供配電技術(shù)(第三版)第六章課件

供配電系統(tǒng)的防雷與接地第五節(jié)供配電系統(tǒng)和建筑物的防雷保護(hù)一.過電壓及雷電的有關(guān)概念(一)過電壓的形式過電壓是指在電氣線路上或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常工作電壓的對(duì)絕緣很有危害的異常電壓。在電力系統(tǒng)中，過電壓按其產(chǎn)生的原因，可分為內(nèi)部過電壓和雷電過電壓兩大類。

1.內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓是指由于電力系統(tǒng)本身的開關(guān)操作、負(fù)荷劇變或發(fā)生故障等原因，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、振蕩而引起的過電壓。

內(nèi)部過電壓又分操作過電壓和諧振過電壓等形式。操作過電壓是由于系統(tǒng)中的開關(guān)操作或負(fù)荷劇變而引起的過電壓。諧振過電壓是由于系統(tǒng)中的電路參數(shù)（R、L、C）在不利的組合下發(fā)生諧振或由于故障而出現(xiàn)斷續(xù)性接地電弧所引起的過電壓，也包括電力變壓器鐵心飽和而引起的鐵磁諧振過電壓。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，內(nèi)部過電壓一般不會(huì)超過系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相對(duì)地（即單相）額定電壓的3～4倍，因此對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。2.雷電過電壓

雷電過電壓又稱大氣過電壓，也稱外部過電壓，它是由于電力系統(tǒng)中的線路、設(shè)備或建（構(gòu)）筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。雷電過電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)1億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬安，因此對(duì)供電系統(tǒng)的危害極大，必須加以防護(hù)。雷電過電壓有兩種基本形式：

(1)直接雷擊它是雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建（構(gòu)）筑物，其過電壓引起的強(qiáng)大的雷電流通過這些物體放電入地，從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，相伴的還有電磁脈沖和閃絡(luò)放電。這種雷電過電壓稱為直擊雷。(2)間接雷擊它是雷電沒有直接擊中電力系統(tǒng)中的任何部分，而是由雷電對(duì)線路、設(shè)備或其他物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過電壓。這種雷電過電壓，也稱為感應(yīng)雷，或稱雷電感應(yīng)。雷電過電壓除上述兩種雷擊形式外，還有一種是由于架空線路或金屬管道遭受直接雷擊或間接雷擊而引起的過電壓波，沿著架空線路或金屬管道侵入變配電所或其他建筑物。這種雷電過電壓形式，稱為高電位侵入或雷電波侵入。據(jù)我國(guó)幾個(gè)大城市統(tǒng)計(jì)，供電系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷害事故，占整個(gè)雷害事故的50%～70%，比例很大，因此對(duì)雷電波侵入的防護(hù)應(yīng)予以足夠的重視。(二)雷電的形成原理1.直擊雷的形成原理雷電是帶有電荷的“雷云”之間或“雷云”對(duì)大地或物體之間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。關(guān)于雷云形成的理論或?qū)W說較多，但比較公認(rèn)的看法是：在悶熱的天氣里，地面上的水汽蒸發(fā)上升，在高空低溫影響下水汽凝結(jié)成冰晶。冰晶受到上升氣流的沖擊而破碎分裂。氣流挾帶一部分帶正電的小冰晶上升，形成“正雷云”，而另一部分較大的帶負(fù)電的冰晶則下降，形成“負(fù)雷云”。由于高空氣流的流動(dòng)，所以正、負(fù)雷云均在天空中飄浮不定。據(jù)觀測(cè)，在地面上產(chǎn)生雷擊的雷云多為負(fù)雷云。

當(dāng)空中的雷云靠近大地時(shí)，雷云與大地之間形成一個(gè)很大的雷電場(chǎng)。由于靜電感應(yīng)作用，使地面上出現(xiàn)與雷云的電荷極性相反的電荷，如圖8-1a所示。圖6-42雷云對(duì)大地放電（直擊雷）示意圖a)負(fù)雷云出現(xiàn)在大地建筑物上方時(shí)b)負(fù)雷云對(duì)建筑物頂部尖端放電時(shí)

當(dāng)雷云與大地之間在某一方位的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25～30kV/cm時(shí)，雷云就會(huì)開始向這一方位放電，形成一個(gè)導(dǎo)電的空氣通道，稱為雷電先導(dǎo)。大地感應(yīng)出的異性電荷集中的上述方位尖端上方，在雷電先導(dǎo)下行到離地面100～300m時(shí)，也形成一個(gè)上行的迎雷先導(dǎo)，如圖8-1b所示。當(dāng)上、下雷電先導(dǎo)相互接近時(shí)，正、負(fù)電荷強(qiáng)烈吸引中和而產(chǎn)生強(qiáng)大的雷電流，并伴有雷鳴電閃。這就是直擊雷的主放電階段。這時(shí)間極短，一般只有50～100μs。主放電階段之后，雷云中的剩余電荷繼續(xù)沿著主放電通道向大地放電，形成斷續(xù)的隆隆雷聲。這就是直擊雷的余輝放電階段，時(shí)間約為0.03～0.15s，電流較小，約幾百安。

雷電先導(dǎo)在主放電階段前與地面上雷擊對(duì)象之間的最小空間距離，稱為“閃擊距離”，簡(jiǎn)稱“擊距”。2.感應(yīng)雷（感應(yīng)過電壓）的形成原理架空線路在其附近出現(xiàn)對(duì)地雷擊時(shí)，極易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。當(dāng)雷云出現(xiàn)在架空線路上方時(shí)，線路上由于靜電感應(yīng)而積聚大量異性的束縛電荷，如圖8-2a所示。當(dāng)雷云對(duì)地放電或與其他異性雷云中和放電后，線路上的束縛電荷被釋放而形成自由電荷，向線路兩端泄放，形成很高的感應(yīng)過電壓，如圖8-2b所示，這就是“感應(yīng)雷”。高壓線路上的感應(yīng)過電壓，可高達(dá)幾十萬伏，低壓線路上的感應(yīng)過電壓也可達(dá)幾萬伏，對(duì)供電系統(tǒng)的危害都很大。圖6-43架空線路上的感應(yīng)過電壓

a)雷云在線路上方時(shí)b)雷云對(duì)地或?qū)ζ渌自品烹姾?三)雷電的有關(guān)名詞概念1.雷電流的幅值和陡度2.年平均雷暴日數(shù)3.年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)二.接閃器及其保護(hù)范圍

接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬桿，稱為避雷針。接閃的金屬線，稱為避雷線，亦稱架空地線。接閃的金屬帶，稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)，稱為避雷網(wǎng)。（一）避雷針及其保護(hù)范圍避雷針的功能實(shí)質(zhì)上是引雷作用，它能對(duì)雷電場(chǎng)產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)，這附加電場(chǎng)是由于雷云對(duì)避雷針產(chǎn)生靜電感應(yīng)引起的，它使雷電場(chǎng)畸變，從而將雷云放電的通道，由原來可能向被保護(hù)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去，使被保護(hù)物體免受雷擊。所以，避雷針實(shí)質(zhì)是引雷針，它把雷電流引入地下，從而保護(hù)了線路、設(shè)備和建筑物等。

避雷針一般采用鍍鋅圓鋼（針長(zhǎng)1m以下時(shí)直徑不小于12mm、針長(zhǎng)1～2m時(shí)直徑不小于16mm）或鍍鋅鋼管（針長(zhǎng)1m以下時(shí)內(nèi)徑不小于20mm、針長(zhǎng)1～2m時(shí)內(nèi)徑不小于25mm）制成。它通常安裝在電桿（支柱）或構(gòu)架、建筑物上，它的下端要經(jīng)引下線與接地裝置相連。避雷針保護(hù)范圍：

“滾球法”（roll-bollmethod），就是選擇一個(gè)半徑為hr（滾球半徑）的球體，按需要防護(hù)直擊雷的部位滾動(dòng)，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(hù)的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。滾球半徑按建筑物的防雷類別不同而取不同值，如表6-2所示?！?0×20或≤24×1660第三類防雷建筑物≤10×10或≤12×845第二類防雷建筑物≤5×5或≤6×430第一類防雷建筑物

避雷網(wǎng)格尺寸/m滾球半徑/m建筑物防雷類別rh表6-2按建筑物防雷類別確定滾球半徑和避雷網(wǎng)格尺寸（據(jù)GB50057-2010）單支避雷針的保護(hù)范圍，按GB50057-2010規(guī)定，應(yīng)按下列方法確定（參看圖6-46）：(1)當(dāng)避雷針高度h≤hr

時(shí)1)在距地面hr

處作一平行于地面的平行線。2)以避雷針的針尖為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點(diǎn)。3)以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切。從此弧線起到地面上的整個(gè)錐形空間，就是避雷針的保護(hù)范圍。4)避雷針在被保護(hù)物高度hx

的xx’平面上的保護(hù)半徑，按下式計(jì)算：式中hr為滾球半徑，按表6-2確定。5)避雷針在地面上的保護(hù)半徑，按下式計(jì)算：(2)當(dāng)避雷針高度h>hr時(shí)在避雷針上取高度hr的一點(diǎn)代替單支避雷針的針尖作圓心，其余的作法與上述時(shí)的作法相同。

例6-4某廠一座高30m的水塔旁邊，建有一水泵房（屬第三類防雷建筑物），尺寸如圖6-47所示。水塔上安裝有一支高2m的避雷針。試問此避雷針能否保護(hù)這一水泵房。

而水泵房頂部最遠(yuǎn)一角距離避雷針的水平距離為

解：查表8-1得滾球半徑hr=60m，而h=30m+2m=32m，hx=6m。故由式(6-29)得避雷針在水泵房頂部高度上的水平保護(hù)半徑為

由此可見，水塔上的避雷針完全能夠保護(hù)這一水泵房。

圖6-47例6-4所示避雷針的保護(hù)范圍2.避雷線及其保護(hù)范圍

避雷線的功能和原理，與避雷針基本相同。避雷線一般采用截面不小于50mm2的鍍鋅鋼絞線或銅絞線，架設(shè)在架空線路的上方，以保護(hù)架空線路或其他物體（包括建筑物）免遭直接雷擊。由于避雷線既是架空，又要接地，因此又稱為架空地線。

單根避雷線的保護(hù)范圍，按GB50057-2010規(guī)定：當(dāng)避雷線高度h≥2hr時(shí)，無保護(hù)范圍。當(dāng)避雷線的高度h<2hr時(shí)，應(yīng)按下列方法確定(1)距地面hr處作一平行于地面的平行線。

(2)以避雷線為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點(diǎn)。

(3)以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該兩弧線相交或相切，并與地面相切。從該弧線起到地面止的空間，就是避雷線的保護(hù)范圍。

(4)當(dāng)2hr>h>hr時(shí)，保護(hù)范圍最高點(diǎn)的高度h0按下式計(jì)算：(5)避雷線在hx高度的xx’平面上的保護(hù)寬度bx按下式計(jì)算：3.避雷帶和避雷網(wǎng)

避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來保護(hù)建筑物特別是高層建筑物，使之免遭直接雷擊和雷電感應(yīng)。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(yīng)不小于8mm；扁鋼截面應(yīng)不小于48mm2

，其厚度應(yīng)不小于4mm。當(dāng)煙囪上采用避雷環(huán)時(shí)，其圓鋼直徑應(yīng)不小于12mm；扁鋼截面應(yīng)不小于100mm2

，其厚度應(yīng)不小于4mm。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸要求如表6-2所示。以上接閃器均應(yīng)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。引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短路徑接地；建筑藝術(shù)要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑應(yīng)不小于10mm，扁鋼截面應(yīng)不小于80mm2。三、供配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)（一）架空線路的防雷措施(1)架設(shè)避雷線這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此只在66kV及以上的架空線路上才全線架設(shè)。35kV的架空線路上，一般只進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10kV及以下的架空線路上一般不裝設(shè)。(2)提高線路本身的絕緣水平在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)電壓的絕緣子，以提高線路的防雷水平。這是10kV及以下架空線路防雷的基本措施之一。(3)利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的3～10kV架空線路，可在其三角形排列的頂線絕緣子上裝設(shè)保護(hù)間隙，如圖8-14所示。在出現(xiàn)雷電過電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下邊兩根導(dǎo)線。由于線路為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，一般也不會(huì)引起線路斷路器跳閘。

圖6-49頂線絕緣子附加保護(hù)間隙1-絕緣子2-架空導(dǎo)線3-保護(hù)間隙4-接地引下線5-電桿(4)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置線路上因雷擊放電造成線路電弧短路時(shí)，會(huì)引起線路斷路器跳閘，但斷路器跳閘后電弧會(huì)自行熄滅。如果線路上裝設(shè)一次自動(dòng)重合閘，使斷路器經(jīng)0.5s自動(dòng)重合閘，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對(duì)一般用戶不會(huì)有多大影響。(5)個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器對(duì)架空線路中個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。(二)變配電所的防雷措施(1)裝設(shè)避雷針室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直擊雷。如果變配電所處在附近更高的建筑物上防雷設(shè)施的保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為車間內(nèi)型，則可不必再考慮直擊雷的防護(hù)。

(2)裝設(shè)避雷線處于峽谷地區(qū)的變配電所，可利用避雷線來防護(hù)直擊雷。在35kV及以上的變配電所架空進(jìn)線上，架設(shè)1～2km的避雷線，以消除一段進(jìn)線上的雷擊閃絡(luò)，避免其引起的雷電侵入波對(duì)變配電所電氣裝置的危害。

為了防止雷擊時(shí)雷電流在接地裝置上產(chǎn)生的高電位對(duì)被保護(hù)的建筑物和配電裝置及其接地裝置進(jìn)行“反擊閃絡(luò)”，危及建筑物和配電裝置的安全，防直擊雷的接地裝置與建筑物和配電裝置及其接地裝置之間應(yīng)有一定的安全距離，此安全距離與建筑物的防雷等級(jí)有關(guān)，在GB50057-1994中有具體規(guī)定，但總的來說，空氣中的安全距離s0≥5m，地下的安全距離sE≥3m，如圖6-50所示。(3)裝設(shè)避雷器用來防止雷電侵入波對(duì)變配電所電氣裝置特別是對(duì)主變壓器的危害。變配電所對(duì)高壓側(cè)雷電波侵入防護(hù)的接線圖如圖6-51所示。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭相連后接地。圖6-51變配電所對(duì)雷電波侵入的防護(hù)a)3～10kV架空和電纜進(jìn)線b)35kV架空和電纜進(jìn)線FV-閥式避雷器FE-排氣式避雷器FMO-金屬氧化物避雷器四.建筑物的防雷（自學(xué)了解）1.第一類防雷建筑物2.第二類防雷建筑物3.第三類防雷建筑物（二）各類防雷建筑物的防雷措施1、建筑物易受雷擊的部位坡度不小于1/2的屋面4坡度大于1/10且小于1/2的屋面3坡度不大于1/10的屋面2(1).圖上圓圈“○”表示雷擊率最高的部位，實(shí)線“———”表示易受雷擊部位，虛線“----”表示不易受雷擊部位

(2).對(duì)序號(hào)3、4所示屋面，在屋脊有避雷帶的情況下，當(dāng)屋檐處于屋脊避雷帶的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，屋檐上可不再裝設(shè)避雷帶平屋面1備注易受雷擊的部位屋面情況序號(hào)3、各類防雷建筑物的防雷要求（自學(xué)了解）第六節(jié)電氣裝置的接地與接零一、接地與接零有關(guān)概念（一）接地與接零類型及作用1.工作接地工作接地是為保證電力系統(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、防雷裝置的接地等。各種工作接地有各自的功能。例如電源中性點(diǎn)直接接地，能在運(yùn)行中維持三相系統(tǒng)中相線對(duì)地電壓不變。而防雷裝置的接地，是為了對(duì)地泄放雷電流，實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)的要求。2.保護(hù)接地

保護(hù)接地是為保障人身安全、防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地。保護(hù)接地作用的說明如圖6-54所示。圖6-54保護(hù)接地作用的說明a)電動(dòng)機(jī)沒有保護(hù)接地時(shí)b)電動(dòng)機(jī)有保護(hù)接地時(shí)3、保護(hù)接零

保護(hù)接零是指為了達(dá)到保護(hù)接地的要求而采取將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接PEN線（保護(hù)中性線、零線）或PE線（保護(hù)線、地線）的方式。外殼接零外殼接地IE3.重復(fù)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(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還應(yīng)在PE線或PEN線的下列地點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)接地：

(1)在架空線路終端及沿線每隔1km處；

(2)電纜和架空線引入車間和其他建筑物處。

（二）接地接零有關(guān)名詞（自學(xué)）1、接地和接地裝置圖86-57接地網(wǎng)示意圖1-接地體2-接地干線3-接地支線4-電氣設(shè)備2、接地電流與對(duì)地電壓圖6-58

接地電流、對(duì)地電壓及接地電流電位分布曲線－接地電流－對(duì)地電壓3、接觸電壓與跨步電壓圖6-59接觸電壓和跨步電壓說明圖－接觸電壓－跨步電壓二、接地裝置的裝設(shè)（自學(xué)）（三）人工接地體的裝設(shè)最常用的垂直接地體為直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管。頂端離地面不宜小于0.6m。土壤置換和化學(xué)處理

圖6-61土壤置換處理a)垂直接地體b)水平接地體圖6-62土壤化學(xué)處理

1-扁鋼2-鋼管3-降阻劑圖6-64加裝均壓帶的人工接地網(wǎng)四.接地裝置的計(jì)算(一)人工接地體工頻接地電阻的計(jì)算在工程設(shè)計(jì)中，人工接地體的工頻接地電阻可采用下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算

(1)單根垂直管形或棒形接地體的接地電阻（單位Ω）式中為土壤電阻率（單位Ω·m）；l為接地體長(zhǎng)度（單位m）。(2)n根垂直接地體通過連接扁鋼（或圓鋼）并聯(lián)時(shí)，(3)單根水平帶形接地體的接地電阻（單位Ω）(4)n

根放射形水平接地帶（n

≤12，每根長(zhǎng)度l≈60m）的接地電阻（單位Ω）(5)環(huán)形接地網(wǎng)（帶）的接地電阻（單位Ω）(二)自然接地體工頻接地電阻的計(jì)算部分自然接地體的工頻接地電阻可按下列簡(jiǎn)化計(jì)算公式計(jì)算：

(1)電纜金屬外皮和水管等的接地電阻（單位Ω）(2)鋼筋混凝土基礎(chǔ)的接地電阻（單位Ω）(四)接地裝置的計(jì)算程序及示例接地裝置的計(jì)算程序如下：

(1)按設(shè)計(jì)規(guī)范的要求確定允許的接地電阻值。

(2)實(shí)測(cè)或估算可以利用的自然接地體的接地電阻值。

(3)計(jì)算需要補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻如果不考慮利用自然接地體，則。(4)在裝設(shè)接地體的區(qū)域內(nèi)初步安排接地體的布置，并按一般經(jīng)驗(yàn)試選，初步確定接地體和接地線的尺寸。

(5)計(jì)算單根接地體的接地電阻。

(6)用逐步漸近法計(jì)算接地體的數(shù)量：

(7)校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。對(duì)于大接地電流系統(tǒng)中的接地裝置，可按式（4-59）進(jìn)行單相短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。由于鋼線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=70，因此滿足單相短路熱穩(wěn)定度的鋼接地線的最小允許截面（mm2）為

作業(yè)某車間變電所的主變壓器容量為500kVA，電壓為10/0.4kV，Yyn0聯(lián)結(jié)。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(shè)地點(diǎn)的土質(zhì)為砂質(zhì)粘土，10kV側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路長(zhǎng)70km，電纜線路長(zhǎng)25km。第七節(jié)低壓配電系統(tǒng)的漏電保護(hù)與等電位聯(lián)結(jié)（一）漏電保護(hù)器的功能與原理漏電保護(hù)器又稱“剩余電流保護(hù)器”（英文為Residualcurrentprotectivedevice，縮寫RCD），它是在規(guī)定條件下，當(dāng)漏電電流（剩余電流）達(dá)到或超過規(guī)定值時(shí)能自動(dòng)斷開電路的一種保護(hù)電器。它用來對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的漏電和接地故障進(jìn)行安全防護(hù)，防止發(fā)生人身觸電事故及因接地電弧引發(fā)的火災(zāi)。

電流動(dòng)作的電磁脫扣型漏電保護(hù)器的原理接線圖如圖6-68所示。設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，穿過零序電流互感器TAN的三相電流相量和為零，零序電流互感器TAN二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此極化電磁鐵YA的線圈中沒有電流通過，其銜鐵靠永久磁鐵的磁力保持在吸合位置，使開關(guān)維持在合閘狀態(tài)。圖6-68電流動(dòng)作的電磁脫扣型漏電保護(hù)器原理接線圖TAN-零序電流互感器YA-極化電磁鐵QF-斷路器YR-自由脫扣機(jī)構(gòu)

當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電或單相接地故障時(shí)，就有零序電流穿過互感器TAN的鐵心，使其二次側(cè)感生電動(dòng)勢(shì)，于是電磁鐵YA的線圈中有交流電流通過，從而使電磁鐵YA的鐵心中產(chǎn)生交變磁通，與原有的永久磁通疊加，產(chǎn)生去磁作用，使其電磁吸力減小，銜鐵被彈簧拉開，使自由脫扣機(jī)構(gòu)YR動(dòng)作，開關(guān)跳閘，斷開故障電路，從而起到漏電保護(hù)的作用。圖6-68電流動(dòng)作的電磁脫扣型漏電保護(hù)器原理接線圖TAN-零序電流互感器YA-極化電磁鐵QF-斷路器YR-自由脫扣機(jī)構(gòu)

電流動(dòng)作的電子脫扣型漏電保護(hù)器的原理接線圖如圖8-41所示。這種電子脫扣型漏電保護(hù)器是在零序電流互感器TAN與自由脫扣機(jī)構(gòu)YR之間接入一個(gè)電子放大器AV。當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電或單相接地故障時(shí)，互感器TAN二次側(cè)感生的電信號(hào)經(jīng)電子放大器AV放大后，接通脫扣機(jī)構(gòu)YR，使開關(guān)跳閘，從而也起到漏電保護(hù)的作用。圖6-69電流動(dòng)作的電子脫扣型漏電保護(hù)器原理接線圖TAN-零序電流互感器AV-電子放大器

QF-斷路器YR-自由脫扣機(jī)構(gòu)2.漏電保護(hù)器的分類漏電保護(hù)器按其保護(hù)功能和結(jié)構(gòu)特征，可分以下四類：(1)漏電保護(hù)開關(guān)(2)漏電斷路器(3)漏電繼電器(4)漏電保護(hù)插座(三)漏電保護(hù)器的裝設(shè)場(chǎng)所與要求1.漏電保護(hù)器（RCD）的裝設(shè)場(chǎng)所由于人手握住手持式或移動(dòng)式電器時(shí)，如果該電器漏電，則人手因觸電痙攣而很難擺脫，觸電時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致死亡。而固定式電器漏電，如人體觸及，會(huì)因電擊刺痛而彈離，一般不會(huì)繼續(xù)觸電。由此可見，手持式和移動(dòng)式電器觸電的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固定式電器觸電。因此一般規(guī)定，安裝有手持式和移動(dòng)式電器的回路上應(yīng)裝設(shè)RCD。由于插座主要是用來連接手持式和移動(dòng)式電器的，因此插座回路上一般也應(yīng)裝設(shè)RCD。GB50096-1999《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，除空調(diào)電源插座外，其他電源插座回路均應(yīng)裝設(shè)RCD。2.PE線和PEN線不得穿過RCD的零序電流互感器鐵心

在TN-S系統(tǒng)中或TN-C-S系統(tǒng)中的TN-S段裝設(shè)RCD時(shí)，PE線不得穿過零序電流互感器的鐵心。否則，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于進(jìn)出互感器鐵心的故障電流相互抵消，RCD不會(huì)動(dòng)作，如圖6-71a所示。而在TN-C系統(tǒng)中或TN-C-S系統(tǒng)中的TN-C段裝設(shè)RCD時(shí)，PEN線不得穿過零序電流互感器的鐵心，否則，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，RCD同樣不會(huì)動(dòng)作，如圖6-71b所示。TN-S系統(tǒng)中和TN-C-S系統(tǒng)的TN-S段中RCD的正確接線應(yīng)如圖6-72所示。3.RCD負(fù)荷側(cè)的N線與PE線不能接反

如圖6-73所示低壓配電線路中，假設(shè)其中插座XS2的N線端子誤接于PE線上，而其PE線端子誤接于N線上，則插座XS2的負(fù)荷電流I不是經(jīng)N線而是經(jīng)PE線返回電源，從而使RCD的零序電流互感器一次側(cè)出現(xiàn)不平衡電流I，造成漏電保護(hù)器RCD無法合閘。為了避免N線與PE線接錯(cuò)，建議在電氣安裝中，按規(guī)定（參看表5-7）N線使用淡藍(lán)色絕緣線，PE線使用黃綠雙色絕緣線，而A、B、C三相則分別使用黃、綠、紅色絕緣線。4.裝設(shè)RCD時(shí)，不同回路不應(yīng)共用一根N線

在電氣施工中，為節(jié)約線路投資，往往將幾回配電線路共用一根N線。如圖6-74所示線路中，將裝有RCD的回路與其他回路共用一根N線。這將使RCD的零序電流互感器一次側(cè)出現(xiàn)不平衡電流而引起RCD誤動(dòng)，因此這種做法是不允許的。5.低壓配電系統(tǒng)中多級(jí)RCD的裝設(shè)要求

為了有效地防止因接地故障引起的人身觸電事故及因接地電弧引發(fā)的火災(zāi)，通常在建筑物的低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)兩級(jí)或三級(jí)RCD，如圖6-75所示。

圖6-75低壓配電系統(tǒng)中的多級(jí)RCDa）兩級(jí)RCDb）三級(jí)RCD

線路末端裝設(shè)的RCD，通常為瞬動(dòng)型，動(dòng)作電流一般取為30mA(安全電流值)；對(duì)手持式用電設(shè)備，RCD動(dòng)作電流則取為15mA；對(duì)醫(yī)療電氣設(shè)備，RCD動(dòng)作電流取為10mA。線路末端為低壓開關(guān)柜、配電箱時(shí)，RCD動(dòng)作電流也可取100mA。其前一級(jí)RCD則采用選擇型，其最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間為0.15s，動(dòng)作電流則取300～500mA，以保證前后RCD動(dòng)作的選擇性。根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料證實(shí)，接地電流只有達(dá)到500mA以上時(shí)，其電弧能量才有可能引燃起火。因此從防火安全來說，RCD的動(dòng)作電流最大可達(dá)500mA。二.低壓配電系統(tǒng)的等電位聯(lián)結(jié)(一)等電位聯(lián)結(jié)的功能與類別等電位聯(lián)結(jié)是使電氣裝置各外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分的電位基本相等的一種電氣聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的功能在于降低接觸電壓，以確保人身安全。按GB50054-1995《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：采用接地故障保護(hù)時(shí)，在建筑物內(nèi)應(yīng)作總等電位聯(lián)結(jié)（mainequipotentialbonding，縮寫MEB