第9章 供配电及安全用电

9.1 电力系统概述 9.2 触电的有关知识 9.3 工作接地与保护接地 9.4 静电的产生及防护 9.5 电气火灾及防护 9.6 安全用电知识

9.1 电力系统概述 电力工业负责把自然界提供的能量转换为供人们直接使用的电能的产业。根据转换能量的种类不同，发电厂可分为水力发电厂、风力发电厂、核能发电厂和太阳能发电厂等。各类发电厂都是利用三相同步发电机发电的。 电网按其供电容量和供电范围的大小以及电压等级的高低可分为地方电网、区域电网和超高压远距离输电网络等三种类型。

在低压配电系统中，一般可分为树干式接线、放射式接线和环形接线。 （a）树干式接线 （c）环行接法 （b）放射式接线

9.2 触电的有关知识 一、电流对人体的危害 当人身接触了电气设备的带电（或漏电）部分，身体承受电压，从而使人体内部流过电流，这一现象称为触电。 1、电流的种类 工频交流电的危险性大于直流电，但20KHz以上的交流对人体无害，高频电流还可治疗某些疾病。

2、电流的大小 当流过人体的工频电流在0.5～5mA时就有疼痛感；电流大于5mA后将发生痉挛、难以忍受；电流达到50mA，持续数秒到数分钟就将引起昏迷和心室颤动，就有生命危险。 所以把36V以下的电压作为安全电压。如在潮湿的场所，安全电压还规定得低一些，通常是24V和12V。

3、电流持续时间 电流流过人体的时间愈长，则伤害愈大。 4、电流经过身体的途径 电流最忌通过心脏和中枢神经，因此从手到手，从手到脚都是危险的电流途径，从脚到脚的危险性较小，一般情况下四肢触电的机会更多些。此外，人体电阻愈大，通过的电流愈小，伤害程度也愈轻。根据研究结果，皮肤有完好的角质外层并且干燥时，人体电阻约为104～105Ω ，当角质外层破坏时，则降至800～1000Ω 。

二、触电方式 1、接触正常带电体 接触正常带电体的触电方式主要有单相触电和双相触电两种。如果单手触击一根带电的相线（裸线或绝缘损坏），就称为单相触电 ；如果双手分别触及两根不同的相线，称为双相触电。 （a）单相触电 （b）双相触电

2、接触正常不带电金属体 当电气设备的绝缘损坏、错误的安装等等使设备的金属外壳带电，人手触及这些带电的金属体而造成的触电，相当于单相触电。为了防止这种触电事故，往往对电气设备采用保护接地和保护接零的保护装置。

9.3 工作接地与保护接地 一、工作接地 为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的接地，称为工作接地。例如电源中性点的直接接地，能在运行中维持三相系统中相线对地电压不变；电源中性点经消弧线圈的接地，能在单相接地时消除接地点的断续电弧，防止系统出现过电压。 二、保护接地 在220V/380V低压配电系统中，我国广泛采用电源中性点接点的运行方式，而且引出有中性线（neutral wire，代号N）和保护线（protective wire，代号PE）。

中性线（N线）的功能，一是用来接用相电压的单相设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减少负荷中性点电位偏移。 保护线（PE线）的功能，是为了保障人身安全、防止发生触电事故。 低压配电系统按保护接地的形式不同，分为TN系统、TT系统和IT系统。

TN系统的电源中性点直接接地，并引出有N线，属三相四线制系统。TN系统又依其PE线的形式分为TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。 （b）TN-S系统 （c）TN-C-S系统 （a）TN-C系统

TT系统的电源中性点直接接地，也引出有N线，属三相四线制系统，而设备的外露可导电部分则经各自的PE线分别直接接地，如图所示。 (a) 电源中性点接地的TT系统 3.IT系统 IT系统的电源中性点不接地或经阻抗（约1000）接地，且通常不引出N线，其中电气设备的外露可导电部分均经各自的PE线分别直接接地，如图所示。 (b) 电源中性点经阻抗接地的IT系统

9.4 静电的产生及防护 两种物质发生电荷的转移，破坏了物质原子中的正负荷的平衡，使物体带电的现象称为静电现象。 一、静电的产生 9.4 静电的产生及防护 两种物质发生电荷的转移，破坏了物质原子中的正负荷的平衡，使物体带电的现象称为静电现象。 一、静电的产生 1. 摩擦起电 。摩擦起电就是通过摩擦实现极大面积的接触，并在接触面上产生双电层的过程。 2. 破断起电。材料破断后均可能在宏观范围内导致正、负电荷的分离，即产生静电。 3. 感应起电。处于电场中的导体，在静电场的作用下，其表面不同部分感应出不同电荷或引起导体上原有电荷的重新分布，使得本来不带电的导体变成带电的导体。

二、静电的危害 静电在许多领域中得到应用，如静电喷涂、静电除尘、静电复印等。但静电现象也会带来许多危害： （1）静电具有一定能量，产生火花放电时可能引起火灾或爆炸。 （2）静电可能对人体造成伤害。静电对人的生理作用是使人感到刺痛或灼伤，人长期受静电作用可能造成精神紧张等。 （3）静电会造成MOS型半导体器件损坏或引起电子装置误动作。 （4）静电的吸附效应会影响产品质量和工作效率。

三、静电的防护 1.减少静电的产生 。减少静电产生的主要办法是控制工艺过程，如降低液体、气体的流速，在易燃、易爆场所不采用皮带轮传动，在低导电材料中掺如少量高导电材料等。 2. 防止静电的积累 。防止静电积累的主要方法是利用静电泄漏和中和的方法消除静电，如适当提高环境温度有助于静电泄放；将生产设备的金属外壳、容器等接地，能有效地泄放静电。

9.5 电气火灾及防护 电气设备的绝缘材料多数是可燃物质。由于材料老化、渗入杂质而失去绝缘性可能引起火花、电弧；或由于过载、短路的保护电器失灵使电气设备过热等，都可能使绝缘材料燃烧起来，并波及周围可燃物而酿成火灾。

电气火灾防护的主要措施有以下几种: （1）选用电气设备不仅要合理选择电气设备的容量和电压，还要根据工作环境的不同，选择合适的结构型式。尤其是在易燃、易爆场所更应注重电气设备的合理性; （2）严格遵守安全操作规程，保护电气设备的正常运行; （3）保持必要的安全间距; （4）保护良好的工作环境; （5）保证保护装置的可靠; （6）采取完善的组织措施。

9.6 安全用电知识 安全用电注意事项： （1）不得私拉电线，私用电炉。 9.6 安全用电知识 安全用电注意事项： （1）不得私拉电线，私用电炉。 （2）不得随意加大熔体规格或改用其他材料来取代原有熔体（如以铁丝或铜丝代替铅锡合金熔丝）。 （3）装拆电线和电气设备应请电工，避免发生触电和短路事故。 （4）电线上不能晾衣服，晾衣服的铁丝也不能靠近电线，更不能与电线交叉搭接或缠绕在一起，以防电线绝缘磨破，触电伤人。 （5）不能在架空线路和室外变电所附近放风筝；不能用鸟枪或弹弓来打电线上的鸟；不许爬电杆。

（6）移动电器的插座一般应采用带保护接地（PE）插孔的插座。不要用湿手去摸灯头、开关和插头等，以免触电。 （7）当因电气故障或漏电而起火时，应立即切断电源。电气设备起火时，应用干砂覆盖灭火，或者用四氯化碳灭火器或二氧化碳灭火器来灭火，决不能用水或一般酸性泡沫灭火器灭火，否则有触电危险。 （8）当电线断落在地上时，不可走近。对落地的高压线，应离开落地点8～10m以上，以免跨步电压伤人，更不能用手去拣。遇此断线接地故障，应划定禁止通行区，派人看守，并通知电工或供电部门前往处理。