电工学第六章
电工学第六章工厂供电与安全用电
在生产和生活中，电气设备和家用电器的使用 越来越广泛，但在使用电能的过程中，如不注意安 全用电，就可能造成人身触电和设备的损坏，给生 产、生活造成很大的影响，因此，注意安全用电是 非常必要的。
一、电流对人体的伤害及触电方式
1.电流对人体的伤害 电流对人体的伤害，一般分为两种类型：
电击：指电流流过人体时造成的人体内部的伤害。 主要破坏人的心脏、肺及神经系统的正常工作。
中性线与 相线接反
正确接法
我国用电规则规定，在电压低于1000V的中性点
接地的三相四线制供电系统中，例如 380V / 220V
三相四线制系统，不允许采用保护接地，只能采用
保护接零。
为什么不允许采用保护接地 当一相绝缘损坏碰壳时， 接地电流
此电流不足以使大容量 的保护装置动作，而使设 备外壳长期带电。
人体触电的形式有单相触电和两相触电两种。在
中性点接地的电源系统中，最常发发生的是单相触 电。
3．为了防止触电，电气设备在正常情况下不带 电的金属部分如金属外壳必须采取保护接地或保护接 零的措施。在中性点不接地的三相电源系统中，应采 用保护接地；在1000V以下中性点接地的三相四线制 供电系统中，应采用保护接零。必须注意，在同一系 统中不允许一部分设备采用保护接地，而另一部分设 备采用保护接零的混合接法。
中性点不接地的 三相三线制供电 系统中。
3.保护接零 将电气设备的金属外壳或构架接零线。
ISC
M 3~
r0
保护接零
当出现漏电 或一相碰壳时， 外壳未接零线， 人体触及外壳时 触电。
适用于电源 中性点接地的三 相四线制供电系 统中。
三眼插座和三脚插头与电源的连接（图b）
使用三眼插座注意事项
电工学课件(哈工大)第六章
哈尔滨工业大学电工学教研室第6 章电路的暂态分析返回目录6.1 换路定则及初始值的确定6.2 RC电路的响应6.3 一阶线性电路的三要素法6.4 微分与积分电路6.5 RL 电路的响应E Cu 稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:C 电路处于旧稳态KR E +_C u 概述电路处于新稳态R E +_C u “稳态”与“暂态”的概念:产生过渡过程的电路及原因? 电阻电路t = 0E R +_I K电阻是耗能元件，其上电流随电压成比例变化，不存在过渡过程。
无过渡过程ItE tC u 电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：电容电路2021W Cu idt u tC ==⎰储能元件因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有E KR +_C u CtLi 储能元件电感电路电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：2021Li dt ui W tL ==⎰因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。
K R E +_t=0i L L结论有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路参数改变等）存在过渡过程；没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡过程。
电路中的u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进入“新稳态”，此时u、i都处于暂时的不稳定状态，所以过渡过程又称为电路的暂态过程。
研究过渡过程的意义：过渡过程是一种自然现象，对它的研究很重要。
过渡过程的存在有利有弊。
有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种特定的波形或改善波形；不利的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使电气设备损坏，必须采取防范措施。
6.1 换路定则及初始值的确定换路定则换路: 电路状态的改变。
如：1 . 电路接通、断开电源2 . 电路中电源电压的升高或降低3 . 电路中元件参数的改变…………..换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。
t =0 时换路-0+0---换路前瞬间---换路后瞬间则：()(=C C u u )()(=L L i i +0+0-0)0(-)0-换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因：自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或衰减需要一定的时间。
电工学第六章
I1
e
1
I2
+ e
2
U1 j 4.44 fN1m U 2 j 4.44 fN2m
U1 N1 K U 2 N2
U1
-
+
U2
-
( N1 N2 ) I1 N2 ( I1 I 2 ) 0 NI N I
1 1 2 2
+
I 2 N1 K I1 N 2
l
B
与是否负载无关 称为磁势平衡方程（N I称为磁势）
N1i0= N1i1＋N2i2
2、电流变换作用
对于理想变压器，I0相对于I1而言可以忽略不计。
N1i1＋N2i2=0 用相量表示
N1i1=-N2i2
N1I1 N2 I 2 I1 N 2 则有效值之比为 I 2 N1
I1 N2 I2 N1
U AB KU xy
AN
xn
U BC KU yz
BN
yn
UCA KU zx
CN
zn
Y/联接：
A N B C c
a
初极为星形联接，次级 为三角形联接。
b
U AB KU ab U BC KUbc UCA KUca
§7-5 特殊变压器 一、自耦变压器
自耦变压器的优点：
初次级共用一个绕组，当变比不大时流过N2的电流很 小，N2可用很细的线绕成。 自耦变压器的缺点：
不能对电网进行隔离，火线、零线不能接错，零线 不能开路，否则次级带电。 二、仪用变压器 1、电压互感器 其实质是一个降压变压器 。 2、电流互感器 其实质是一个升压变压器 。利用变压器的电流 变换原理扩大电流的量程，一般次级不允许开路。 3、钳形电流表
电工学第六章
型号 电压 转速
Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
频 率 50Hz 联 结Y 绝缘等级 B
4. 额定电流 IN IN = 7.2A
→额定状态下定子三相绕组上的线电流
5. 额定功率因数λN = cosN
P1N = √3 UNIN cosN
P0 = PCu+PFe + PMe
η=
P2 P1
100%
【例】某三相异步电动机，极对数 p = 2，定子绕组三角形
联结，接于 50 Hz、380 V 的三相电源上工作，当负载转矩
TL= 91 N·m 时，测得 I0 = 30 A，P1= 16 kW，n = 1470 r/min， 求该电动机带此负载运行时的 s 、P2 、ŋ 和λ。
解： n0 =
60 f1 2
= 1500 r/min
s n0 n = n0
1500－1470 1500
= 0.02
P2
=
T2
2πn 60
= 91 ×
2×3.14 60
× 1470 W= 14 kW
η= PP21 100% = 87.5%
λ = P1
= 0.81
√3 U1l I1l
对称三相绕组 通入对称三相电流
O ωt
U1 V1 W1
U2 V2 W2 U3 V3 W3
ωt = 0o
V4
U1 N
W3
U4 S
V3
W2
N U3
W4 V1 S U2 W1
V2
ωt = 180o
V4
U1 S
W3
U4 N
电工学第六章教案
第六章电子器件6.1 半导体器件6.1.1 本征半导体一、本征半导体1．概念：导电能力介于导体和绝缘体之间。
2．本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。
3．本征激发：在热激发下产生自由电子和空穴对的现象。
4．空穴：讲解其导电方式；5．自由电子6．复合：自由电子与空穴相遇，相互消失。
7．载流子：运载电荷的粒子。
二、杂质半导体1.概念：通过扩散工艺，掺入了少量合适的杂质元素的半导体。
2.N型半导体（图1.1.3）1．形成：掺入少量的磷。
2．多数载流子：自由电子3．少数载流子：空穴4．施主原子：提供电子的杂质原子。
3.P型半导体（图1.1.4）1．形成：掺入少量的硼。
2．多数载流子：空穴3．少数载流子：自由电子4．受主原子：杂质原子中的空穴吸收电子。
5．浓度：多子浓度近似等于所掺杂原子的浓度，而少子的浓度低，由本征激发形成，对温度敏感，影响半导体的性能。
6.1.2 PN结一、PN结的形成（图1.1.5）1．扩散运动：多子从浓度高的地方向浓度低的地方运动。
2．空间电荷区、耗尽层（忽视其中载流子的存在）3．漂移运动：少子在电场力的作用下的运动。
在一定条件下，其与扩散运动动态平衡。
4．二极管二、二极管的单向导电性1．二极管外加正向电压：导通状态2．二极管外加反向电压：截止状态三、二极管的伏安特性1． 正向特性、反向特性2． 反向击穿：齐纳击穿（高掺杂、耗尽层薄、形成很强电场、直接破坏共价键）、雪崩击穿（低掺杂、耗尽层较宽、少子加速漂移、碰撞）。
四、二极管的主要参数1. 最大整流电流I F ：长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。
2. 最高反向工作电压U R ：工作时，所允许外加的最大反向电压，通常为击穿电压的一半。
3. 反向电流I R ：未击穿时的反向电流。
越小，单向导电性越好；此值对温度敏感。
4. 最高工作频率f M ：上限频率，超过此值，结电容不能忽略。
五、 稳压二极管一、符号及特性：二、稳压管的主要参数1． 稳定电压U Z ：反向击穿电压，具有分散性。
电工学 第六章.
电容0.47 µF ，精度20%，耐压160V。
独石电容
数字224表示：0.22 µ F，数字334表示：0.33µ F 数字104表示：0.1µ F。
陶瓷电容
数字510表示：510pF，数字30表示：30pF， 数字152表示：1500pF.
电解电容
电解电容为有极性电容，使用时极性不能接 错。三个电容的容量和耐压分别为：220 µ F、 100V，100 µ F、50V 和 100 µ F、25V。即耐压高 的电解电容，体积也大。
二、线性非时变电容的电压电流关系 i C q(t) = C u(t) + u –
du i( t ) C dt 1 t u( t ) i()d C 若已知 t0 时刻电容电压为 u(t0)，对 t > t0 1 t0 1 t 1 t u( t ) i()d i()d u( t 0 ) i()d C C t0 C t0
二、线性时不变电容的电压电流关系 i C q(t) = C u(t) + u –
du i( t ) C dt 1 t u( t ) i()d C 若已知 t0 时刻电容电压为 u(t0)，对 t > t0 1 t u( t ) u( t 0 ) i()d C t0
部分国际单位制符号 106 103 M k 兆 千
10–3
10–6
m
毫
微
10–9
10–12
n
p
纳
皮
§ 6 —2 电 感 元 件
电感器 把金属导线绕在一骨架上构成一实 际电感器，当电流通过线圈时，将 产生磁通，是一种储存磁能的部件 (t)＝N (t)
i (t)
电工学第6章电动机
2. 接法
定子三相绕组的联接方法。通常
W2 U2
V2
电机容量 3kW Y联结
U1 V1 W1 电机容量 4kW 联结
接线盒
U1
W2 U2 V2
W2 U2
U1
W1 V1
V2
W1
V1 接电源
Y 联结
W2 U1
W2 U2 V2 U1 V1 W1
W1 V2
V1 U2 接电源
联结
3. 电压 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
2. 改变转差率 s（适合于绕线式）
无级调速
3. 改变电源频率 f1 (变频调速)（适合于鼠笼式）
调速范围 ：电动机在额定电流时所能得到的最高转
速和最低转速之比
6.6.1 变频调速 (无级调速)
f=50Hz
+
~
整流器
–
逆变器
f1、U1可调
M
3~
变频调速方法 恒转距调速（f1<f1N） 恒功率调速（f1>f1N）
第6章 交流电动机
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。
2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的 方法。
3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
第6章 交流电动机
电动机的分类： 交流电动机
电动机 直流电动机
同步电动机 三相电动机
6.6.3 变转差率调速 (无级调速)
n
n0 n
•R2 R'2
R2 R'2
T
R2
R'2
n'
•
TL • •
电工学(第六版)dg6
目录第6章磁路与铁心线圈电路3第6.1节磁路及其分析方法 (3)第6.1.1题 (3)第6.1.2题 (3)第6.1.3题 (3)第6.1.4题 (4)第6.2节交流铁心线圈电路 (4)第6.2.3题 (4)第6.3节变压器 (5)第6.3.2题 (5)第6.3.4题 (6)第6.3.6题 (7)第6.4节电磁铁 (7)第6.4.1题 (7)List of Figures1习题6.3.4图 (6)2习题6.3.6图 (7)6磁路与铁心线圈电路6.1磁路及其分析方法6.1.1有一线圈，其匝数N=1000,绕在由铸钢制成的闭合铁心上，铁心的截面积S F e=20cm2,铁心的平均长度l F e=50cm,如要在铁心中产生磁通Φ= 0.002W b,试问线圈中应通入多大的直流电流?[解]先计算磁感应强度B=ΦS F e=0.00220×10−4T=1T而后查铸钢的磁化曲线（教材图6.1.5）,得出H=0.7×103A/m 于是可得I=Hl F eN=0.7×103×50×10−21000A=0.35A6.1.2如果上题的铁心中含有一长度为δ=0.2cm的空气隙（与铁心柱垂直），由于空气隙较短，磁通的边缘扩散可忽略不计，试问线圈中的电流必需多大才可使铁心中的磁感应强度保持上题中的数值？[解]NI=Hl F e+H0δ=Hl F e+B0µ0δ=(0.7×103×50×10−2+14π×10−7×0.2×10−2)A=1942AI=NIN=19421000A=1.94A6.1.3在题6.1.1中，如将线圈中电流调到2.5A，试求铁心中的磁通。
[解]磁场强度H=NIl F e=1000×2.550×10−2A/m=5000A/m从教材图6.1.5所示的磁化曲线b查得相应得磁感应强度B=1.6T铁心中的磁通Φ=BS F e=1.6×20×10−4W b=0.0032W b6.1.4有一铁心线圈，试分析铁心中的磁感应强度、线圈中的电流和铜损RI2，在下列几种情况下将如何变化：(1)直流励磁－铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变；(2)交流励磁－同(1)(3)交流励磁－频率和电源电压的大小减半。
电工学第六章 电工技术(第六版)
Φ固定
IS固定
F随 Rm 变化 U 随 R 变化
交流磁路中磁阻 Rm 对电流的影响
电磁铁吸合过程的分析：
Φ
i
在吸合过程中若外加电
压不变, 则 Φ 基本不变。
u
Rm 大 Rm 小
起动电流大 电流小
IN Φ Rm
电磁铁吸合后(气隙小）
电磁铁吸合前(气隙大）
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线
i u
Φ
Φ
U 4.44 f Nm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率 f 与 线圈匝数N一定时， Φm 便
eL e
基本不变。根据磁路欧姆
定律 IN
Φ Rm ，当Φm
一定时磁动势IN随磁阻 Rm 的变化而变化。
交流磁路和电路中的恒流源类似
F Φ Rm 直流电路中： U I S R
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度：表示磁场强弱和方向的物理量
F B Il
用一个与磁场方向垂直的1米长导体 通以1A电流时导体上受的力来衡量。
也可看成与磁场方向相垂直的单位面积上通过 的磁通（磁力线）。所以B又可称为磁通密度。
二、磁通
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通。
eL e
u i(Ni)
d di e N L dt dt
d e N dt
2.电压电流关系
交流激励 线圈中产生感应电势
i
Φ
Φ
Φ和 Φ
电路方程：
产生 的感应电势
u
eL e
u uR ( el ) ( e ) dΦ dΦ Ri N N dt dt
电工学第六章
B
Br
•
•
O
•H
c
H
•
磁滞回线
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退出
几种常见磁性物质的磁化曲线
B/T 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 103 H/(A/m)
c b
c b
a
a
O
H/(A/m) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0103
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2.磁饱和性 磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着 外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定 外磁场的增强而无限的增强。 程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
Br
•
例如: 永久磁铁的磁性就是由 剩磁产生的；自励直流发电机 的磁极，为了使电压能建立， 也必须具有剩磁。
•
O
•H
c
H
•
磁滞回线
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3. 磁滞性 但剩磁也存在着有害的一面， 例如，当工件在平面磨床上加 工完毕后，由于电磁吸盘有剩 磁，还将工件吸住。为此要通 入反向去磁电流，去掉剩磁， 才能取下工件。 矫顽磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。 磁性物质不同，其磁滞回 线和磁化曲线也不同。
4. 磁路分析的特点
(1)在处理电路时不涉及磁场问题，在处理磁路时离不 开电场的概念；例如在讨论电机时，常常要分析电机 磁路的气隙中磁感应强度的分布情况。
电工学(I)第六章
uC (0 ) = U0 ≠ 0， 电容相当于恒压 2. 换路瞬间，若 换路瞬间，
源，其值等于 U0 ； 3. 换路瞬间，若 iL(0 ) =I0 ≠0 ,电感相当于恒流源， 换路瞬间， 电感相当于恒流源， 电感相当于恒流源 其值等于 I0 ；
(3-12)
§6-3
一阶电路的零输入响应
暂态过程按能量来源可分以下三种响应： 暂态过程按能量来源可分以下三种响应： 1. 零输入响应：在无外加激励条件下，仅由 零输入响应：在无外加激励条件下， 内部储能引起的响应，为零输入响应； 内部储能引起的响应，为零输入响应； 2. 零状态响应： 无内部储能，仅由外加电源 零状态响应： 无内部储能， 激励信号产生的响应为零状态响应； 激励信号产生的响应为零状态响应； 3. 全响应：电路元件上的内部储能和外加电 全响应： 源激励均不为零时的响应，为全响应。 源激励均不为零时的响应，为全响应。
WL 不能突变
i L 不能突变
(3-6)
证明电容电压不能突变 证明电容电压不能突变 * S + _E R i
发生突变， 若 c 发生突变，
uC
u
C
S 闭合后，列回路电压方程： 闭合后，列回路电压方程：
du c =∞ dt
违反KVL 违反 不可能！
du C E = iR + u C = RC + uC dt du (i = C ) dt 所以电容电压
第6章 章 电路的瞬态分析
(3-1)
§6-1 概述
“稳态”与 “暂态”的概 稳态” 暂态” 稳态 念: S
+ _
R
+
R
10V
uC
C
_
10V
uC
电工学第六章
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着 外磁场的增强而无限的增强。 外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定 程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线； B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。
B
a • b • B BJ B0
O
2. 磁饱和性
磁化曲线
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H
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B-H 磁化曲线的特征： B b B • Oa段：B 与H几乎成正比地增加； a BJ • ab段： B 的增加缓慢下来； b点以后：B增加很少，达到饱和。 B0 有磁性物质存在时，B 与 H不成 O 磁化曲线 H 正比，磁性物质的磁导率不是常 B, 数，随H而变。 有磁性物质存在时，与 I 不成 B 正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路计 算上极为重要，其为非线性曲线， O 实际中通过实验得出。
பைடு நூலகம்
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流 大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁 场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒 质的磁性有关。
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物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎 不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁导率都是常数，有： 0 r1
I
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有 F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
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电工学第六章
一、二极管的结构、符号与分类
1. 二极管的结构和符号 半导体二极管简称二极管，是电子电路中最基本的半导体
器件。二极管都有两个引出极，一个称为正极，另一个称为 负极。如图可以观察几种不同类型的二极管的外形。
玻璃封装
塑料封装 二极管的外形
金属封装
发光二极管
正极
负极
PN
管壳
PN结
二、二极管的导电特性和主要参数
1.二极管的导电特性
二极管最主要的特点是具有单向导电性。可以通过如下 实验加以说明。取一只二极管分别接成如图a和b所示电路。
图a电路中灯泡发光，说明二极管加正向电压（正偏）时 导通；图b电路中灯泡不亮，说明二极管加反向电压（反偏） 时截止，这就是二极管的单向导电性。
二极管加正向电压
在控制极加上触发脉冲使晶闸管开始导通的角度α称控 制角。在0～α期间，晶闸管正向阻断。Π-α 被称为晶闸管的 导通角（θ）。显然控制角越大，输出电压越高，当 α=0时， 导通角θ=π，称全导通。
可见,改变触发脉冲输入的时刻,即可改变控制角α的大小 和导通角θ的大小,负载RL上的电压平均值也随之改变,从而达 到可控整流的目的。
(2)在t1时刻(ωt=α)加入触发脉冲uG,晶闸管V1触发导通。
(3)在ωt=α~π期间,尽管触发脉冲uG已消失,但晶闸管仍保 持导通,直至u2过零(ωt=π)时,晶闸管才自行关断,在此期间uo=u2, 极性为上正下负。
(4)u2为负半周时,晶闸管V2和二极管V3承受正向电压,只 要触发脉冲uG到来,晶闸管就导通,负载上所得到的仍为上正下 负的电压。
Uo = 0.45U2
单相桥式整流电路
a）电路图
b）波形图
c） 简化画法
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至有一相接地，这时人体中就有电流通过。
(3) 双相触电
电工学
这时人体处于线电压下
通过人体的电流：
Ib
Ul Rb
380 1000
0.38A
380mA 50mA
触电后果更为严重
Ib 双相触电
2. 接触正常不带电的金属体
当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其 外壳带电。当人触及带电设备的外壳时，相当于单 相触电。大多数触电事故属于这一种。
电工学
6.2 工业企业配电
6.2.1 低压配电线路的结构
低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、 用电线路组成。
通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几 百千伏安的范围。一般都采用分级供电的方式。
即按照用户地域或空间的分布，将用户划分成 供电区和片，通过干线、支线向片、区供电。整个 供电线路形成一个分级的网状结构。
将电气设备的外壳可 靠地接到零线上。
当电气设备绝缘损坏
造成一相碰壳，该相电
源短路，其短路电流使
保护设备动作，将故障
设备从电源切除，防止
人身触电。
R0
(a)
把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速
可靠地动作，切断电源。
电工学
注: 中性点接地系统→→只能采用保护接零 不准保护接地和保护接零同时使用。
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。直接
电伤是指电流没有通过人体。间接
电击所引起的伤害程度与下列因素有关：
(1) 人体电阻的大小 (2) 电流通过时间长短 (3) 电流的大小 (4) 电流的频率
1. 人体电阻
电工学
通常为 104 ~ 105 ，当角质外层破坏时，则 降到800~1000。
3. 配电
电工学
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。
6.3.4 接地和接零 主要分为工作接地、保护接地和保护接零。
电工学
1. 工作接地
即将中性点接地。
目的：
(1) 降低触电电压
(2) 迅速切断故障
R0
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
2. 保护接地 电气设备外壳未装保护接地时
R0
(b)
220V
工作零线与保护零线
×
N LN LN
电工学
L(相线) N(工作零线) PE(保护零线)
L
E
E
E
(a)
(b)
(c)
接零正确 接零不正确 忽视接零
为了确保设备外壳对地电压为零, 专设保护零线 PE。
电工学
第6章 工业企业供电及安全用电
结论：
⒈发电机→→ 电枢(定子) 、或磁极(转子) ⒉电力系统→→发电、输电和配电系统 ⒊低压配电线路的结构→→放射式、树干式 ⒋电流对人体会造成两种伤害→→电击(直接)和电伤(间接) ⒌安全用电→工频危险电流:50mA→→36V作为安全电压。 ⒍触电方式→→接触带电体、单相触电、双相触、跨步电压 ⒎接地和接零(安全用电)→→工作接地、保护接地和保护接零
这时人体处于相电压下，危险较大。
通过人体电流:
Ib
UP R0 RP
219mA
50mA
式中:
UP: 电源相电压 (220V)
Ro: 接地电阻 4 Rb: 人体电阻 1000
R0
电工学
(2) 电源中性点不接地系统的单相触电
电工学
Ib
R'
对地绝
缘电阻
人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人
体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻R' 的大小。 若输电线绝缘良好，绝缘电阻R' 较大，对人体
电工学
10kV
配电变压器 1 # 主配 电柜
配电柜
1 # 干线 教学区
配电柜去教学楼
2 # 干线 生活区
配电柜去宿舍 食堂
3 # 干线 实验区 配电柜
11层配电箱 分支线
2层配电箱 分支线 1层配电箱 分支线
……
X房间 X房间 实验楼总 配电箱 配电箱
配电箱 去报告厅
实验楼
6.3 安全用电
电工学
6.3.1 电流对人体的作用
当A相绝缘损坏碰壳时，
接地电流
Ie UP Ro Ro
式中: R0: 保护接地电阻4
R0:工作接地电阻4
Ie 220 27.5A
Ie
44
R0
(b)
R0
此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备
外壳长期带电, 其对地电压为110V。
4. 保护接零与重复接地
电工学
重 复 接 地
重 复 接 地
Ie
直流输电能耗小，无线电干扰小，输电线路造价
较低，但逆变和整流部分较复杂。
发
升压 整 直流输电 逆 降压
配
电
流
变
电
输电线路一例
直流输电结构原理图
直流输电
输电线路一例
Y
Y0
Y
380/220 V 厂用电
Y
Y
Y
Y Y
10.5 kV 变电所
输电线 220 变电所
380/220 V
Y Y0
输电线
35 kV
Y
Y 变电所
电 缆
10 kV 工厂变电所
电工学
电工学
6.2 工业企业配电
6.2.1 低压配电线路的结构
低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、 用电线路组成。
通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几 百千伏安的范围，负责几十个用户的供电。为了合 理地分配电能，有效的管理线路，提高线路的可靠 性，一般都采用分级供电的方式。即按照用户地域 或空间的分布，将用户划分成供电区和片，通过干 线、支线向片、区供电。整个供电线路形成一个分 级的网状结构。
I0
Ie
Ib
R'
C'
分布电容
R0
对地绝缘电阻
利用接地
通电通R过气b过与人设人R体备o体并的外的联电壳电，流有流且：保可IR护b减b接>小>地Ie到R时Ro安0 R全0 R值b 以内。装 作 通 电置 用 过 流的 来 人 。分 减 体流 少 的
电工学
保护接零（用于 380V / 220V 三相四线制系统）
→→不准保护接地和保护接零同时使用。 ⒏单相(安全用电) →→工作零线与保护零线
35kV
力系统将各地 区、各种类型
的发电机变压
220kV
器、输电线、 配电和用电设
35kV
负荷 备等连成一个 变电所 环形整体。
35kV
电工学
我国国家标准规定的电力网额定电压有 35 kV、 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750kV。
市区一般输电电压为 10 kV 左右，通常需要设 置降压变电所， 经配电变压器将电压降为 380/ 220 V，再引出若干条供电线到各用电点的配电箱上， 配电箱将电能分配给各用电设备。
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。
电力系统的示意图
电工学
10kV
~
220kV
输电线路
升压变电所 10kV
~
水力 升压 发电厂 变电所
220kV
10kV 至 用 户
10kV 配 电 所
地区枢纽所
火力 发电厂
为保证供电 的可靠性和安 全连续性，电
2. 电流强度对人的伤害
工频危险电流: 50mA 36V作为安全电压。
3. 电流频率对人体的伤害
电流频率在50Hz对人体的伤害最大。20kV以上 的交流对人体无危害。
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。
6.3.3 触电方式
1. 接触正常带电体 (1) 电源中性点接地的单相触电
发电机组发出的电压一般为 230V ~ 20 KV。
2. 输电
电工学
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。
变电所又居于各负载点的中央。
(2)树干式供电线路
电工学
适用场合: 负载比较集中，各负载点位于变电所 或配电箱的同一侧时, 如图(a)所示。
变电所
负载比较均匀地分布 在一条线上, 如图(b)所示。
配电箱
树干式配电线路
特点: 供电可靠性差。但配电导线用量小，投资 费用低，接线灵活性大。
某校实验楼树形供电线路示意图
电工学
6.2 工业企业配电
6.2.1 低压配电线路的结构 从车间变电所或配电箱到用电设备线路属于低压
配电线路。其联接方式主要是放射式和树干式两种。
低压供电系统的两种接线方式
(1)放射式供电线路 特点:
供电可靠性高，便于
变电所 配电箱
操作和维护。但配电导线