报警器的制作.ppt
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1、项项目一目一 报报警器的制作警器的制作1.本本项项目教学内容目教学内容一、工一、工业业用用电电与安全用与安全用电电二、二、电电工工测测量(常用量(常用电电工工仪仪表的使表的使用)用)三、三、报报警器的制作(警器的制作(实验实验)四、四、电电路的基本概念和定律路的基本概念和定律五、五、电电路的等效路的等效变换变换六、六、线线性性电电路的基本定理与基本分路的基本定理与基本分析方法析方法七、七、Multisim软软件学件学习习与与实验验证实验验证(实验实验)2.教学知教学知识识点点1一、一、电电力系力系统统二、工二、工业业企企业业配配电电三、安全用三、安全用电电3.教学知教学知识识点点1 1教学要求
2、:教学要求:教学要求:教学要求:1 1.了解工了解工了解工了解工业业业业企企企企业业业业供配供配供配供配电电电电的基本知的基本知的基本知的基本知识识识识;2 2.了解安全用了解安全用了解安全用了解安全用电电电电的基本常的基本常的基本常的基本常识识识识。4.1 电电力系力系统统1.11.1 电电电电力系力系力系力系统统统统概述概述概述概述 电电力是力是现现代工代工业业的主要的主要动动力,在各行各力,在各行各业业中都得到了广泛中都得到了广泛的的应应用。用。电电力系力系统统是是发电发电厂、厂、变电变电站、配站、配电电所直到各个用所直到各个用户户等等环节环节所所组组成的成的电电能生能生产产消消费费系系
3、统统。由由由由发电发电发电发电厂、厂、厂、厂、电电电电力网和力网和力网和力网和电电电电能用能用能用能用户组户组户组户组成的一个集成的一个集成的一个集成的一个集发电发电发电发电、输输输输送送送送电电电电、变变变变配配配配电电电电和用和用和用和用电电电电的整体称的整体称的整体称的整体称为电为电为电为电力系力系力系力系统统统统。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作电电力系力系统统示意示意图图5.2.2.输电输电输电输电 输电输电就是将就是将电电能能输输送到用送到用电电地区或直接地区或直接输输送到大型用送到大型用电电户户。输电输电网是由网是由 35 kV 及以上的及以上的输电线输电线路与其相路与其相
4、连连接的接的变电变电所所组组成,它是成,它是电电力系力系统统的主要网的主要网络络。输电输电是是联联系系发电发电厂和用厂和用户户的中的中间环节间环节。输电过输电过程中程中,一般将一般将发电发电机机组发组发出的出的 610kV 电压经电压经升升压变压变压压器器变为变为 35 500kV 高高压压,通,通过输电线过输电线可可远远距离将距离将电电能能传传送送到到各用各用户户,再利用降再利用降压变压压变压器将器将35kV 高高压压变为变为 610kV 高高压压。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作发电发电机机组发组发出的出的电压电压一般一般为为 6 10 kV。发电发电是将水力、火力、是将水力、火力、
5、风风力、核能和沼气等非力、核能和沼气等非电电能能转换转换成成电电能的能的过过程。我国以水利和火力程。我国以水利和火力发电为发电为主,近年来也在主,近年来也在发发展展风风力力发电发电、核能、核能发电发电等。等。1.1.发电发电发电发电6.3.3.配配配配电电电电 配配电电是由是由 10kV 级级以下的配以下的配电线电线路和配路和配电电(降降压压)变压变压器所器所组组成。成。它的作用是将它的作用是将电电能降能降为为 380/220V 低低压压再分配到各个用再分配到各个用户户的用的用电设备电设备。电电力网的力网的电压电压等等级级高高高高压压压压:1kV 1kV 及以上的及以上的及以上的及以上的电压电
6、压电压电压称称称称为为为为高高高高压压压压。有有1,3,6,10,35,110,330,550kV 等。等。低低低低压压压压:1kV 1kV 及以下的及以下的及以下的及以下的电压电压电压电压称称称称为为为为低低低低压压压压。有有220,380V。安全安全安全安全电压电压电压电压:36V36V以下的以下的以下的以下的电压电压电压电压称称称称为为为为低低低低压压压压。我国我国规规定的安全定的安全电压电压等等级级有:有:12V、24V、36V等。等。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作7.利用利用输电线输电线路把一个个独立运行的分散在各地的路把一个个独立运行的分散在各地的发电发电厂厂联联接成一个整
7、体接成一个整体电电网,然后由网,然后由电电网向所覆盖的网向所覆盖的地区范地区范围围内所有用内所有用户户供供电电,就构成了具有,就构成了具有现现代意代意义义的的电电力系力系统统 我国目前已有我国目前已有华东华东、华华北、北、华华中、中、东东北、西北、北、西北、南方等地区性南方等地区性电电网。网。4.4.电电电电力系力系力系力系统统统统与交流与交流与交流与交流输电输电输电输电跳跳转转 送送电电距离愈距离愈远远,要求,要求输电线输电线的的电压电压愈高。我国国愈高。我国国家家标标准中准中规规定定输电线输电线的的额额定定电压为电压为 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、7
8、50 kV、1000kV。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作8.交流交流输电线输电线路一例路一例 市市区区一一般般输输电电电电压压为为 10 kV 左左右右,通通常常需需要要设设置置降降压压变变电电所所,经经配配电电变变压压器器将将电电压压降降为为 380/220 V,再再引引出出若若干干条条供供电电线线到到各各用用电电点点的的配配电电箱箱上上,配配电电箱箱将将电电能能分分配配给给各各用用电电设设备备。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作9.5.5.直流直流直流直流输电输电输电输电 直流直流输电输电能耗小,无能耗小,无线电线电干干扰扰小,小,输电线输电线路造价路造价较较低,但逆低,但逆变
9、变和整流部分和整流部分较较复复杂杂。从三峡到。从三峡到华东华东地区地区和和华华南地区已建有南地区已建有 50 104 V的直流的直流输电线输电线路。路。除交流除交流输电输电外,外,还还有直流有直流输电输电。其。其结结构原理构原理图图如如图图所示。所示。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作10.2 工工业业企企业业配配电电2.1 低低压压配配电线电线路的路的结结构构 低低压压配配电线电线路是由配路是由配电电室室(配配电电箱箱)、低、低压线压线路、路、用用电线电线路路组组成。成。通常一个通常一个低低压压配配电线电线路路的的容量容量在几十千伏安到几在几十千伏安到几百千伏安的范百千伏安的范围围,负责
10、负责几十个用几十个用户户的供的供电电。为为了合理了合理地分配地分配电电能,有效的管理能,有效的管理线线路,提高路,提高线线路的可靠性,路的可靠性,一般都采用分一般都采用分级级供供电电的方式。的方式。即按照用即按照用户户地域或空地域或空间间的的分布,将用分布,将用户户划分成供划分成供电电区和片,通区和片,通过过干干线线、支、支线线向片、向片、区供区供电电。整个供。整个供电线电线路形成一个分路形成一个分级级的网状的网状结结构。构。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作11.2.1 低低压压配配电线电线路的路的结结构构 从从车间变电车间变电所或配所或配电电箱到用箱到用电设备线电设备线路属于低路属于低
11、压压配配电线电线路。其路。其联联接方式主要是接方式主要是放射式放射式和和树树干式干式两种。两种。低低压压供供电电系系统统的两种接的两种接线线方式方式1.1.放射式供放射式供放射式供放射式供电线电线电线电线路路路路 特点特点:供供电电可靠性高,便于操可靠性高,便于操作和作和维护维护。但配。但配电导线电导线用量用量大,投大,投资资高。高。适用适用场场合:合:负载负载点比点比较较分散,而每个点的用分散,而每个点的用电电量又量又较较大,大,变变电电所又居于各所又居于各负载负载点的中央。点的中央。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作12.适用适用适用适用场场场场合合合合:负载负载比比较较集中,各集中,
12、各负载负载点位于点位于变电变电所所或配或配电电箱的同一箱的同一侧时侧时,如如图图(a)所示。所示。负载负载比比较较均匀地分布均匀地分布在一条在一条线线上上,如如图图(b)所示。所示。2.2.树树树树干式供干式供干式供干式供电线电线电线电线路路路路 特点特点:供供电电可靠性差。但配可靠性差。但配电导线电导线用量小,投用量小,投资资费费用低,接用低,接线线灵活性大。灵活性大。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作13.某校某校实验实验楼楼树树形供形供电线电线路示意路示意图图项项目一目一 报报警器的制作警器的制作14.3 安全用安全用电电 在生在生产产中,不中,不仅仅要提高要提高劳动劳动生生产产率,
13、减率,减轻轻繁重的体繁重的体力力劳动劳动,而且要尽一切可能保,而且要尽一切可能保护劳动护劳动者的人身安全。者的人身安全。以下介以下介绍绍安全用安全用电电的几个的几个问题问题。3.1 电电流流对对人体的危害人体的危害 人体触人体触电时电时,电电流流对对人体会造成两种人体会造成两种伤伤害:害:电击电击电击电击:是指是指电电流通流通过过人体,影响呼吸系人体,影响呼吸系统统、心、心脏脏和神和神经经系系统统,造成人体内部,造成人体内部组织组织的破坏乃至死亡。它多的破坏乃至死亡。它多发发生在生在对对地地电电压为压为220V的低的低压线压线路或路或带电设备带电设备上。上。电伤电伤电伤电伤:是指在是指在电电弧
14、作用下或熔断弧作用下或熔断丝丝熔断熔断时时,对对人体外部人体外部的的伤伤害,如皮肤局部害,如皮肤局部发红发红、起泡、起泡、烧烧焦或焦或组织组织破坏,破坏,严严重重时时也可危及人命。它多也可危及人命。它多发发生在生在1000V及及1000V以上的高以上的高压带电压带电体体上,它的危上,它的危险虽险虽不像不像电击电击那那样严样严重,但也不容忽重,但也不容忽视视。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作15.1.1.人体人体人体人体电电电电阻的大小阻的大小阻的大小阻的大小 人体人体电电阻因人而异,通常阻因人而异,通常为为 104 105 ,当角,当角质质外外 层层破坏破坏时时,则则降到降到800100
15、0。3.3.电电电电流的大小流的大小流的大小流的大小 人体允人体允许许的的安全安全电电流流:30mAS 工工频频危危险电险电流流:50mA2.2.电电电电流通流通流通流通过时间过时间过时间过时间的的的的长长长长短短短短 电电流通流通过过人体的人体的时间时间愈愈长长,则伤则伤害愈大。害愈大。触触电电压电电压越高,通越高,通过过人体的人体的电电流越大就越危流越大就越危险险。因此,安全因此,安全电压电压通常通常规规定定为为36 V。但在潮湿地面和。但在潮湿地面和能能导电导电的厂房,安全的厂房,安全电压则规电压则规定定为为24V或或12V。工厂。工厂进进行行设备检设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全
16、修使用的手灯及机床照明都采用安全电压电压。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作 电击电击所引起的所引起的伤伤害程度与下列因素有关:害程度与下列因素有关:16.电电流的路径通流的路径通过过心心脏脏会会导导致神致神经经失常、心跳停止、失常、心跳停止、血液循血液循环环中断,危中断,危险险性最大。其中性最大。其中电电流的流流的流经经从左手从左手(或右手或右手)到胸部的危到胸部的危险险最高。最高。电电流流频频率在率在40Hz 60Hz对对人体的人体的伤伤害最大害最大。实实践践证证明,直流明,直流电对电对血液有分解作用,而高血液有分解作用,而高频电频电流流不不仅仅没有危害没有危害还还可以用于医可以用于医
17、疗疗保健等。保健等。4.4.电电电电流流流流频频频频率率率率项项目一目一 报报警器的制作警器的制作17.3.2 触触电电方式方式1.1.接触正常接触正常接触正常接触正常带电带电带电带电体体体体(1)电电源中性点接地的源中性点接地的单单相触相触电电通通通通过过过过人体人体人体人体电电电电流流流流:式中式中:UP:电电源相源相电压电压(220V)Ro:接地接地电电阻阻 4 Rb:人体人体电电阻阻 1000 这时这时人体人体处处于相于相电压电压下,危下,危险较险较大。大。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作18.(2)(2)电电电电源中性点不接地系源中性点不接地系源中性点不接地系源中性点不接地系统
18、统统统的的的的单单单单相触相触相触相触电电电电R对对地地绝绝缘电缘电阻阻Ib 人体接触某一相人体接触某一相时时,通,通过过人体的人体的电电流取决于人体流取决于人体电电阻阻Rb与与输电线对输电线对地地绝缘电绝缘电阻阻R 的大小。的大小。若若输电线绝缘输电线绝缘良好,良好,绝缘电绝缘电阻阻R 较较大大,对对人体的危人体的危害性就减小。害性就减小。但但导线导线与地面与地面间间的的绝缘绝缘可能不良可能不良(R 较较小小),甚至有甚至有一相接地,一相接地,这时这时人体中就有人体中就有电电流通流通过过。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作19.(3)双相触双相触电电双相触双相触电电触触触触电电电电后果更
19、后果更后果更后果更为严为严为严为严重重重重通通通通过过过过人体的人体的人体的人体的电电电电流:流:流:流:2.2.接触正常不接触正常不接触正常不接触正常不带电带电带电带电的金属体的金属体的金属体的金属体 当当电电气气设备设备内部内部绝缘损绝缘损坏而与外壳接触,将使其坏而与外壳接触,将使其外壳外壳带电带电。当人触及。当人触及带电设备带电设备的外壳的外壳时时,相当于,相当于单单相触相触电电。大多数触。大多数触电电事故属于事故属于这这一种。一种。这时这时人体人体处处于于线电压线电压下下Ib项项目一目一 报报警器的制作警器的制作20.3.3.跨步跨步跨步跨步电压电压电压电压触触触触电电电电U电电位分布
20、位分布接地点接地点20m0.8m跨步跨步电压电压 在高在高压输电线压输电线断断线线落地落地时时,有,有强强大大的的电电流流入大地,流流入大地,在接地点周在接地点周围产围产生生电压电压降。如降。如图图所示。所示。当人体接近接地点当人体接近接地点时时,两脚之,两脚之间间承受跨步承受跨步电压电压而触而触电电。跨步。跨步电压电压的大小与人和接地点距离,两脚之的大小与人和接地点距离,两脚之间间的的跨距,接地跨距,接地电电流大小等因素有关。流大小等因素有关。双脚跨步双脚跨步 一般在一般在20m之外,跨步之外,跨步电压电压就降就降为为零。如果零。如果误误入接入接地点附近,地点附近,应应双脚并双脚并拢拢或或单
21、单脚跳出危脚跳出危险险区。区。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作21.3.3 接地和接零接地和接零 为为了人身安全和了人身安全和电电力系力系统统工作的需要,要求工作的需要,要求电电气气设备设备采取接地措施。按接地目的的不同,主要分采取接地措施。按接地目的的不同,主要分为为工作接地、保工作接地、保护护接地和保接地和保护护接零。接零。1.1.工作接地工作接地工作接地工作接地即将中性点接地。即将中性点接地。目的:目的:(1)降低触降低触电电压电电压(2)迅速切断故障迅速切断故障 在中性点接地的系在中性点接地的系统统中,一相接地后的中,一相接地后的电电流流较较大,大,保保护护装置迅速装置迅速动动作
22、,断开故障点。作,断开故障点。(3)降低降低电电气气设备对设备对地的地的绝缘绝缘水平水平项项目一目一 报报警器的制作警器的制作22.2.2.保保保保护护护护接地接地接地接地 当当电电气气设备设备内部内部绝缘损绝缘损坏坏发发生一相碰壳生一相碰壳时时:由于:由于外壳外壳带电带电,当人触及外壳当人触及外壳,接地接地电电流流 Ie 将将经过经过人体入人体入地后地后,再再经经其它两相其它两相对对地地绝缘电绝缘电阻阻R 及分布及分布电电容容C 回到回到电电源。当源。当R 值较值较低、低、C 较较大大时时,Ib 将达到或将达到或超超过危危险值。电电电电气气气气设备设备设备设备外壳未装保外壳未装保外壳未装保外
23、壳未装保护护护护接地接地接地接地时时时时项项目一目一 报报警器的制作警器的制作23.电电气气设备设备外壳有保外壳有保护护接地接地时时通通过过人体的人体的电电流:流:R Rb b与与与与R Ro o并并并并联联联联,且,且,且,且 R Rb b R Ro o 通通通通过过过过人体的人体的人体的人体的电电电电流可减小到安全流可减小到安全流可减小到安全流可减小到安全值值值值以内。以内。以内。以内。利用接地利用接地装置的分流装置的分流作用来减少作用来减少通通过过人体的人体的电电流。流。保保保保护护护护接地:接地:接地:接地:将将电电气气设备设备的金属外壳的金属外壳(正常情况下是正常情况下是不不带电带电
24、的的)接地。接地。用于中性点不接地的低用于中性点不接地的低压压系系统统 分布分布电电容容R0IbIeI0项项目一目一 报报警器的制作警器的制作24.3.3.保保保保护护护护接零接零接零接零(用于(用于(用于(用于 380V/220V 380V/220V 三相四三相四三相四三相四线线线线制系制系制系制系统统统统)将将将将电电电电气气气气设备设备设备设备的外壳可的外壳可的外壳可的外壳可靠地接到零靠地接到零靠地接到零靠地接到零线线线线上。上。上。上。当当电电气气设备绝缘损设备绝缘损坏造坏造成一相碰壳,成一相碰壳,该该相相电电源短源短路,其短路路,其短路电电流使保流使保护设护设备动备动作,将故障作,将
25、故障设备设备从从电电源切除,防止人身触源切除,防止人身触电电。把把把把电电电电源碰壳,源碰壳,源碰壳,源碰壳,变变变变成成成成单单单单相短路,使保相短路,使保相短路,使保相短路,使保护设备护设备护设备护设备能迅速可能迅速可能迅速可能迅速可靠地靠地靠地靠地动动动动作,切断作,切断作,切断作,切断电电电电源。源。源。源。项项目一目一 报报警器的制作警器的制作25.保保保保护护护护接地和保接地和保接地和保接地和保护护护护接零同接零同接零同接零同时时时时使用使用使用使用时时时时当当当当A A相相相相绝缘损绝缘损绝缘损绝缘损坏碰壳坏碰壳坏碰壳坏碰壳时时时时,接地接地接地接地电电电电流流流流式中式中式中式
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