电气安全常识讲义A.doc

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电气安全常识

电气知识系列一电气危害

为防止各种电气事故危害而采取一些列的技术措施。

电气事故的危害有直接危害和间接危害两种。

直接危害包括触电和电弧烧伤；间接危害包括电气故障造成的大面积停电、火灾等。

电气安全技术的内容很多，人

们最关心的是人体触电的生理反应、防触电措施、用电设备和电力系统安全运行等问题。

人体触电的生理反应电流通过人体时，会产生各种反应，其中最危险的是电流通过心脏，产生心室颤动，导致死亡。

反应的程度与电流种类、电流通过的路径、电流大小、电流通过的时间长短、人体状况等因素有关。

25～300Hz的正弦交流电流引起的生理反应最严重，50Hz工频交流电流引起的生理反应是很重的；1000Hz以上的电流引起的生理反应明显减轻；直流和冲击电流引起的生理反应小于工频交流电流。

电流从左手到胸部通过人体时危险性最大；从手到手、从手到脚，危险性也很大；从脚到脚，危险性较小。

通过人体的电流愈大，生理反应愈严重。

按通过人体的工频电流大小（有效值），可分为感知电流、摆脱电流、致命电流三级。

感知电流，是人能感觉的最小电流，成年男性约为1.1mA，成年女性约为O.7mA。

摆脱电流，人能自主摆脱电源的最大电流，成年男性约为16mA，成年女性约为10.5mA。

从安全考虑，宜取99.5％的人都能摆脱的电流作为依据，称为最小摆脱电流，成年男性约为9mA，成年女性约为6mA。

致命电流，是在较短时间内就危及人的生命的最小电流。

一般认为，能产生心室颤动的电流是致命电流。

电流通过人体的时间愈长，生理反应愈大。

交流电流（15～100Hz）在人身上的效应区域如图所示。

电气知识系列二一、负荷分级：

根据建筑物的重要性或用电设备对供电可靠性的要求分为三级。

1、一级负荷：

中断供电将造成人身伤亡，重大政治影响，以及重大经济损失或公共秩序严重混乱的用电单位的重要负荷。

2、二级负荷：

中断供电将造成较大的政治、经济影响以及公共场所秩序混乱的用电单位的重要负荷。

3、三级负荷：

不属于一、二级负荷者。

二、供电电压：

1、低压供电：

单相为220V，三相为380V。

2、高压供电：

6KV。

三、电能质量：

在正常运行情况下，用电设备受电端的电压允许偏差值（以额定电压的百分数表示）要求如下：

1、一般电动机5％。

………2、电梯电动机7％。

………3、5％，在视觉要求较高的室内场所为+5％，-2.5％。

?

一般照明………4、应急照明，道路照明，警卫照明+5％。

-10％。

5、无特殊要求的用电设备5％。

四、控制、继电保护及自动装置：

1、变配电所内高低压配电装置的断路器控制宜采用就地控制方式。

2、继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

3、变电所的主进开关处，宜装设三相过电流及速断保护。

五、低压设过载长延时，短时短延时，短路瞬时及接地故障、漏电保护，当线路发生故障时，主开关能快速、准确、可靠地将开关切断，对线路和用电设备起到保护作用。

六、高低压成套电器设备：

由继路器、接触器、中间继电器及各种保护电器和用电设备通过电气线路组成的装置：

1、6KV高压开关柜：

高压固定柜、高压手车柜、高压环网柜。

2、0.4KV低压开关柜：

抽出式开关柜、固定式开关柜。

3、三箱类产品：

动力和配电箱等。

电气知识系列三一、供电的额定电压：

１、低压供电：

单相为220V，相相为380V。

２、高压供电：

6kV。

３、因工程需要必须采用其它电压等级供电时，应与供电部门协商确定。

４、用电设备容量在100KW及以下或变压器容量在50KVA及以下者，可采用低压三相四相制供电，特殊情况下也可采用高压供电。

二、民用建筑用电负荷根据建筑物的重要性或用电设备对供电可靠性的要求分为三级：

一级负荷、二级负荷、三级负荷。

三、用电单位在当地供电部门规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：

１、高压供电的用电单位，功率因数为0.9以上。

２、其它电力用户和大、中型电力变电站，功率因数为0.85以上。

３、农业用电功率因数为0.8。

４、在方案设计时，无功补偿容量可按变压器容量的15%~20%估算。

四、北京地区10KV高压设备的绝缘水平应满足：

工频耐压大于或等于35KV（5min）、冲击试验电压大于或等于75KV；低压（220/380V）配电装置绝缘试验电压（有效值）大于或等于3KV（5min）。

五、变电所中单台变压器的容量不宜大于1600KVA，当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用2000KVA或2500KVA容量的变压器。

六、低压配电线路保护分为：

短路保护、过负载保护、接地故障保护。

七、进口高低压断路器市场占有品牌：

ABB电气公司、施耐德电气公司、西门子电气公司、金钟-默勒电气公司。

八、低压开关柜：

１、国产柜：

GCS、MNS2、GCK4、GCL4、GGD。

２、进口柜：

MB100-400、PRISMA、OKKKEN、BLOKSET系列，柜型全为施耐德电气公司进口。

九、高压开关柜：

GZS1（KYN28A）、KYN62、KYN21、GG1A、KGN、HXGN、MVNEX（施耐德电气公司技术产品）。

十、箱式变压器：

YB箱式变电站、GBI-79025M箱式变压器。

国内外多年的运行经验表明，推广使用漏电保护器，对防止触电伤亡事故，避免因漏电而引起的火灾事故,具有明显的效果。

本文就广泛使用的电流型漏电保护器（以下简称漏电保护器）的工作原理及应用作些介绍。

电气知识系列三1漏电保护器的工作原理漏电保护器主要包括检测元件（零序电流互感器）、中间环节（包括放大器、比较器、脱扣器等）、执行元件（主开关）以及试验元件等几个部分。

三相四线制供电系统的漏电保护器工作原理示意图。

为零序电流互感器,GF为主开关,TL为主开关的分励脱TA扣器线圈。

火线

零线

地线

在被保护电路工作正常,没有发生漏电或触电的情况下,由克希荷夫定律可知,通过TA一次侧的电流相量和等于零,即：

这样TA的二次侧不产生感应电动势,漏电保护器不动作,系统保持正常供电。

当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,通过TA一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流Ik。

在铁心中出现了交变磁通。

在交变磁通作用下,TL二次侧线圈就有感应电动势产生,此漏电信号经中间环节进行处理和比较,当达到预定值时,使主开关分励脱扣器线圈TL通电,驱动主开关GF自动跳闸,切断故障电路,从而实现保护。

用于单相回路及三相三线制的漏电保护器的工作原理与此相同,不赘述。

2装设漏电保护器的范围1992年国家技术监督局发布的国标GB13955292《漏电保护器安装和运行》对全国城乡装设漏电保护器做出统一,规定。

2.1必须装漏电保护器（漏电开关）的设备和场所

（1）属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具（I类电气产品,即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘,而且还包含一个附加的安全预防措施,如产品外壳接地）;

（2）安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备;（3）建筑施工工地的电气施工机械设备;（4）暂设临时用电的电器设备;（5）宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路;（6）机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路;（7）游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备;（8）安装在水中的供电线路和设备;（9）医院中直接接触人体的电气医用设备;（10）其它需要安装漏电保护器的场所。

2.2报警式漏电保护器的应用对一旦发生漏电切断电源时,会造成事故或重大经济损失的电气装置或场所,应安装报警式漏电保护器,如:

（1）公共场所的通道照明、应急照明;

（2）消防用电梯及确保公共场所安全的设备;（3）用于消防设备的电源,如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等;（4）用于防盗报警的电源;（5）其它不允许停电的特殊设备和场所。

3漏电保护器额定漏电动作电流的选择

正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要:

一方面在发生触电或泄漏电流超过允许值时,漏电保护器可有选择地动作;另一方面,漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作,防止供电中断而造成不必要的经济损失。

漏电保护器的额定漏电动作电流应满足以下三个条件:

（1）为了保证人身安全,额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值,国际上公认30mA为人体安全电流值;

（2）为了保证电网可靠运行,额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流;（3）为了保证多级保护的选择性,下一级额定漏电动作电流应小于上一级额定漏电动作电流,各级额定漏电动作电流应有级差112～215倍。

第一级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处。

该级保护的线路长,漏电电流较大,其额定漏电动作电流在无完善的多级保护时,最大不得超过100mA;具有完善多级保护时,漏电电流较小的电网,非阴雨季节为75mA,阴雨季节为200mA;漏电电流较大的电网,非阴雨季节为100mA,阴雨季节为300mA。

第二级漏电保护器安装于分支线路出口处,被保护线路较短,用电量不大,漏电电流较小。

漏电保护器的额定漏电动作电流应介于上、下级保护器额定漏电动作电流之间,一般取30～75mA。

第三级漏电保护器用于保护单个或多个用电设备,是直接防止人身触电的保护设备。

被保护线路和设备的用电量小,漏电电流小,一般不超过10mA,宜选用额定动作电流为30mA,动作时间小于011s的漏电保护器。

（成年男性约为9mA，成年女性约为6mA。

）4漏电保护器的正确接线方式TN系统是指配电网的低压中性点直接接地,电气设备的外露可导电部分通过保护线与该接地点相接。

TN系统可分为:

TN2S系统整个系统的中性线与保护线是分开的。

TN2C系统整个系统的中性线与保护线是合一的。

TN2C2S系统系统干线部分的前一部分保护线与中性线是共用的,后一部分是分开的。

TT系统配电网低压侧的中性点直接接地,电气设备的外露可导电部分通过保护线直接接地。

漏电保护器在TN及TT系统中的各种接线方式如图2～5所示。

安装时必须严格区分中性线N和保护线PE。

三极四线或四极式漏电保护器的中性线,不管其负荷侧中性线是否使用都应将电源中性线接入保护器的输入端。

经过漏电保护器的中性线不得作为保护线,不得重复接地或接设备外露可导电部分;保护线不得接入漏电保护器。

电气知识系列五低压电气装置保护接地系统中存在问题在低压电网，在设计安装低压电气装置接地系统中，有1TT接地系统中性线重复接地中华人民共和国电力行业标准DL499-92《农村低压电力技术规范》（以下简称"规范"）规定采用TT系统时应满足如下要求：

除变压器低压侧中性点直接接地外，中性线不得再接地，且保持与相线同等的绝缘水平。

但是，一些单位在两网改造中要求将TT系统中性线作重复接地，理由是防止中性线断线后中性点漂移带来的三相电压不平衡。

这是直接违反"规范"规定的。

实际上，此做法效果有限，问题不少。

（1）剩余电流动作保护器不能投入使用：

中性线重复接地后，部分正常负荷电流将流经大地，对剩余电流动作保护器形成剩余电流而使其误动作，如图1所示。

图1TT系统中性线重复接地引起剩余电流动作总保护误动

"规范"规定，采用TT系统低压电力网应装设剩余电流动作总保护和末级保护，而TT系统中性线作重复接地后是不能装设总保护的，一旦发生单相接地故障或触电事故时无法断开电源，可能造成人身伤亡事故。

个别供电单位为了解决总保护器投运问题，竟将变压器中性线工作接地断开，这是绝对不允许的。

配电变压器低压侧中性点直接接地，其目的是配电变压器高、低压绕组一旦因绝缘损坏被击穿时，则可抑制低压侧电压的升高；在单相接地故障中，使非故障相对地电压不会升高；易实施单相接地保护。

（2）把TT系统变成了TN-C系统在TT系统中，若把中性线作重复接地，就是把形式上的TT系统，变成了实质上的TN-C系统，如图2所示。

TN图2TT系统中性线重复接地后变成了TN-C系统从图2可以看出，若N线重复接地点与用户设备接地较近，两个接地电阻是并联电路，也就是把设备外壳接到了中性线上，形成了TN-C系统。

2在TT系统中应采取措施防止中性线断线

（1）必须保证中性线有足够的机械强度，应采用N线应与相线的导线截面相同；

（2）保证N线连接的施工质量；（3）尽量作到三相负荷平衡；（4）对低压线路应定期巡视，定期检修，发现缺陷立即处理。

TN3不应要求采用TN-C系统低压电力线路改造中，有的单位要求把电能表外壳与中性线连接在一起，形成了TN-C系统。

而TN-C系统只适合于有独立变压器且有电气专业人员维修的厂矿企业。

"规范"规定农村低压电力网宜采用TT系统；一般用户是不应采用TN-C系统的，因为：

（1）它不能装用剩余电流动作保护装置，以有效防止电气设备接地故障的间接接触电击、接地电弧火灾和直接接触电击；

（2）它不能断开PEN线，因此难以防止在电气检修时，故障电压招致检修人员的电击事故和电气火灾；（3）TN-C系统的单相回路内，如果PEN线中断，电气设备外壳可带高达220V的对地电压，威胁人身安全；（4）TN-C系统的三相回路内，如果PEN线中断，不仅使设备失去等电压连接和接地，在三相不平衡时还因"断零"而引起烧坏单相设备事故；（5）TN-C系统PEN线不平衡电流产生的电压，将在电气装置内产生电位差和杂散电流，容易打火和干扰电子设备。

在两网改造中，作者发现有的单位的接地系统是不合适的，其接线如图3所示。

从图中分析，是一个TN-C系统，表箱用螺栓固定在住户的砖墙上，抄表人员在抄表时有麻电感觉。

其原因是三相负荷不平衡，N线带有电压，因而导致电能表箱外壳带有电压而招致抄表人员电击。

4低压电网保护接地系统选用原则

（1）非独立变压器供电的厂矿企业不采用TN-C系统。

图3分散住宅或农村用户宜采用TT系统。

民用建筑应采用TN-S系统或TN-C-S系统。

商业、宾馆、娱乐场所、办公大楼等应采用TN-S系统，并作等电位连接。

在爆炸和火灾危险场所，禁止采用TN-C系统，而应采用TN-S、TN-C-S、TT或IT系统。

建筑施工现场宜采用TT系统。

计算机室或电子信息设备，应采用TN-S系统。

煤矿或其它矿井，应采用IT系统。

电气知识系列六安全电压当人体触及带电导体时，如果遭受到电的伤害，称为触电。

人体触电时，电流对人体造成的危害可分两大类：

一类是电流通过人体，引起内部器官的创伤，叫做“电击”。

另一类是电流通过人体，引起外部器官的创伤，叫做“‘电灼伤”。

电击时主要病理变化引起心室纤维性颤动和呼吸麻痹或中枢神经衰竭，从而造成昏迷直至死亡。

根据研究和事故统计资料表明，频率为50～60赫的交流电对人体触电伤害程度最为严重，其电流在100毫安时可致人于死命，而30毫安以下是安全的；对直流电则50毫安以下是安全的。

电灼伤时主要造成人体外部损伤，它是由电弧的高温或高频电流流过人体产生的热量所致，严重灼伤可造成残废。

低压大电流断开或线路有短路时拉闸都会发生拉弧伤人。

根据欧姆定律，通过一段电路的电流大小，与电路两端的电压成正比，而与这段电路的电阻（或阻抗）成反比，即直流电路I=U/R或U=IR交流电路I=U/Z或U=IZ式中I一电流（安）U一电压（伏）R电阻（欧姆）Z一阻抗（欧姆）4人体的电阻值随人体差异而不同，同一人体不同皮肤潮湿状态而变化。

当干燥、无外伤时，人体的R可达10～510Ω，而潮湿、出汽、有外伤时R仅达800～1000Ω，一般情况取R≈1000Ω。

根据欧姆定律可算出安全电压：

交流：

U=I·R二安全电流×人体电阻=0.03×1000＝30V（欧姆定律）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）

（为了保证人身安全,额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值,国际上公认30mA为人体安全电流值;）（一般情况取R≈1000Ω。

）

直流：

U=I·R二安全电流×人体电阻=0.05×1000＝50V（欧姆定律）按《实用电工手册》推荐，人体安全电流：

交流30mA，直流50mA，故得安全电压：

交流30V，直流50V，我国电气电压体制中属于安全电压的有36V，24V，12V三种。

氧舱国家标准规定，对单、双人氧舱，进舱电气的电压不应高于24V。

（人体的电阻值随人体差异而不同）不同环境，安全电压不同对于单相交流220V电源来看，在电气操作中人体安全绝缘要求为：

R=U/I=200/0.03=7333Ω排除人体自身的电阻Rb＝1000Ω则绝缘电阻Ri=R－Rb＝7333－1000＝6333Ω当与带电金属导线接触时采用绝缘手套：

绝缘靴、绝缘毯及绝缘平台等措施，操作工具有绝缘棒、绝缘钳、验电器（试电笔）。

6333Ω是绝缘手套：

绝缘靴、绝缘毯及绝缘平台（绝缘电阻的依据）

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