第八章 防雷與接地

第八章接地與防雷第一節(jié)接地概述第二節(jié)雷電的形成及危害第三節(jié)防雷裝置第四節(jié)輸電線路和變電所的防雷第五節(jié)工廠供電系統(tǒng)的防雷第六節(jié)建筑配電系統(tǒng)的防雷第一節(jié)接地概述

大地是無窮大的散流體，無論多高的電壓、多大的電流，都不能改變大地始終保持零電位的特性。

將電氣設(shè)備中帶電或不帶電的部位與大地連接，稱為電氣連接，簡稱接地。1、1接地類型

按接地目的不同，接地可以分為：①工作接地

工作接地是為了保證電力系統(tǒng)、電氣設(shè)備正常工作而進(jìn)行的接地，即中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。例如發(fā)電機(jī)、變壓器的中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式。②保護(hù)接地③防雷接地④防靜電接地

保護(hù)接地是將電氣設(shè)備的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架、線路的塔桿等正常情況下不帶電，但可能因絕緣損壞而帶電的所有部分接地。因?yàn)檫@種接地的目的是保護(hù)人身安全，故稱為保護(hù)接地或安全接地。使防雷保護(hù)裝置（避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)）導(dǎo)泄雷電流的接地。

為了防止靜電引起易燃易爆氣體或液體發(fā)生火災(zāi)或爆炸，而對貯氣體或液體管道、容器等設(shè)置的接地。①工作接地A中性點(diǎn)直接接地電力系統(tǒng)

這種系統(tǒng)中，中性點(diǎn)始終保持零電位。

正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)無電流流過。

單相接地時(shí)電源故障相、接地點(diǎn)、大地和中性點(diǎn)的接地線構(gòu)成短路回路。接地相短路電流很大。

措施：繼電保護(hù)裝置將故障相切除。優(yōu)點(diǎn)：單相接地時(shí)，中性點(diǎn)電位不變；非故障相對地電壓為相電壓；降低電網(wǎng)絕緣投資。應(yīng)用在110kV及以上電力網(wǎng)中。B中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)特點(diǎn)：發(fā)生單相接地時(shí)，不能構(gòu)成短路回路，接地相電流是非故障相的零序電容電流之和，較??；電網(wǎng)線電壓的大小和相位不變，不必立即切除故障線路；非故障相對地電壓上升為線電壓，對地絕緣水平需提高，投資較大；故障后，繼續(xù)運(yùn)行時(shí)間不允許超過2h。應(yīng)用范圍：電壓小于500V的裝置；3--10kV電力網(wǎng)，且單相接地電流小于30A時(shí)；發(fā)電機(jī)直配系統(tǒng)，接地電流小于5A；35kV電力網(wǎng)，單相接地電流小于10A。C中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)

根據(jù)感性電流對容性電流的補(bǔ)償程度不同分類：全補(bǔ)償：感性電流=容性電流欠補(bǔ)償：感性電流<容性電流過補(bǔ)償：感性電流>容性電流功能：不接地系統(tǒng)；對地電容；單相接地；故障相接地電流為容性電流；電弧不能熄滅；弧光過電壓；影響設(shè)備安全，造成系統(tǒng)性事故。裝設(shè)消弧線圈，構(gòu)成另一回路；流過故障點(diǎn)電流中增加感性電流分量；它們互相補(bǔ)償、削弱，減小了接地點(diǎn)電流，電弧易于熄滅，提高了供電可靠性。凡是單相接地電流過大，不滿足中性點(diǎn)接地條件的電力網(wǎng)，均可采用此種接線方式。

消弧線圈是一個(gè)具有鐵芯的可調(diào)電感線圈。②保護(hù)接地A人體觸電

當(dāng)人體接觸帶電體或人體與帶電體之間產(chǎn)生閃絡(luò)放電，并有一定電流通過人體，使部分或整個(gè)身體遭到電的刺激或傷害，引起電傷或電擊，稱為觸電。

電傷主要是電流對人體外部的物理作用，常見的形式有電灼傷、電烙印以及皮膚中滲入熔化的金屬物等。

電擊是人體的內(nèi)部器官受到傷害，如電流作用于人體的神經(jīng)中樞，使心臟和呼吸機(jī)能的正常工作受到破壞，發(fā)生抽搐和痙攣、失去知覺等現(xiàn)象，也可能使呼吸器官和血液循環(huán)器官的活動停止或大大減弱。B電流強(qiáng)度對人體的危害程度

觸電時(shí)人體受害的程度與許多因素有關(guān)，如通過人體的電流強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、電壓高低、頻率高低、電流通過人體的途徑以及人體的健康狀況等，其中最主要的因素是通過人體電流強(qiáng)度的大小、持續(xù)時(shí)間。當(dāng)通過人體的電流越大，人體的生理反應(yīng)越明顯，致命的危險(xiǎn)性也就越大。按通過人體的電流對人體的影響，將電流大致分為三種：（1）感覺電流它是人體有感覺的最小電流。（2）擺脫電流人體觸電后能自主地?cái)[脫電源的最大電流。（3）致命電流在較短的時(shí)間內(nèi)，危及生命的最小電流。

一般情況下通過人體的工頻電流超過50mA時(shí)，心臟

就會停跳，人就會發(fā)生昏迷，很快致死。C保護(hù)接地的作用無保護(hù)接地時(shí)人觸及外殼的電流分布

電源的中性點(diǎn)不接地，電機(jī)外殼也不接地。

某一相絕緣破壞，發(fā)生碰殼時(shí)，外殼電壓即為相電壓。

人若觸及外殼即相當(dāng)于發(fā)生單相接地，就會有非故障相的電容電流之和流過人體。

人若觸及外殼即相當(dāng)于發(fā)生單相接地，就會有非故障相的電容電流之和流過人體。有保護(hù)接地時(shí)人觸及外殼的電流分布

電源的中性點(diǎn)不接地，電機(jī)外殼也不接地。

人若觸及外殼即相當(dāng)于發(fā)生單相接地，但是此時(shí)非故障相的電容電流之和通過人體和接地電阻兩條通路流過。通過人體的電流：

上式說明接地電阻越小，通過人體的電流越小。因此，適當(dāng)?shù)倪x擇接地裝置的接地電阻，就可以保證人身安全。D對接地電阻值的要求

接地的基本概念接地:防雷裝置或電氣設(shè)備與大地之間的電氣連接。接地體:埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的導(dǎo)體，又稱接地極，接地線：連接于接地體與電氣設(shè)備接地部分之間的金屬導(dǎo)線?它分為接地干線和接地支線?接地裝置：接地體和接地線的總合?

1—垂直接地體;2—接地干線;3—接地支線;4—電氣設(shè)備;5—水平接地體。流散電流：接地電流流入地下以后,就通過接地體向大地作半球形散開,

這一接地電流就叫做流散電流?由于半球形面積距離接地體距離越遠(yuǎn)越大，因此與其對應(yīng)的單位長度大地電阻越小。在20米以外的地方，該電阻接近于零。因此，可以認(rèn)為在距離接地體20以外,電流就不再產(chǎn)生電壓降了?或者說,至距離接地體20m處,電壓已降為零?電工上通常所說的“地”就是這里的地?對地電壓就是帶電體與電位為零的大地之間的電位差?

接地電阻的要求大電流接地系統(tǒng)，接地網(wǎng)的接地電壓不得超過2000V。因此，接地裝置的接地電阻應(yīng)為：小電流接地系統(tǒng)中，當(dāng)接地裝置僅用于高壓設(shè)備時(shí)，接地網(wǎng)的接地電壓不得超過250V。因此，接地裝置的接地電阻應(yīng)為：小電流接地系統(tǒng)中，當(dāng)接地裝置為高低壓設(shè)備共時(shí)，接地網(wǎng)的接地電壓不得超過120V。因此，接地裝置的接地電阻應(yīng)為：E跨步電壓發(fā)生接地故障時(shí)，人處于分布電壓區(qū)域內(nèi)，有兩種方式觸及不同電位點(diǎn)而受到電壓作用。當(dāng)人觸及漏電外殼，加于人手與腳之間的電壓電位差稱為接觸電壓Utou。即通常人站在距離設(shè)備水平距離0.8m的地面上，手觸及設(shè)備所承受的電壓。由接觸電壓引起的觸電稱為接觸電壓觸電。如設(shè)備外殼電位為UE，距離設(shè)備0.8m處地面的電壓為U，則接觸電壓為當(dāng)人在分布電壓區(qū)域內(nèi)跨開一步，兩腳間（約0.8m）所承受的電壓稱為跨步電壓Us。如該兩點(diǎn)的電位分別為U1和U2，則跨步電位為人體所能承受的接觸電壓和跨步電壓的允許值，與通過人體的電流值的大小、持續(xù)時(shí)間的長短、地面土壤的電阻率和電流流經(jīng)人體的途徑有關(guān)。