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第 13章 工业企业供电及安全用电
13.1 电力系统
13.2 工业企业配电
13.3 安全用电
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第 13章 工业企业供电及安全用电
本章要求：
1.了解工业企业供配电的基本知识。
1.了解安全用电的基本常识。
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发电机组发出的电压一般为 6 ~ 10 KV。
13.1 电力系统
13.1.1 电力系统概述
电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得
到了广泛的应用。电力系统是发电厂、输电线、变
电所及用电设备的总称。
1,发电
发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电
能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主，
近几年也在发展核能发电。
电力系统由发电、输电和配电系统组成。
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2,输电
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 。
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3,配电
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。
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。
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电力系统的示意图
~
水力
发电厂
升压变电所
220kV
地区枢纽所
10kV
至
用
户
配
电
所
10kV
10kV
升压
变电所
220kV 输电线路
220kV
35kV
35kV
负荷
变电所
35kV
~
火力
发电厂
10kV
为保证供电
的可靠性和安
全连续性，电
力系统将各地
区、各种类型
的发电机变压
器、输电线、
配电和用电设
备等连成一个
环形整体。
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13.2 工业企业配电
13.2.1 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。
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13.2 工业企业配电
13.2.1 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。
低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干
式两种。
变电所
配电室
放射式配电线路
变电所
配电室
树干式配电线路
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某校实验楼树形供电线路示意图
去教学楼
去宿舍
食堂
干线
干线
干线
2 #
生活区
配电柜
1 #
教学区
配电柜
3 #
实验区
配电柜
实验楼总
配电箱
……
X房间
配电箱
X房间
配电箱
分支线
分支线
分支线
2层配电箱
11层配电箱
1层配电箱
1 #
主配
电柜
10kV
去报告厅
实验楼
配电变压器
配电柜
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13.3 安全用电
13.3.1 触电事故
1,电气事故的原因
1) 违章操作
(1) 违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成
维修人员触电。
(2) 违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员
触
及电器的带电部分。(3) 带电移动电器设备。
(4) 用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。
(6) 对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导
致触电。
(5) 违章救护他人触电，造成救护者一起触电。
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2) 施工不规范
(1) 误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、
零线位置接反使机壳带电。
(2) 插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。
(3) 照明电路的中线接触不良或安装保险，造成
中线断开，导致家电损坏。
(5) 随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，
导致电器损坏。
(4) 照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。
(6) 施工中未对电气设备进行接地保护处理。
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3) 产品质量不合格
(1) 电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下
损坏和触电。
(2) 带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造
成维修人员触电。
(3) 产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力
很低，容易造成触电。
(4) 生产工艺粗制滥造。
(5) 电热器具使用塑料电源线。
4) 偶然条件
电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将
电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然
事件均会造成触电事故。
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13.3.2 电流对人体的作用
人体触电时，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，影响呼吸系统、心脏
和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。
电伤 是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对
人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。
调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造
成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大
小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的
途径等。
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1,人体电阻
人体电阻因人而异，通常为 104 ~ 105?，当角质
外层破坏时，则降到 800~1000?。
2,电流强度对人的伤害
人体允许的 安全工频电流, 30mA
工频危险电流, 50mA
电流频率在 40Hz ~ 60Hz对人体的伤害最大 。
实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电
流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。
3,电流频率对人体的伤害
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。
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5,电压对人体的伤害
电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停
止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流
经从右手到左脚的路径是最危险的。
触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。
因此，把 36 V以下的电压定为安全电压。工厂
进行设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全
电压。
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13.3.3 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
R0
通过人体电流,
mA50mA2 1 9
P0
P
b ????? RR
UI
式中,
UP,电源相电压 (220V)
Ro,接地电阻 ? 4?
Rb,人体电阻 1000?
这时人体处于相电压下，危险较大。
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(2) 电源中性点不接地系统的单相触电
R'对地绝
缘电阻Ib
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
的危害性就减小。
但导线与地面间的绝缘可能不良（ R' 较小）,
甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。
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(3) 双相触电
双相触电
触电后果更为严重
通过人体的电流：
A38.0
1000
380
b
b ??? R
UI l
mA50mA3 8 0 ???
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。
这时人体处于线电压下，
Ib
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3,跨步电压触电 U 电位分布
接地点
20m0.8m
跨步电压
在高压输电线断
线落地时，有强大
的电流流入大地，
在接地点周围产生
电压降。如图所示。
当人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压而
触电。跨步电压的大小与人和接地点距离，两脚之
间的跨距，接地电流大小等因素有关。
双脚跨步
一般在 20m之外，跨步电压就降为零。如果误入
接地点附近，应双脚并拢或单脚跳出危险区。
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13.3.4 接地和接零
为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设
备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工
作接地、保护接地和保护接零。
1,工作接地
R0
即将中性点接地。
目的：
(1) 降低触电电压
(2) 迅速切断故障
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
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2,保护接地
R'
C'I
b
Ie
当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于
外壳带电,当人触及外壳,接地电流 Ie将经过人体入
地后,再经其它两相对地绝缘电阻 R?及分布电容 C ?
回到电源。当 R?值较低,C?较大时,Ib将达到或超
过危险值。
对地绝缘电阻
分布电容
电气设备外壳未装保护接地时,
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电气设备外壳有保护接地时
通过人体的电流：
b0
0
eb RR
RII
?
?
Rb与 Ro并联，且 Rb ? Ro
?通过人体的电流可减小到安全值以内。
R'
C'
R0
Ib
IeI0
利用接地
装置的分流
作用来减少
通过人体的
电流。
保护接地,将电气设备的金属外壳 (正常情况下是
不带电的 )接地。 ? 用于中性点不接地的低压系统 ?
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保护接零（用于 380V / 220V 三相四线制系统）
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。
C
AB
Ro
N
(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。
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保护接地和保护接零同时使用时
当 A相绝缘损坏碰壳时，
接地电流
式中,R0：保护接地电阻 4?
R?0：工作接地电阻 4?
A5.27442 2 0e ???I
注：中性点接地系统
(1) 不允许采用保护接地，只能采用保护接零；
(2) 不准保护接地和保护接零同时使用。
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。
C
AB
R'0
N
(b)
R0
Ieoo
Pe
RR
UI
???
第 13章 工业企业供电及安全用电
13.1 电力系统
13.2 工业企业配电
13.3 安全用电
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第 13章 工业企业供电及安全用电
本章要求：
1.了解工业企业供配电的基本知识。
1.了解安全用电的基本常识。
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发电机组发出的电压一般为 6 ~ 10 KV。
13.1 电力系统
13.1.1 电力系统概述
电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得
到了广泛的应用。电力系统是发电厂、输电线、变
电所及用电设备的总称。
1,发电
发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电
能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主，
近几年也在发展核能发电。
电力系统由发电、输电和配电系统组成。
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2,输电
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 。
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3,配电
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。
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。
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电力系统的示意图
~
水力
发电厂
升压变电所
220kV
地区枢纽所
10kV
至
用
户
配
电
所
10kV
10kV
升压
变电所
220kV 输电线路
220kV
35kV
35kV
负荷
变电所
35kV
~
火力
发电厂
10kV
为保证供电
的可靠性和安
全连续性，电
力系统将各地
区、各种类型
的发电机变压
器、输电线、
配电和用电设
备等连成一个
环形整体。
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13.2 工业企业配电
13.2.1 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。
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13.2 工业企业配电
13.2.1 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。
低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干
式两种。
变电所
配电室
放射式配电线路
变电所
配电室
树干式配电线路
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某校实验楼树形供电线路示意图
去教学楼
去宿舍
食堂
干线
干线
干线
2 #
生活区
配电柜
1 #
教学区
配电柜
3 #
实验区
配电柜
实验楼总
配电箱
……
X房间
配电箱
X房间
配电箱
分支线
分支线
分支线
2层配电箱
11层配电箱
1层配电箱
1 #
主配
电柜
10kV
去报告厅
实验楼
配电变压器
配电柜
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13.3 安全用电
13.3.1 触电事故
1,电气事故的原因
1) 违章操作
(1) 违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成
维修人员触电。
(2) 违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员
触
及电器的带电部分。(3) 带电移动电器设备。
(4) 用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。
(6) 对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导
致触电。
(5) 违章救护他人触电，造成救护者一起触电。
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2) 施工不规范
(1) 误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、
零线位置接反使机壳带电。
(2) 插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。
(3) 照明电路的中线接触不良或安装保险，造成
中线断开，导致家电损坏。
(5) 随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，
导致电器损坏。
(4) 照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。
(6) 施工中未对电气设备进行接地保护处理。
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3) 产品质量不合格
(1) 电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下
损坏和触电。
(2) 带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造
成维修人员触电。
(3) 产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力
很低，容易造成触电。
(4) 生产工艺粗制滥造。
(5) 电热器具使用塑料电源线。
4) 偶然条件
电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将
电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然
事件均会造成触电事故。
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13.3.2 电流对人体的作用
人体触电时，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，影响呼吸系统、心脏
和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。
电伤 是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对
人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。
调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造
成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大
小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的
途径等。
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1,人体电阻
人体电阻因人而异，通常为 104 ~ 105?，当角质
外层破坏时，则降到 800~1000?。
2,电流强度对人的伤害
人体允许的 安全工频电流, 30mA
工频危险电流, 50mA
电流频率在 40Hz ~ 60Hz对人体的伤害最大 。
实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电
流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。
3,电流频率对人体的伤害
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。
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5,电压对人体的伤害
电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停
止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流
经从右手到左脚的路径是最危险的。
触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。
因此，把 36 V以下的电压定为安全电压。工厂
进行设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全
电压。
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13.3.3 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
R0
通过人体电流,
mA50mA2 1 9
P0
P
b ????? RR
UI
式中,
UP,电源相电压 (220V)
Ro,接地电阻 ? 4?
Rb,人体电阻 1000?
这时人体处于相电压下，危险较大。
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(2) 电源中性点不接地系统的单相触电
R'对地绝
缘电阻Ib
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
的危害性就减小。
但导线与地面间的绝缘可能不良（ R' 较小）,
甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。
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(3) 双相触电
双相触电
触电后果更为严重
通过人体的电流：
A38.0
1000
380
b
b ??? R
UI l
mA50mA3 8 0 ???
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。
这时人体处于线电压下，
Ib
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3,跨步电压触电 U 电位分布
接地点
20m0.8m
跨步电压
在高压输电线断
线落地时，有强大
的电流流入大地，
在接地点周围产生
电压降。如图所示。
当人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压而
触电。跨步电压的大小与人和接地点距离，两脚之
间的跨距，接地电流大小等因素有关。
双脚跨步
一般在 20m之外，跨步电压就降为零。如果误入
接地点附近，应双脚并拢或单脚跳出危险区。
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13.3.4 接地和接零
为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设
备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工
作接地、保护接地和保护接零。
1,工作接地
R0
即将中性点接地。
目的：
(1) 降低触电电压
(2) 迅速切断故障
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
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2,保护接地
R'
C'I
b
Ie
当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于
外壳带电,当人触及外壳,接地电流 Ie将经过人体入
地后,再经其它两相对地绝缘电阻 R?及分布电容 C ?
回到电源。当 R?值较低,C?较大时,Ib将达到或超
过危险值。
对地绝缘电阻
分布电容
电气设备外壳未装保护接地时,
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电气设备外壳有保护接地时
通过人体的电流：
b0
0
eb RR
RII
?
?
Rb与 Ro并联，且 Rb ? Ro
?通过人体的电流可减小到安全值以内。
R'
C'
R0
Ib
IeI0
利用接地
装置的分流
作用来减少
通过人体的
电流。
保护接地,将电气设备的金属外壳 (正常情况下是
不带电的 )接地。 ? 用于中性点不接地的低压系统 ?
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保护接零（用于 380V / 220V 三相四线制系统）
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。
C
AB
Ro
N
(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。
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保护接地和保护接零同时使用时
当 A相绝缘损坏碰壳时，
接地电流
式中,R0：保护接地电阻 4?
R?0：工作接地电阻 4?
A5.27442 2 0e ???I
注：中性点接地系统
(1) 不允许采用保护接地，只能采用保护接零；
(2) 不准保护接地和保护接零同时使用。
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。
C
AB
R'0
N
(b)
R0
Ieoo
Pe
RR
UI
???
