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电气安全技术

目录

摘要1

第一章概述3

1.1电气安全课程设计目的3

1.2课程设计的组成部分3

第二章电气安全课程设计的目的4

2.1建筑物及施工现场的电气安全设计4

2.1.1三相五线制系统的组成及特点 4

2.1.2工地临时用电的安全技术措施5

2.1.3建筑物的防雷系统7

2.1.4建筑物的等电位7

2.1.5施工工地的用电安全管理措施8

2.2机械厂的电气安全设计9

2.2.1TN和TT系统9

2.2.2典型电路——三相异步电动机控制电路设计12

2.2.3电动机的绝缘性能的判别14

2.2.4安全管理制度的设计14

第三章总结15

3.1问题及解决15

3.2体会和建议16

3.3参考文献16

第一章概述

人们在现代生产和生活中，使用电能是非常普遍的，但是，电能又对人类构成威胁，触电会造成人员伤亡，电气事故会毁坏用电设备或引起火灾。

所谓电气事故，主要包括触电事故、雷击、静电危害、电磁场危害、电气火灾和爆炸，也包括危及人身安全的线路故障和设备故障。

由于物体带电不象机械危险部位那样容易被人们觉察到，因而更具有危险性。

电气安全技术，就是人为了消除电气事故，保证安全所采用的技术措施的统称。

1.1电气安全课程设计目的

本课程设计通过从建筑物及施工现场的电气安全和机械厂的用电安全两个方向，既了解施工现场的临时供电系统、施工现场的用电安全、建筑物采用的等电位联接的原理和方法、建筑物的防雷，还对工厂的用电注意事项、电动机的安全性能、三相异步电动机的直接启动控制线路原理机器用电保护有所掌握。

1.2课程设计的组成部分

该项目的过程分为准备阶段、实施阶段和总结阶段三部分。

准备阶段：

学生复习教材的相关内容、查阅相关资料，为完成任务做知识准备；

实施阶段：

通过项目的实施，巩固已学知识，训练必要的技能；

总结阶段：

通过课程设计报告，报告中简要地写出项目实施的过程、内容，写出通过项目学到的知识和技能。

本课程设计报告由三部分组成，第一部分为绪论，第二部分为建筑物及施工现场的电气安全，第三部分为机械厂的用电安全。

其中第一部分包括课程设计目的和组成部分；第二部分包括三相五线制系统、三相五线制系统的组成及特点、工地临时用电的安全技术措施、建筑物的防雷系统、建筑物的等电位、施工工地的用电安全管理措施；第三部分包括3.1遇到的问题及解决方案、收获体会及建议、参考资料等。

本课程设计报告封面格式为浙江工业大学课程设计要求封面格式，摘要、关键词、目录以及原文等格式按照浙江工业大学本科生毕业论文格式进行排版。

第2章电气安全课程设计的目的

2.1建筑物及施工现场的电气安全设计

2.1.1三相五线制系统的组成及特点 

在三相四线制制供电系统中，把零线的两个作用分开，即一根线做工作零线（N）,另外用一根线专做保护零线（PE）,这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式。

三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线。

三相五线制的接线方式如下图所示。

该接线的特点是：

工作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。

由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载，因而得到广泛的应用。

在三相负载不完全平衡的运行情况下，工作零线N是有电流通过且是带电的，而保护零线PE不带电，因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。

2.1.2工地临时用电的安全技术措施

1、采用TN-S接零保护系统，实行三级配电三级漏电保护和一机一闸一漏一箱的办法。

（见下图）

2、现场整个用电系统采用保护重复接地不少于三处，重复接地级用60×6角钢打入地下1.8M以下，电阻不大于10Ω。

3、所使用的电器产品，必须是有关部门推荐的优质产品。

4、电气施工作业人员，必须经有关部门培训考试合格后，持有特种作业人员操作证，方准进行作业。

5、用电操作顺序，送电到总配电柜、分配电箱、开关箱、设备，停电拉闸顺序相反至上锁。

6、电气设备的设置、安装、防护、使用、维修要符合JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》的要求， 

7、各种电源联接要牢固，绝缘良好。

配电箱、开关箱标明用途名称，实行一机一闸一漏一保，箱门配锁，箱内及四周不得有杂物。

 4、检修时必须停电，悬挂停电标志牌。

8、强化电气防火领导体制，建立电气防火教育，制定防火制度，执行防火责任制。

9、电气周围设置禁止用火标志，配置绝缘灭火器，在电气装置和线路周围不准堆放易燃、易爆、强腐蚀质等物品。

本施工现场用电施工组织设计，是根据捕标JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》的要求，结合当地用电系统的有关具体情况而编制的。

在投入实施前，必须经有关部门人员的审核审批后方准使用。

在使用中现场施工员应根据工地的具体情况，再进行详细的交底，使用电人员做到心中有数，确保安全。

2.1.3建筑物的防雷系统

一般建筑物防雷是指当发生雷雨时，通过建筑物的防雷防护装置将雷云的电荷安全泄放到大地中去，从而使建筑物免受雷击。

因此建筑物防雷主要是防外部直击雷，本文仅探讨建筑物外部防直击系统。

建筑物防雷防护装置及防雷系统由接闪器（避雷针）、引下线、接地网等有机组成，缺一不可。

（1）防直击雷：

①接闪器宜采用避雷带（网）或避雷针或由其混合组成。

避雷带应装设在建筑物易受雷击部位，并应在整个屋面上装设不大于20m×20m或24m×16m的网格。

②引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱，其根数不做具体规定，间距不应大于25m，但建筑外轮廓易受雷击的各个角上的柱子的钢筋或钢柱应被利用。

③滚球法确定接闪器的保护范围，滚球半径不小于60m。

（2）防雷电波侵入：

进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢管及金属管道与接地装置连接。

（3）当建筑物高度超过60m时，应防止侧击雷：

将建筑物内的各种竖向金属管道每三层与圈梁的钢筋连接一次，均压环。

2.1.4建筑物的等电位

（1）总等电位联结 

通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板（接地母排）将进线配电箱的PE（PEN）母排、 公共设施的金属管道、建筑物的金属结构及人工接地的接地引线等互相连通，以达到降低建 筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路 和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，称为总等电位联结。

（2）辅助等电位联结 

将导电部分用导线直接作等电位联结，使故障接触电压降至接触电压限值以下，称作辅 助等电位联结。

（3） 局部等电位联结 

当需在一局部场所范围内作多个辅助等电位联结时，可通过局部等电位联结端子板将 PE 母线、PE 干线、公共设施的金属管道及建筑物金属结构等部分互相连通，以简便地实现 该局部范围内的多个辅助等电位联结，被称作局部等电位联结。

2.1.5施工工地的用电安全管理措施

地下室临时用电线路全部架空，临时照明采用36V安全电压。

施工现场供电线路、电气设备的安装维修保养及拆除工作必须由专业人员（持双证有效的维修电工）进行。

配电房内安全工具及防护措施、灭火器材必须齐全。

对易燃易爆的危险品存放场所的设备要严格监控，检查工作，发现问题立即整改负责。

对移动机具及照明的使用应实行三级配电，二级漏电保护，并经常定期进行检查、维修和保养，由电工负责。

施工现场大型用电设备等配有专人进行维修和管理，由负责。

定期进行检查，每月一次对施工现场进行检查。

实施要点

施工现场临时用电经项目部临时用电组织设计（见施工组织设计进行设置，再由安全科及技术部门专业人员进行验收合格和方可使用，对大型机械如塔吊、施工升降机等机械应单独设置随机控制电箱）。

施工现场每天由专业电工负责安全用电的巡视、维修、整改工作。

电工晚间值班必须派双人持证上岗。

特殊情况下需要带电操作时，必须配备必要的安全用具，采取可靠的安全隔离措施，并指定专业人员进行监护。

施工用电常见通病必须杜绝。

2.2机械厂的电气安全设计

2.2.1TN和TT系统

电源中性点直接接地的三相低压配电系统中，从电源中性点有引出中性线（代号N），保护线（代号PE）或保护中性线（代号PEN）。

中性线的作用：

1、 提供单相电气设备的相电压和电流回路 

2、 承受三相系统的不平衡电流，降低三相负荷中性点的偏移。

3、 保护线与用电设备外露的可导电部分（指在正常工作状态下不带电，在发生绝缘损坏故障时有可能带电，而且极有可能被操作人员触及的金属表面）可靠连接，其作用是在发生单相绝缘损坏对地短路时，a、使电器设备带电的外露可导电部分与大地同电位，可有效避免触电事故的发生，保证人生安全；b、通过保护线与地之间的有效连接，能迅速形成单相对地短路，使相关的低压保护设备动作，快速切除短路故障。

按照用电设备保护接地形式的不同，电源中性点直接接地的三相四线制低压配电系统有又分为TN系统TT系统。

1、 TN系统 

  TN系统指在电源中性点直接接地的运行方式下，电气设备外露可导电部分用公共保护线（PE线）或保护中性线（PEN线）与系统中性点O相连接的三相低压配电系统。

TN系统又分三种形式：

（1）TN-C系统 整个供电系统中，N线与PE线是同一条线（也称保护中性线，简称PEN线），如图a所示。

PEN线中可有不平衡电流流过，因此通过PEN线可对有些设备产生电磁干扰。

且该系统不能采用灵敏度高的剩余电流保护来防止人员遭受电击。

因此，TN-C系统不适用于对抗电磁干扰和安全要求较高的场所。

（2）TN-S系统  整个供电系统中，保护线PE线与中性线N完全独立分开。

正常情况下，PE线中无电流通过，因此对连接PE线的设备不会产生电磁干扰。

而且该系统可采用剩余电流保护，安全性较高。

TN-S系统中现已经广泛用在安全要求及抗电磁干扰较强的场所，如重要办公楼、实验楼和居民住宅楼等民用建筑。

  （3）TN-C-S系统   在供电系统中的前一部分，保护线PE与中性线N合为一根PEN线，构成TN-C系统，而后面有一部分保护线PE线与中性线N独立发你开，构成TN-S系统。

此系统较灵活，对安全要求及电磁干扰较高的场所采用TN-S系统配电，而其他场所则采用较经济的TN-C系统。

在TN系统中，由于电气设备的外露可导电部分与PE或PEN线连接，在发生电气设备一相绝缘损坏，造成外露可导电部分带电时，则该项电源经PE或PEN线形成单相短路回路，可导致大电流产生，引起过电流保护装置动作，切断供电电源。

2、 TT系统 

  TT系统是指在电源中性点直接接地的运行方式下，电气设备的外露可导电部分与电源引出线无关的各自独立接地体连接后，进行直接接地的三相四线制低压配电系统。

由于各设备的PE线之间无电气联系，因此相互之间无电磁干扰。

此系统适用于安全要求及 电磁干扰较高的场所。

国外这种系统较普遍，国内开始推广运用。

在TT系统中，当电气设备发生单相绝缘损坏，外露可导电部分带电，该相电源经接地体、大地与电源中性点形成接地短路回路，产生单相故障电流不大，一般需装设高灵敏度的接地保护装置。

需指出的是，三相低压配电系统除了TN、TT外，还有一种IT系统。

IT系统的电源中性点不接地或经约1000Ω阻抗接地，其中所有电气的外露可导电部分也都各自经PE线单独接地。

此系统主要用于对供电联系性要求较高及宜燃易爆危险的场所，如医院手术室、矿井下等。

2.2.2典型电路——三相异步电动机控制电路设计

1．单方向直接起动、停车控制

1）按图接好实验电路。

2）经实验指导教师检查无误后合上电源，操作按钮使电动机起动或停止。

观察电动机和接触器的动作情况。

3）切断电源，待电动机停止后再接通电源，观察电动机是否能转？

为什么？

4）切断电源，拆去控制电路中的自锁触头KM，重复步骤1中2）的操作，观察电动机和接触器的情况，并比较之。

 2．正、反转起动及停车控制 

1）按图接好正、反转起动及停车控制实验电路的主电路（在单方向直接起动主电路的基础上）。

2）按图接好正、反转起动及停车控制实验电路的控制电路（在单方向直接起动控制电路的基础上）。

3）经实验指导教师检查无误后合上电源，用按钮SB2、SB3和SB1进行电动机正、反转起动及停车操作。

4）在起动和停车操作的过程中观察各电器元工作情况，分析各自锁和互锁触头的工作是否正常。

理解自锁和互锁的意义。

5）经实验指导教师检查实验合格完成后，先断开电源，再拆除接线，将实验设备安放整齐，导线放回原处。

2.2.3电动机的绝缘性能的判别 

电动机的绕组绝缘包括三相绕组之间的相间绝缘和三相绕组的对地（机壳）绝缘，一般用兆欧表（即：

摇表）、万用表等仪表进行测定。

正常情况下，电动机的绕组绝缘均在200－500MΩ及以上，最低标准不低于1MΩ/1KV，对于低压380V的电动机其绕组绝缘标准不低于0.38MΩ。

电机绝缘等级划分依据是按电动机所用绝缘材料的允许极限温度划分的。

有Y、A、E、B、F、H、C等几个等级，各级的允许极限温度如下表。

所谓允许极限温度是指电机绝缘材料的允许最高工作温度，它反应绝缘材料的耐热性能。

绝缘材料按耐热能力分为Y级、A级、E级、B级、F级、H级、C级，

允许温度（℃）90、105、120、130、155、180、180℃以上。

电动机采用B级绝缘时定子绕组的温升极限（电阻法）应不超过80K；

电动机采用F级绝缘时定子绕组温升极限应不超过105K；

YR电机集电环的温升极限（温度计法）应不超过80K；

电机轴承的容许温度（温度计法或埋置检温计法）对滚动轴承应不超过95℃；

对滑动轴承（出油温度不高于65℃时）应不超过80℃或按双方协议。

2.2.4安全管理制度的设计

 一、项目建设坚决贯彻执行国家颁布的各种质量管理文件、规程、规范和标准，牢固树立“百年大计，质量第一”的思想，宗旨是优质、安全、高效至上。

  二、项目要保证质量，由分管副总经理、项目技术负责人和安检部组成的质量安全体系，专人负责质量、现场监督和检测及核验记录，并认真做好验收签证记录，整理完善各项技术资料，确保质量符合国家规范要求。

  三、进行经常性的知识教育，提高操作人员技术水平。

实行施工、检验、监管现场三同时制度，到关键部位时，公司相关领导和项目技术负责人、质量检查员以及职能部门到现场进行指挥和技术督导。

 四、现场质量管理，严格按照施工规范要求层层落实，保证每道工序的质量符合验收标准。

坚持做到每个分项、分部工程施工质量自检自查，严格执行“三检”制度；不符合要求的不处理好决不进行下道工序的施工，实行“质量一票否决”制。

五、经自检合格后报监理公司查验，经安全工程师查验合格后及时办理验收签证，方可进入下道工序。

  六、严格把好材料进出质量关，所有材料、配件、设施使用前必须获得职能部门检测同意或标定，不合格的材料不准使用，不合格的产品不准进入施工现场。

工程施工前及时做好工程所需的材料复试，材料没有检验证明，不得进入隐蔽工程的施工。

  七、建立健全工程技术资料档案制度，专人负责整理工程技术资料，认真按照工程竣工验收资料要求，根据工程进度及时作好施工记录、自检记录和隐蔽工程验收签证记录。

将自检资料和工程质量控制资料分类整理保管好，随时接受上级部门的检查。

  八、对违反质量管理制度的人，将按不同程度给予批评处理和罚款教育，并追究其责任。

不达标不予签证、付款。

对发生事故的当事人和责任人，将按上级有关规定程序追究其责任并做出处理。

第三章总结

3.1问题及解决

在做课程设计的时候，由于本身专业知识的匮乏以及生产经验的不足自然遇到了相当多的问题。

比如，对于一些专业名词实在搞不灵清，不得不多次求助于网络以及专业书籍；由于时间有限，也不可能亲自到现场去查找问题，因此我唯有从前辈的身上查找经验，并消化吸收，转化为我自己的东西，并加以利用；还有就是对于报告的特有格式没有熟练掌握，因此在写报告的时候花费大量的时间在排版与结构上，我不得不求助于同学以此来解决遇到的种种麻烦等。

3.2体会和建议

通过此次课程设计的参与制作，我感觉到了前所未有的充实感，在期间我收获了很多难得的知识。

我感觉，这次课程设计还是蛮有价值的。

从中我不但掌握的大量关于建筑施工现场的电气安全以及机械厂用电安全领域的专业知识，弥补了我在此层面上知识的不足，并且我也积累了大量前辈在此领域的宝贵经验，相信这对于不久的将来我的就业有很大的帮助。

还有，通过对此报告的撰写，更加熟练了我对办公软件的运用，相信这个也对将来的工作有很大的帮助。

虽然这次课程设计对我已经相当完美，但是我还是有点小小的遗憾。

在我看来，课程设计不能完全放手让我们自己做，最好还是有老师的带领和辅导，相信那样会对我们知识以及经验的积累更有帮助。

3.3参考文献 

[1]施工现场临时用电安全技术规范JGJ-2005,中国建筑工业出版

社. 

[2]蒋礼堂,包立芳.三相过电压保护断路器保护死区不可忽视[J].建筑电气,2006,1. 

 [3]苑尚尊.浅谈施工现场的用电安全[J].安防科技,2006,10.   

[4]关光福．建筑应用电工［M］．武汉:

武汉理工大学出版社，2005．

[5]陈晓平.电气安全[M].北京：

机械工业出版社，2004

[6]杨岳.电气安全[M].北京：

机械工业出版社，2000