第八章防雷、接地與電氣安全

1、University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電1/22第八章第八章 防雷、接地與電氣安全防雷、接地與電氣安全教學(xué)目的教學(xué)目的1了解：了解：電氣安全與觸電急救。電氣安全與觸電急救。 2理解并掌握：理解并掌握：過(guò)電壓與防雷；電過(guò)電壓與防雷；電氣裝置的接地。氣裝置的接地。 重重 點(diǎn)點(diǎn) 過(guò)電壓與防雷；電氣裝置的接地。過(guò)電壓與防雷；電氣裝置的接地。 難難 點(diǎn)點(diǎn)防雷與接地。防雷與接地。 University of Science and

2、Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電2/22第一節(jié)第一節(jié) 過(guò)電壓與防雷過(guò)電壓與防雷 一、過(guò)電壓及雷電的有關(guān)概念一、過(guò)電壓及雷電的有關(guān)概念 （一）（一）過(guò)電壓的形式過(guò)電壓的形式 過(guò)電壓（過(guò)電壓（over-voltage）：是指電氣線(xiàn)路或電氣）：是指電氣線(xiàn)路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作電壓要求的電壓。設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作電壓要求的電壓。 按過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同按過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同，可分為內(nèi)部過(guò)電壓，可分為內(nèi)部過(guò)電壓（internal over-voltage）和雷

3、電過(guò)電壓（）和雷電過(guò)電壓（lightning over-voltage）兩大類(lèi)。）兩大類(lèi)。 1內(nèi)部過(guò)電壓內(nèi)部過(guò)電壓 由于電力系統(tǒng)本身的開(kāi)關(guān)操作、負(fù)荷劇變或發(fā)由于電力系統(tǒng)本身的開(kāi)關(guān)操作、負(fù)荷劇變或發(fā)University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電3/22生生故障等原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而故障等原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換、振蕩而引起的過(guò)電在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換、振蕩而引起的過(guò)電壓。

4、壓。 又分又分操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓。 操作過(guò)電壓：出現(xiàn)斷續(xù)性接地電弧而引起的過(guò)操作過(guò)電壓：出現(xiàn)斷續(xù)性接地電弧而引起的過(guò)電壓。電壓。 諧振過(guò)電壓：系統(tǒng)中的參數(shù)（諧振過(guò)電壓：系統(tǒng)中的參數(shù)（R、L、C）在不）在不利的組合下發(fā)生諧振而引起的過(guò)電壓，如利的組合下發(fā)生諧振而引起的過(guò)電壓，如T鐵心飽鐵心飽和而引起的鐵磁諧振過(guò)電壓。和而引起的鐵磁諧振過(guò)電壓。 內(nèi)部過(guò)電壓內(nèi)部過(guò)電壓（34）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相對(duì)地的）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相對(duì)地的額定電壓，對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是額定電壓，對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。很大。University of Science and Te

5、chnology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電4/22 2雷電過(guò)電壓雷電過(guò)電壓 由于電力系統(tǒng)中的設(shè)備、線(xiàn)路或建（構(gòu)）筑物由于電力系統(tǒng)中的設(shè)備、線(xiàn)路或建（構(gòu)）筑物遭受來(lái)自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。遭受來(lái)自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。雷電沖擊波高達(dá)雷電沖擊波高達(dá)1億伏，電流高達(dá)幾十萬(wàn)安培億伏，電流高達(dá)幾十萬(wàn)安培，危害，危害極大。極大。 雷電過(guò)電壓的兩種基本形式：雷電過(guò)電壓的兩種基本形式： （1）直接雷擊）直接雷擊 雷電直擊物體雷電直擊物體如地，極大的熱效應(yīng)、機(jī)械力

6、如地，極大的熱效應(yīng)、機(jī)械力效應(yīng)，電磁脈沖和閃絡(luò)放電。（直擊雷，效應(yīng)，電磁脈沖和閃絡(luò)放電。（直擊雷，direct lightning flash） （2）間接雷擊）間接雷擊 雷電的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過(guò)電壓，雷電的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過(guò)電壓，又稱(chēng)感應(yīng)雷或雷電感應(yīng)（又稱(chēng)感應(yīng)雷或雷電感應(yīng)（lightning induction）。）。University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電5/22 此外，過(guò)電壓波，高電位侵入或雷電

7、波侵入。此外，過(guò)電壓波，高電位侵入或雷電波侵入。5070%。 （二）雷電形成原理（二）雷電形成原理 “雷云雷云”之間或之間或“雷云雷云”與大地或物體之間，與大地或物體之間，雷 擊 場(chǎng) ， 雷 電 先 導(dǎo) 、 迎 雷 先 導(dǎo) ， 主 放 電 階 段雷 擊 場(chǎng) ， 雷 電 先 導(dǎo) 、 迎 雷 先 導(dǎo) ， 主 放 電 階 段50100s，余輝放電階段，余輝放電階段0.030.15s。 架空線(xiàn)易感應(yīng)過(guò)電壓，高壓線(xiàn)幾十萬(wàn)伏，低壓架空線(xiàn)易感應(yīng)過(guò)電壓，高壓線(xiàn)幾十萬(wàn)伏，低壓線(xiàn)幾萬(wàn)伏。線(xiàn)幾萬(wàn)伏。 開(kāi)口金屬環(huán)火花放電，應(yīng)閉合。開(kāi)口金屬環(huán)火花放電，應(yīng)閉合。 University of Science and Tec

8、hnology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電6/22 （三）雷電有關(guān)名詞概念（三）雷電有關(guān)名詞概念 1雷電流的幅值和陡度雷電流的幅值和陡度 2年平均雷暴日數(shù)年平均雷暴日數(shù) 3年預(yù)計(jì)雷次數(shù)年預(yù)計(jì)雷次數(shù)雷云對(duì)大地放電雷云對(duì)大地放電( (直擊雷直擊雷) )示意圖示意圖 架空線(xiàn)路上的感應(yīng)過(guò)電壓架空線(xiàn)路上的感應(yīng)過(guò)電壓 University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月

9、月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電7/22 二、防雷設(shè)備二、防雷設(shè)備 （一）接閃器（一）接閃器 （receive lightning device） 接受直接雷擊（蕾閃）的金屬物體：避雷針、接受直接雷擊（蕾閃）的金屬物體：避雷針、避雷線(xiàn)（架空地線(xiàn)）、避雷帶、避雷網(wǎng)。避雷線(xiàn)（架空地線(xiàn)）、避雷帶、避雷網(wǎng)。 （二）避雷器（二）避雷器 用來(lái)防止雷電過(guò)電壓波沿線(xiàn)路侵入變配電所或用來(lái)防止雷電過(guò)電壓波沿線(xiàn)路侵入變配電所或其他建筑物，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。其他建筑物，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。 并聯(lián)，電源側(cè)；火花間隙擊穿并聯(lián)，電源側(cè)；火花間隙擊穿放電。放電。 1.閥式避雷器（閥式避雷器（valve-

10、type lightning arrester） 2.排氣式避雷器排氣式避雷器 3.保護(hù)間隙（保護(hù)間隙（protective gap） 4.金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電8/22 三、防雷措施三、防雷措施 （一）架空線(xiàn)的防雷措施（一）架空線(xiàn)的防雷措施 1避雷線(xiàn)，避雷線(xiàn)，66kV及以上，全線(xiàn)；及以上，全線(xiàn)；35kV，只在，只在進(jìn)出變配電所的一段線(xiàn)路上；進(jìn)出變配電所的一段線(xiàn)路上；10

11、kV及以下，不用。及以下，不用。 2線(xiàn)路本身的絕緣水平，線(xiàn)路本身的絕緣水平，10kV及以下。及以下。 3排列，頂線(xiàn)兼作防雷保護(hù)線(xiàn)。排列，頂線(xiàn)兼作防雷保護(hù)線(xiàn)。 4ARD，0.5s。 5個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器。個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器。 （二）變配電所的防雷措施（二）變配電所的防雷措施 1避雷針；避雷針； 2避雷線(xiàn)；避雷線(xiàn)； 3避雷器。避雷器。University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電9/22 （三）高壓電動(dòng)機(jī)的防雷措施

12、（三）高壓電動(dòng)機(jī)的防雷措施 不能不能FS，F(xiàn)Z，可，可FC；100150m cable處處FS，排氣式避雷器，排氣式避雷器，F(xiàn)C并并C。 （四）建筑物的防雷類(lèi)別及其防雷措施（四）建筑物的防雷類(lèi)別及其防雷措施 1類(lèi)別類(lèi)別 第一類(lèi)防雷建筑物：有爆炸物第一類(lèi)防雷建筑物：有爆炸物巨大危害。巨大危害。 第二類(lèi)防雷建筑物：有爆炸物第二類(lèi)防雷建筑物：有爆炸物不致巨大危害。不致巨大危害。 第三類(lèi)防雷建筑物。第三類(lèi)防雷建筑物。 2建筑物易受雷擊部位建筑物易受雷擊部位 屋角、屋脊、屋檐等，接閃器、避雷帶（網(wǎng)）。屋角、屋脊、屋檐等，接閃器、避雷帶（網(wǎng)）。University of Science and Techn

13、ology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電10/22 3各類(lèi)防雷建筑物的防雷措施各類(lèi)防雷建筑物的防雷措施 （1）第一類(lèi)防雷建筑物的防雷措施）第一類(lèi)防雷建筑物的防雷措施 防直擊雷，防直擊雷，3m，10；防雷電感應(yīng)；防雷電感應(yīng)；防防雷電波侵入。雷電波侵入。 （2）第二類(lèi)防雷建筑物的防雷措施）第二類(lèi)防雷建筑物的防雷措施 同上三種措施。（側(cè)擊）同上三種措施。（側(cè)擊） （3）第三類(lèi)防雷建筑物的防雷措施）第三類(lèi)防雷建筑物的防雷措施 防直雷（側(cè)擊）；防直雷（側(cè)擊）；防雷電感應(yīng)；防雷電感應(yīng)；防雷電防

14、雷電波侵入。波侵入。University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電11/22第二節(jié)第二節(jié) 電氣裝置的接地電氣裝置的接地 一、接地的有關(guān)概念一、接地的有關(guān)概念 （一）接地和接地裝置（一）接地和接地裝置 接地連接接地連接 接地體（極）接地體（極） 自然接地體自然接地體 接地線(xiàn)接地線(xiàn) 接地裝置接地裝置 接地網(wǎng)接地網(wǎng)University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世

15、致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電12/22 （二）接地電流和對(duì)地電壓（二）接地電流和對(duì)地電壓 接地電流：向大地作半球形散開(kāi)，接地電流：向大地作半球形散開(kāi)，IE。 電氣上的電氣上的“地地”或或“大地大地”：20m，散流電阻，散流電阻已趨近于零，電位為零的地方。已趨近于零，電位為零的地方。 對(duì)地電壓：電氣設(shè)備的接地部分，如外殼等與對(duì)地電壓：電氣設(shè)備的接地部分，如外殼等與零電位的零電位的“地地”（或（或“大地大地”）之間的電位差。）之間的電位差。 （三）接觸電壓和跨步電壓三）接觸電壓和跨步電壓 1接觸電壓：接觸電壓：Utou 指設(shè)備絕緣

16、損壞時(shí)，在身體可觸及的兩部分之指設(shè)備絕緣損壞時(shí)，在身體可觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。間出現(xiàn)的電位差。 University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電13/22 2跨步電壓：跨步電壓：Ustep 指在接地故障點(diǎn)附近行走時(shí)，兩腳之間所出現(xiàn)指在接地故障點(diǎn)附近行走時(shí)，兩腳之間所出現(xiàn)的電位差。的電位差。20m，跨步電壓為零，跨步電壓為零，越近接地點(diǎn)及跨越近接地點(diǎn)及跨步越長(zhǎng)，步越長(zhǎng)，Ustep越大。越大。接觸電壓和跨步電壓接觸電壓和跨步

17、電壓 University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電14/22 （四）工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地（四）工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地 1工作接地工作接地 為保證電力系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)為保證電力系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的一種接地。例如電源中性點(diǎn)的接地、防雷裝置行的一種接地。例如電源中性點(diǎn)的接地、防雷裝置的接地等。的接地等。 2保護(hù)接地與接零保護(hù)接地與接零 保護(hù)接地：為保障人身安全，防止間接觸電而保護(hù)接地：為保

18、障人身安全，防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地。將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地。 兩種型式：兩種型式： （1）各自）各自PE線(xiàn)直接接地（外殼），如線(xiàn)直接接地（外殼），如TT、IT中設(shè)備的外殼接地。中設(shè)備的外殼接地。 （2）公共）公共PE線(xiàn)，線(xiàn)，TN-S系統(tǒng)中或系統(tǒng)中或PEN線(xiàn)，線(xiàn)，“保保護(hù)接零護(hù)接零”。University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電15/22 3重復(fù)接地重復(fù)接地 在在TN系統(tǒng)中，為確保公共系統(tǒng)中，為確保公共P

19、E線(xiàn)或線(xiàn)或PEN線(xiàn)安全線(xiàn)安全可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還應(yīng)在可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還應(yīng)在PE線(xiàn)或線(xiàn)或PEN線(xiàn)的下列地點(diǎn)重復(fù)接地：線(xiàn)的下列地點(diǎn)重復(fù)接地： （1）架空線(xiàn)線(xiàn)路終端及沿線(xiàn)每隔）架空線(xiàn)線(xiàn)路終端及沿線(xiàn)每隔1km處；處； （2）進(jìn)線(xiàn)處（車(chē)間、其他建筑）。）進(jìn)線(xiàn)處（車(chē)間、其他建筑）。 保護(hù)接地作用的說(shuō)明保護(hù)接地作用的說(shuō)明University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)25分分工廠供電工廠供電16/22University of

20、Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)26分分工廠供電工廠供電17/22 二、電氣裝置的接地及其接地電阻二、電氣裝置的接地及其接地電阻 三、接地裝置的計(jì)算三、接地裝置的計(jì)算 變電所建筑四周，變電所建筑四周，23m，一圈，一圈=50mm、長(zhǎng)、長(zhǎng)2.5m鋼管接地體，每隔鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用打入一根，管間用404mm2的扁鋼焊接相連。的扁鋼焊接相連。 四、接地裝置的裝設(shè)與布置四、接地裝置的裝設(shè)與布置 （一）自然接地體的作用（一）自然接地體的作用 自然接地體自然

21、接地體：地下管道，不包括可燃和有爆地下管道，不包括可燃和有爆炸物質(zhì)的管道；炸物質(zhì)的管道；金屬井管；金屬井管；地基、鋼軌等；地基、鋼軌等；其他金屬管、樁等。其他金屬管、樁等。University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)26分分工廠供電工廠供電18/22 （二）人工接地體的裝設(shè)（二）人工接地體的裝設(shè) 垂直接地體，垂直接地體，=50mm，長(zhǎng)，長(zhǎng)2.5m鋼管。鋼管。 接地網(wǎng)的布置：分布均勻，接地網(wǎng)的布置：分布均勻，Utou、Ustep閉合。閉合。 五、低壓

22、配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)和等五、低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)和等電位聯(lián)結(jié)電位聯(lián)結(jié) 接地故障：相與地或與地有聯(lián)系的導(dǎo)電體之間接地故障：相與地或與地有聯(lián)系的導(dǎo)電體之間的短路，包括相線(xiàn)與大地、相線(xiàn)與的短路，包括相線(xiàn)與大地、相線(xiàn)與PE線(xiàn)或線(xiàn)或PEN線(xiàn)以線(xiàn)以及相線(xiàn)與設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分之間的短路。及相線(xiàn)與設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分之間的短路。 危害：危害：TN系統(tǒng)，系統(tǒng)，IE大，（大，（ ）；）； TT與與IT系統(tǒng)，系統(tǒng)，IE小，小，Ustep大。大。 (1)kIUniversity of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求

23、實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)26分分工廠供電工廠供電19/22 漏電斷路器（漏電斷路器（residual current circuit breaker-），又稱(chēng)漏電保護(hù)器或剩余電流保護(hù)器（），又稱(chēng)漏電保護(hù)器或剩余電流保護(hù)器（RCD），），通常為電流動(dòng)作型。通常為電流動(dòng)作型。TAN，向量和不為零，向量和不為零，I2A YR（QF），），30mA。 等電位聯(lián)結(jié)等電位聯(lián)結(jié)：降低接觸電壓，確保人身安全。：降低接觸電壓，確保人身安全。 總等電位聯(lián)結(jié)：總等電位聯(lián)結(jié)：MEB，main equipotential bonding，進(jìn)線(xiàn)處。，進(jìn)線(xiàn)處。 局 部 等 電 位 聯(lián) 結(jié) ：局 部 等 電 位 聯(lián) 結(jié) ： L E B ， l o c a l i z e d equipotential bonding，輔助等電位聯(lián)結(jié)。，輔助等電位聯(lián)結(jié)。University of Science and Technology Liaoning博學(xué)明德博學(xué)明德 經(jīng)世致用經(jīng)世致用勤奮向上勤奮向上 求實(shí)創(chuàng)新求實(shí)創(chuàng)新2021年年11月月29日日3時(shí)時(shí)26分分工廠供電工廠供電20/22第三節(jié)第三