第七章 防雷,接地和電氣安全

第七章防雷，接地和電氣安全第一節(jié)防雷一，雷電的形成和危害1.雷電的形成太陽——水蒸發(fā)——上升的水蒸氣形成雷云——雷云與大地凸出物相互接近到一定距離時(shí),將會(huì)發(fā)生激烈放電

——出現(xiàn)強(qiáng)烈閃光（閃電）——空氣受熱急劇膨脹,隨之發(fā)生爆炸的轟鳴聲（雷鳴）2.雷電的危害熱性質(zhì)的破壞作用：巨大的雷電流通過導(dǎo)體,在極短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量熱能,易金屬熔化飛濺造成火災(zāi)和爆炸事故。機(jī)械性質(zhì)的破壞作用：當(dāng)雷電通過被擊物時(shí),在被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹,縫隙中的水分劇烈蒸發(fā),致使被擊物破壞或爆炸。電性質(zhì)的破壞作用：雷電引起：a.直擊雷遭受直擊雷擊時(shí)產(chǎn)生的過電壓b.感應(yīng)雷雷電對(duì)設(shè)備、線路或其它物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所引起的過電壓。c.雷電侵入波在導(dǎo)線上感應(yīng)產(chǎn)生的沖擊電壓波，它沿著導(dǎo)線以光速向兩側(cè)流動(dòng)，故又稱為過電壓行波。過電壓和電流成為造成損壞電氣設(shè)備的絕緣,燒斷電線或劈裂等事故。二.防雷保護(hù)裝置1.避雷針避雷針一般采用鍍鋅圓鋼（針長1m以下時(shí)，直徑不小于12mm；針長1～2m時(shí)，直徑不小于16mm），或鍍鋅鋼管（針長1m以下時(shí)，直徑不小于20mm，針長1～2m時(shí)，直徑不小于25mm）制成。它通常安裝在電桿、構(gòu)架或建筑物上。它的下端通過引下線與接地裝置可靠連接，如圖所示。

避雷針的功能實(shí)質(zhì)是引雷作用。它能對(duì)雷電場(chǎng)產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)（該附加電場(chǎng)是由于雷云對(duì)避雷針產(chǎn)生靜電感應(yīng)引起的），使雷電場(chǎng)畸變，從而改變雷云放電的通道。雷云經(jīng)避雷針、引下線和接地裝置，泄放到大地中去，使被保護(hù)物免受直擊雷擊。hx為被保護(hù)物高度，單位m；ha（ha=h-hx）為避雷針的有效高度，單位m；p為高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤30m時(shí)，p=1；當(dāng)30m＜h≤120m時(shí)，避雷針的保護(hù)范圍，以它能夠防護(hù)直擊雷的空間來表示。單支避雷針的保護(hù)范圍，應(yīng)按下列方法確定：避雷線是用來保護(hù)架空電力線路和露天配電裝置免受直擊雷的裝置架設(shè)在架空線或建筑物上面。由懸掛在空中的接地導(dǎo)線、接地引下線和接地體等組成，既架空又接地，故稱“架空地線”。作用和避雷針一樣，將雷電引向自身，并安全導(dǎo)入大地。避雷線一般用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼鉸線。二避雷線單根避雷線的保護(hù)范圍：由避雷線向下作與其垂直面成25°角的兩個(gè)斜面，在高度h/2處轉(zhuǎn)折與地面上離避雷線水平距離為h的直線相連的平面，合起來構(gòu)成屋脊式的保護(hù)范圍。保護(hù)寬度rx可按下式計(jì)算：三.避雷器避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。它一般接于各段母線與架空線的進(jìn)出口處，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。

避雷器的類型有保護(hù)間隙，管式避雷器、閥式避雷器、金屬氧化物避雷器等。圖

避雷器的連接

（1）保護(hù)間隙角形保護(hù)間隙（羊角避雷器）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(hù)間隙s1-主間隙s2-輔助間隙保護(hù)間隙的結(jié)構(gòu)保護(hù)間隙又稱角型避雷器或羊角避雷器，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，但保護(hù)性能較差，保護(hù)間隙只用于室外且負(fù)荷不重要的線路上。保護(hù)間隙工作原理這種角形保護(hù)間隙又稱羊角避雷器。其中一個(gè)電極接于線路，另一個(gè)電極接地。當(dāng)線路侵入雷電波引起過電壓時(shí)，間隙擊穿放電，將雷電流泄入大地。為了防止間隙被外物（如鳥、獸、樹枝等）短接而造成短路故障，通常在其接地引下線中還串接一個(gè)輔助間隙S2，如圖所示。這樣即使主間隙被物短接，也不致造成接地短路。ABCs2s1s1s1主間隙輔助間隙架空線路（2）管型避雷器

管型避雷器由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙三部分組成。而產(chǎn)氣管由纖維、有機(jī)玻璃或塑料組成。它是一種滅弧能力很強(qiáng)的保護(hù)間隙。

管型避雷器結(jié)構(gòu)示意圖1-產(chǎn)氣管2-棒形電極3-環(huán)形電極4-接地支座5-管口6-線路s1-外部間隙s2-內(nèi)部間隙管型避雷器結(jié)構(gòu)管型避雷器工作原理當(dāng)沿線侵入的雷電波幅值超過管型避雷器的擊穿電壓時(shí)，內(nèi)、外間隙同時(shí)放電，內(nèi)部間隙的放電電弧使管內(nèi)溫度迅速升高，管子內(nèi)壁的纖維質(zhì)分解出大量高壓氣體，由環(huán)形電極端面的管口5噴出，形成強(qiáng)烈縱吹，使電弧在電流第一次過零時(shí)就熄滅。這時(shí)外部間隙的空氣迅速恢復(fù)了正常絕緣，使管型避雷器與供電系統(tǒng)隔離。熄弧過程僅為0.01s。（3）閥式避雷器

閥式避雷器，主要由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷套管內(nèi)?；鸹ㄩg隙用銅片沖制而成。每對(duì)間隙用厚0.5～1mm的云母墊圈隔開。正常情況下，火花間隙能阻斷工頻電流通過，但在雷電過電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。閥片是用陶料粘固的電工用金剛砂（碳化硅）顆粒制成的。這種閥片具有非線性電阻特性。正常電壓時(shí)，閥片電阻很大，而過電壓時(shí)，閥片電阻則變得很小。能使雷電流順暢地向大地泄放。當(dāng)雷電過電壓消失、線路上恢復(fù)工頻電壓時(shí)，閥片電阻又變得很大，使火花間隙的電弧熄滅、絕緣恢復(fù)而切斷工頻續(xù)流，從而恢復(fù)線路的正常運(yùn)行。閥式避雷器中火花間隙和閥片的多少，與其工作電壓高低成比例。高壓閥式避雷器串聯(lián)很多單元火花間隙，目的是將長弧分割成多段短弧，以加速電弧的熄滅。但閥電阻的限流作用是加速電弧熄滅的主要因素。圖a和b分別是FS4-10型高壓閥式避雷器和FS-0.38型低壓閥式避雷器的結(jié)構(gòu)圖。

圖高低壓普通閥式避雷器a)FS4-10型b)FS-0.38型1-上接線端子2-火花間隙3-云母墊圈4-瓷套管5-閥電阻片6-下接線端子雷電屈危害幅方式一、接地木和接保地裝嶼置1、接地拘的有悔關(guān)概枝念電氣毛設(shè)備變的某阿部分癥與大織地之調(diào)間做親良好用的電燭氣連局接，嘆稱為接地。埋入班地中掀并直沾接與宏大地呈接觸戰(zhàn)的金沾屬導(dǎo)跪體，致稱為接地濟(jì)體或接毛地極跟。專門呆為接海地而頌人為吸裝設(shè)籍的接賓地體柳，稱踢為人工接瓜地體。兼作濫接地糊體用桂的直先接與曉大地或接觸盒的各畏種金妥屬構(gòu)推件、名金屬伴管道答及建芝筑物穿的鋼筋宿混凝狹土基扁礎(chǔ)等揮，稱仰為自然促接地戰(zhàn)體。接地爬線與凈接地碧體的擊組合霞，稱鞭為接地臘裝置。由若伸干接校地體賤在大眉地中奏相互響用接釋地線燙連接奪起來陷的一們個(gè)整鬼體，賠稱為接地貿(mào)網(wǎng)。如右浙圖所傭示。1接地恥體，2接地翻干線聯(lián)，3接地泰支線迎，4電氣劇設(shè)備第二攝節(jié)宋電污氣設(shè)賄備的纏接地2．接柴地裝置牢的散當(dāng)流效間應(yīng)電氣號(hào)設(shè)備熱發(fā)生稍接地漢故障顏時(shí)，鴿電流脹經(jīng)接育地裝肯置流郵入大枕地并凝作半凡球形量散開灣，這座一付電流習(xí)稱接肆地電產(chǎn)流。在距宮單根吐接地隊(duì)體或尊接地輕故障撓點(diǎn)約20該m的地界方，飲散流草電阻挪已趨襪近于件零，眾即其漠電位噸趨近輝于零徹，稱垃為電眨氣上毒的“地”或浸“大地”。電氣佩設(shè)備田接地濱部分活，如接翁地的虎外殼恐和接良地體逐等，與零衣電位護(hù)的芹“大科地”己之間閱的電零位差除，稱屆對(duì)地糠電壓味，如創(chuàng)圖9-皺19中的UE。（1）接祖地電蒼流和陷對(duì)地孔電壓電氣森設(shè)備妙的絕般緣損韻壞時(shí)性，在鵲身體君可同雀時(shí)觸狀及的堪兩部制分之休間出寫現(xiàn)的乓電位冶差。場(chǎng)例如守人站歪在發(fā)移生接洲地故腿障的牢電氣學(xué)設(shè)備橡旁邊寨，手扶觸及渴設(shè)備陵的金昂屬外疤殼，疫則人處手與狠腳之楚間所塞呈現(xiàn)生的電箭位差雨，即存為接觸械電壓（2）、泉接觸管電壓盒和跨脂步電漫壓跨步棚電壓：在那接地傅故障粒點(diǎn)附香近行冒走時(shí)粉，兩申腳之研間出育現(xiàn)的幣電位遞差，群越靠郵近接詠地故嶺障點(diǎn)村或跨謊步越藥大，汪跨步份電壓呢越大脆。離戰(zhàn)接地招故障拿點(diǎn)達(dá)20泰m時(shí)，雷跨步周電壓倒為零秀。接地潔的種委類接地工作接地保護(hù)接地重復(fù)接地二、誰電氣叫設(shè)備遺的接科地種斤類1.工作要接地為保左證電吩力系叼統(tǒng)和鉤電氣略設(shè)備錦達(dá)到碰正常稿工作蒸要求闖而必供須進(jìn)爐行的堤一種炭接地，疏例如槐電源阿中性突點(diǎn)（或塘經(jīng)消戀弧線帽圈）的接端地、短防雷回裝置沈的接碼地等勇。各種工舌作接和地有擺各自傭的功劫能！2.保護(hù)釘接地餅：為了區(qū)保障絲式人身左安全蚊，將詞電力姥設(shè)備幸正常善情況偶不帶筆電的袍外殼渡與接薦地體威之間作珍良好叫的金館屬連始接，錄稱為活保護(hù)煌接地屆。保護(hù)膀接地貞作用割的說裕明（幕在小電稍流接器地系著統(tǒng)中）如圖變，設(shè)隊(duì)備外恭殼未鴿接地隔時(shí)，常當(dāng)絕析緣損房誠壞后虎，人沈觸及董外殼座即與食故障神相對(duì)斃地電戚壓接津觸，量是相索當(dāng)危牙險(xiǎn)的金。有了窮保護(hù)龍接地陵后，尼則在港發(fā)生趙故障畜時(shí)設(shè)衛(wèi)備外漢殼上怠的對(duì)霞地電淺壓將蒸為：式中炎，稀為橋單相串接地驢電流慣；蠢為聽接地卻裝置側(cè)的接猜地電刮阻。當(dāng)人蒼觸及漠設(shè)備畫外殼勞時(shí)，搶接地洪電流晝將同養(yǎng)時(shí)沿孫著接惡地體譯和人度體兩稿條通攤路流雕過，普流過嬌人體注的電漆流為零：式中臂，鋪為啊人體幸的電混阻；芹為接軍地裝綠置的剃接地胞電阻啞。結(jié)論觀：接遞地裝火置的湯接地只電阻鈴越椒小，和流過嶼人體泊的電偽流就竿越小蕩。只挖要適言當(dāng)?shù)穆檫x擇蘇，即壟可降拔低或瘋免除譜人的題觸電站危險(xiǎn)銳。接地曠電阻4~蚊10ΩTN系統(tǒng)TN－C系統(tǒng)TN－S系統(tǒng)TN－C－S系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的中性線N與保護(hù)線PE是合在一起的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相連。配電線路中性線N與保護(hù)線PE分開，電氣設(shè)備的金屬外殼接在保護(hù)線PE上。

TN-C和TN-S系統(tǒng)的綜合，電氣設(shè)備大部分采用TN-C系統(tǒng)接線，在設(shè)備有特殊要求場(chǎng)合局部采用專設(shè)保護(hù)線接成TN-S形式1.本TN系統(tǒng)對(duì)低債壓TN系統(tǒng)境，由旁于其分中所渴有設(shè)袍備的蒼外露倡可導(dǎo)帆電部脆分均鵝接公墻共PE線或PE宜N線，避是采剛?cè)”Ｗo(hù)繞接零，因搏此不括存在緣瑞保護(hù)爛接地暑電阻錦問題抗。2.贏T翁T系統(tǒng)配電康系統(tǒng)壇的中假性線N引出胖，但菠電氣那設(shè)備繭的不棄帶電秘金屬貍部分月經(jīng)各仔自的趁接地殃裝置悟直接墓接地劃。圖8.翅19親T悶T系統(tǒng)3.碑I紙T系統(tǒng)電源憶小電僚流接判地系劃統(tǒng)的性保護(hù)曠接地榮方式肆，電振氣設(shè)俱備的魄不帶伴電金啦屬部獅分直迷接經(jīng)嗎接地嫌體接肥地羞。圖8.接20電氣態(tài)設(shè)備膊的保攔護(hù)接濃地（IT系統(tǒng)謙）4.重復(fù)枝接地在中回性點(diǎn)鍋直接維接地邪的低造壓電宇力網(wǎng)事中采禽用接桿零時(shí)沙，將疑零線蝕上的壺一點(diǎn)封或多瓣點(diǎn)再貨次與雁大地蜻作金比屬性噴連接喉，稱研為重復(fù)曬接地。重復(fù)揭接地燦可在滲系統(tǒng)知中發(fā)后生碰賭殼短德路時(shí)蘿降低擇零線男的對(duì)桃地電止壓，疑減輕怖觸電壁的危群險(xiǎn)。必須露注意：同養(yǎng)一低羊壓配磨電系點(diǎn)統(tǒng)中作，不杏能有錢的采屆取保暖護(hù)接敲地，壁有的法又采膝取保料護(hù)接誦零，揪否則而當(dāng)采鐵取保騎護(hù)接領(lǐng)地的耗設(shè)備俱發(fā)生仆單相請(qǐng)接地婦故障宅時(shí)，采取表保護(hù)肝接零左的設(shè)貼備外租露可絨導(dǎo)電仁部分祖將帶秀上危棍險(xiǎn)的按電壓，如夜上圖盞所示濕。故障坐設(shè)備荷對(duì)地乳電壓掩：系統(tǒng)可中性泳點(diǎn)對(duì)閱地電雕壓：第三歇節(jié)利電鏡氣安洪全與桑防護(hù)自學(xué)第四掘節(jié)虧靜尖電防非護(hù)一.工業(yè)牙靜電財(cái)?shù)漠a(chǎn)畝生與剩危害1.產(chǎn)生軟靜電華的內(nèi)鑒因（1）物訂質(zhì)溢泊出功必不同物質(zhì)匪都是除由分碰子組何成，踐分子柳是由聞原子濕組成粗，原錢子中患有帶熊負(fù)電籍的電子和帶萬正電賤荷的質(zhì)子組成梳。在正陣常狀剩況下廢，一透個(gè)原牧子的質(zhì)子辟數(shù)與電子女?dāng)?shù)量相同構(gòu)，正負(fù)銜平衡，所潛以對(duì)朋外表聯(lián)現(xiàn)出拼不帶留電的多現(xiàn)象復(fù)。任何稠兩種核固體客物質(zhì)假，當(dāng)星兩者辭作相準(zhǔn)距小矮于2.沸5納紫米的緊腹密接墓觸時(shí)們，在茫接觸王界面疑上會(huì)晉產(chǎn)生賴電子尾轉(zhuǎn)移棵現(xiàn)象棗，這禿是由會(huì)于各夠種物芹質(zhì)溢遲出功糞的不間同的君緣故朋。兩悠物質(zhì)條相接藍(lán)觸時(shí)統(tǒng)，溢厲出功擊較小斥的一帽方失居去電慶子帶籮正電嶄，而及另一副方就號(hào)獲得仆電子璃帶負(fù)姨電。（2）物興質(zhì)的靜電阻軍率不叨同。電阻恩率高睜的物列體，稍其導(dǎo)蓮電性汗能差伍，帶灣電層皂中的愁電子信移動(dòng)忙較困吊難，萬構(gòu)成穴了靜送電荷靠的集麗聚條柄件。（3）物斥質(zhì)的奸介電喘常數(shù)聾（電場(chǎng)容率訴）不派同。在具俊體配笨置條約件下桃，物火體的成電容梢與電撇阻結(jié)晚合起他來決快定了陶靜電旋的消黑散規(guī)支律。疊如果醋液體抄的介狡電常金數(shù)大遍于20，并滲以連脅續(xù)性突存在襯及接傘地，及一般兔說來育，無喜論是亮運(yùn)輸?shù)斑€是仆儲(chǔ)存匪都不和可能齒積累鍬靜電須。2.產(chǎn)生章靜電呼的外坦因1．嚴(yán)緊密反的接紹觸和大迅速爆的分陰離任何芽物體鋒的表鐘面都烘是不賢光滑現(xiàn)的，領(lǐng)所謂務(wù)的接丙觸是允多點(diǎn)婆接觸什，當(dāng)勾接觸候距離資小于2.豆5納撒米時(shí)，范就有罪電子曉轉(zhuǎn)移孟，即塌形成例雙電盤層。冶若分乎離得欠足夠妖快，煉物體佳就帶彩電。2．附奸著帶禁電。某種愚極性慣的離捕子或鏈帶電甚粉塵見附著離到與暢地絕陽緣的寶固體偉上，爸能使處該固譯體帶烈上靜筑電或發(fā)改變喬其帶駝電狀適況。3．感嘩應(yīng)起筆電。在工滑業(yè)生剪產(chǎn)中蛋，存憐在帶灑靜電添物體拆能使纖附近位不相估連的堡導(dǎo)體密帶電文的現(xiàn)握象。4．極墳化起固電。絕緣計(jì)體在喝靜電泥場(chǎng)內(nèi)坐，其乘內(nèi)部連和表西面能粉出現(xiàn)燦電荷瘦，是猾極化沖作用招的結(jié)裕果。5.流動(dòng)辣帶電流體蜜與管六道的秋摩擦6．噴場(chǎng)出帶拔電。粉體健、液汽體和排氣體念從截任面很掀小的深開口禽噴出陶時(shí)，陜這些靈流動(dòng)固的物所體與覆噴口欣激烈營的摩拆擦，嘆同時(shí)銹流體槐分子炸之間杠又相航互碰慎撞，感會(huì)產(chǎn)雙生大腰量的社靜電狀。7．飛秩沫帶卷電。噴在低空間紫的液喇體，艦由于游擴(kuò)散土和分協(xié)離，撲出現(xiàn)側(cè)了許秘多小街滴組飛成的嬌新的脅液面雅，產(chǎn)袍生靜省電。20惠08年2月18日16日晚10點(diǎn)半瘡，四依川溫憲江和輛寧街癥景陽帳巷37號(hào)院道里傳鐵出一溉聲巨便響。44歲的饞楊云掃出門喪查看語自制與氫氣渣瓶的舍情況悉，剛酷走出籃家門凝，爆兔炸突萄然發(fā)谷生了臭，楊車云當(dāng)冠場(chǎng)身亡丈。溫江察安監(jiān)綱局工夏作人旋員分其析：棟是楊蹦云身儉上所拋穿腈掏綸衣訂服產(chǎn)社生靜顫電，松引燃訪了泄頌漏的劇氫氣儲(chǔ)導(dǎo)致砌慘劇枕發(fā)生路。案例衣服抵靜電毒引爆緒自制杜氫氣陽臺(tái)治上被碧炸壞進(jìn)的天齡花板3.靜電兆的危糾害20街07敘年1敗2月代6日佛上午保，蘭縫州四惑名男娃子在含用高壓膽水槍對(duì)油柄罐車膜罐體撫內(nèi)的維殘液撒進(jìn)行歉清洗原時(shí)，變使罐膊體內(nèi)噸殘余透的烈絮化油狗（一覽種工按業(yè)添揭加劑晝）產(chǎn)威生靜慨電，榨導(dǎo)致恨整個(gè)舌車體宇突然旦發(fā)生寶爆炸盼起火未，三敢名男富子被絕炸傷發(fā)，一我名正慢在罐銳內(nèi)清判洗的宋男子愛被燒宴傷。案例靜電引發(fā)油罐車爆炸（1）控綠制靜兔電的氏產(chǎn)生:靜電物是由邁于摩桌擦和喚感應(yīng)杜產(chǎn)生頑的，貨控制門靜電馳的產(chǎn)鉛生應(yīng)兼從這挽兩方數(shù)面入潑手，a)操作全靜電識(shí)敏感句器件茄時(shí)，盟不要鳴作無濟(jì)意義幫的運(yùn)跳動(dòng)、癥摩擦籍、接構(gòu)觸；b)工位我上不朗要存障放不選必要恰的絕志緣體攏，如蛙紙片校、塑繼料杯冷、塑注料袋救等；c)設(shè)備也接地疾良好條；d)遠(yuǎn)離禁強(qiáng)電改場(chǎng)（>2敬,0工00把V)芒30鄉(xiāng)豐0m漁m以上；e)用抗依靜電秒（An快ti淡st爛at克ic鍵o技r野Lo庫w務(wù)ch蔥ar國gi屯ng）材祥料或首同險(xiǎn)種材讓料包賀裝f)靜電耐屏蔽（２釘）控喘制靜蠅電的淺消散靜電貨產(chǎn)生肌難以超控制咐，一斜旦產(chǎn)淺生靜站電就振要以妙適當(dāng)發(fā)速度厭泄放崖掉。親可用骨兩種持方法娛消散捎電荷奏：泄援漏法涂與復(fù)夕合中懸和法仰。二.靜電德的防貿(mào)護(hù)１）懷泄漏妖法通過踐以下卡設(shè)施橫可將聯(lián)靜電撞向大快地泄浴放。a)地線船：＜擦１oh美m(xù)(匙AC),將靜征電荷寨導(dǎo)入械大地顏；b)防靜禁電地龍板／書漆：載＜109oh擔(dān)m(增105~1中09),將人劇