工业企业配电与安全用电

5．2 安全用电技术 1．安全用电的意义
在使用电能的过程中，如果不注意用电安全，可能造成 人身触电伤亡事故或电气设备的损坏，甚至影响到电力系统 的安全运行，造成大面积的停电事故，使国家财产遭受损失， 给生产和生活造成很大的影响。因此，我们在使用电能时， 必须注意安全用电，以保证人身、设备、电力系统三方面的 安全，防止发生事故。
1．发生电气火灾和爆炸的原因
可燃物质几乎是无处不在，助燃物质更是弥漫在 每一个角落，尤其是在一些易燃易爆的危险场所， 引起电气火灾和爆炸的直接原因正是导致着火的火 源。导致着火的火源主要有危险温度和电火花等。 （1）危险温度 电气设备不正常运行大致包括以下几种情况： 1）短路 2）过载 3）接触不良 4）铁心过热 5）散热不良
1）尽量使场所的危险程度减小，如：减少或消除场所的 易燃易爆等危险物品，降低爆炸性混合物的浓度等。 2）最大程度地减小或消除引起火灾的火源。 3）合理选择电力网和电气设备的安装位置，保持安装位 置与易燃易爆等危险物品的安全间距。 具体措施如下述: （1）采用耐火设施 1）室内变、配电室以及室外变、配电装置的临近建筑物， 酸性蓄电池室以及电力电容器室均应采用耐火建筑。 2）穿人穿出建筑物的输油沟道和孔洞，室内外贮油量较 大的变压器或其他电气设备，均应有用耐火材料建成的挡 油设施和贮油设施，以防泄漏。 3）大容量的电热器具和木质开关箱等，都应有耐火和隔 热的垫座等。 （2）通风 在易燃易爆危险场所，采用良好的通风装置，可降低爆炸 混合物的浓度，也利于电气设备 正常 触电 截止 放大
V2 截止 导通
KA 无电流 得电
KM R1 零序电流 互感器 R2
KA R3 V1 V4 R4 R5 V5 I ＞ KA R6 V2
执行电路 整流电源 V7 V6 C3
SA
输入电路
C2
L2
C1
V3
图5-6晶体管放大式漏电保护器原理图
5．3 电气火灾 电气火灾和爆炸事故在火灾和爆炸事故中占有很大的 比例。如电气火灾在火灾中占第二位，仅次于明火引起的 火灾。 电气火灾和爆炸可能造成大规模、长时间的停电，给 人民生命和国家财产造成重大损失。 研究造成电气火灾和爆炸事故的原因，制定防火防爆 措施和灭火措施，首先了解燃烧及燃烧具备的三个条件是 必不可少的。 凡具备放热和发光的化学反应，都叫做燃烧。燃烧应具备 以下三个条件： ① 有固体、液体或气体可燃物存在。例如木材、汽油、氢 气等。 ② 有助燃物质存在。例如氧、氯酸钾等。 ③ 有导致着火的火源存在。例如明火、电火花、高温物体 等。
Z
Id
Z Rr Rb
Id
Rr Ir
Id (a )
Id (b )
图5-3 保护接地原理图 (a)无接地 (b)有接地
（2）保护接零的概念及原理 1）保护接零的概念 保护接零是指在电源中性点接地的系统中，将设备需 要接地的外露部分与电源中性线直接连接，相当于设备外 露部分与大地进行了电气连接。 2）保护接零的工作原理 当设备正常工作时，外露部分不带电，人体触及外壳 相当于触及零线，无危险，如图5-4所示。采用保护接零 时，应注意不宜将保护接地和保护接零混用，而且中性点 工作接地必须可靠。
（2）技术防护措施 为了防止人身触电事故，通常采用的技术防护措施有 电气设备的接地和接零、安装低压触电保护器两种方式。 3．保护接地和保护接零 电气设备在使用中，若设备绝缘损坏或击穿而造成外 壳带电，人体触及外壳时有触电的可能。为此，电气设备 必须与大地进行可靠的电气连接，即接地保护，使人体免 受触电的危害。 （1）保护接地的概念及原理 1）保护接地的概念 2）保护接地的原理
通风的进气不应含有爆炸性混合物，排出的废气也不应进 人易燃易爆危险场所。 （3）正确选用电气设备 1）根据场所的特点，正确选用适当型式的电气设备至关 重要。如防爆型、防潮型等。选用时应根据实际情况，综 合考虑安全可靠和经济实用等因素。 2）选用包括电气线路的选用。在火灾或爆炸危险场所， 所用绝缘导线或电缆的额定电压不得低于电网的额定电压， 且不得低于500V。 （4）保障电气设备正常运行 正确地设计，严格地安装、调试是保障电气设备正常运行 的先决条件。 1）保持温度不超过允许值。就是要保持电压、电流不超 过额定值，应随时监视电源和负载的变化，防止超负荷长 时间运行，例如，在粉尘和纤维爆炸性混合物场所，电气 设备外壳的温度一般不应超过125℃。
U V U W 断线 P EN 断线 IE U
U V W P EN
危险！
IE
U E ＝I E ·R E ＜U
U E ＝U
IE
RE IE (a ) (b )
′ RE
重复 接地
图5-5 重复接地作用
(a)无重复接地
(b)有重复接地
3．漏电保护 漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保 护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触 及时，漏电保护装置已切断电源；或者在人体已触及带电 体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对 人体的危害漏电保护器的种类很多，这里介绍目前应用较 多的晶体管放大式漏电保护器。 晶体管漏电保护器的组成及工作原理如图5-6所示，由 零序电流互感器、输入电路、放大电路、执行电路、整流 电源等构成。当人体触电或线路漏电时，零序电流互感器 原边中有零序电流流过，在其副边产生感应电动势，加在 输入电路上，放大管V1得到输入电压后，进入动态放大 工作区，V1管的集电极电流在R6上产压降，使执行管V2 的基极电流下降，V2管输入端正偏，V2管导通，继电器 KA流过电流启动，其常闭触头断开，接触器KM线圈失电， 切断电源。
（4）经济：供电系统投资要少，运行费用要低，并尽可 能地节约电能和材料。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全部、当 前和长远的关系，既要照顾局部和当前利益，又要顾全大 局，以适应发展要求。 2．工业企业供电系统组成 工业企业供电系统由高压及低压两种配电线路、变电 所（包括配电所）和用电设备组成。一般大、中型工业企 业均设有总降压变电所，把35～110kV电压降为6～10kV 电压，向车间变电所或高压电动机和其他高压用电设备供 电，总降压变电所通常设有一两台降压变压器
第五章 工业企业配电与安全用电
5．1 工业企业供配电系统概述 1．工业企业供配电的意义和要求 工业企业是电力用户，它接受从电力系统送来的电能。 工业企业供配电就是指工业企业把接受的电能进行降压， 然后再进行供应和分配。工业企业供电是企业内部的供电 系统。 工业企业供电工作要很好地为工业企业生产服务，切实 保证工业企业生产和生活用电的需要，并做好节能工作， 这就需要有合理的工业企业供电系统。合理的供电系统需 达到以下基本要求： （1）安全：在电能的供应分配和使用中，不应发生人身和 设备事故； （2）可靠：应满足电能用户对供电的可靠性要求； （3）优质：应满足电能用户对电压和频率的质量要求；
（2）电火花和电弧 电火花的温度很高，尤其是大量电火花汇集成的电弧， 温度可高达6000℃。因此，电火花和电弧不仅能直接导 致电气火灾和爆炸，还可能使金属熔化、飞溅,构成危险 的火源。 电火花包括工作火花和事故火花。 1）工作火花 2）事故火花 2．防火防爆措施 为了防火防爆，必须采取严密的综合措施，主要包括 组织措施和技术措施，技术措施的思路主要有三个方面：
2）保持电气设备绝缘良好。应经常对电气设备绝缘进行监 测和检查。 3）保持各导电部分连接可靠、接触良好。 4）保持设备清洁，防止设备脏污或灰尘堆积而降低设备绝 缘或引起火灾。 （5）合理应用保护装置和火灾自动报警系统 在不影响电气设备正常工作的前提下，短路、过载等过流保 护装置的动作电流应尽量整定得小一些。可装设火灾报警系 统，监测场所内爆炸性混合物浓度，以及火灾初期阶段产生 的烟雾、温度和火花等现象，以便提前发出信号报警。 （6）接地 1）除生产上有特殊要求外,在一般场所可不接地（或可不接 零）的部分仍应接地（或接零）。 2）将场所内所有设备不带电的金属部分（包括建筑物的金 属构件等）全部连接成整体予以接地（或接零）。
3）单相设备的工作零线应与保护零线分开，且在工作零线 上装设短路保护装置。 （7）保持防火安全间距 1）开关、熔断器、电热器具、电焊设备、电动机等的安装 位置，尽可能远离易燃易爆等危险物品。 2）变、配电所不宜设在火灾和爆炸危险场所的正上方或正 下方。变、配电所的门窗向外开启，通向无火灾和元爆炸 危险的场所。 3）室外变、配电所与易燃易爆危险场所的建筑物或贮油、 贮气罐等之间应保持必要的防火间距。 除此之外，严格遵守各种安全操作规程，定期对电气设备 进行防火防爆的检查和各种维修，也是必不可少的防火防 爆措施。
A B C O
ID
图5-4 保护接零原理图
3）重复接地 在电源中性线做了工作接地的系统中，为确保保护接 零的可靠，还需相隔一定距离将中性线或接地线重新接 地，称为重复接地。从图5-5（a）可以看出，一旦中性 线断线，设备外露部分带电，人体触及同样会有触电的 可能。而在重复接地的系统中，如图5-5（b）所示，即 使出现中性线断线，但外露部分因重复接地而使其对地 电压大大下降，对人体的危害也大大下降。不过应尽量 避免中性线或接地线出现断线的现象。
2．安全用电措施
安全用电是指在保证人身及设备安全的条件下，应采取 的科学措施和手段。通常从以下两方面着手。
（1）建立健全各种操作规程和安全管理制度
① 安全用电，节约用电，自觉遵守供电部门制定的有关安全 用电规定，做到安全、经济、不出事故。 ② 禁止私拉电网，禁用“一线一地”接照明灯。 ③ 屋内配线，禁止使用裸导线或绝缘破损、老化的导线，对 绝缘破损部分，要及时用绝缘胶皮缠好。发生电气故障和漏 电起火事故时，要立即拉断电源开关。在未切断电源以前， 不要用水或酸、碱泡沫灭火器灭火。 ④ 电线断线落地时，不要靠近，对于6～10KV的高压线路， 应离开落地点10m远。更不能用手去捡电线，应派人看守， 并赶快找电工停电修理。 ⑤ 电气设备的金属外壳要接地；在未判明电气设备是否有电 之前，应视为有电；移动和抢修电气设备时，均应停电进行； 灯头、插座或其他家用电器破损后，应及时找电工更换，不 能“带病”运行。 ⑥ 用电要申请，安装、修理找电工。停电要有可靠联系方法 和警告标志。