供配電系統(tǒng)電氣安全接地及防雷第八章

1、供配電系統(tǒng)電氣安全接地及防雷第八章表8-1平安電壓 安全電壓(交流有效值)V 選用舉例 額定值 空載上限值 42 50 在有觸電危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用的手持式電動(dòng)工具等 36 43 在礦井、多導(dǎo)電粉塵等場(chǎng)所使用的行燈等 24 29 12 15 可供某些具有人體可能偶然觸及的帶電體設(shè)備選用 6 8二、直接觸電防護(hù)和間接觸電防護(hù) 直接觸電防護(hù)：對(duì)直接接觸正常帶電局部的防護(hù)，如對(duì)帶電導(dǎo)體加隔離柵欄等。 間接觸電防護(hù)：對(duì)正常時(shí)不帶電而故障時(shí)可帶危險(xiǎn)電壓的外露可導(dǎo)電局部(如金屬外殼、框架等)的防護(hù)，例如將正常不帶電壓的外露可導(dǎo)電局部接地，并裝設(shè)接地故障保護(hù)。 第二節(jié) 電氣平安與觸電急救 一、電氣平安的一般措施

2、保證電氣平安的一般措施如下： 1加強(qiáng)電氣平安教育，樹立“平安第一的觀點(diǎn)。 2健全各項(xiàng)平安規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行。 如工作人員與帶電設(shè)備的平安間隔 不得小于表82、3、4的規(guī)定。 表8-2工作人員工作中正?；顒?dòng)范圍與帶電設(shè)備的平安間隔 電壓等級(jí)kV10(13.8)2035 44 60110 154 220 330 安全距離m 0.35 O.60 0.90 1.50 2.00 3.00 4.00表8-3進(jìn)展地電位帶電作業(yè)時(shí)人身與帶電體間的平安間隔 電壓等級(jí)kV 10 35 66 110 220 330 安全距離m 0.4 0.6 O.7 1.01 .8(1.6) 2.6表8-4等電位作業(yè)人員對(duì)鄰相導(dǎo)線的平

3、安間隔 電壓等級(jí)kV 10 35 66 110 220 330 安全距離m 0.6 0.8 0.9 1.4 2.5 3.5如在高壓設(shè)備上工作必須遵守的要求：填用工作票、至少應(yīng)有兩人在一起工作。 等電位作業(yè)：作業(yè)人員通過(guò)電氣連接，使自己身體的電位上升至帶電部件電位，且與周圍不同電位適當(dāng)隔離，直接對(duì)帶電局部進(jìn)展的作業(yè)。3嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)、安裝標(biāo)準(zhǔn)。 4加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗(yàn)工作。 5采用平安電壓和符合平安要求的相應(yīng)電器。 6采用電氣平安用具 例如操作高壓隔分開關(guān)和跌開式熔斷器的絕緣鉤棒(又稱令克棒，圖82)、高壓驗(yàn)電器(圖83a)、低壓試電筆(圖83b)、絕緣手套、絕緣靴、絕緣地毯、絕緣墊臺(tái)、臨時(shí)接地

4、線及“制止合閘，有人工作、“止步，高壓危險(xiǎn)!等標(biāo)示牌等。 圖8-2高壓絕緣鉤棒 1手柄，2護(hù)環(huán)，3絕緣桿，4金屬鉤 7普及平安用電常識(shí) 如不得私拉電線、不得長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷用電、當(dāng)電線斷落在地上不可走近、如遇有人觸電，應(yīng)立即設(shè)法使觸電者脫離電源或斷開電源，并正確進(jìn)展觸電急救。 8正確處理電氣失火事故 如帶電滅火，應(yīng)使用二氧化碳(CO2)滅火器、干粉滅火器、干砂等進(jìn)展。 a)高壓驗(yàn)電器b)低壓試電筆 1觸頭，2氖燈，3電容器，4接地螺釘，5絕緣棒，6護(hù)環(huán)，7絕緣手柄，8炭質(zhì)電阻，9金屬掛鉤10彈簧，11觀察窗孔。 二、觸電的急救處理 1、脫離電源 在觸電者未脫離電源前，救護(hù)人員不得直接用手觸及觸電者

5、。假設(shè)觸電者是觸及低壓電，應(yīng)迅速切斷電源或使用絕緣工具、枯燥木棒等不導(dǎo)電物體解脫觸電者，也可抓住觸電者枯燥而不貼身的衣服將其拖開，可戴絕緣手套或?qū)⑹钟每菰镆挛锇鸷蠼饷撚|電者，也可站在絕緣墊上或干木板上進(jìn)展救護(hù)，最好用一只手進(jìn)展救護(hù)。假設(shè)觸電者觸及高壓帶電設(shè)備，救護(hù)人應(yīng)迅速切斷電源，或用適宜該電壓級(jí)的絕緣工具(如高壓絕緣棒)解脫觸電者，救護(hù)人在搶救過(guò)程中，應(yīng)注意保持自身與周圍帶電局部必要的平安間隔 。 2、急救處理 當(dāng)觸電者脫離電源后，應(yīng)立即根據(jù)詳細(xì)情況，迅速對(duì)癥救治，同時(shí)趕快通知醫(yī)生前來(lái)?yè)尵取?1)假設(shè)觸電者神志尚清醒，那么應(yīng)使之就地躺平，嚴(yán)密觀察，暫時(shí)不要讓其站立或走動(dòng)。 2)假設(shè)觸電者傷

6、勢(shì)嚴(yán)重，心跳和呼吸均已停頓，那么在通暢氣道后，立即同時(shí)進(jìn)展口對(duì)口(鼻)的人工呼吸和胸外按壓心臟的人工循環(huán)心肺復(fù)蘇。 假設(shè)現(xiàn)場(chǎng)僅有一人救護(hù)時(shí)，可交替進(jìn)展人工呼吸和人工循環(huán)：先胸外按壓心臟48次，然后口對(duì)口(鼻)吹氣23次，再按壓心臟48次，又口對(duì)口(鼻)吹氣23次，如此交替反復(fù)進(jìn)展。 3、人工呼吸法 1)首先解開觸電者的衣服、褲帶，松開上身，使其胸部能自由擴(kuò)張。 2)使觸電者仰臥，不墊枕頭，使頭先側(cè)向一邊，去除其口腔內(nèi)的血塊、假牙及其他異物。假設(shè)其舌根下陷，那么應(yīng)將舌頭拉出，使氣道通暢。然后將其頭部扳正，使之盡量后仰，鼻孔朝天，使氣道暢通。 3)救護(hù)人位于觸電者一側(cè)，用一只手捏緊其鼻孔，不使漏氣

7、；用另一只手將其下頜拉向前下方，使其嘴巴張開?？稍谄渥焐仙w一層紗布，準(zhǔn)備對(duì)其吹氣。 4)向觸電者大口吹氣，如圖84a所示。吹氣時(shí)，要使觸電者胸部膨脹。 5)救護(hù)人吹氣完畢后換氣時(shí)，應(yīng)立即分開觸電者的嘴巴(或鼻孔)，并放松緊捏的鼻(或嘴)，讓其自由排氣，如圖84b所示。按照上述操作要求反復(fù)進(jìn)展，每分鐘約12次。對(duì)幼小兒童，鼻子不捏緊，可任其自由漏氣，而且吹氣不能過(guò)猛，以免肺包脹破。 圖8-4口對(duì)口吹氣的人工呼吸法 a)貼緊吹氣b)放松換氣 氣流方向 4、胸外按壓心臟的人工循環(huán)法 1)與人工呼吸法的要求一樣，首先使氣道暢通，在平整結(jié)實(shí)的地面平躺下。 2) 救護(hù)人位于觸電者一側(cè)，最好是跨腰跪在觸電者

8、腰部，兩手相疊(對(duì)兒童可只用一只手)，手掌根部放在心窩稍高一點(diǎn)的地方(掌根放在胸骨的下三分之一部位)，如圖85所示。 3)救護(hù)人找到觸電者的正確壓點(diǎn)后，自上而下垂直平衡地用力向下按壓，壓出心臟里面的血液，如圖86a所示。 4) 按壓后，掌根迅速放松(但手掌不要分開胸部)，使觸電者胸部自動(dòng)復(fù)原，心臟擴(kuò)張，使血液又回到心臟，如圖86b所示。按照上述操作要求反復(fù)地進(jìn)展，每分鐘約60次。 在施行心肺復(fù)蘇法(含人工呼吸和人工循環(huán))時(shí)，救護(hù)人應(yīng)親密觀察觸電者反響。只要發(fā)現(xiàn)觸電者有清醒跡象，例如眼皮閃動(dòng)或嘴唇微動(dòng)，就應(yīng)中止操作幾秒鐘，以讓觸電者自行呼吸和心跳。 圖85胸外按壓心臟的正確壓點(diǎn) 圖8-6人工胸外

9、按壓心臟法 a)向下按壓b)放松回流 血流方向 第三節(jié) 電氣裝置的接地 一、接地的有關(guān)概念 1、接地和接地裝置 電氣設(shè)備的某局部與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體或接地極。 專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土根底等，稱為自然接地體。 接地線與接地體的組合，稱為接地裝置。由假設(shè)干接地體在大地中互相用接地線連接起來(lái)的一個(gè)整體，稱為接地網(wǎng)，如右圖所示。 1接地體，2接地干線，3接地支線，4電氣設(shè)備 2、接地電流和對(duì)地電壓 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，電流就通過(guò)接地體向大

10、地作半球形散開，這一電流稱為接地電流。 在距單根接地體或接地故障點(diǎn)約20m的地方，散流電阻已趨近于零，即其電位趨近于零，稱為電氣上的“地或“大地。 電氣設(shè)備的接地局部，如接地的外殼和接地體等，與零電位的“地之間的電位差，就稱為接地局部的對(duì)地電壓。 3、接觸電壓和跨步電壓 接觸電壓：電氣設(shè)備的絕緣損壞時(shí)，在身體可同時(shí)觸及的兩局部之間出現(xiàn)的電位差。例如人站在發(fā)生接地故障的電氣設(shè)備旁邊，手觸及設(shè)備的金屬外殼，那么人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差，即為接觸電壓 。 跨步電壓：在接地故障點(diǎn)附近行走時(shí)，兩腳之間出現(xiàn)的電位差 ，越靠近接地故障點(diǎn)或跨步越大，跨步電壓越大。離接地故障點(diǎn)達(dá)20m時(shí)，跨步電壓為零。 接觸

11、電壓和跨步電壓 4、工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地 工作接地：為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備到達(dá)正常工作要求而進(jìn)展的一種接地，例如電源中性點(diǎn)的接地、防雷裝置的接地等。 保護(hù)接地：為保障人身平安、防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部接地。如圖下頁(yè)810所示。 1TN系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部均接公共的保護(hù)線(PE線)或公共的保護(hù)中性線(PEN線)。這種接公共PE線或PEN線的方式，通稱為“接零。包括：TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)，如圖a、b、c所示。低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)接地按接地形式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)2TT系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。 3IT

12、系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。主要用于對(duì)連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所。 保護(hù)接地的型式有兩種：設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部經(jīng)各自的接地線(PE線)直接接地。設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部經(jīng)公共的PE線或經(jīng)PEN線接地，這種接地習(xí)慣稱為“保護(hù)接零。 圖810 保護(hù)接地作用的說(shuō)明 必須注意：同一低壓配電系統(tǒng)中，不能有的采取保護(hù)接地，有的又采取保護(hù)接零，否那么當(dāng)采取保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，采取保護(hù)接零的設(shè)備外露可導(dǎo)電局部將帶上危險(xiǎn)的電壓，如右圖811所示。 重復(fù)接地: 在TN系統(tǒng)中，為確保公共PE線或PEN線平安可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)展工作接地外，還應(yīng)在PE線或PEN線的以下地方進(jìn)展重復(fù)接

13、地： 在架空線路終端及沿線每lkm處；電纜和架空線引入車間或大型建筑物處。 假設(shè)不重復(fù)接地，那么在PE線或PEN線斷線且有設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，接在斷線后面的所有設(shè)備外露可導(dǎo)電局部都將呈現(xiàn)接近于相電壓的對(duì)地電壓，如圖812a所示，這是很危險(xiǎn)的。假設(shè)進(jìn)展了重復(fù)接地，如圖812b所示，那么在發(fā)生同樣故障時(shí)，斷線后面的設(shè)備外露可導(dǎo)電局部的對(duì)地電壓大大降低。 圖812重復(fù)接地的作用說(shuō)明 二、接地裝置的裝設(shè) 1、自然接地體的利用 可作為自然接地體的有：與大地有可靠連接的建筑物的鋼構(gòu)造和鋼筋、行車的鋼軌、埋地的非可燃可爆的金屬管道及埋地敷設(shè)的不少于兩根的電纜金屬外皮等。利用自然接地體時(shí)，一定要保證良好的

14、電氣連接。 2、人工接地體的裝設(shè) 人工接地體有垂直埋設(shè)的和程度埋設(shè)的根本構(gòu)造型式，如圖813所示。最常用的垂直接地體為直徑50mm、長(zhǎng)的鋼管。為了減少外界溫度變化對(duì)流散電阻的影響，埋入地下的接地體，其頂面埋設(shè)深度不宜小于。 a)垂直埋設(shè)的棒形接地體b)程度埋設(shè)的帶形接地體 當(dāng)土壤電阻率偏高時(shí)，為降低接地裝置的接地電阻，可采用以下措施：采用多支線外引接地裝置，深埋式接地體，局部地進(jìn)展土壤置換及化學(xué)處理。 等電位聯(lián)結(jié)：是使電氣裝置各外露可導(dǎo)電局部和裝置外可導(dǎo)電局部電位根本相等的一種電氣聯(lián)結(jié)。其作用在于降低接觸電壓，以保障保人身平安。如以以下圖所示。 總等電位聯(lián)結(jié)(MEB)和局部等電位聯(lián)結(jié)(LEB)

15、 三、等電位聯(lián)結(jié) 第四節(jié) 過(guò)電壓與防雷 一、過(guò)電壓及雷電 1、過(guò)電壓 過(guò)電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作要求的電壓?？煞譃閮?nèi)部過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓兩大類。 1內(nèi)部過(guò)電壓 內(nèi)部過(guò)電壓是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的開關(guān)操作、發(fā)生故障或其他原因，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)電磁振蕩而引起的過(guò)電壓。 內(nèi)部過(guò)電壓又分操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓等形式。內(nèi)部過(guò)電壓一般不會(huì)超過(guò)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相電壓的34倍，因此對(duì)電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。 2雷電過(guò)電壓 雷電過(guò)電壓又稱大氣過(guò)電壓或外部過(guò)電壓，它是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備或建筑物遭受來(lái)自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的

16、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(wàn)安，供電系統(tǒng)的危害極大。 2、雷電的形成及概念 1雷電的形成 雷電是帶有電荷的“雷云之間或雷云對(duì)大地之間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。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，使地面出現(xiàn)雷云的電荷極性相反的電荷。當(dāng)兩者在某一方位的電場(chǎng)強(qiáng)度到達(dá)2530kVcm時(shí)，雷云就會(huì)開場(chǎng)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)。當(dāng)其下行到離地面100300m時(shí)，就會(huì)引起一個(gè)上行的迎雷先導(dǎo)。當(dāng)上下行先導(dǎo)相接近時(shí)，通道中的正、負(fù)電荷強(qiáng)烈吸引中和而產(chǎn)生強(qiáng)大的雷電流，并

17、伴有強(qiáng)烈的雷鳴電閃。這就是直擊雷的主放電階段，時(shí)間一般約50100s。圖826雷云對(duì)大地放電(直擊雷)示意圖 架空線路在附近出現(xiàn)對(duì)地雷擊時(shí)極易產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。當(dāng)雷云出如今架空線路上方時(shí)，線路上由于靜電感應(yīng)而積聚大量異性的束縛電荷，當(dāng)雷云對(duì)地或其他雷云放電后，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，形成電位很高的過(guò)電壓波，對(duì)供電系統(tǒng)危害也很大。如圖827所示。圖827架空線路上的感應(yīng)過(guò)電壓 2雷電的有關(guān)名詞概念 (1)雷電流的幅值和陡度：是指流入雷擊點(diǎn)的電流，它是一個(gè)幅值很大、陡度很高的沖擊波電流，雷電流的陡度越大，產(chǎn)生的過(guò)電壓越高。 (2)年平均雷暴日數(shù)：凡有雷電活動(dòng)的日子，包括

18、看到雷閃和聽(tīng)到雷聲，都稱為雷暴日。年平均雷暴日數(shù)不超過(guò)15天的地區(qū)，稱為少雷區(qū)；超過(guò)40天的地區(qū)，稱為多雷區(qū)。 雷電過(guò)電壓的兩種根本形式： (1)直接雷擊：雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，其過(guò)電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過(guò)這些物體放電入地，產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，還有電磁脈沖和閃絡(luò)放電。 (2)間接雷擊：雷電未直接擊中電力系統(tǒng)中的任何局部而是由雷對(duì)設(shè)備、線或其他物體的靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的過(guò)電壓。 雷電過(guò)電壓還有一種是由于架空線路或金屬管道遭受直接或間接雷擊而引起的過(guò)電壓波，沿線路或管道侵入變配電所，這稱為雷電波侵入或高電位侵入。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其事故占整個(gè)雷害事故的5070，因此對(duì)雷電波侵入的防護(hù)應(yīng)予以足

19、夠的重視。 二、防雷設(shè)備 (一)接閃器 接閃器：專門用來(lái)承受直接雷擊的金屬物體。有避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)。 1、避雷針 避雷針一般采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。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)引下線與接地裝置連接。避雷針本質(zhì)上是引雷針，它把雷電流引入地下，從而保護(hù)了線路、設(shè)備及建筑物等。 單支避雷針的保護(hù)范圍，以它能防護(hù)直擊雷的空間來(lái)表示。如右圖所示。 單支避雷針的保護(hù)范圍(滾球法)參閱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 2、避雷線 避雷線又稱為架空地線：一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設(shè)在架空電力線路的上方，避雷線的功能和原理與避雷針根本一樣。保護(hù)范圍：參閱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 (二)避雷器 3

20、、避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來(lái)保護(hù)建筑物特別是高層建筑物免遭直擊雷和感應(yīng)雷。避雷器：防止雷電產(chǎn)生的過(guò)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。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，如以下圖。 當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過(guò)電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。 1、閥式避雷器 閥式避雷器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)間隙用云母墊圈隔開，在雷電過(guò)電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。閥片具有非線性特性，正常電壓下其電阻很大，而過(guò)電壓下其電阻就變得很小，如右圖所示。 閥式避雷器的組