◆ 本章学习目标。
通过本章的学习，要求学生系统地了解电气安全的基础知识。
1、了解电工基础和电气测量基础知识。
2、理解电力系统的中性点运行方式和接地与等电位联结。
3、重点掌握低压系统按接地形式分类、电气设备按电击防护方式分类、触电急救。
本章教学内容。
1、电工基础。
2、电气测量基础。
3、低压系统按接地形式分类。
4、低压系统按带电导体分类。
5、电气设备按电击防护方式分类。
6、电气设备外壳的防护等级。
7、接地与等电位联结。
8、电流对人体的作用。
9、触电急救。
本章重点。
1、低压系统按接地形式分类。
2、电气设备按电击防护方式分类。
3、触电急救。
本章难点。
低压系统按接地形式分类和接地与等电位联结。
本章学习方法建议及参考资料。
学习方法：1、本章内容介绍与电气安全有关的一些基础知识，以便更好地理解后面学习的内容。
2、熟练掌握本章电工基础知识和电气测量知识，认真复习电路原理及电气测量的基础知识。
3、注重对概念的理解，同时注重将所学的知识与工程实践相结合。
参考资料：1、《电气安全四十讲》．戴绍基．机械工业出版社．2009年．第一版。
2、《电气安全技术》．乔新国．中国电力出版社．2007年．第一版。
3、《电气安全》．陈晓平．机械工业出版社．2004年．第一版。
4、《防雷、接地及电气安全技术》．杨金夕．机械工业出版社．2007年．第一版。
5、《电气安全》．杨岳．机械工业出版社．2005年．第一版。
6、《电气测量》．陈立周．机械工业出版社．2007年．第四版。
电流的通路称为电路，直流电源构成的电路称直流电路。如图1.1.1所示简单直流电路是由直流电源、负载、连接导线及开关四个基本部分组成。
电荷的定向运动形成电流。人们习惯规定：以正电荷移动的方向为电流的方向，即电流从电源正极（+）通过负载流向负极（-）在金属导体中，电子运动所形成的实际方向与电流方向相反。
电流的大小用单位时间内通过导体截面的电荷来表示。若在t（秒）内有q（库仑）的电荷通过导线截面，则电流i为：
电流的单位是a（安培），除此之外，还有ka（千安）、ma（毫安）等。
电源内具有电能。电流是在电源两端的电势差的推动下产生的，该两点的电位之差称为这两点之间的电压，符号为u。
电压的单位是v（伏特），除此之外，还有kv（千伏）、mv（毫伏）等。
欧姆定律表明了在有恒稳电流的电路中电流、电压和电阻三者之间关系的客观规律，它的内容是：在电阻中的电流与电压成正比，与电阻成反比。若在电阻r（ω）上施加电压u（v），则由欧姆定律，电流i（a）可表示为：
电流在导体中流动时所受到的阻力称为电阻，用字母r或r表示。常用的电阻单位有ω（欧姆）、kω（千欧）、mω（兆欧）。
金属导体的电阻与导体的材料性质及尺寸有关，即：
式中：r——导体的电阻，ω（欧姆）；
l——导体的长度，m（米）；
s——导体的截面积，mm2（平方毫米）；
——导体的电阻率，ω·mm2/m。
基尔霍夫电流定律定义为流入节点的电流之和等于从节点流出的电流之和，即：
式中：—流入电流；
—流出电流。
如图1.1.3-1所示，支路电流i1和i4流入节点，i2、i3和i5流出节点，那么：
基尔霍夫电压定律定义为在任何闭合回路中的电源电压及各分电压的代数和为零，即：
该定律的使用方法：
1）设定各支路电流的正方向；
2）电源电压方向是从（+）极指向（-）极；
3）任意选定回路的绕行方向；
4）各电压方向与回路绕行方向一致的取“+”号，反之取“-”号，建立电压方程。
如图1.1.3-2所示，有电压方程：
直接测量：直接测量是指仪表读出值就是被测的电磁量，例如用电流表测量电流，用电压表测量电压。
间接测量：指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量。例如用伏安法测电阻。
组合测量：在被测的未知量与某个中间量的函数关系式中还有其他未知数，必须通过改变测量条件，写出不同条件下的关系方程组，通过解联立方程组求出被测量的数值。
直读法：利用仪表直接读取测量数据。
比较法：将被测量与度量器放在比较仪器上进行比较，从而求得被测量的数值。此法又分为：
1）零值法：比较仪表指零时，从度量器读出被测量的数值。
2）较差法：从比较仪求得差值，再根据度量器数值和比较差值，经计算求得被测量的数值。
3）替代法：将已知量与被测量先后置于同一测量装置中，若先后两次测量装置都处于相同状态，可认为被测量等于已知量，然后从已知量读出被测量值。
模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可动部分的角位移，然后根据可动部分指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值。
数字仪表是将被测电磁量转换为电压，再转换为数字量，并以数字方式直接显示。
指使用电桥、补偿等方法，将标准度量器与被测量置于比较仪器中进行比较，从而求得被测量。这类仪器除需要仪表本体外（如电桥、电位差计等）还需要检流设备、度量器等参与。
不论采取任何测量方式，也不论使用何种仪器仪表，由于仪表本身不可能绝对准确，都会使测量结果产生误差，按照测量误差产生的原因以及误差的性质，可以把误差分成系统误差、随机误差和疏忽误差三类。其中系统误差是指在相同条件下，多次测量同一量时，误差大小和符号均保持恒定，或按某种规律变化的一种误差。按其产生的原因该误差可分成基本误差和附加误差两种，见图1.
2.2。
用测量值ax与被测量真值a0之间的差值所表示的误差称为绝对误差△。
绝对误差△与被测量真值之比，称为相对误差。
或。磁电系仪表结构如图1.2.
3-1所示，可动线圈通电后，由于线圈在磁场中受到电磁力矩的作用使指针产生偏转，当可动线圈稳定后，可认为驱动力矩等于反作用力矩，并推出仪表偏转角与电流关系为：
若与被测电压并联，仪表的内阻为r，则仪表偏转角与电压关系为：
电磁系仪表结构有两种形式，分别为吸引型（如图1.2.3-2所示）和推斥型（如图1.2.3-3所示）。
驱动力矩：吸引型的驱动力矩是利用线圈通电后，对可动铁心产生吸引力，使指针偏转。推斥型则靠线圈同时对固定、可动铁心进行磁化，由于磁化的极性相同，产生互斥而形成驱动力矩。
可推出仪表偏转角与电流关系为：
反作用力矩：采用游丝，设其反作用力矩系数为d，则：
阻尼力矩：一般采用磁感应阻尼。
图1.2.3-4所示电动系仪表结构图，电动系仪表由固定、可动两组线圈所构成的系统，通电后的磁场能量为：
可动线圈所受的驱动力矩为：
根据指针稳定时驱动力矩等于反作用力矩，可求得指针偏转角：
作为电压或电流表使用时，如果两线圈电流都等于被测电流，且互感变化率为常数，则指针偏转角与被测电流平方成正比，或与交流有效值平方成正比。如作为功率表使用，指针偏转角正比于被测功率。
一般供配电系统都有两个接地问题：其一是系统内电源侧带电导体的接地；其二是负荷侧电气设备外露可导电部分的接地。就低压供配电系统而言，前者通常是指发电机、变压器等的中性点的接地，称为系统接地；后者通常是指电气设备的金属外壳、布线用金属管槽等外露可导电部分的接地，称为保护接地。
系统接地的主要作用是保证供电系统的正常运行，保护接地则对电气安全十分重要。
关键名词解释：
1）系统中性点：发电机、变压器、电动机和电器的绕组以及串联电路中有一点，它与外部各接线端之间的电压绝对值相等，这一点就称为中性点。
在正常情况下，系统中性点—般在电路接线的中间点处，比如星形联结的中心点，但在故障时，系统中性点有时会从电路接线的中间点处移走，这种情况称为中性点位移。
2）外露可导电部分：电气装置能被触及的导电部分，它在正常时不带电，但在故障情况下可能带电。并不是所有的电气设备都有外露可导电部分，如塑壳电视机等家用电器就没有外露可导电部分。
3）装置外可导电部分：给定场所中不属于电气装置组成部分的可导电部分。例如场所中的金属管道（水管、暖气管等），它可能引入高电位。
4）等电位联结：使各个外露可导电部分之间及装置外可导电部分之间电位基本相等的电气连接。在此特别指出，等电位联结采用“联结（bonding）”一词而非“连接（connection）”一词，是因为等电位联结的主要作用是通过电气连通来均衡电位，而不是通过电气连通来构造电流通道。
5）移动式设备：工作时移动的设备，或在接有电源时能容易地从一处移至另一处的设备。
6）手握式设备：正常使用时要用手握住的移动式设备。
7）固定式设备：牢固安装在支座（支架）上的设备，或用其他方式固定在一定位置上的设备。
8）中性线（n线）：与电源的中性点连接，并能起传输电能作用的导线。
9）保护线（pe线）：为防止触电危害而用来与下列任一部位作电气连接的导线，包括：① 外露可导电部分；② 装置外可导电部分；③ 总接地线或总等电位联结端子；④ 接地极；⑤ 电源接地点或人工中性点。
在正常情况下，pe线上是没有电流的，它不承担传输电能的任务，但在故障情况下，它可能有电流通过，因此其截面选择也不是随意的。
10）保护中性线（pen线）：兼有pe线和n线功能的导线。
低压接地系统按接地形式可分为tn、tt和it三种类型，这些接地系统的字母符号的含义是：
第一个字母说明电力系统与大地的关系。
t：电力系统与大地直接连接。
i：电力系统与大地隔离或电源的一点经高阻抗（例如1000ω）与大地直接连接。
第二个字母说明电气装置的外露可导电部分与大地的关系。
t：外露可导电部分直接接大地，此接地与电力系统的接地相互独立，无直接电气连接。
n：外露可导电部分通过与接地的电力系统中性点连接而接地。
it系统就是电源中性点不接地、用电设备外露可导电部分直接接地的系统，如图1.3.2-1所示。
it系统可用于对供电连续性要求较高的配电系统，或用于对电击防护要求较高的场所，如矿山的巷道供电，医院手术室的配电等。
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