以下的电压定为安全电压。工厂进行设备检修使用的行灯及机床照明都采用安全电压。2020/4/29第2章电工安全基本知识2、间接触电及其护间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。虽然危险程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接地保护等。1、直接触电及其护直接触电又可分为单相触电（相电压）和两相触电（线电压）。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。2020/4/29电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。1．保护接地电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的低压电网。2．保护接零在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。1.2.2接地与接零2020/4/29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，主要分为工作接地、保护接地和保护接零。1.工作接地R0即将中性点接地。目的：(1)降低触电电压(2)迅速切断故障在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故障点。(3)降低电气设备对地的绝缘水平2020/4/29保护接地R'C'IbIe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将经过人体入地后,再经其它两相对地绝缘电阻R及分布电