第8章防雷和接地

電力系統自身的安全電流——力效應、熱效應（各種短路）電壓——絕緣破壞（過電壓：操作過電壓、大氣過電壓）使用者的安全人員設備第8章防雷和接地電力系統自身的安全8.1雷與防雷設備一、大氣電場8.1雷與防雷設備一、大氣電場第8章+防雷與接地-課件二、雷電的形成二、雷電的形成第8章+防雷與接地-課件雷電的波形雷電的波形三、雷電的危害形式直擊雷感應雷：靜電感應；電磁感應侵入波三、雷電的危害形式雷電的機械效應產生的電動力強大的雷電流產生的熱量雷電的電磁效應產生過電壓雷電的閃絡放電雷電的機械效應產生的電動力強大的雷電流產生的熱量雷電的四、雷電活動情況及直擊雷規律（1）雷暴日、雷暴小時 少雷區、多雷區、強雷區（2）雷電活動規律和我國雷電活動情況 赤道多于兩極、陸地多于海洋、山區多于平原、低緯度高于高緯度四、雷電活動情況及直擊雷規律第8章+防雷與接地-課件第8章+防雷與接地-課件（3）直擊雷的規律建筑物的位置建筑物的結構建筑物的性質（3）直擊雷的規律建筑物的位置五、防雷方法（1）接閃（2）接地（3）分流（4）均壓連接（5）屏蔽（6）躲避五、防雷方法六、防雷設備大電流——避雷針（避雷線、避雷帶、避雷網）過電壓——避雷器六、防雷設備兩類設備的工作原理：1、吸引雷，并將雷電流引入大地，從而保護附近的電力設備和建筑物免受直擊雷危害構成：接閃器——引下線——接地極2、避雷器與被保護設備并聯，過電壓將避雷器擊穿對地放電，從而保護了設備的絕緣兩類設備的工作原理：2、避雷器與被保護設備并聯，過電壓將避雷⒈

避雷針采用“滾球法”來確定保護范圍。各類防雷建筑物的滾球半徑和避雷網格尺寸建筑物防雷類別滾球半徑hr（m）避雷網格尺寸（m）第一類防雷建筑物30≤5×5或≤6×4第二類防雷建筑物45≤10×10或≤12×8第三類防雷建筑物60≤20×20或≤24×16⒈避雷針各類防雷建筑物的滾球半徑和避雷網格尺寸滾球半徑hr①單支避雷針的保護范圍①單支避雷針的保護范圍當避雷針高度h>hr時，在避雷針上取高度hr的一點代替避雷針的針尖作為圓心。余下作法與避雷針高度h≤hr相同。

當避雷針高度h>hr時，在避雷針上取高度hr的一點代替避雷針例1某廠鍋爐房煙囪高40m，煙囪上安裝一支高2m的避雷針，鍋爐房（屬第三類防雷建筑物）尺寸如圖，試問此避雷針能否保護鍋爐房。解:查表得滾球半徑hr=60m，而避雷針頂端高度h=40+2=42m，hx=8m，根據公式得避雷針保護半徑為：例1某廠鍋爐房煙囪高40m，煙囪上安裝一支高2m的避雷針，現鍋爐房在hx=8m高度上最遠屋角距離避雷針的水平距離為：

由此可見，煙囪上的避雷針能保護鍋爐房。

現鍋爐房在hx=8m高度上最遠屋角距離避雷針的水平距離為：②

兩支避雷針的保護范圍各按單支避雷針保護范圍計算保護范圍外側同單支避雷針一樣計算在地面每側的最小保護寬度b0為軸線上的保護高度hx為②兩支避雷針的保護范圍各按單支避雷針保護范圍計算保護范圍（2）避雷線單根避雷線的保護范圍為：當避雷線高度h≥2hr時，無保護范圍。當hr<h<2hr時，保護范圍最高點的高度h0=2hr-h

（2）避雷線當hr<h<2hr時，保護范圍最高點的高度h注意：確定架空避雷線的高度時，應考慮弧垂。在無法確定弧垂的情況下，等高支柱間的檔距小于120m時，其避雷線中點的弧垂宜選用2m；檔距為120～150m時宜選用3m。注意：確定架空避雷線的高度時，應考慮弧垂。在無法確定弧垂的情2．避雷器管式避雷器閥式避雷器分為碳化硅閥式避雷器和金屬氧化物避雷器

2．避雷器管式避雷器閥式避雷器（1）保護間隙

滅弧能力較小，只適用于無重要負荷的線路上。（1）保護間隙（2）閥型避雷器閥型避雷器由火花間隙和閥片組成1、上接線端2、火花間隙3、云母片墊圈4、瓷套管 5、閥片 6、下接線端（2）閥型避雷器1、上接線端2、火花間隙3、云母片（3）氧化鋅避雷器（3）氧化鋅避雷器8.2防雷保護

一、

架空線路的防雷保護⑴架設避雷線。這是線路防雷的最有效措施，但成本很高，只有66kV及以上線路才沿全線裝設。⑵提高線路本身的絕緣水平。⑶利用三角形排列的頂線兼做防雷保護線。⑷加強對絕緣薄弱點的保護。⑸采用自動重合閘裝置。⑹絕緣子鐵腳接地。8.2防雷保護一、架空線路的防雷保護⑴架設避雷線。這是二、變配電所的防雷保護1、防直擊雷①獨立避雷針與被保護物之間應保持一定的空間距離So②獨立避雷針應裝設獨立的接地裝置，其接地體與被保護物的接地體之間也應保持一定的地中距離SE③獨立避雷針及其接地裝置不應設在人員經常出入的地方。二、變配電所的防雷保護2、進線防雷保護35KV電力線路在變電所進線1~2km段內裝設避雷線防止直接雷擊，避雷線兩端處裝設管形避雷器。F1、F2—管形避雷器；F3—閥形管形避雷器3~10KV配電線路可在進線終端裝設FZ或FS型閥形避雷器，以保護線路斷路器和隔離開關。2、進線防雷保護F1、F2—管形避雷器；F3—閥形管形避雷器3、

配電裝置防雷保護

T—電力變壓器F—閥形避雷器3、配電裝置防雷保護

T—電力變壓器F—閥形避雷三、

高壓電動機的防雷保護對雷電侵入波的防護，FCD型磁吹閥型避雷器或采用具有串聯間隙的金屬氧化物避雷器，并盡可能靠近電動機安裝。對于定子繞組中性點能引出的高壓電動機，就在中性點裝設避雷器。三、高壓電動機的防雷保護四、建筑物的防雷保護（1）建筑物防雷分類及防雷要求第一類防雷建筑。應有防直接雷、感應雷和雷電侵入波措施。第二類防雷建筑。應有防直接雷和雷電侵入波措施，有爆炸危險的也應有防感應雷措施。第三類建筑物。應有防直接雷和雷電侵入波措施四、建筑物的防雷保護（2）重點部位的防雷措施（2）重點部位的防雷措施雷電類型雷電類型8.3電氣安全保護電氣裝置為達到安全和功能的目的，采用接地系統與大地做電氣連接，稱為接大地電氣裝置與某一基準電位點做電氣連接，成為基準接地一、接地8.3電氣安全保護電氣裝置為達到安全和功能的目的，采用接地（1）功能性接地工作接地（2）保護性接地保護接地，過電壓接地，防靜電接地（3）功能性與保護性合一的接地屏蔽接地1、接地類型（1）功能性接地1、接地類型2、低壓配電系統接地型式

（1）TN系統

電源有一點直接接地，用電設備的外露導電部分通過保護線（PE線或PEN線）與該接地點連接2、低壓配電系統接地型式（1）TN系統電源有一點直接接地TN系統TN系統（2）TT系統電源有一點直接接地，用電設備的外露導電部分接至電氣上與電源接地點無關的接地極系統。（2）TT系統電源有一點直接接地，用電設備的外露導電部分接至（3）IT系統電源與地絕緣或通過阻抗連接，用電設備的外露導電部分則接地的系統（3）IT系統電源與地絕緣或通過阻抗連接，用電設備的外露導電（1）接地和接地裝置1、接地體；2、接地干線；3、接地支線；4、設備3、接地裝置自然接地體、人工接地體（1）接地和接地裝置1、接地體；2、接地干線；3、接地支線；（2）接地電流和對地電壓

接地電流：接地故障時流經接地裝置流入大地并作半球形散開的電流。對地電壓：電氣設備接地部分與零電位的“大地”之間的電位差。（2）接地電流和對地電壓接地電流：接地故障時流經接地裝置流（3）重復接地

將零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接，稱重復接地。

（3）重復接地4、接地電阻（1）接地電阻的要求接地設施名稱接地電阻值（歐姆）3-35KV配電所高低壓宜公用接地系統43-35KV線路的電桿、金屬桿塔的接地系統30低壓配電線路的PE線或PEN線的每一重復接地系統10計算機系統交流工作接地4計算機系統安全保護接地4混合接地最小值，一般為1符合防雷規范4、接地電阻（1）接地電阻的要求接地設施名稱接地電阻值（歐姆（2）

接地電阻的計算工頻接地電阻工頻接地電流流經接地裝置所呈現的接地電阻，稱工頻接地電阻。沖擊接地電阻雷電流經接地裝置泄放入地時所呈現的接地電阻，稱沖擊接地電阻。至接地極最遠端的長度土壤電阻率(歐姆米)<1005001000>20002011.523401.251.92.9601.62.6802.3（2）接地電阻的計算至接地極最遠端的長度土壤電阻率(歐姆米接地電阻的計算(略)接地電阻的計算（3）接地電阻的測量

接地電阻測量儀，俗稱接地搖表具體測量步驟如下：A、拆開接地干線與接地體的連接點。B、將兩支測量接地棒分別插入離接地體20m與40m遠的地中，深度約400mm。C、E接被測接地體；P接20米遠處的接地棒；C接40米遠處的接地棒。D、以大約120r/min的轉速搖動手柄，邊搖動手柄邊調節細調拔盤，直至表針居中穩定后為止E、讀數（3）接地電阻的測量具體測量步驟如下：高阻區降低接地電阻的措施（1）換土（2）利用接地電阻阻抗劑（3）深埋接地極（4）深井接地高阻區降低接地電阻的措施（1）換土加裝均壓帶的環路式接地網變配電所和車間的接地裝置加裝均壓帶的環路式接地網變配電所和車間的接地裝置二、等電位聯接1、總等電位連接2、局部等電位連接MEB—總等電位連接；LEB—局部等電位連接二、等電位聯接MEB—總等電位連接；LEB—局部等電位連接3、等電位連接導線的選擇總等電位連接主母線的截面規定不應小于裝置中最大PE線截面的一半，但不小于6mm2。采用銅導線，其截面可不超過25mm2。連接兩個外露可導電部分的局部等電位線，其截面不應小于接至該兩個外露可導電部分的較小PE線的截面。連接裝置外露可導電部分與裝置外可導電部分的局部等電位連接線，其截面不應小于相應PE線截面的一半。3、等電位連接導線的選擇8.4用電安全一、觸電及防護1、電流對人體的傷害“電擊”是電流通過人體內部，破壞人的心臟、神經系統、肺部的正常工作造成的傷害。心室纖維性顫動（心室纖顫）“電傷”是電流的熱效應、化學效應或機械效應對人體造成的局部傷害，包括電弧燒傷、燙傷、電烙印、皮膚金屬化、電氣機械性傷害等。8.4用電安全一、觸電及防護“電擊”是電流通過人體內部，破2、觸電方式（1）單相觸電2、觸電方式（1）單相觸電（2）兩相觸電（相間觸電）（2）兩相觸電（相間觸電）（3）跨步電壓觸電（3）跨步電壓觸電（4）接觸電壓觸電（4）接觸電壓觸電3、人體通過電流能力電流對人體的危害程度與觸電時間、電流的大小和性質以及電流在人體中的路徑有關。此外，還與人的體重、健康狀況有關。3、人體通過電流能力第8章+防雷與接地-課件人體的安全電壓正常情況下50V潮濕環境下25V水下12V行業規定36V

人體的安全電壓4、觸電防護⑴直接觸電防護直接接觸電是指人體與正常工作中的裸露帶電部分直接接觸而遭受的電擊。

⑵間接觸電防護因絕緣損壞，致使原來不帶電壓的電氣裝置外露導電部分或裝置外導電部分將呈現故障電壓。人體與之接觸而招致的電擊稱之為間接接觸電擊。4、觸電防護⑴直接觸電防護（1）將裸露帶電部分包以適合的絕緣。

（2）設置遮欄或外護物以防止人體與裸露帶電部分接觸。（3）設置阻擋物以防止人體無意識地觸及裸露帶電部分（針對專業人員）。

（4）將裸露帶電部分置于人的伸臂范圍(1.25米)以外。

（5）裝設漏電保護器作為后備保護，其額定動作電流不應超過30mA。直接觸電防護措施

（1）將裸露帶電部分包以適合的絕緣。

（2）設置遮欄或外護（1）0類設備具有可導電的外殼，只有一層基本絕緣，且無PE線連接端子（例如不接PE線的金屬外殼臺燈）。

（2）Ⅰ類設備和0類設備相同，但配置有連接PE線的端子。在工程設計中對此類設備需用PE線與它作接地連接，并在電源線路裝設保護電器，使其在規定時間內切斷故障電路。

（3）Ⅱ類設備雙重絕緣或設置相當于雙重絕緣的加強絕緣（4）Ⅲ類設備

50V以下的安全電壓間接觸電防護措施（1）0類設備間接觸電防護措施二、電氣防火和防爆1、爆炸性氣體環境危險區域的劃分

0區：連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境。1區：在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境。2區：在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。2、防爆電器設備分為二類

Ⅰ類：煤礦井下用電氣設備Ⅱ類：除礦井以外的場合使用的電氣設備二、電氣防火和防爆最小點燃電流比minimumignitioncurrentratio;MICR

:在規定試驗條件下，氣體、蒸氣爆炸性混合物的最小點燃電流與甲烷爆炸性混合物的最小點燃電流之比。

最大試驗安全間隙maxim