礦山電工學(xué)安全

礦山電工學(xué)安全第1頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~2漏電與觸電

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4-1漏電與觸電一、漏電：

1、什么是漏電：廣義上講，漏電是一種電網(wǎng)對(duì)地發(fā)生電能泄漏的現(xiàn)象，特征是電網(wǎng)對(duì)大地的絕緣阻抗降低，流入大地的電流增大，該現(xiàn)象稱(chēng)為漏電。(該電流為漏電電流)2、分類(lèi)：

集中性漏電:（某一處或某一點(diǎn)）機(jī)械、某點(diǎn)老化、處界；

分散性漏電：（老化）（整條線(xiàn)路或整個(gè)電網(wǎng)）；

3、漏電電流回路：如圖4-1所示P164。

4、漏電的原因：P87-895、漏電的危害：①人身觸電（外殼帶電）；②引起爆炸（煤塵、沼氣）；③電雷管無(wú)準(zhǔn)備引爆；④燒損電氣設(shè)備（發(fā)熱）；如下圖⑤引起短路（更大的事故）；⑥影響產(chǎn)生（停電處理）。礦山電工學(xué)4-1第2頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二圖變壓器IRCM礦山電工學(xué)4-1第3頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~2漏電與觸電

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二、觸電：1、什么是觸電：人身接觸帶電體或接近高壓帶電體時(shí)，使人身成為電流通路的一部分，叫做觸電。觸電是前面講過(guò)的漏電的一種特殊情況，只是過(guò)渡電阻變成了人身電阻。觸電對(duì)人體組織的破壞大體可分為兩種：電擊和電傷。

電擊：是指觸電后電流通過(guò)人體，使人體主要器官（如心臟）受到損傷，有生命危險(xiǎn)，這是最危險(xiǎn)的觸電。

電傷：是指電弧或強(qiáng)電流瞬時(shí)通過(guò)人體某一局部，造成人體外表器官的破壞（燒傷），一般不至于有生命危險(xiǎn)。*觸電電流：發(fā)生人身觸電時(shí)流過(guò)人身的電流叫做觸電電流。表4－1所示P167。礦山電工學(xué)4-1第4頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~2漏電與觸電

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2、影響觸電危害程度的有關(guān)因素：①通過(guò)人身的電流大?。焊鶕?jù)實(shí)驗(yàn)得，交流在15－20mA以下，直流在50mA以下，一般對(duì)人體傷害較輕，如果長(zhǎng)期通過(guò)工頻交流30－50mA就有生命危險(xiǎn)，超過(guò)50mA對(duì)人的生命是絕對(duì)有危險(xiǎn)的。②觸電時(shí)間：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)，觸電時(shí)間在0.2s以下和0.2s以上，電流對(duì)人體的危害程度是有較大差別的。如0.2s以下，400mA能使心臟損傷，0.2s以上，25mA能使心臟損傷。③電流性質(zhì)：直流和交流對(duì)人體的危害程度是不同的，而以50－100Hz的交流電流對(duì)人體的危害最為嚴(yán)重。礦山電工學(xué)4-1第5頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二④電流路徑：主要取決于心臟受損的程度，電流從手到腳特別是通過(guò)心臟對(duì)人最為危險(xiǎn)。⑤體重和健康狀況：健康和有病不同，情緒好和不好不同，胖和搜。⑥人身電阻：主要是人體表面皮膚層和體內(nèi)的電阻，它隨人的皮膚狀況（損傷、潮濕）、觸電時(shí)間、觸電電壓高低等因素而變動(dòng)，當(dāng)皮膚完整干燥時(shí)，人身電阻可達(dá)10－100千歐觸電時(shí)相對(duì)安全；當(dāng)皮膚潮濕或有損傷，人身電阻降低到1000歐左右，觸電時(shí)相對(duì)危險(xiǎn)（以后人身電阻取最小值1000歐）。⑦觸電電壓：作用于人身的電壓越高，則通過(guò)人體的電流越大，也就越危險(xiǎn)。礦山電工學(xué)4-1第6頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3、安全電流、安全電壓及安全值：①安全電流：也就是人體觸電后不會(huì)使人致死、致傷的最大電流，稱(chēng)為安全電流。根據(jù)上述的因素分析，觸電危險(xiǎn)性取決于通過(guò)人體的電流與作用時(shí)間的乘積。通過(guò)對(duì)動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)，我國(guó)提出發(fā)生心室顫動(dòng)的電流50mA與時(shí)間乘積的安全值為50mA·S，取1.67倍安全系數(shù)，規(guī)定為30mA、美國(guó)為10mA、英國(guó)為50mA等。②安全電壓：安全電流和人身電阻的乘積，稱(chēng)為安全電壓。經(jīng)常接觸的電氣設(shè)備，在沒(méi)有高度危險(xiǎn)的條件下，采用65V電壓，有高度危險(xiǎn)的條件，采用36V，在特別危險(xiǎn)的條件下，采用12V。③安全值：安全電流與觸電時(shí)間的乘積，稱(chēng)安全值。我國(guó)為30mA·S。礦山電工學(xué)4-1第7頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~2漏電與觸電

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~4、觸電的預(yù)防辦法：①變壓器中性點(diǎn)禁止接地②井下電氣設(shè)備采用保護(hù)接地③井下電網(wǎng)采用漏電保護(hù)裝置（要求有一定的選擇性）④把帶電裸導(dǎo)線(xiàn)安裝在一定的高度，如井下電機(jī)車(chē)的架空線(xiàn)（大巷2米以上，井底車(chē)場(chǎng)2.2米以上）⑤將各種礦用電器設(shè)備、電纜接頭等都封閉在堅(jiān)固的外殼內(nèi)，并加閉鎖裝置（電氣閉鎖、機(jī)械閉鎖）⑥加強(qiáng)電動(dòng)工具把手的絕緣⑦對(duì)于接觸機(jī)會(huì)非常多的電氣設(shè)備，采用較低的工作電壓（電鉆127v控制36v）⑧加強(qiáng)維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。5、救護(hù)：擺脫電、搶救。礦山電工學(xué)4-1第8頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~2漏電與觸電

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本節(jié)小結(jié)：一、漏電：1、什么是漏電：

2、分類(lèi)：

3、漏點(diǎn)電流回路：

4、漏電的危害：二、觸電：1、什么是觸電：

2、影響觸電危害程度的有關(guān)因素：3、安全電流、安全電壓及安秒值：4、觸電的預(yù)防辦法：5、救護(hù)：

礦山電工學(xué)4-1第9頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1-3井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止直接接地的分析

一、中性點(diǎn)接地方式分類(lèi)及要求

1、分類(lèi)：一般分為以下四類(lèi)：

①不接地方式、②直接接地方式、③阻抗接地方式、④消弧線(xiàn)圈接地方式。

2、要求：*3－63kv系統(tǒng)，采用中性點(diǎn)不接地方式；*110kv及以上和220∕380v的低壓系統(tǒng)，采用中性點(diǎn)直接接地方式；*但是，當(dāng)3-10KV電網(wǎng)當(dāng)接地電容電流大于30A或20KV以上電網(wǎng)當(dāng)接地電容電流大于10A時(shí)，采用中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地方式。

礦山電工學(xué)1-3第10頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~3井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地的分析

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二、中性點(diǎn)接地方式分析:

1、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)：當(dāng)人觸及一相帶電導(dǎo)體時(shí)（忽略分布電容）：如圖1-18所示P26，這時(shí)人體承受電網(wǎng)相電壓，通過(guò)人體的電流可根據(jù)歐姆定律求出：當(dāng)取Rma=1000?，線(xiàn)電壓為660V時(shí)，通過(guò)人體的電流為：當(dāng)線(xiàn)電壓為380V時(shí):

可見(jiàn)，無(wú)論是線(xiàn)電壓380v還是660v供電系統(tǒng)，當(dāng)中性點(diǎn)接地時(shí)，通過(guò)人體的電流都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)30mA，所以是絕對(duì)危險(xiǎn)的。礦山電工學(xué)1-3第11頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二圖4變壓器IRC礦山電工學(xué)1-3第12頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~3井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地的分析

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2、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：如圖1-20所示P26，若人體觸及一相帶電導(dǎo)體時(shí)，該電流經(jīng)過(guò)其他兩相的電阻和電容形成通路，根據(jù)基爾霍夫第一定律得：

a、當(dāng)電容忽略時(shí)，Rma=1000?，r=35000?，Ux=660V:

可見(jiàn)是安全的。礦山電工學(xué)1-3第13頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：如圖所示，變壓器IRC礦山電工學(xué)1-3第14頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~3井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地的分析

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b、當(dāng)電容不忽略時(shí)，Rma=1000?，r=35000?，Ux=660V，C=0.5μF:

可見(jiàn)當(dāng)電容不忽略時(shí)，同樣不安全，但比中性點(diǎn)接地系統(tǒng)通過(guò)人體的電流要小的多，故相對(duì)安全。礦山電工學(xué)1-3第15頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~3井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地的分析

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~3、結(jié)論：①中性點(diǎn)絕緣比中點(diǎn)接地的人身觸電電流要小得多，比較安全。②入地電流也很小，從而使引燃瓦斯、煤塵的可能性大大減少。③不影響線(xiàn)電壓（可運(yùn)行2個(gè)小時(shí)）。以上三大優(yōu)點(diǎn)就是井下變壓器禁止中性點(diǎn)直接接地的原因。缺點(diǎn)：A、當(dāng)電網(wǎng)一相接地時(shí)，往往不易發(fā)覺(jué)；

B、其他兩相電壓將升高√3倍；

C、不能控制開(kāi)關(guān)跳閘。故：井下電網(wǎng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。礦山電工學(xué)1-3第16頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~3井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地的分析

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本節(jié)小結(jié)：1、中性點(diǎn)接地方式分類(lèi)及要求分類(lèi)：

要求：

2、中性點(diǎn)接地方式分析中性點(diǎn)接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：3、結(jié)論：

礦山電工學(xué)1-3第17頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4~2漏電保護(hù)

定義：漏電保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)漏電時(shí)，通過(guò)切斷電源來(lái)防止人身觸電傷亡和漏電電流所引爆瓦斯、煤塵的一種措施。(目的）

一、對(duì)漏電保護(hù)的要求：

1、保護(hù)全面：是指保護(hù)范圍應(yīng)覆蓋整個(gè)供電單元；

2、安全性：要滿(mǎn)足30mA·S，動(dòng)作要速度快；

3、可靠性：一是自身的可靠性，二是保護(hù)的可靠性；

4、靈敏性：是指保護(hù)裝置對(duì)故障的反應(yīng)能力，要求最輕的漏電，保護(hù)也能可靠動(dòng)作；

5、選擇性：要求只切除故障線(xiàn)路而不切除非故障線(xiàn)路。

礦山電工學(xué)4-2第18頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~二、漏電保護(hù)原理：目前用的最多的有以下四種：附加電源直流檢測(cè)方式、三相半波整流式、零序參數(shù)式（三種）、旁路接地式等，主要介紹廣泛應(yīng)用的前三種。

1、附加電源直流檢測(cè)方式：①保護(hù)原理：如圖4-10所示P180；②動(dòng)作值的確定：我國(guó)660V實(shí)際規(guī)定值為：11k?、22k?、33k?，其他電壓等級(jí)地規(guī)定見(jiàn)表4－2所示P181。③電容電流補(bǔ)償：加電抗器來(lái)減小人身觸電電流。礦山電工學(xué)4-2第19頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

④特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：a、保護(hù)全面；b、觸電電流?。?/p>

c、整定簡(jiǎn)單；d、可靠性高。缺點(diǎn)：a、無(wú)選擇性；b、屬靜態(tài)補(bǔ)償；

c、動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)＞50ms；d、無(wú)漏電閉鎖。變壓器RCZJKΩ礦山電工學(xué)4-2第20頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

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2、三相半波整流式：這種漏電保護(hù)原理很簡(jiǎn)單，這里只作簡(jiǎn)單的介紹。如圖4－13（a）P184所示，U1～U3接于三相電網(wǎng)構(gòu)成三相半波整流，其負(fù)載電阻就只有Rlo+r∑,由于Rlo的電阻很小，所以回路的直流同樣取決于r∑的大小，這表明這種方法的原理與前面講的直流檢測(cè)式是完全一樣的，只是無(wú)直流附加電源。礦山電工學(xué)4-2第21頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二特點(diǎn)：

無(wú)直流附加電源。但動(dòng)作值受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響較大，對(duì)整流管的反向電壓要求較高，故只用在電壓低的地方,如127v綜合保護(hù)中和漏電閉鎖用。變壓器RCZJ礦山電工學(xué)4-2第22頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3、零序電壓式：礦山電工學(xué)4-2特點(diǎn)：①動(dòng)作值不固定；②無(wú)選擇性；③不能保護(hù)對(duì)稱(chēng)性漏電；④一般用于6kV及以上電網(wǎng)。變壓器RCU0第23頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

4、零序電流式：（如圖4-14所示P185）特點(diǎn)：①具有橫向選擇功能（圖4-15所示P186）；②動(dòng)作值不固定；③不能保護(hù)對(duì)稱(chēng)性漏電；④不能補(bǔ)償人身觸電電流。

變壓器RCI。礦山電工學(xué)4-2第24頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二礦山電工學(xué)4-2第25頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

5、零序功率方向式：

特點(diǎn)：①具有橫向選擇功能；②動(dòng)作值不固定；③不能保護(hù)對(duì)稱(chēng)性漏電；④不能補(bǔ)償人身觸電電流。

變壓器RCU。I。比較電路礦山電工學(xué)4-2第26頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二6、旁路接地式：（圖4-17所示P187）特點(diǎn)：①只能保護(hù)單相漏電；②無(wú)選擇性；③人為增加故障點(diǎn)；④不能保護(hù)對(duì)稱(chēng)性漏電。礦山電工學(xué)4-2變壓器RC檢漏選相器漏第27頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~三、無(wú)選擇性漏電保護(hù)裝置

1、功能特點(diǎn)：①功能

a、隨時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣電阻；

b、當(dāng)電網(wǎng)漏電時(shí)，能使低壓總開(kāi)關(guān)跳閘；

c、能補(bǔ)償電網(wǎng)對(duì)地的電容電流。②優(yōu)、缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：a、動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)（50ms（保護(hù)動(dòng)作時(shí)間）＋100ms（開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間））；b、無(wú)選擇性（一處漏電所有與其有關(guān)的開(kāi)關(guān)都跳閘）；c、無(wú)漏電閉鎖。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠，動(dòng)作值準(zhǔn)確，所以一直用到今天。礦山電工學(xué)4-2第28頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2、電路中主要元件和作用：如圖4-18所示P188。3、各保護(hù)功能的動(dòng)作過(guò)程：（原理）①監(jiān)視電網(wǎng)的絕緣水平：（監(jiān)視回路）

VC(+)→K?→1PE（2PE）→大地→r∑→電網(wǎng)→QS→1L→2L→KD→VC(－)K?就可以持續(xù)指示電網(wǎng)對(duì)地絕緣水平（數(shù)值）。②漏電保護(hù)回路動(dòng)作情況：

L2→QA→YA→QS→KD1→QS→QA→L3

于是總開(kāi)關(guān)QA跳閘，實(shí)現(xiàn)了漏電和觸電保護(hù)。礦山電工學(xué)4-2第29頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第30頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

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③可靠性試驗(yàn)：

主要是用模擬的漏電故障來(lái)試驗(yàn)繼電器的動(dòng)作可靠性，當(dāng)按下試驗(yàn)按鈕SB時(shí)，便接通了實(shí)驗(yàn)回路。即：

VC（+）→K?→1PE(局部)→2PE→SB→R3→2FU→L2→1L→2L→KD→VC(－)

我國(guó)規(guī)程規(guī)定每個(gè)班應(yīng)試驗(yàn)一次。

④電網(wǎng)對(duì)地電容電流的補(bǔ)償：電網(wǎng)→（r∑＋C∑）→大地→1PE（2PE）→C2→2L→1L→電網(wǎng)上述回路中主要是C∑和2L，在起作用。礦山電工學(xué)4-2第31頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~四、選擇性漏電保護(hù)裝置：1、定義：是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)僅將發(fā)生漏電故障線(xiàn)路的電源切斷，保障系統(tǒng)其余部分正常工作。2、分類(lèi)：①縱向選擇性：是指上下級(jí)線(xiàn)路之間的關(guān)系，用動(dòng)作時(shí)限差來(lái)實(shí)現(xiàn)的（上長(zhǎng)下短）。②橫向選擇性：是指同一級(jí)線(xiàn)路之間的關(guān)系，用零序參數(shù)（零序電流或零序功率）的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。③選擇性分級(jí)：可分三級(jí)和兩級(jí)，煤礦井下一般多采用三級(jí)中用兩級(jí)選擇性漏電保護(hù)裝置（如：總開(kāi)關(guān)、分支總開(kāi)關(guān)、配電點(diǎn)開(kāi)關(guān)）。礦山電工學(xué)4-2第32頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~3、XL-I型礦用低壓選擇性漏電保護(hù)裝置：①組成：KXL-I-JY和KXL-I-DW組件形成總開(kāi)關(guān)和分支總開(kāi)關(guān)兩級(jí)選擇性漏電保護(hù)裝置。②組件介紹：

a、KXL-I-DW如圖4-22所示P195。

b、

KXL-I-JY如圖4-23所示P196。③工作原理：a、選擇性漏電保護(hù)

b、漏電閉鎖

c、接地實(shí)驗(yàn)

d、總漏電保護(hù)礦山電工學(xué)4-2第33頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第34頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第35頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~4漏電保護(hù)

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本節(jié)小結(jié)：一、對(duì)漏電保護(hù)的要求：

二、漏電保護(hù)原理：三、無(wú)選擇性漏電保護(hù)裝置：四、選擇性漏電保護(hù)裝置：

礦山電工學(xué)4-2第36頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4~3接地與接零保護(hù)

一、分類(lèi)：按照其作用的不同可以分為：工作接地、保護(hù)接地、保護(hù)接零三大類(lèi)。二、接地有關(guān)參數(shù)：如圖4-26所示P203。

1、對(duì)地電壓Vtg：

2、接地電阻Rgr：

3、接觸電壓Vco：

4、跨步電壓Vss：礦山電工學(xué)4-3第37頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

圖2-24電氣設(shè)備VtgVssVcoVspIgrRgr礦山電工學(xué)4-3洗衣機(jī)、距離、兩個(gè)接地極第38頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

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三、接地保護(hù)原理：

1、無(wú)保護(hù)接地時(shí)：如圖4-25a所示.P2022、有保護(hù)接地時(shí)：如圖4-25b所示.P2023、要求：一般井下保護(hù)接地電阻小于2Ω

4、不足：①?zèng)]有斷電功能；②電網(wǎng)發(fā)生單相直接接地時(shí)，無(wú)分流作用；③人接觸單相電網(wǎng)，無(wú)分流作用。所以漏電保護(hù)和保護(hù)接地二者缺一不可。礦山電工學(xué)4-3第39頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

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圖2-23變壓器RCM機(jī)機(jī)Igr2ΩIma1kΩI礦山電工學(xué)4-3第40頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

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四、井下保護(hù)接地系統(tǒng)：

井下接地系統(tǒng)是利用電纜的金屬外殼或接地芯線(xiàn)與井下各處的電氣設(shè)備外殼及各種接地極連接起來(lái)所構(gòu)成。

1、接地極聯(lián)網(wǎng)的必要性：①單獨(dú)的保護(hù)接地，動(dòng)作有死區(qū)：圖4-27、28所示；P203、204

②因并聯(lián)支路多而總的Rgr降低：一般單獨(dú)的接地極，在井下能達(dá)到30Ω是很不容易的，但是若有20個(gè)接地極并聯(lián)起來(lái)，總的Rgr就會(huì)變的很小?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：在井下任何一個(gè)接地點(diǎn)所測(cè)量得的接地網(wǎng)總接地電阻不得超過(guò)2Ω。

礦山電工學(xué)4-3第41頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

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2、井下接地網(wǎng)的組成：（如圖4-29所示P205）①主接地極（主、付水倉(cāng)）；②局部接地極；

③接地母線(xiàn)；④輔助接地母線(xiàn)；⑤接地導(dǎo)線(xiàn)；⑥連接導(dǎo)線(xiàn)等。五、保護(hù)接零：（補(bǔ)充）

保護(hù)接零主要用于中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)中，一般為低壓三相四線(xiàn)制系統(tǒng)，由中性點(diǎn)引出的線(xiàn)叫零線(xiàn)，也就是第四根線(xiàn)。

1、保護(hù)接零的原理：（如下圖所示P131）其作用如下：①變漏電為短路；②減小人觸電的幾率。礦山電工學(xué)4-3第42頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二礦山電工學(xué)4-3第43頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

變壓器RCM機(jī)機(jī)Igr4ΩIma1kΩIN礦山電工學(xué)4-3第44頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二①保護(hù)接零和保護(hù)接地共存；

②總零線(xiàn)上不許加裝任何開(kāi)關(guān)和熔斷器。ABCN礦山電工學(xué)4-3燒家電、零線(xiàn)帶電第45頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

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2、重復(fù)接地：沿著零線(xiàn)把多點(diǎn)再次接地，稱(chēng)為重復(fù)接地。其作用是當(dāng)零線(xiàn)斷線(xiàn)時(shí)，將接零保護(hù)變?yōu)榻拥乇Ｗo(hù)。為了安全起見(jiàn)，零線(xiàn)應(yīng)盡量避免斷線(xiàn)，因此，一般在零線(xiàn)上不允許裝設(shè)開(kāi)關(guān)或熔斷器。六、井下接地電阻的測(cè)定：

1、規(guī)定：井下任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻不得超過(guò)2Ω.2、方法：①電壓、電流法：如圖2-31所示P133

②ZC-18型接地電阻測(cè)量?jī)x：如圖2-33所示P136礦山電工學(xué)4-3第46頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

①電壓、電流法：如圖

AV220VTABABC＞20m＞20m礦山電工學(xué)4-3第47頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

②ZC-18型接地電阻測(cè)量?jī)x：

a.原理：如圖（電橋原理）

b.測(cè)量方法：AUXEPC20m20m礦山電工學(xué)4-3第48頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~七、接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、單根接地體的接地電阻計(jì)算：

RE(1)=ρ/L

式中：RE(1)——單根接地體的接地電阻；Ωρ——土壤的電阻率；Ω·mL——接地體的長(zhǎng)度（1.5-2.5米）；2、多根接地體的接地電阻計(jì)算：

RE=RE(1)/n·ηE

或(n=RE(1)/ηE·RE)

式中：n--接地體的根數(shù)；ηE—利用系數(shù)（查手冊(cè)），RE—總的接地電阻（井下2Ω、井上4Ω）。礦山電工學(xué)4-3第49頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~5接地與接零

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本節(jié)小結(jié)：一、分類(lèi)：二、接地有關(guān)電壓：三、接地保護(hù)原理：四、井下保護(hù)接地系統(tǒng)：五、保護(hù)接零：

六、井下接地電阻的測(cè)定：

七、接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算：

礦山電工學(xué)4-3第50頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4-4井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

含義：凡是流過(guò)電氣設(shè)備或線(xiàn)路的電流，超過(guò)其額定值或允許值，都叫過(guò)電流。如：短路、過(guò)負(fù)荷、缺相運(yùn)行等。

一、對(duì)過(guò)流保護(hù)的要求：

1、快速性：盡量快。

2、可靠性：不誤動(dòng)，不拒動(dòng)。

3、靈敏性：對(duì)故障的反應(yīng)能力。

4、選擇性：縱向、橫向。另外：5、應(yīng)有后背保護(hù)：

6、必須與保護(hù)對(duì)象配合：（表4-7P217）礦山電工學(xué)4-4第51頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~二、過(guò)流保護(hù)元件介紹：（一）井下低壓保護(hù)元件：1、低壓熔斷器：（1）定義：熔斷器是串接在主電路中，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生短路或是嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)，熔件發(fā)熱熔斷，切斷線(xiàn)路電源，從而保證了線(xiàn)路和設(shè)備的安全。（2）熔斷器的選擇：有幾個(gè)基本參數(shù)如下：a.額定電壓：Ve；b.額定電流：（熔斷器Ie，熔體Iet，要求Iet小于等于Ie）；c.極限分?jǐn)嗄芰Γ阂驣max大于Is。（3）保護(hù)特性：反時(shí)限特性，及電流越大熔斷時(shí)間越短，電流越小，熔斷時(shí)間越長(zhǎng)。（4）符號(hào)含義：R—熔斷器；M—無(wú)填料；T—有填料（石英砂）；L—螺旋式；C—磁插式；S--插刀式；1—單組熔體（無(wú)1時(shí)為多組）；0—封閉式；Z—自復(fù)式等。

礦山電工學(xué)4-4第52頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二FU磁插式熔斷器圖符磁插式熔斷器結(jié)構(gòu)如圖所示。因?yàn)榇挪迨饺蹟嗥骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉、外形小、更換熔絲方便等優(yōu)點(diǎn)，所以它被廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。磁插式熔斷器的型號(hào)為RC1A系列。

礦山電工學(xué)4-41-熔絲；2-動(dòng)觸點(diǎn)；3-瓷蓋；4-靜觸點(diǎn)；5-瓷體

第53頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二螺旋式熔斷器的外形和結(jié)構(gòu)如圖所示。在熔斷管內(nèi)裝有熔絲，并填充石英砂，作熄滅電弧之用。熔斷管口有色標(biāo)，以顯示熔斷信號(hào)。當(dāng)熔斷器熔斷的時(shí)候，色標(biāo)被反作用彈簧彈出后自動(dòng)脫落，通過(guò)瓷帽上的玻璃窗口可看見(jiàn)。螺旋式熔斷器的型號(hào)有RL1、RL7等系列。螺旋式熔斷器1-瓷帽；2-熔斷管；3-瓷套；4-上接線(xiàn)盒；5-下接線(xiàn)盒；6-瓷座礦山電工學(xué)4-4第54頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二管式熔斷器分為有填料式和無(wú)填料式兩類(lèi)。有填料管式熔斷器的結(jié)構(gòu)如圖所示。有填料管式熔斷器是一種分?jǐn)嗄芰^大的熔斷器，主要用于要求分?jǐn)噍^大電流的場(chǎng)合。常用的型號(hào)有RT12、RT14、RT15、RT17等系列。另外：圖4-33所示P210，為RM1型。管式熔斷器圖有填料管式熔斷器

(a)外形；(b)結(jié)構(gòu)礦山電工學(xué)4-4第55頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二礦山電工學(xué)4-4第56頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

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2.低壓電磁式過(guò)流繼電器：

又叫過(guò)流脫扣器，如下圖所示，是利用電流增大，產(chǎn)生的電磁力直接或間接使開(kāi)關(guān)跳閘，而達(dá)到保護(hù)的目的。直接繼電器：線(xiàn)圈串在通過(guò)主回路中，直接使開(kāi)關(guān)跳閘。間接繼電器：線(xiàn)圈通過(guò)電流互感器與主回路相連，只是其一個(gè)觸點(diǎn)串在跳閘回路中。

礦山電工學(xué)4-4第57頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3.低壓過(guò)流-過(guò)熱繼電器：它是由熱繼電器和電磁式過(guò)流繼電器組合而成，是過(guò)負(fù)荷和短路的復(fù)合式保護(hù)裝置，其保護(hù)的關(guān)鍵元件是一個(gè)熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片（如圖4-35所示P212）。利用受熱變形，頂開(kāi)相應(yīng)的常閉接點(diǎn)，使主開(kāi)關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)過(guò)負(fù)荷保護(hù)；而電磁式過(guò)流繼電器實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。4.*低壓感應(yīng)式繼電器：（簡(jiǎn)單了解）礦山電工學(xué)4-4第58頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二礦山電工學(xué)4-4第59頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~5.*低壓電子式保護(hù)裝置：（圖4-37所示P214）正常時(shí)，三個(gè)互感器都有電壓輸出，電子開(kāi)關(guān)全部導(dǎo)通，各個(gè)集電極輸出全是低電位。因此或門(mén)關(guān)閉，輸出低電位，可控硅V7截止，繼電器KD不得電，開(kāi)關(guān)不會(huì)跳閘。若某一相斷開(kāi)，如L1相，則TA3無(wú)輸出，VT3截止，集電極輸出高電壓，結(jié)果或門(mén)輸出高電位使可控硅V7導(dǎo)通，KD得電，KD1打開(kāi)，線(xiàn)圈KM失電，開(kāi)關(guān)跳閘。流程如下：正常時(shí)：TA1-3有輸出→VT1-T3導(dǎo)通→或門(mén)關(guān)閉→V7截止→KD無(wú)電→KD1閉合→不跳閘。

L1斷相時(shí)：TA3無(wú)輸出→VT3截止→或門(mén)開(kāi)→V7導(dǎo)通→KD有電→KD1打開(kāi)→跳閘。礦山電工學(xué)4-4第60頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二礦山電工學(xué)4-4第61頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（二）高壓保護(hù)元件：

1、高壓熔斷器：（1）限流型熔斷器：高壓線(xiàn)路中保護(hù)電壓互感器、電容器等高壓輔助回路。（2）跌落式熔斷器：高壓線(xiàn)路中保護(hù)主回路，通常用于三級(jí)負(fù)荷的高壓線(xiàn)路中。

2、繼電器保護(hù)：

均為間接式，接線(xiàn)系數(shù)為1。3、高壓綜合保護(hù)裝置：（1）定時(shí)限（時(shí)間是定值）高壓綜保：高壓線(xiàn)路（干線(xiàn)）的主保護(hù)。（三段式：速斷保護(hù)、定時(shí)速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)）

（2）反時(shí)限（時(shí)間是檔位）高壓綜保：高壓設(shè)備（變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)等）的主保護(hù)。（兩段式：速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)）礦山電工學(xué)4-4第62頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二M1234第63頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~三．井下過(guò)流保護(hù)整定：（一）井下高壓過(guò)流保護(hù)整定：1、保護(hù)變壓器：(采用高壓綜保）①過(guò)負(fù)荷保護(hù)：即按電流互感器二次額定電流（5A）的倍數(shù)整定。動(dòng)作倍數(shù)：（0.2-1.4倍）動(dòng)作時(shí)間：靈敏度校驗(yàn)：

礦山電工學(xué)4-4大起需用系數(shù)其額和變變比開(kāi)關(guān)額變接線(xiàn)系數(shù)1t（10-15s）＞tst（3-6s）變二次最小兩相短路電流第64頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~②速斷（短路）保護(hù)：按躲過(guò)變壓器低壓側(cè)的尖峰負(fù)荷電流來(lái)整定。動(dòng)作電流：動(dòng)作時(shí)間：

動(dòng)作倍數(shù)：靈敏度校驗(yàn)：

礦山電工學(xué)4-4電流互感器變比線(xiàn)首端最小兩相短路電流第65頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2、保護(hù)高壓電機(jī)：①過(guò)負(fù)荷保護(hù)：

動(dòng)作電流：

動(dòng)作時(shí)間：

動(dòng)作倍數(shù)：

靈敏度校驗(yàn)：礦山電工學(xué)4-4t（10-15s）＞tst（3-6s）電流互感器變比線(xiàn)末端最小兩相短路電流第66頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~②速斷（短路）保護(hù)：按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)額定啟動(dòng)電流來(lái)整定。

動(dòng)作電流：

動(dòng)作時(shí)間：

動(dòng)作倍數(shù)：靈敏度校驗(yàn)：礦山電工學(xué)4-4線(xiàn)首端最小兩相短路電流第67頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~3、保護(hù)高壓線(xiàn)路：①過(guò)負(fù)荷保護(hù)：按躲過(guò)線(xiàn)路最大工作電流來(lái)整定。動(dòng)作電流：動(dòng)作時(shí)間：

動(dòng)作倍數(shù)：靈敏度校驗(yàn)：礦山電工學(xué)4-4t1

＞t2△t=0.7s線(xiàn)末端最小兩相短路電流第68頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~②速斷（短路）保護(hù)：

線(xiàn)路-變壓器動(dòng)作電流線(xiàn)路動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作倍數(shù)靈敏度校驗(yàn)礦山電工學(xué)4-4變二次最大三相短路電流線(xiàn)末端最大三相短路電流線(xiàn)首端最小兩相短路電流第69頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~（二）井下低壓過(guò)流保護(hù)整定：1.熔斷器的熔體的選擇計(jì)算及配合：①支線(xiàn)熔體額定電流：

INF=Ist/KF②干線(xiàn)熔體額定電流：

INF=（Ist，M/KF）+∑Ie③保護(hù)127V照明線(xiàn)路。熔體額定電流為：

INF≥∑IN④保護(hù)照明變壓器的熔體額定電流：礦山電工學(xué)4-4不熔化系數(shù)表4-8所示P221第70頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~⑤電鉆變壓器的熔體額定電流：⑥靈敏度校驗(yàn)：⑦熔體與電纜截面的配合:

見(jiàn)表4-7P217所示，不至于出現(xiàn)熔體未熔化，而電纜先燒壞的現(xiàn)象。礦山電工學(xué)4-4第71頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~⑧兩級(jí)熔斷器之間的配合：（支線(xiàn)與干線(xiàn)）一般要求上級(jí)比下級(jí)大一到二級(jí)，此外熔體熔化的時(shí)間誤差值是±50%。如果上級(jí)取負(fù)誤差，下級(jí)取正誤差，有可能失去選擇性。如下圖所示，所以要求t1＞t2，根據(jù)這個(gè)要求，我們得到公式：

t1=1.15**t2

≥

3.45*t21

t2t1

ot2oI

礦山電工學(xué)4-4第72頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2.

繼電器的過(guò)流整定計(jì)算：①保護(hù)支線(xiàn)（同樣是躲過(guò)啟動(dòng)電流）單臺(tái)電機(jī)。

Isb＞Ist②保護(hù)干線(xiàn)（躲過(guò)尖峰電流）多臺(tái)電機(jī)。

Isb＞Ist，M+∑IN③靈敏度校驗(yàn)：3、電子保護(hù)器過(guò)流值的整定：①饋電開(kāi)關(guān)：過(guò)載整定：（0.4-1）IN短路整定：（3-10）IN②磁力起動(dòng)器：過(guò)載整定：Isb＞IN短路整定：③靈敏度校驗(yàn)：礦山電工學(xué)4-4饋電開(kāi)關(guān)的額定電流線(xiàn)末端最小兩相短路電流第73頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~7井下電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

本節(jié)小結(jié)：一、對(duì)過(guò)流保護(hù)的要求：二、過(guò)流保護(hù)元件介紹：

三．井下過(guò)流保護(hù)整定：作業(yè)：P223

礦山電工學(xué)4-4第74頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~8過(guò)電壓保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~4-5過(guò)電壓保護(hù)（補(bǔ)充）一、定義：

電壓突然升高，超過(guò)其允許值，直接威脅或破壞到設(shè)備的絕緣，這種現(xiàn)象我們稱(chēng)之為設(shè)備的過(guò)電壓。二、過(guò)電壓的分類(lèi)：

由雷電引起的過(guò)電壓叫大氣過(guò)電壓，又稱(chēng)外部過(guò)電壓（又分直擊雷過(guò)電壓、感應(yīng)雷過(guò)電壓）；由電力系統(tǒng)中的操作或故障而引起的過(guò)電壓就叫內(nèi)部過(guò)電壓（又分操作過(guò)電壓、故障過(guò)電壓）。三、外部過(guò)電壓：

⑴直擊雷過(guò)電壓：雷云直接對(duì)電氣設(shè)備或建筑物放電，雷電流在被擊物體上產(chǎn)生的壓降叫直擊雷過(guò)電壓。礦山電工學(xué)4-5第75頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~8過(guò)電壓保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~⑵感應(yīng)雷過(guò)電壓：（雷電侵入波）由于雷云的靜電感應(yīng)所引起的過(guò)電壓，叫感應(yīng)雷過(guò)電壓。

---+++++++⑶球雷過(guò)電壓：礦山電工學(xué)4-5第76頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~8過(guò)電壓保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~四、外部過(guò)電壓防雷裝置：外部過(guò)電壓防雷保護(hù)裝置（避雷針、避雷線(xiàn)、避雷器三種）。1、避雷針⑴作用：防護(hù)電氣設(shè)備、線(xiàn)路及建筑物等免遭直擊雷的危害。⑵組成：由接閃器（針尖）、桿塔、接地引下線(xiàn)、接地極組成。⑶原理：利用其高度將雷云引向自身，使雷云對(duì)針?lè)烹?，從而保護(hù)其他物體。礦山電工學(xué)4-5第77頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~8過(guò)電壓保護(hù)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~⑷保護(hù)范圍計(jì)算（確定）：a、單支避雷針的保護(hù)范圍：如下圖所示。H為避雷針高度，Hx為任一保護(hù)高度或是保護(hù)建筑物高度，rx為Hx保護(hù)高度上的保護(hù)截面的半徑：當(dāng)Hx≥H/2時(shí)，rx=(H-Hx)Kn當(dāng)H2＜H/2時(shí)，rx=(1.5H-2Hx)Kn（此公式可反過(guò)來(lái)用，計(jì)算H）式中：Kn——高度影響系數(shù)，當(dāng)H≤30m時(shí)Kn=1;當(dāng)120m≥H＞30m時(shí)，Kn=5.5/√H礦山電工學(xué)4-5第78頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2~8過(guò)電壓保護(hù)

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45°

rx

H0.75H

Hx

1.5H

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~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~b、對(duì)兩支避雷針的保護(hù)范圍：兩針外側(cè)的保護(hù)范圍同單針，兩針間保護(hù)范圍的最低高度Ho可按下式計(jì)算：

Ho=H–L/7KnL——兩針間的距離m兩針間Hx