工廠供電教學課件—第八章防雷、接地與電氣安全

1、第八章第八章 防雷、接地與電氣安全防雷、接地與電氣安全o 電流對人體的作用及有關概念電流對人體的作用及有關概念o 電氣安全與觸電急救電氣安全與觸電急救o 電氣裝置的接地電氣裝置的接地o 過電壓與防雷過電壓與防雷電流對人體的作用及有關概念電流對人體的作用及有關概念一、電流對人體的作用一、電流對人體的作用電流通過人體時，人體電流通過人體時，人體內部組織將產(chǎn)生復雜的內部組織將產(chǎn)生復雜的作用作用人體觸電可分兩種情況：人體觸電可分兩種情況：一種是雷擊和高壓觸電一種是雷擊和高壓觸電另一種是低壓觸電另一種是低壓觸電圖圖8-1 IEC提出的人體觸電時間和通過人體電流提出的人體觸電時間和通過人體電流（50Hz）

2、對人身肌體反應的曲線）對人身肌體反應的曲線二、安全電流及有關因素二、安全電流及有關因素安全電流是人體觸電后的最大擺脫電流。安全電流是人體觸電后的最大擺脫電流。我國一般取我國一般取30mA（50Hz交流）為安全電流，但是觸電時交流）為安全電流，但是觸電時間按不超過間按不超過1s計，因此這一安全電流也稱為計，因此這一安全電流也稱為30mAs如果通過人體的電流達到如果通過人體的電流達到50mAs時，對人就有致命危險。時，對人就有致命危險。而達到而達到100mAs時，一般要致人死命。這時，一般要致人死命。這100mA即為即為“致命電流致命電流”（lethal current）。）。安全電流主要與下列因

3、素有關安全電流主要與下列因素有關1、觸電時間、觸電時間 由圖由圖8-1的安全曲線可以看出，觸電時間超過的安全曲線可以看出，觸電時間超過0.2s時，致顫電流值將急劇降低。時，致顫電流值將急劇降低。2、電流性質、電流性質 試驗表明，直流、交流和高頻電流通過人體時試驗表明，直流、交流和高頻電流通過人體時對人體的危害程度是不一樣的，通常以對人體的危害程度是不一樣的，通常以5060Hz的工頻電流的工頻電流對人體的危害最為嚴重對人體的危害最為嚴重3、電流路徑、電流路徑 試驗表明，不同路徑的電流對心臟有不同的傷試驗表明，不同路徑的電流對心臟有不同的傷害程度，而以電流從手到腳特別是從一手到另一手對人最為危害程

4、度，而以電流從手到腳特別是從一手到另一手對人最為危險。險。4、體重和健康狀況、體重和健康狀況 健康人的心臟和虛弱病人的心臟對電流健康人的心臟和虛弱病人的心臟對電流傷害的抵抗能力是大不一樣的。人的心理狀態(tài)、情緒好壞以及傷害的抵抗能力是大不一樣的。人的心理狀態(tài)、情緒好壞以及人的體重等，也使電流對人體的危害程度有所差異。人的體重等，也使電流對人體的危害程度有所差異。三、安全電壓和人體電阻三、安全電壓和人體電阻安全電壓是指不致使人直接致死或致殘的電壓。安全電壓是指不致使人直接致死或致殘的電壓。 表表8-1 安全電壓安全電壓 （據(jù)（據(jù)GB3805-1983）8 86 615151212可供某些具有人體可

5、能偶然觸及的帶電體設備選用可供某些具有人體可能偶然觸及的帶電體設備選用29292424在礦井、多導電粉塵等場所使用的行燈等在礦井、多導電粉塵等場所使用的行燈等43433636在有觸電危險的場所使用的手持式電動工具等在有觸電危險的場所使用的手持式電動工具等50504242空載上限值空載上限值額定值額定值選選 用用 舉舉 例例安全電壓（交流有效值）安全電壓（交流有效值）/ V/ V從電氣安全的角度來說，安全電壓與人體電阻是有關系的從電氣安全的角度來說，安全電壓與人體電阻是有關系的人體電阻由體內電阻和皮膚電阻兩部分組成。體內電阻約人體電阻由體內電阻和皮膚電阻兩部分組成。體內電阻約為為500，與接觸電

6、壓無關。皮膚電阻隨皮膚表面的干濕，與接觸電壓無關。皮膚電阻隨皮膚表面的干濕潔污狀況及接觸面積而變。從人身安全的角度考慮，人體潔污狀況及接觸面積而變。從人身安全的角度考慮，人體電阻一般取下限值電阻一般取下限值1700（平均值為（平均值為2000）。）。安全電流取安全電流取30mA，而人體電阻取，而人體電阻取1700，因此人體允，因此人體允許持續(xù)接觸的安全電壓為許持續(xù)接觸的安全電壓為50V。50V（50Hz交流有效值）稱為一般正常環(huán)境條件下允許持交流有效值）稱為一般正常環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸的續(xù)接觸的“安全特低電壓安全特低電壓”四、直接觸電防護和間接觸電防護四、直接觸電防護和間接觸電防護1、直接觸

7、電防護：指對直接接觸正常帶電部分的防護、直接觸電防護：指對直接接觸正常帶電部分的防護2、間接觸電防護：指對正常時不帶電而故障時可帶危險、間接觸電防護：指對正常時不帶電而故障時可帶危險電壓的外露可導電部分的防護電壓的外露可導電部分的防護電氣安全與觸電急救電氣安全與觸電急救一、電氣安全的一般措施一、電氣安全的一般措施 加強電氣安全教育加強電氣安全教育 嚴格執(zhí)行安全工作規(guī)程嚴格執(zhí)行安全工作規(guī)程 嚴格遵循設計、安裝規(guī)范嚴格遵循設計、安裝規(guī)范 加強運行維護和檢修試驗工作加強運行維護和檢修試驗工作 采用安全電壓和符合要求的相應電器采用安全電壓和符合要求的相應電器 采用電氣安全用具采用電氣安全用具 普及安全

8、用電常識普及安全用電常識 正確處理電氣失火事故正確處理電氣失火事故圖圖8-2 高壓絕緣鉤棒高壓絕緣鉤棒 1- 操作手柄操作手柄 2-護環(huán)護環(huán) 3-絕緣桿絕緣桿 4-金屬鉤金屬鉤 圖圖8-3 驗電工具驗電工具a）高壓驗電器）高壓驗電器 b）低壓試電筆）低壓試電筆 1-觸頭觸頭 2-氖燈氖燈 3-電容器電容器 4-接接地螺釘?shù)芈葆?5-絕緣棒絕緣棒 6-護環(huán)護環(huán)7-絕緣手柄絕緣手柄 8-碳質電阻碳質電阻 9-金屬金屬掛鉤掛鉤 10-彈簧彈簧 11-觀察窗口觀察窗口基本安全用具和輔助安全用具基本安全用具和輔助安全用具二、觸電的急救處理二、觸電的急救處理 脫離電源脫離電源 急救處理急救處理 人工呼吸法

9、人工呼吸法 胸外按壓心臟的人工循環(huán)法胸外按壓心臟的人工循環(huán)法電氣裝置的接地電氣裝置的接地一、接地的有關概念一、接地的有關概念（一）接地和接地裝置（一）接地和接地裝置接地：電氣裝置的某部分與大地之間作良好的電氣連接接地：電氣裝置的某部分與大地之間作良好的電氣連接接地體（接地極）：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體接地體（接地極）：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體接地線：連接接地體與設備、裝置接地部分的金屬導體接地線：連接接地體與設備、裝置接地部分的金屬導體人工接地體：專門為接地而人為裝設的接地體。人工接地體：專門為接地而人為裝設的接地體。自然接地體：直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及自然

10、接地體：直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎建筑物的鋼筋混凝土基礎圖圖8-7 接地網(wǎng)示意圖接地網(wǎng)示意圖1-接地體接地體 2-接地干線接地干線 3-接地支線接地支線 4-電氣設備電氣設備（二）接地電流和對地電壓（二）接地電流和對地電壓當電氣設備發(fā)生接地故障時，電當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形流就通過接地體向大地作半球形散開。這一電流，稱為接地電流，散開。這一電流，稱為接地電流，用用IE表示表示圖圖8-8 8-8 接地電流、對地電壓及接地電流電位分布曲線接地電流、對地電壓及接地電流電位分布曲線接地電流接地電流 接地電壓接地電壓EIEU試驗表明，在

11、試驗表明，在距離接地故障點約距離接地故障點約20m的地方，散流電阻實際上已接的地方，散流電阻實際上已接近于零。這電位為零的地方，稱為近于零。這電位為零的地方，稱為電氣上的電氣上的“地地”或或“大地大地”。接地的外殼和接地體等，與零電接地的外殼和接地體等，與零電位的位的“地地”（大地）之間的電位（大地）之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓差，就稱為接地部分的對地電壓（三）接觸電壓和跨步電壓（三）接觸電壓和跨步電壓圖圖8-9 接觸電壓和跨步電壓說明圖接觸電壓和跨步電壓說明圖 接觸電壓接觸電壓 跨步電壓跨步電壓touUstepU接觸電壓接觸電壓Utou跨步電壓跨步電壓Ustep（四）工作接地、保護

12、接地和重復接地（四）工作接地、保護接地和重復接地1、工作接地、工作接地工作接地是為保證電力系統(tǒng)和設備達到正常工作要求而進行的一種接地，如電源中性點的接地、防雷裝置的接地等。2、保護接地、保護接地保護接地是為保障人身安全、防止間接觸電而將設備的外露可導電部分接地。注意：同一低壓配電系統(tǒng)中，不能有的設備采取保護接地注意：同一低壓配電系統(tǒng)中，不能有的設備采取保護接地而有的設備又采取保護接零；否則，當采取保護接地的設而有的設備又采取保護接零；否則，當采取保護接地的設備發(fā)生單相接地故障時，采取保護接零的設備外露可導電備發(fā)生單相接地故障時，采取保護接零的設備外露可導電部分（外殼）將帶上危險的電壓部分（外殼

13、）將帶上危險的電壓圖圖8-10 保護接地的作用說明保護接地的作用說明a) 電動機沒有保護接地時電動機沒有保護接地時 b) 電動機有保護接地時電動機有保護接地時 3、重復接地、重復接地在TN系統(tǒng)中，為確保公共PE線或PEN線安全可靠，除在電源中性點進行工作接地外，還應在PE線或PEN線的下列地點進行重復接地：在架空線路終端及沿線每隔1km處；電纜和架空線引入車間和其他建筑物處圖圖8-12 重復接地的作用說明重復接地的作用說明a)沒有重復接地的系統(tǒng)中，沒有重復接地的系統(tǒng)中，PE線或線或PEN線斷線時線斷線時 b)采取重復接地的系統(tǒng)中，采取重復接地的系統(tǒng)中，PE線或線或PEN線斷線時線斷線時二、電氣

14、裝置的接地和接地電阻二、電氣裝置的接地和接地電阻1、電氣裝置應該接地或接零的金屬部分 P300.2、電氣裝置可不接地或接零的金屬部分3、接地電阻及其要求接地電阻是接地線和接地體的電阻與接地體散流電阻的總和。由于接地線和接地體的電阻相對很小，因此接地電阻可認為就是接地體的散流電阻（土壤電阻）工頻接地電阻RE：工頻電流流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻沖擊接地電阻Ri：雷電流流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻50EEVRI三、接地裝置的裝設三、接地裝置的裝設1、自然接地體的作用、自然接地體的作用 首先應充分利用自然接地體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材 可作為自然接地體的有： 埋設在地下的金屬管道，但不包括可燃和有爆炸

15、物質的管道； 埋地敷設的不少于兩根的電纜金屬外皮 與大地有可靠連接的金屬結構如建筑物的鋼筋混凝土基礎、行車的鋼軌等；2、人工接地體的裝設、人工接地體的裝設人工接地體有垂直埋設和水平埋設兩種說明：說明：接地裝置由多根接地體組成，這些接地體可成排布置，也可接地裝置由多根接地體組成，這些接地體可成排布置，也可以環(huán)形布置。每根接地體長以環(huán)形布置。每根接地體長2.5m左右，接地體之間的距離約左右，接地體之間的距離約5m，將，將各接地體打入地中后，用圓鋼或扁鋼連成一體。各接地體打入地中后，用圓鋼或扁鋼連成一體。垂直埋設的接地體常用直徑50mm，長為2.5m的鋼管接地線：用204mm404mm的扁鋼。 圖圖

16、8-13 人工接地體人工接地體a)垂直埋設的管形或棒形接地體垂直埋設的管形或棒形接地體 b)水平埋設的帶形接地體水平埋設的帶形接地體 圖圖8-14 土壤置換處理土壤置換處理a)垂直接地體垂直接地體 b)水平接地體水平接地體當土壤電阻率偏高時，可采取一些當土壤電阻率偏高時，可采取一些措施降低接地裝置的接地電阻措施降低接地裝置的接地電阻圖圖8-15 土壤化學處理土壤化學處理 1-扁鋼扁鋼 2-鋼管鋼管 3-降阻劑降阻劑由于多根接地體鄰近時，會出現(xiàn)電流屏蔽效應，使接地裝置的利用率下降，因此垂直接地體之間的間距不宜小于接地體長度的2倍，而水平接地體之間的間距一般不宜小于5m。圖圖8-16 多根接地體之

17、間的流散電流屏蔽效應多根接地體之間的流散電流屏蔽效應接地網(wǎng)的布置，應盡量使地面的電位分部均勻，以降低接接地網(wǎng)的布置，應盡量使地面的電位分部均勻，以降低接觸電壓和跨步電壓觸電壓和跨步電壓 圖圖8-17 加裝均壓帶的接地網(wǎng)加裝均壓帶的接地網(wǎng) 為了減小建筑物的接觸電壓，接地體與建筑物的基礎間應保持不小于1.5m的水平距離，通常取23m。3、防雷裝置的接地要求、防雷裝置的接地要求避雷針宜裝設獨立的接地裝置避雷針宜裝設獨立的接地裝置防直擊雷的接地裝置與建筑物和配電裝置及接地裝置之間防直擊雷的接地裝置與建筑物和配電裝置及接地裝置之間應有一定的安全距離應有一定的安全距離為了降低跨步電壓，保障人身安全，按為了

18、降低跨步電壓，保障人身安全，按GB50057-1994規(guī)定，防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的規(guī)定，防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的距離不應小于距離不應小于3m四、接地裝置的計算四、接地裝置的計算（一）（一）人工接地體工頻接地電阻的計算1、單根垂直管形或棒形接地體lRE/)1(2、多根垂直接地體EEEnRR)1(3、單根水平帶形接地體lRE/24、n根放射形水平接地帶（n=12,l=60m)2 . 1062. 0nRE5、環(huán)形接地網(wǎng)的接地電阻ARE6 . 0（二）自然（二）自然接地體工頻接地電阻的計算1、電纜金屬外皮和水管等的接地電阻2、鋼筋混凝土基礎的接地電阻lRE/2

19、32 . 0VRE（三）沖擊接地電阻的計算（三）沖擊接地電阻的計算/EshRR 圖圖8-19 8-19 確定換算系數(shù)確定換算系數(shù) 的計算曲線的計算曲線/EshRRel 為接地體的有效為接地體的有效長度，按下式計算長度，按下式計算2el 圖圖8-20 8-20 接地體的長度接地體的長度 和有效長度和有效長度 a)a)單根水平接地體單根水平接地體 b)b)末端接垂直接地體的單根水平接地體末端接垂直接地體的單根水平接地體 c)c)多根水平接地體（多根水平接地體（ ） d)d)接多根垂直接地體接多根垂直接地體lel1ll123(,)ll ll ll（四）接地裝置的計算程序（四）接地裝置的計算程序接地裝

20、置的計算程序如下：接地裝置的計算程序如下：（1）按設計規(guī)范的要求確定允許的接地電阻）按設計規(guī)范的要求確定允許的接地電阻RE值。值。（2）實測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻）實測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻RE(nat）值。值。（3）計算需要補充的人工接地體的接地電阻）計算需要補充的人工接地體的接地電阻（4）在裝設接地體的區(qū)域內初步安排接地體的布置，并按一般）在裝設接地體的區(qū)域內初步安排接地體的布置，并按一般經(jīng)驗試選，初步確定接地體和接地線的尺寸。經(jīng)驗試選，初步確定接地體和接地線的尺寸。（5）計算單根接地體的接地電阻）計算單根接地體的接地電阻RE(1)。（6）用逐步漸近法計算接地體

21、的數(shù)量）用逐步漸近法計算接地體的數(shù)量（7）校驗短路熱穩(wěn)定度）校驗短路熱穩(wěn)定度EnatEEnatEmanERRRRR)()()()()1(manEEERRn70)1(minkktIA例題 1例例8-1 某車間變電所的主變壓器容量為某車間變電所的主變壓器容量為500kVA，電壓為，電壓為10/0.4kV，Yyn0聯(lián)結。試確定此變電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼的尺寸。聯(lián)結。試確定此變電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼的尺寸。已知裝設地點的土質為砂質粘土，已知裝設地點的土質為砂質粘土，10kV側有電氣聯(lián)系的架空線路長側有電氣聯(lián)系的架空線路長70km，有電聯(lián)系的電纜線路總長有電聯(lián)系的電纜

22、線路總長25km。（1）確定接地電阻值（查附錄表）確定接地電阻值（查附錄表24）查附錄表查附錄表24，變壓器高壓側中性點不接地為小電流接地系統(tǒng)，變壓器高壓側中性點不接地為小電流接地系統(tǒng)，且和低壓側共用接地裝置得且和低壓側共用接地裝置得120EEVRI4ER 且且AllUIcabohNE27350)253570(10350)35(44. 427/120ER所以總的接地電阻應該為小于所以總的接地電阻應該為小于4歐姆歐姆（2）接地裝置的初步方案）接地裝置的初步方案采用垂直接地鋼管直徑采用垂直接地鋼管直徑50mm，長為，長為2.5m，采取環(huán)形布置，采取環(huán)形布置，每根之間距離為每根之間距離為5m，每根之

23、間用，每根之間用40mm4mm扁鋼連接扁鋼連接（3）計算單根鋼管接地電阻）計算單根鋼管接地電阻查附錄表查附錄表25知道，土壤電阻率為知道，土壤電阻率為100m/40/)1(lRE（4）確定接地鋼管數(shù)和最終接地方案）確定接地鋼管數(shù)和最終接地方案考慮到管間電流屏蔽效應的影響，因此初步選擇考慮到管間電流屏蔽效應的影響，因此初步選擇15根管徑根管徑50mm、長、長2.5m的鋼管作接地體的鋼管作接地體查附錄表查附錄表26校驗接地體數(shù)量校驗接地體數(shù)量四、接地裝置的測試（自學）四、接地裝置的測試（自學）書上第書上第308309頁頁六、低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護和等電位聯(lián)結六、低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護和等電

24、位聯(lián)結（一）低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護（一）低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護接地故障是指低壓配電系統(tǒng)中的相線對地或與地有聯(lián)系的接地故障是指低壓配電系統(tǒng)中的相線對地或與地有聯(lián)系的導電體之間的短路，包括相線與大地、相線與導電體之間的短路，包括相線與大地、相線與PE線或線或PEN線以及相線與設備的外露可導電部分之間的短路。線以及相線與設備的外露可導電部分之間的短路。1、TN系統(tǒng)中的接地故障保護系統(tǒng)中的接地故障保護在在TN系統(tǒng)中，接地故障電流很大，必須迅速切除故障，否系統(tǒng)中，接地故障電流很大，必須迅速切除故障，否則將產(chǎn)生嚴重后果，甚至引起火災或爆炸。則將產(chǎn)生嚴重后果，甚至引起火災或爆炸。TN系統(tǒng)中配電線路的

25、接地故障保護可由線路的過電流保護系統(tǒng)中配電線路的接地故障保護可由線路的過電流保護或零序電流保護來實現(xiàn)。達不到保護要求時，則應采取漏電或零序電流保護來實現(xiàn)。達不到保護要求時，則應采取漏電電流保護電流保護()(0)op EUIZ接地故障保護的動作時間，對已有總等電位聯(lián)結的措施，且接地故障保護的動作時間，對已有總等電位聯(lián)結的措施，且配電線路只供給固定式電氣設備的末端線路，不宜大于配電線路只供給固定式電氣設備的末端線路，不宜大于5s。對已有總等電位聯(lián)結的措施，但只供電給手握式和移動式電對已有總等電位聯(lián)結的措施，但只供電給手握式和移動式電氣設備的末端線路，其接地故障保護的動作時間不應大于氣設備的末端線路

26、，其接地故障保護的動作時間不應大于0.4s2、TT系統(tǒng)中的接地故障保護系統(tǒng)中的接地故障保護在在TT系統(tǒng)中，一般裝設漏電電流保護作接地故障保護。但系統(tǒng)中，一般裝設漏電電流保護作接地故障保護。但在已采取總等電位聯(lián)結的措施、且其作為就接地故障保護的在已采取總等電位聯(lián)結的措施、且其作為就接地故障保護的過電流保護滿足下式要求時，即可認為已達到防觸電的安全過電流保護滿足下式要求時，即可認為已達到防觸電的安全要求，不必另裝漏電電流保護：要求，不必另裝漏電電流保護：VRIEEop50)(當采用過電流保護時，反時限特性過電流保護電器的動作當采用過電流保護時，反時限特性過電流保護電器的動作電流應保證在電流應保證在

27、5s內切除接地故障回路。當采用瞬時動作內切除接地故障回路。當采用瞬時動作特性過電流保護時，動作電流應保證瞬時切除接地故障回特性過電流保護時，動作電流應保證瞬時切除接地故障回路路3、IT系統(tǒng)中的接地故障保護系統(tǒng)中的接地故障保護在在IT系統(tǒng)中，當發(fā)生第一次接地故障時，應由絕緣監(jiān)視裝置系統(tǒng)中，當發(fā)生第一次接地故障時，應由絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出音響或燈光報警信號，其動作電流應符合下式要求：發(fā)出音響或燈光報警信號，其動作電流應符合下式要求：50EEI RV當發(fā)生第二次接地故障時，可形成兩相接地短路，這時應由當發(fā)生第二次接地故障時，可形成兩相接地短路，這時應由過電流保護或漏電電流保護來切斷故障回路，并應符合下列

28、過電流保護或漏電電流保護來切斷故障回路，并應符合下列要求：要求：當IT系統(tǒng)不引出N線、線路電壓為220/380V時，保護電器應在0.4s內切斷故障回路，并滿足下式要求：32opIZU當IT系統(tǒng)引出N線、線路電壓為220/380V時，保護電器應在0.8s內切斷故障回路，并滿足下式要求：12opIZU（二）漏電斷路器的基本結構和原理（二）漏電斷路器的基本結構和原理漏電斷路器又稱漏電保護器或剩余電流動作保護器漏電斷路器又稱漏電保護器或剩余電流動作保護器漏電保護器按其反應漏電保護器按其反應動作的信號分，有電動作的信號分，有電壓動作型和電流動作壓動作型和電流動作型兩類。電壓動作型型兩類。電壓動作型技術上

29、存在一些問題，技術上存在一些問題，所以現(xiàn)在生產(chǎn)的漏電所以現(xiàn)在生產(chǎn)的漏電保護器差不多都是電保護器差不多都是電流動作型。流動作型。（三）等電位聯(lián)結（三）等電位聯(lián)結等電位聯(lián)結是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電等電位聯(lián)結是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分的電位基本相等的一種電氣聯(lián)結。等電位聯(lián)結的功能在部分的電位基本相等的一種電氣聯(lián)結。等電位聯(lián)結的功能在于降低接觸電壓，以確保人身安全于降低接觸電壓，以確保人身安全 。采用接地故障保護時，在建筑物內應作總等電位聯(lián)結采用接地故障保護時，在建筑物內應作總等電位聯(lián)結（MEB）。當電氣裝置或其某一部分的接地故障保護不）。當電氣裝置或其某一部分的

30、接地故障保護不能滿足一切時，尚應在其局部范圍內進行局部等電位聯(lián)能滿足一切時，尚應在其局部范圍內進行局部等電位聯(lián)結（結（LEB）。）。等電位聯(lián)結的主母線截面，規(guī)定不應小于裝置中最大等電位聯(lián)結的主母線截面，規(guī)定不應小于裝置中最大PE線線的一半，且不小于的一半，且不小于6mm2過電壓與防雷過電壓與防雷一、過電壓及雷電的有關概念一、過電壓及雷電的有關概念（一）過電壓的形式（一）過電壓的形式過電壓是指在電氣線路上或電氣設備上出現(xiàn)的超過正常工作過電壓是指在電氣線路上或電氣設備上出現(xiàn)的超過正常工作電壓的對絕緣很有危險的異常電壓。電壓的對絕緣很有危險的異常電壓?？煞譃閮炔窟^電壓和雷電過電壓可分為內部過電壓和雷

31、電過電壓 內部過電壓內部過電壓 由于電力系統(tǒng)本身的開關操作、發(fā)生故障或其它原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內部出現(xiàn)電磁振蕩而引起的 雷電過電壓雷電過電壓 是由于電力系統(tǒng)中的線路、設備或建（構）筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應雷擊或雷電感應而引起的過電壓(二二)雷電的形成及有關概念雷電的形成及有關概念1、雷電的形成、雷電的形成雷電是帶有電荷的雷電是帶有電荷的“雷云雷云”之間或之間或“雷雷云云”對大地或物體之對大地或物體之間產(chǎn)生急劇放電的一間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。種自然現(xiàn)象。圖8-26 雷云對大地放電（直擊雷）示意圖a) 負雷云出現(xiàn)在大地建筑物上方時 b) 負雷云對建筑物頂部尖端

32、放電時圖8-27 架空線路上的感應過電壓a) 雷云在線路上方時 b) 雷云對地或對其他雷云放電后架空線路在其附近出架空線路在其附近出現(xiàn)對地雷擊時，極易現(xiàn)對地雷擊時，極易產(chǎn)生感應過電壓。當產(chǎn)生感應過電壓。當雷云出現(xiàn)在架空線路雷云出現(xiàn)在架空線路上方時，線路上由于上方時，線路上由于靜電感應而積聚大量靜電感應而積聚大量異性的束縛電荷異性的束縛電荷當雷云對地放電或對當雷云對地放電或對其他異性雷云中和放其他異性雷云中和放電后，線路上的束縛電后，線路上的束縛電荷被釋放而形成自電荷被釋放而形成自由電荷，向線路兩端由電荷，向線路兩端泄放，形成很高的感泄放，形成很高的感應過電壓應過電壓圖8-28 開口金屬環(huán)上的電

33、磁感應過電壓強大的雷電流沿著導體如接地強大的雷電流沿著導體如接地引下線泄放入地時，由于雷電引下線泄放入地時，由于雷電流具有很大的幅值和陡度，因流具有很大的幅值和陡度，因此在它周圍產(chǎn)生強大的電磁場此在它周圍產(chǎn)生強大的電磁場如果附近有一開口的金屬環(huán)，如果附近有一開口的金屬環(huán)，則將在該金屬環(huán)的開口（間隙）則將在該金屬環(huán)的開口（間隙）處感生相當大的電動勢而產(chǎn)生處感生相當大的電動勢而產(chǎn)生火花放電。火花放電。2、雷電的有關名詞概念、雷電的有關名詞概念（1）雷電流的幅值和陡度）雷電流的幅值和陡度如何降低雷電流的幅值和陡度是防雷保護的一個重要課題（2）年平均雷暴日數(shù)）年平均雷暴日數(shù)有雷電活動的日子，包括看到雷

34、閃和聽見雷聲，都稱為雷暴日（3）年預計雷擊數(shù)）年預計雷擊數(shù)是表征建筑物可能遭受雷擊的一個頻率參數(shù) 圖8-29 雷電流的波形 1.30.024aNKTA二、防雷設備二、防雷設備（一）接閃器（一）接閃器是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。 避雷針避雷針 金屬桿 避雷線避雷線 金屬線 避雷帶避雷帶 金屬帶 避雷網(wǎng)避雷網(wǎng) 金屬網(wǎng)1、避雷針、避雷針避雷針的功能實質上是引雷作用，它能對雷電場產(chǎn)生一個附避雷針的功能實質上是引雷作用，它能對雷電場產(chǎn)生一個附加的電場，使雷電場畸變，從而將雷云放電的通道，由原來加的電場，使雷電場畸變，從而將雷云放電的通道，由原來可能

35、向被保護物體發(fā)展的方向，吸引到避雷針本身，然后經(jīng)可能向被保護物體發(fā)展的方向，吸引到避雷針本身，然后經(jīng)與避雷針相連的引下線和接地裝置，將雷電流泄放到大地中與避雷針相連的引下線和接地裝置，將雷電流泄放到大地中去，使被保護物體免受雷擊去，使被保護物體免受雷擊避雷針一般采用鍍鋅圓鋼（避雷針一般采用鍍鋅圓鋼（針長1m以下時直徑不小于12mm、針長12m時直徑不小于16mm）或鍍鋅鋼管或鍍鋅鋼管（針長1m以下時內徑不小于20mm、針長12m時內徑不小于25mm ）。）。安裝在電桿或構架、建筑物上，它的下端要經(jīng)引線與接地裝安裝在電桿或構架、建筑物上，它的下端要經(jīng)引線與接地裝置連接置連接避雷針的保護范圍，以它

36、能夠防護直擊雷的空間來表示。避雷針的保護范圍，以它能夠防護直擊雷的空間來表示。建筑物、信息系統(tǒng)的防雷計算規(guī)定采用建筑物、信息系統(tǒng)的防雷計算規(guī)定采用IEC推薦的推薦的“滾球法滾球法” 來確定其保護范圍（來確定其保護范圍（GB50057-1994)電力行業(yè)標準按電力行業(yè)標準按“折線法折線法”計算計算DL/T620-1997所謂所謂“滾球法滾球法”，就是選擇一個半徑為，就是選擇一個半徑為 hr （滾球半徑）的（滾球半徑）的球體，按需要防護直擊雷的部位滾動，如果球體只接觸到球體，按需要防護直擊雷的部位滾動，如果球體只接觸到避雷針（線）或避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護避雷針（線）或避雷針（線）與地

37、面，而不觸及需要保護的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護范圍之內。的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護范圍之內。書上書上P298頁表頁表8-7列出了建筑物防雷的滾球半徑大小列出了建筑物防雷的滾球半徑大小避雷針高度避雷針高度h hr時時(2)(2)xrxrxrhhhhhh0(2)rrhhh單根避雷針滾球法步驟：單根避雷針滾球法步驟：2、避雷線、避雷線避雷線一般采用截避雷線一般采用截面不小于面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架的鍍鋅鋼絞線，架設在架空電力線路設在架空電力線路的上方，以保護架的上方，以保護架空線路或其他物體空線路或其他物體（包括建筑物）免（包括建筑物）免遭直接雷擊。遭直接雷擊。 圖

38、8-32 單根避雷線的保護范圍 a)當 時 b)當 時2rrhhh rhh02rhhh(2)(2)xrxrxbh hhhhh3、避雷帶和避雷網(wǎng)、避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來保護建筑物特別是高層建筑物，使避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來保護建筑物特別是高層建筑物，使之免遭直接雷擊和雷電感應。之免遭直接雷擊和雷電感應。避雷帶和避雷網(wǎng)宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。避雷帶和避雷網(wǎng)宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑應不小于圓鋼直徑應不小于8mm；扁鋼截面應不小于；扁鋼截面應不小于48mm2 ，其，其厚度應不小于厚度應不小于4mm。當煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑。當煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑應

39、不小于應不小于 12mm；扁鋼截面應不小于；扁鋼截面應不小于100mm2 ，其厚度，其厚度應不小于應不小于4mm接閃器均應經(jīng)引下線與接地裝置連接。引下線宜采用圓鋼或接閃器均應經(jīng)引下線與接地裝置連接。引下線宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼，其尺寸要求與避雷帶、網(wǎng)采用的相同扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼，其尺寸要求與避雷帶、網(wǎng)采用的相同（二）避雷器（二）避雷器（FV）避雷器是用來避雷器是用來防止雷電過電壓波防止雷電過電壓波沿線路侵入變配電所或其他沿線路侵入變配電所或其他建筑物內，以免危及被保護設備的絕緣，或防止雷電電磁脈建筑物內，以免危及被保護設備的絕緣，或防止雷電電磁脈沖對電子信息系統(tǒng)的電磁干擾沖對電子信息系

40、統(tǒng)的電磁干擾當過電壓過去之后，避雷器能自動切斷工頻電壓作用下通過當過電壓過去之后，避雷器能自動切斷工頻電壓作用下通過避雷器泄入大地的工頻短路電流，使電力系統(tǒng)恢復正常工作避雷器泄入大地的工頻短路電流，使電力系統(tǒng)恢復正常工作實質是一個放電器，當雷電侵入波或操作過電壓波超過某一實質是一個放電器，當雷電侵入波或操作過電壓波超過某一電壓值時，避雷器將先于其相并聯(lián)的的被保護設備絕緣放電，電壓值時，避雷器將先于其相并聯(lián)的的被保護設備絕緣放電，使過電壓值得到限制，從而使與其相并聯(lián)的電力設備絕緣得使過電壓值得到限制，從而使與其相并聯(lián)的電力設備絕緣得到有效保護到有效保護避雷器應與被保護設備避雷器應與被保護設備并聯(lián)

41、，且安裝在被保護并聯(lián)，且安裝在被保護設備的電源側，設備的電源側，避雷器應有良好的伏秒特性，避雷器應有良好的伏秒特性，易于實現(xiàn)合理的絕緣配合和易于實現(xiàn)合理的絕緣配合和較強的絕緣自恢復能力較強的絕緣自恢復能力 圖8-33 避雷器的連接避雷器的類型，有閥式避雷器、排氣式避雷器、保護間避雷器的類型，有閥式避雷器、排氣式避雷器、保護間隙和金屬氧化物避雷器等隙和金屬氧化物避雷器等1、閥式避雷器、閥式避雷器主要由火花間隙和閥片組主要由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷套管內成，裝在密封的瓷套管內閥片具有非線性電阻特性。閥片具有非線性電阻特性。正常電壓時，閥片電阻很正常電壓時，閥片電阻很大，而過電壓時，閥片電大

42、，而過電壓時，閥片電阻則變得很小阻則變得很小 圖8-34 閥式避雷器的組成部件及其特性曲線 a)單元火花間隙 b)閥電阻片 c)閥電阻特性曲線線路泄放雷電流時有一定殘壓線路泄放雷電流時有一定殘壓（閥片電阻上的電壓降）加在被（閥片電阻上的電壓降）加在被保護設備上，殘壓不得超過設備保護設備上，殘壓不得超過設備絕緣允許的耐壓值，否則會擊穿絕緣允許的耐壓值，否則會擊穿 F - 閥式避雷 額定電壓（kV） S變配電所用 Z電 站 用 結構用途代號 設計序號 C磁 吹 式普通閥式避雷器除上述普通閥式避雷器除上述FS型外，還有一種型外，還有一種FZ型。型。FZ型避雷器型避雷器內的火花間隙旁邊并聯(lián)有一串分流電

43、阻。這些并聯(lián)電阻主要起內的火花間隙旁邊并聯(lián)有一串分流電阻。這些并聯(lián)電阻主要起均壓作用，使與之并聯(lián)的火花間隙上的電壓分布比較均勻均壓作用，使與之并聯(lián)的火花間隙上的電壓分布比較均勻FC型磁吹閥式避雷器，其內部附加有磁吹裝置來加速火花型磁吹閥式避雷器，其內部附加有磁吹裝置來加速火花間隙中電弧的熄滅，從而進一步改善其保護性能，降低殘壓間隙中電弧的熄滅，從而進一步改善其保護性能，降低殘壓FS型閥式避雷器主要用于中小型變配電所，型閥式避雷器主要用于中小型變配電所，F(xiàn)Z型則用于發(fā)型則用于發(fā)電廠和大型變配電站，電廠和大型變配電站，F(xiàn)C專用來保護重要的而絕緣又比較專用來保護重要的而絕緣又比較薄弱的高壓電機等薄弱

44、的高壓電機等2、排氣式避雷器、排氣式避雷器通稱管型避雷器，由產(chǎn)氣管、內通稱管型避雷器，由產(chǎn)氣管、內部間隙和外部間隙等三部分組成部間隙和外部間隙等三部分組成圖8-36 排氣式避雷器1-產(chǎn)氣管 2-內部棒形電極 3-環(huán)形電極s1-內部間隙 s2-外部間隙當線路上遭到雷擊或雷電感應當線路上遭到雷擊或雷電感應時，雷電過電壓使排氣式避雷時，雷電過電壓使排氣式避雷器的內、外間隙擊穿，強大的器的內、外間隙擊穿，強大的雷電流通過接地裝置入地。由雷電流通過接地裝置入地。由于避雷器放電時內阻接近于零，于避雷器放電時內阻接近于零，所以其殘壓極小，但工頻續(xù)流所以其殘壓極小，但工頻續(xù)流極大。極大。排氣式避雷器具有簡單經(jīng)

45、濟、殘壓很小的優(yōu)點，但它動作排氣式避雷器具有簡單經(jīng)濟、殘壓很小的優(yōu)點，但它動作時有電弧和氣體從管中噴出，因此它只能用在室外架空場時有電弧和氣體從管中噴出，因此它只能用在室外架空場所，主要用在架空線路上所，主要用在架空線路上 G 管型避雷器 額定電壓（kV） 開斷電流上限(kA) S-變配電所用 開斷電流下限(kA) 結構用途代號 設計序號X-架空線路用選擇排氣式（管型）避雷器時，其開斷電流的上限，應不選擇排氣式（管型）避雷器時，其開斷電流的上限，應不小于安裝處短路電流的最大有效值（考慮非周期分量）；小于安裝處短路電流的最大有效值（考慮非周期分量）；而其開斷電流的下限，應不大于安裝處短路電流可能

46、的最而其開斷電流的下限，應不大于安裝處短路電流可能的最小值（不考慮非周期分量）。小值（不考慮非周期分量）。3、保護間隙（、保護間隙（ FG）又稱角型避雷器或羊角避雷器，用于室外且負荷不重要的又稱角型避雷器或羊角避雷器，用于室外且負荷不重要的線路上線路上圖8-37 保護間隙a) 雙支持絕緣子單間隙 b) 單支持絕緣子單間隙 c) 雙支持絕緣子雙間隙s 保護間隙 s1 主間隙 s2 輔助間隙保護間隙安裝是一個電極接線路，保護間隙安裝是一個電極接線路，另一個電極接地。另一個電極接地。為防止間隙被外物短接造成接地或為防止間隙被外物短接造成接地或短路故障，必須在其公共接地引下短路故障，必須在其公共接地引下線中間串入輔助間隙，如右圖所示線中間串入輔助間隙，如右圖所示4、金屬氧化物避雷器（、金屬氧化物避雷器（ FMO）分兩種類型，一種是沒有火花間隙只有壓敏電阻片的避雷器分兩種類型，一種是沒有火花間隙只有壓敏電阻片的避雷器另一種是有火花間隙并有金屬氧化物電阻片的避雷器另一種是有火花間隙并有金屬氧化物電阻片的避雷器金屬氧化物電阻片具有理想的閥電阻特性。在正常工頻電壓下，金屬氧化物電阻片具有理想的閥電阻特性。在正常工頻電壓下，它呈現(xiàn)極大的電阻，能迅速有效地阻斷工頻續(xù)流，無須火花間它呈現(xiàn)極大的電阻，能迅速有效地阻斷工頻續(xù)流，無須火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起