当前课程知识点：电工技术 > 第7讲 三相交流电路 > 7.5 安全用电常识 > 7.5 Video
下面介绍知识点7.5 安全用电常识
这所谓的电击就是触电
电击的形式分两种
一种叫直接电击
它是因为触及到了正常工作的带电导体
而产生的电击
比如说碰到裸露的导线
或者说碰到插座内部的金属部分
这时候人就直接碰到了危险电压
这种触电方式是非常危险的
但是这种触电方式的几率是比较小的
所以它并不是防护的重点
第二种电击的形式叫间接电击
它是正常工作时不带电的设备部位
因故障而使得正常工作时不带电的部位
也带上了危险电压
带有危险电压的设备部位被人触及
也会产生电击
这种电击叫做间接电击
比如说这是个设备
这个设备的外壳本来是不带电的
但是因为绝缘损坏的问题
火线碰到了外壳
这样外壳就带电了
人碰到设备的外壳人就会触电
就会发生电击
这种电击的形式叫做间接触电
间接触电的几率是比较大的
而且它的危害也是各不相同
所以说间接电击是我们防护的重点
人体接触到电压是有阻抗的
人体的阻抗和个体 性别 电压都有关系
一般情况女性的电阻比男性要小
女性对电流的敏感程度比男性要强
当接触220V电压的时候
一般情况下人体的电阻是1000Ω到2125Ω之间
所以说我们取典型的值是1000Ω
当人体刚接触电压的瞬间
因为人体有电容
这时候电流的变化时比较大的
所以容抗比较小 一般取人体的电阻是500Ω
当电流通过人体的时候会产生相应的效应
这个效应也是比较复杂的
和个体和性别都有关系
大家看这个图
这个图就描述了电流通过人体的时候
所产生的各种效应
它的横轴是电流的大小
纵轴是电流流过人体的时间
大家看图上有这么几个区域
AC-1 AC-2 AC-3和AC-4
AC-4又分成了几个区域
当电流比较小的时候
大家看这是500μA以下
这个时候人是没有反应的
这个区域叫AC-1
当这个电流继续增加
达到AC-2这个区域
这个区域人是有感觉但是没有有害的生理反应
如果电流继续增加
或者时间继续增加
就会达到AC-3这个区域
在AC-3这个区域肌肉开始收缩
但是它不会产生不可恢复的不良反应
它所有的反应都是可恢复的
如果电流增加或者通电时间继续增加
就会达到AC-4.1这个区域
这个区域人就会发生心室颤动
有心室颤动的人可以达到5%
如果再增加电流或者增加时间
就会达到AC-4.2这个区域
在这个区域发生心室颤动的人可以达到50%
当然如果再增加电流再增加时间
就达到了AC-4.3这个区域
在这个区域发生心室颤动的人就超过50%
所以这些区域都是致命的
因为已经有了心室颤动
根据刚才这个图
我们可以定义安全电流和安全电压
在正常环境下 人体接触到50V以下的电压
当然这个电压就对应着30mA以下的电流
多长时间都不会发生致命的伤害
所以我们规定30mA是安全电流 50V是安全电压
当然这个环境是正常环境下
如果是在潮湿环境下 安全电压规定为25V
下面我们谈一下电击的防护
一个设备要用电有这么几个环节
一个是低压输配电系统
一个是要有工作的场所 然后才有设备
所以要进行电击的防护
可以从这么三个环节入手
第一个是从低压配电系统入手
我们防护的措施主要是接地
接地系统分三种
分别叫IT系统 TT系统和TN系统
TN系统又分三种
分别是TN-S TN-C-S TN-C这么三种接地系统
我们也可以从用电设备入手
去采取电击防护措施
我们主要的手段是
对用电设备进行分类
还可以进行外壳的防护
还可以进行绝缘
另外国家对用电设备有强制性的安全认证
那么对供电场所来讲
我们也有手段去进行电击的防护
主要是进行用电场所的绝缘
和用电场所的总等电位联结
这个总等电位联结就是
把用电场所里面所有的金属部分
都联结到一个等电位点上去
这样在我们整个的用电场所就会形成一个等电位点
这样可以有效的防止电击的危险
首先给大家介绍电气设备的电击防护措施
也就是给大家介绍一下
用电设备的电击防护分类
当然这种分类是根据技术的水平
经济的状况和应用场所等进行分类的
我们国家对电气设备的分类主要有这么几种
第一种叫0类设备
这种设备它是有基本绝缘
但是没有防护连接手段
这个所谓的防护连接手段就是接不接地
这种0类设备不接保护地线
它主要用于不导电的环境
但是这种设备如果基本的绝缘一旦失效
就可能造成电击的危险
比如说这种老式的台灯 这种老式的电扇
它们的外壳都是金属外壳
它的电源线都是两根 没有保护地线
所以这些都属于0类设备
0类设备是有危险的
所以发达国家已经基本淘汰
有的国家已经明令禁止
禁止使用这种设备
在我们国家现在也是非常少见的
第二种设备叫Ⅰ类设备
这种设备采取了基本的绝缘措施
还有防护连接手段
它的导电外壳与保护地线 保护地线叫PE线
与PE线相连
当基本绝缘损坏后
保护地线能起到一定的保护作用
我们使用的电气设备大多都属于Ⅰ类
比如说洗衣机 电冰箱还有电饭锅等等
这种设备的特点就是电源线是三根
这根线是保护地线
它要插到三眼插座上去
底下左边是零线右边是火线
这叫左零右火 上面是保护地线
另外一种设备叫做0Ⅰ类设备
这种设备是有基本的绝缘
但是没有防护连接手段
也就是说它的电源线上是没有保护地线的
但是在这种设备的金属外壳上
有一个接地端 这个接地端可以接地
但是没有提供接地的电源线
如果说这种设备一旦你把它的接地端
连接到保护地线上去
这种设备就成了Ⅰ类设备
如果你不连接就成了0类设备
这种设备一般都用在专业的场所
另外一类设备叫做Ⅱ类设备
这种设备是采用了双重绝缘或加强绝缘
没有保护地线
带塑料外壳的家用电器大多都属于Ⅱ类设备
比如电视机 录音机都属于这种设备
这种设备的特点就是说它的电源线是两根
两根线 没有保护地线
在实际使用的时候因为
它有双重绝缘或者加强绝缘
所以你可以不考虑这种设备漏电的可能性
另外一种设备叫Ⅲ类设备
这种设备是采用了安全电压供电
采用的电源电压是小于50V的
但是这种设备要求在任何情况下
设备内部不能够自己产生高于安全电压的电压
这是Ⅲ类设备
从设备上来讲国家有一个硬性的规定
什么样的设备必须是几类设备
从这方面入手可以去进行安全防护
从低压供电系统进行安全防护的措施
主要是接地
接地的方式有三种
一种叫IT系统 一种叫TT系统
还有一种叫TN系统
TN系统又分了三种
在这个接地系统它的分类里面
是用两个字母进行分类的
第一个字母代表电源的中心点与地的关系
如果是不相连绝缘的话用I
如果是接触的话用T
第二个字母它表示设备与地的关系
T就是接地
如果用N就代表金属外壳直接与PE线相连
首先给大家介绍一下IT系统
IT系统电源的中点和地是不相连的
当然有些情况是通过高阻抗相连的
我们在这介绍不相连的系统
这种系统一般是不设中线的
设备的外壳要和地相连
如果说单相设备使用的电压是220V
因为我这线电压是380V
所以中间可以用一个变压器把380V变成220V的电压
然后再提供给单相设备使用
IT系统主要用于要求供电连续性好
也就是不能断电的场所
比如说医院里的手术室 ICU病房
还有煤矿里的坑道
对电机的防护要求高 还不能断电
这种场所要用到IT系统
下面我们就分析一下IT系统的防护特性
这是一个三相设备
假如它发生故障 发生了火线碰壳故障
有一根火线它和外壳碰到一起了
这种情况我们看似乎没有一个电流的回路
因为地和电源只通过一根线相连
好像形不成一个电流的回路
但实际上输配电的线路是和地有分布电容的
也就是说线路和地之间有一个非常大的容抗
比较大的容抗 因为分布电容是比较小的
于是就可以形成一个电流的回路
通过一个分布电容可以形成一个电流的回路
这种情况假如人碰到了带电的设备外壳
实际上流过人体的电流还是比较小的
电击的危险还是比较小的
为什么呢 因为设备的接地电阻比较小
人是和它并联的 它分流
于是流过人体的电流就比较小
因为整个回路里的电流 这是比较大的容抗
这还有个接地电阻 所以整个的电流也是比较小的
所以保险也不会熔断
所以即使发生火线碰壳的故障
它也不会断电
但是这种设备如果发生了二次碰壳故障
也就是说有两个设备同时发生了火线碰壳故障
那么就是比较危险的了
大家看如果两个设备都发生了火线碰壳的故障
它的电流回路是这么一个回路
把线电压加到了两个接地电阻上
这个电流也不足以让这两个熔断器熔断
但是由于两个接地电阻分压
在两个设备的外壳上都产生了190V
也就是380除2这么一个电压
所以这样是比较危险的
这个时候如果人碰到这个设备 人就会触电
所以为了防止这种情况发生
像这种系统应该为每台设备都增加一个漏电保护器
漏电保护器叫RCD
它的原理我们在后面会讲
这样的话发生故障的设备就会断电
像这种情况 每个设备都加一个RCD
哪个发生故障 哪个设备就断电
大家看不要把漏电保护器装到总线路上
因为我们说这种IT系统
我们是用在要求不断电的场合
如果把漏电保护器装到总线路上
只要有一个设备发生了漏电故障总线路就会断电
这样的话就不满足我们的要求了
下面给大家介绍TT系统
TT系统是设备的中点接地
比刚才的IT系统增加了零线
所以它是一个三相四线制供电
设备如果是有中线需求的话
它要连到中线上去
设备的外壳是接到地上的
这是单相设备 它的外壳也是接到地上的
下面我们就分析一下TT系统的防护特性
这是一个单相设备
假如说单相设备它的火线发生了碰壳的故障
就是这连起来了
大家看这个电流是怎么流的呢
是电源经过外壳经过熔断器经过一个接地电阻
再经过一个接地电阻又回到了电源
这个时候整个回路里面是有两个接地电阻
它所产生的电流
一般情况下不足以让这个熔断器熔断
所以说不会断电
于是在这个设备的外壳上就产生一个危险电压
如果想降低这个电压 就要降低这个电阻
就是这个设备的接地电阻
而降低这个电阻也是非常困难的
所以这种情况是比较危险的
但是这个TT系统有它的优点
因为每个设备都接了地
所以当某一个设备发生了故障的时候
它不会通过某一根线让其他的设备也带电
下面介绍一下TN系统
TN系统分三种
第一种叫TN-C系统
这个TN-C系统式这样的
电源的中性点接地 中线拉出来
这也是三相四线制供电
但实际上这根线是一个中线和保护地线公用的线
所以C就表示中线和保护地线结合 成了一根线
如果这个设备需要中线
当然它要连到这根线上去
另外它的外壳也是和中线相连的
这种方式是我们国家建国初期
从苏联学来的一种接地方式
这种接地方式其实是非常危险的
大家知道这个中线上是可能有电流的
中线上有电流也就说明中线上有电压
这个中线电压就会通过外壳接中线的这根线
传导到外壳上去
于是实际上这都有电压
也就是说当设备正常运行的时候
实际上设备的外壳就有可能是带电的
如果说三相负载不对称
中线就会有电位的偏移
那就更是让设备的外壳带电了
TN-C系统实际上是一种很不安全的接地系统
因此逐渐被TN-S或者TN-C-S系统替代
我们介绍第二种叫TN-S系统
TN-S系统式这样电源的中点是接地的
然后出来了一根零线 又出来了一根保护地线PE线
这两根线在接地点是相连的
以后永远是不能相连
设备的外壳是接到了保护地线上去
从插座上来看 如果是三相插座的话
上面这个孔实际上是接到了保护地线
左零 这个零就接到了零线上去
右火 是接一根火线
所以这个插座上的电压实际上是相电压
这种接地方式它避免了TNC系统的缺点
因为保护地线上实际上是没有任何电压的
正常工作的时候设备的外壳是不带电的
这是三相五线制供电的方式
下面我们分析一下TN-S系统的防护特性
这是个单相设备 假如火线发生碰壳故障
这相电源产生电流通过熔断器通过外壳
又回到了这个电源上去
整个回路里面电阻是很小的
因为它没有接地电阻
所以它就会让熔断器熔断
于是就把火线碰壳的故障转换成了一个短路故障
使熔断器熔断 切断电源
所以TN-S系统还是一种最安全的供电防护系统
它的安全特性比IT系统要稍差
这是TN-C-S系统
在这个系统里面它的供电部分
本来就是TN-C系统
它是三相四线制供电
所以在供电部分保护地线和零线是在一起的
用的是一根线
但是这种系统是不安全的
所以当供电到达了工作场所的时候
就把PEN线接地 这叫重复接地
然后再分出来两根线
一根是零线 另外一根是保护地线
零线就是工作零线
如果设备需要零线的话要和零线相连
保护地线在和零线分开以后
就永远不要和零线在进行任何连接
这种系统实际上它的安全性就是TN-S系统的安全性
但是它在输配电这一部分省去了一根保护地线
它是三相四线制供电
而到了工作场所又变成了三相五线制
所以这种系统也是比较安全的
这种系统现在在我们国家是应用的非常多
下面我们总结一下
从安全性上来讲
IT系统它的安全性最好
即使有故障它也不会断电
它比较适合于不能断电的场合
比如说医院里的手术室 ICU病房
还有煤矿里的煤矿坑道等等
这些都需要用这个IT系统
TN-C系统式一种最不安全的接地系统
所以现在基本上是被淘汰的接地系统
TN-S和TN-C-S系统是广泛使用的
比较安全的接地系统
任何一种接地系统都不是绝对安全的
不能够认为只要接地就绝对安全
为了进一步保障安全
应该加装漏电保护器RCD
但是RCD与接地保护是不能够互相替代的
也就是说即使有了RCD
也不能够不进行接地保护
下面我们就介绍一下漏电保护器的工作原理
漏电保护器它的内部有一个磁环
供电的火线和零线穿过这个磁环
正常情况下火线和零线在任何一个时刻
进的电流等于走的电流
比如火线上来多少电流零线上就回去多少电流
这个时候在磁环里面就没有感生磁场
在磁环上有绕了另外一个线圈
这个线圈通过脱扣电路去控制前面的开关
设备是接地的
如果发生了漏电故障
也就是设备上有漏电
那么这两个电流就不相等
这两个电流不相等 穿过磁环就有了电流
这个电流就会在磁环上产生磁场
这个磁场就会在这个线圈你产生感生电动势
于是这就会产生感生电流
这个电流去控制脱扣电路
脱扣电路就控制着开关打开
这样就可以切断电源
这个就是漏电保护器的工作原理
这个知识点就给大家介绍到这里
-1.1 电路变量及方向
--作业
-1.2 基尔霍夫定律
--作业
-1.3 电路元件
--作业
-1.4 两种电源的等效互换
--作业
-1.5 支路电流法
--作业
-1.6 节点电位法
--作业
-2.1 叠加定理
--作业
-2.2 等效电源定理之戴维宁定理
--作业
-2.3 等效电源定理之诺顿定理
--作业
-2.4 含受控源电路的分析方法
--作业
-3.1 SPICE电路文件
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.1 SPICE电路文件
-3.2 元件语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.2 元件语句
-3.3 直流分析与输出语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.3 直流分析与输出语句
-3.4 子电路与模型语句
-3.5 Aim-spice使用方法
-4.1 正弦交流电路的概念
-第4讲 正弦交流电路基础--4.1 正弦交流电路的概念
-4.2 正弦量的相量表示法
-第4讲 正弦交流电路基础--4.2 正弦量的相量表示法
-4.3 纯电阻交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.3 纯电阻交流电路
-4.4 纯电感交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.4 纯电感交流电路
-4.5 纯电容交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.5 纯电容交流电路
-5.1 RLC串联的交流电路
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.1RLC串联的交流电路
-5.2 交流电路的一般分析方法
-第5讲正弦交流电路的分析方法--5.2交流电路的一般分析方法
-5.3 功率因数的提高
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.3 功率因数的提高
-5.4正弦信号源与.tran分析语句
-第5讲--5.4正弦信号源与.tran分析语句
-6.1 串联谐振
--作业
-6.2 并联谐振
--作业
-6.3 电路的频率特性
--作业
-6.4 ac交流扫描分析语句及其应用
--作业
-6.5 RLC电路的串联谐振实验
--6.5Video
-7.1 三相交流电源
-第7讲 三相交流电路--7.1 三相交流电源
-7.2 负载星形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.2 负载星形连接的三相电路分析
-7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-7.4 三相电路功率
-第7讲 三相交流电路--7.4 三相电路功率
-7.5 安全用电常识
-7.6 用SPICE分析三相电路
-第7讲 三相交流电路--7.6 用SPICE分析三相电路
-7.7 三相电路实验
--Video
-8.1 非正弦周期交流信号的分解
--作业
-8.2 非正弦周期交流电路的分析计算
--作业
-8.3 有效值和平均功率
--作业
-8.4 用Spice分析非正弦交流电路
--作业
-9.1 换路定理与初始值的确定
--作业
-9.2 过渡过程的经典分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.2 过渡过程的经典分析方法
-9.3过渡过程的三要素分析法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.3过渡过程的三要素分析法
-9.4 过渡过程的叠加分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.4 过渡过程的叠加分析方法
-10.1 微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-第10讲--10.1微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-10.2 含有多个储能元件的一阶电路
-第10讲--10.2含有多个储能元件的一阶电路
-10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-第10讲 --10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-10.5 RC电路的过渡过程
--Video
-11.1 磁场的物理量与磁性材料
-第11讲 磁路与变压器--11.1 磁场的物理量与磁性材料
-11.2 安培环路定律和磁路的欧姆定律
-第11讲磁路与变压器--11.2安培环路定律和磁路的欧姆定律
-11.3 交流铁芯线圈
-第11讲 磁路与变压器--11.3 交流铁芯线圈
-11.4 变压器的结果与工作原理
-第11讲 磁路与变压器--11.4 变压器的结果与工作原理
-11.5 变压器的额定值及特殊变压器
-第11讲 磁路与变压器--11.5变压器的额定值及特殊变压器
-11.6 用SPICE分析变压器电路
-第11讲 磁路与变压器--11.6用SPICE分析变压器电路
-12.1 Multisim主要窗口组件
-第12讲--12.1 Multisim主要窗口组件
-12.2 电路图的编辑与测试
-第12讲 --12.2电路图的编辑与测试
-12.3 元件库
--12.3
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.3 元件库
-12.4 测试仪表
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.4 测试仪表
-12.5 Multisim的分析功能
-第12讲 --12.5 Multisim的分析功能
-12.6 用Multisim分析电路举例
-13.1 预备知识
-第13讲 电动机--13.1 预备知识
-13.2 异步电动机的转动原理
-第13讲 电动机--13.2 异步电动机的转动原理
-13.3 三相异步电动机的结构和工作原理
--作业
-13.4 三相异步电动机的机械特性
-第13讲 电动机--13.4 三相异步电动机的机械特性
-13.5 三相异步电动机的使用
-第13讲 电动机--13.5 三相异步电动机的使用
-13.6 单相异步电动机简介
-14.1 常用低压电器
-14.2 电动机的启-保-停控制及电机的保护
--作业
-14.3 基本控制环节
--作业
-14.4 综合举例
--Video
-14.5 继电器-接触器控制系统实验
--Video
-15.1 可编程控制器的组成与工作原理
--作业
-15.2 S7-200 PLC程序设计基础
--作业
-15.3 位逻辑指令
--作业
-15.4 定时器指令与计数器指令
--作业
--第十五讲讲义
-16.1 小型PLC控制系统的设计方法
-第16讲--16.1小型PLC控制系统的设计方法
-16.2 顺序功能图
-第16讲 可编程控制器之二--16.2 顺序功能图
-16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-第16讲--16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-16.4 Step7-Microwin的窗口组成
-16.5 Step7-Microwin使用举例
-期末考试--电工技术期末考试
