電工與電子綜合實踐

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1、圖 1 電 力 的 產(chǎn) 生 及 傳 輸 分 配供 配 電 系 統(tǒng) 的 基 礎(chǔ) 知 識 1、 電 力 系 統(tǒng) ： 由 發(fā) 電 、 送 電 、 變 電 、 配 電 和 用 電 組 成 的 “ 整 體 ” 。2、 電 力 網(wǎng) ： 輸 送 、 變 換 和 分 配 電 能 的 網(wǎng) 絡 。 由 輸 電 線 路 和 變 配 電所 組 成 ， 分 為 輸 電 網(wǎng) 和 配 電 網(wǎng) 。 （ 1） 輸 電 網(wǎng) ： 由 35KV以 上 的 輸 電 線 路 和 與 其 連 接 的 變 電 所 組 成 ，其 作 用 是 將 電 能 輸 送 到 各 個 地 區(qū) 的 配 電 網(wǎng) 或 直 接 送 給 大 型 企 業(yè) 用 戶 。

2、 （ 2） 配 電 網(wǎng) ： 由 10KV及 以 下 的 配 電 線 路 和 配 電 變 壓 器 組 成 ， 其作 用 是 將 電 能 送 給 各 類 用 戶 。 一 般 將 3KV、 6KV、 10KV的 電 壓 稱 為 配電 電 壓 。3、 電 力 網(wǎng) 的 電 壓 等 級 ： 低 壓 ： 1KV以 下 ； 中 壓 ： （ 1-10） KV； 高 壓 ： （ 10-330） KV； 超 高壓 ： （ 330-1000） KV； 特 高 壓 1000KV以 上 五 種 電 網(wǎng) 。一 、 電 力 系 統(tǒng) 概 述 用 電 負 荷 分 類 ：根 據(jù) 供 電 的 可 靠 性 及 終 止 供 電 在 政

3、治 、 經(jīng) 濟 等 方 面 造 成 的 影 響 及 損 失的 程 度 來 分 級 ， 用 電 負 荷 可 以 分 為 三 個 級 別 ， 且 各 級 別 的 負 荷 分 別 采用 相 應 的 供 電 方 式 供 電 。 （ 1） 一 類 負 荷 ： 指 若 中 斷 供 電 將 造 成 人 身 傷 亡 、 重 大 政 治 影 響 、經(jīng) 濟 損 失 或 公 共 場 所 秩 序 嚴 重 混 亂 的 負 荷 。 故 應 有 兩 個 或 兩 個 以上 獨 立 電 源 供 電 ， 同 時 必 須 增 設(shè) 應 急 電 源 。 （ 2） 二 類 負 荷 ： 指 中 斷 供 電 將 造 成 較 大 的 政 治

4、影 響 、 較 大 的 經(jīng)濟 損 失 的 負 荷 。 要 求 盡 可 能 有 兩 個 獨 立 電 源 供 電 ， 若 地 區(qū) 供 電 條件 困 難 ， 可 由 一 路 6KV以 上 專 用 架 空 線 供 電 。 （ 3） 三 類 負 荷 ： 不 屬 于 一 類 、 二 類 的 負 荷 。 可 非 連 續(xù) 性 供電 。 安 全 用 電 隨 著 電 能 應 用 的 不 斷 拓 展 ,以 電 能 為 介 質(zhì) 的 各 種 電 氣 設(shè) 備廣 泛 進 入 企 業(yè) 、 社 會 和 家 庭 生 活 中 ， 與 此 同 時 ， 使 用 電 氣 所 帶來 的 不 安 全 事 故 也 不 斷 發(fā) 生 。 為 了

5、實 現(xiàn) 電 氣 安 全 ， 對 電 網(wǎng) 本 身的 安 全 進 行 保 護 的 同 時 ， 更 要 重 視 用 電 的 安 全 問 題 。 因 此 ， 學習 安 全 用 電 基 本 知 識 ， 掌 握 常 規(guī) 觸 電 防 護 技 術(shù) ， 這 是 保 證 用 電安 全 的 有 效 途 徑 。 電 氣 危 害 有 兩 個 方 面 ： 一 方 面 是 對 系 統(tǒng) 自 身 的 危 害 ， 如 短路 、 過 電 壓 、 絕 緣 老 化 等 ； 另 一 方 面 是 對 用 電 設(shè) 備 、 環(huán) 境 和 人員 的 危 害 ， 如 觸 電 、 電 氣 火 災 、 電 壓 異 常 升 高 造 成 用 電 設(shè) 備 損

6、壞 等 ， 其 中 尤 以 觸 電 和 電 氣 火 災 危 害 最 為 嚴 重 。 觸 電 它 可 直 接導 致 人 員 傷 殘 、 死 亡 。 另 外 ， 靜 電 產(chǎn) 生 的 危 害 也 不 能 忽 視 ， 它是 電 氣 火 災 的 原 因 之 一 ， 對 電 子 設(shè) 備 的 危 害 也 很 大 。 1.1 人 身 安 全1.觸 電 危 害 觸 電 是 指 人 體 觸 及 帶 電 體 后 ， 電 流 對 人 體造 成 的 傷 害 。 它 有 兩 種 類 型 ， 即 電 擊 和 電 傷 。 1) 電 傷 非 致 命 的 電 傷 是 指 電 流 的 熱 效 應 、 化 學 效 應 、 機 械 效

7、 應 及 電 流本 身 作 用 造 成 的 人 體 傷 害 。 電 傷 會 在 人 體 皮 膚 表 面 留 下 明 顯的 傷 痕 ， 常 見 的 有 灼 傷 、 電 烙 傷 和 皮 膚 金 屬 化 等 現(xiàn) 象 。 2)電 擊 電 擊 是 指 電 流 通 過 人 體 內(nèi) 部 ， 破 壞 人 體 內(nèi) 部 組 織 ， 影 響呼 吸 系 統(tǒng) 、 心 臟 及 神 經(jīng) 系 統(tǒng) 的 正 常 功 能 ， 甚 至 危 及 生 命 。 在觸 電 事 故 中 ， 電 擊 和 電 傷 常 會 同 時 發(fā) 生 。 3） 影 響 觸 電 危 險 程 度 的 因 素 （ 1） 電 流 大 小 對 人 體 的 影 響 通 過

8、 人 體 的 電 流 越 大 ， 人 體 的 生 理 反 應 就 越 明 顯 ， 感應 就 越 強 烈 ， 引 起 心 室 顫 動 所 需 的 時 間 就 越 短 ， 致 命 的 危害 就 越 大 。 按 照 通 過 人 體 電 流 的 大 小 和 人 體 所 呈 現(xiàn) 的 不 同 狀態(tài) ， 工 頻 交 流 電 大 致 分 為 下 列 三 種 ： 感 覺 電 流 : 指 引 起 人 的 感 覺 的 最 小 電 流 (1-3mA) 。 擺 脫 電 流 : 指 人 體 觸 電 后 能 自 主 擺 脫 電 源 的 最 大 電 流(10mA) 。 致 命 電 流 : 指 在 較 短 的 時 間 內(nèi) 危

9、及 生 命 的 最 小 電 流(50mA)。 （ 2） 電 流 的 類 型 工 頻 交 流 電 的 危 害 性 大 于 直 流 電 ，因 為 交 流 電 主 要 是 麻 痹 破 壞 神 經(jīng) 系 統(tǒng) ，往 往 難 以 自 主 擺 脫 。 一 般 認 為 4060 Hz的 交 流 電 對 人 最 危 險 。 隨 著 頻 率 的 增 加 ，危 險 性 將 降 低 。 當 電 源 頻 率 大 于 2000 Hz時 ， 所 產(chǎn) 生 的 損 害 明 顯 減 小 ， 但 高 壓 高頻 電 流 對 人 體 仍 然 是 十 分 危 險 的 。 （ 3） 電 流 的 作 用 時 間 人 體 觸 電 ， 當 通 過

10、 電 流 的 時 間 越 長 ， 愈 易 造 成 心 室 顫動 ， 生 命 危 險 性 就 愈 大 。 據(jù) 統(tǒng) 計 ， 觸 電 1 5min內(nèi) 急 救 ，90%有 良 好 的 效 果 ， 10分 鐘 內(nèi) 60%救 生 率 ， 超 過 15分 鐘 希望 甚 微 。 漏 電 保 護 器 的 一 個 主 要 指 標 就 是 額 定 斷 開 時 間 與 電 流乘 積 小 于 30mA.s。 實 際 產(chǎn) 品 一 般 額 定 動 作 電 流 30 mA， 動作 時 間 0.1s， 故 小 于 30 mA.s可 有 效 防 止 觸 電 事 故 。 （ 4） 電 流 路 徑 電 流 通 過 頭 部 可 使 人

11、 昏 迷 ； 通 過 脊 髓 可 能導 致 癱 瘓 ； 通 過 心 臟 會 造 成 心 跳 停 止 ， 血 液 循 環(huán) 中斷 ； 通 過 呼 吸 系 統(tǒng) 會 造 成 窒 息 。 因 此 ， 從 左 手 到胸 部 是 最 危 險 的 電 流 路 徑 ； 從 手 到 手 、 從 手 到 腳 也是 很 危 險 的 電 流 路 徑 ； 從 腳 到 腳 是 危 險 性 較 小 的 電流 路 徑 。 （ 5） 人 體 電 阻 人 體 電 阻 是 不 確 定 的 電 阻 ， 皮 膚 干 燥 時 一 般為 100 K左 右 ， 而 一 旦 潮 濕 可 降 到 1 K 。 人 體 不同 ， 對 電 流 的 敏

12、感 程 度 也 不 一 樣 ， 一 般 地 說 ， 兒 童較 成 年 人 敏 感 ,女 性 較 男 性 敏 感 。 患 有 心 臟 病 者 ， 觸電 后 的 死 亡 可 能 性 就 更 大 。 (6) 安 全 電 壓 安 全 電 壓 是 指 人 體 不 戴 任 何 防 護 設(shè) 備 時 ,觸 及帶 電 體 不 受 電 擊 或 電 傷 。 人 體 觸 電 的 本 質(zhì) 是 電 流 通 過人 體 產(chǎn) 生 了 有 害 效 應 ， 然 而 觸 電 的 形 式 通 常 都 是 人 體的 兩 部 分 同 時 觸 及 了 帶 電 體 ， 而 且 這 兩 個 帶 電 體 之 間存 在 著 電 位 差 。 因 此

13、在 電 擊 防 護 措 施 中 ， 要 將 流 過 人體 的 電 流 限 制 在 無 危 險 范 圍 內(nèi) ， 也 即 將 人 體 能 觸 及 的電 壓 限 制 在 安 全 的 范 圍 內(nèi) 。 國 家 標 準 制 定 了 安 全 電 壓系 列 ， 稱 為 安 全 電 壓 等 級 或 額 定 值 ， 這 些 額 定 值 指 的是 交 流 有 效 值 ， 分 別 為 ： 42V、 36V、 24V、 12V、 6V等 幾 種 。 2. 常 見 的 觸 電 原 因 人 體 觸 電 主 要 原 因 有 兩 種 ： 直 接 或 間 接 接 觸 帶 電 體 以及 跨 步 電 壓 。 直 接 接 觸 又 可

14、分 為 單 極 接 觸 和 雙 極 接 觸 。 1） 單 相 觸 電 當 人 站 在 地 面 上 或 其 他 接 地 體 上 ， 人 體 的 某 一 部 位 觸及 一 相 帶 電 體 時 ， 電 流 通 過 人 體 流 入 大 地 (或 中 性 線 )， 稱為 單 相 觸 電 ， 如 圖 1. 所 示 。 圖 1.1-1（ a） 為 電 源 中 性 點接 地 運 行 方 式 時 ,單 相 的 觸 電 電 流 途 徑 。 圖 1.1-1（ b） 為 中性 點 不 接 地 的 單 相 觸 電 情 況 。 要避免單相觸電，操作時必須穿上膠鞋或站在干燥的木凳上。 （ a） 中 性 點 直 接 接 地

15、（ b） 中 性 點 不 直 接 接 地 圖 1.1-1 單 相 觸 電 2） 兩 相 觸 電 兩 相 觸 電 是 指 人 體 兩 處 同 時 觸 及 同 一 電 源 的兩 相 帶 電 體 ， 以 及 在 高 壓 系 統(tǒng) 中 ， 人 體 距 離 高 壓 帶電 體 小 于 規(guī) 定 的 安 全 距 離 ， 造 成 電 弧 放 電 時 ， 電 流從 一 相 導 體 流 入 另 一 相 導 體 的 觸 電 方 式 ， 如 圖 1.1- 所 示 。 兩 相 觸 電 加 在 人 體 上 的 電 壓 為 線 電 壓 ， 因此 不 論 電 網(wǎng) 的 中 性 點 接 地 與 否 ， 其 觸 電 的 危 險 性 都

16、最 大 。 為救他，立即斷開電源！ 圖 1.1-2 兩 相 觸 電 3） 跨 步 電 壓 觸 電 當 帶 電 體 接 地 時 有 電 流 向 大 地 流 散 ， 在 以接 地 點 為 圓 心 ， 半 徑 20 m的 圓 面 積 內(nèi) 形 成 分 布 電位 。 人 站 在 接 地 點 周 圍 ， 兩 腳 之 間 (以 0.8 m計 算 )的 電 位 差 稱 為 跨 步 電 壓 Uk， 如 圖 1.1-3所 示 ， 由此 引 起 的 觸 電 事 故 稱 為 跨 步 電 壓 觸 電 。 高 壓 故 障 接地 處 ， 或 有 大 電 流 流 過 的 接 地 裝 置 附 近 都 可 能 出 現(xiàn)較 高 的

17、跨 步 電 壓 。 離 接 地 點 越 近 、 兩 腳 距 離 越 大 ，跨 步 電 壓 值 就 越 大 。 一 般 10米 以 外 就 沒 有 危 險 。 高 壓 線 圖 1.1-3 跨 步 電 壓 接地電流電位分布曲線 Uj UdUk0.8 m 0.8 m20 m 20 m 4） 剩 余 電 荷 觸 電 剩 余 電 荷 觸 電 是 指 當 人 觸 及 帶 有剩 余 電 荷 的 設(shè) 備 時 ， 帶 有 電 荷 的 設(shè) 備 對人 體 放 電 造 成 的 觸 電 事 故 。 設(shè) 備 帶 有 剩余 電 荷 ， 通 常 是 由 于 檢 修 人 員 在 檢 修 中搖 表 測 量 停 電 后 的 并 聯(lián)

18、 電 容 器 、 電 力 電纜 、 電 力 變 壓 器 及 大 容 量 電 動 機 等 設(shè) 備時 ， 檢 修 前 、 后 沒 有 對 其 充 分 放 電 所 造成 的 。 3. 防 止 觸 電 產(chǎn) 生 觸 電 事 故 有 以 下 原 因 ： （ 1） 缺 乏 用 電 常 識 ， 觸 及 帶 電 的 導 線 。 （ 2） 沒 有 遵 守 操 作 規(guī) 程 ， 人 體 直 接 與 帶 電 體 部 分接 觸 。 （ 3） 由 于 用 電 設(shè) 備 管 理 不 當 ， 使 絕 緣 損 壞 ， 發(fā) 生漏 電 ， 人 體 碰 觸 漏 電 設(shè) 備 外 殼 。 （ 4） 高 壓 線 路 落 地 ， 造 成 跨 步

19、 電 壓 引 起 對 人 體 的傷 害 。 （ 5） 檢 修 中 ， 安 全 組 織 措 施 和 安 全 技 術(shù) 措 施 不 完善 ， 接 線 錯 誤 ， 造 成 觸 電 事 故 。 （ 6） 其 他 偶 然 因 素 ， 如 人 體 受 雷 擊 等 。 1) 安 全 制 度 (1) 在 電 氣 設(shè) 備 的 設(shè) 計 、 制 造 、 安 裝 、 運 行 、 使 用 和 維 護 以 及 專 用 保 護裝 置 的 配 置 等 環(huán) 節(jié) 中 ， 要 嚴 格 遵 守 國 家規(guī) 定 的 標 準 和 法 規(guī) 。 (2) 加 強 安 全 教 育 ， 普 及 安 全 用電 知 識 。 (3) 建 立 健 全 安 全 規(guī) 章 制 度 ， 如安 全 操 作 規(guī) 程 、 電 氣 安 裝 規(guī) 程 、 運 行 管理 規(guī) 程 、 維 護 檢 修 制 度 等 ， 并 在 實 際 工作 中 嚴 格 執(zhí) 行 。