工廠供電系統(tǒng)的防雷和接地課件

第五章工廠供電系統(tǒng)的防雷和接地

第一節(jié)過電壓與防雷第二節(jié)電氣設備防雷保護第三節(jié)電氣裝置的接地第四節(jié)電氣安全1PPT課件第五章工廠供電系統(tǒng)的防雷和接地第一節(jié)過電壓與防雷第一節(jié)過電壓與防雷保護

1.內部過電壓一、過電壓的形式操作過電壓：因開關操作、負荷劇變、系統(tǒng)故障等原因而引起的過電壓。諧振過電壓：因電感、電容等參數(shù)在特殊情況下發(fā)生諧振而引起的過電壓。2.外部過電壓

外部過電壓又稱雷電過電壓或大氣過電壓，它是由于電力系統(tǒng)的導線或電氣設備受到直接雷擊或雷電感應而引起的過電壓。2PPT課件第一節(jié)過電壓與防雷保護1.內部過電壓一、過電壓的形式操二、雷電的基本知識1.雷電現(xiàn)象：雷云放電的過程稱為雷電現(xiàn)象。雷云→雷電先導→迎雷（回擊）先導

→主放電階段→余輝階段3PPT課件二、雷電的基本知識1.雷電現(xiàn)象：雷云放電的過程稱為雷電現(xiàn)象2.雷電流的特性雷電流波形波頭：指雷電流從零上升到最大幅值這一部分，一般只有1～4μs；波尾：指雷電流從最大幅值開始，下降到二分之一幅值所經歷的時間，約數(shù)十微妙。雷電流的陡度：指雷電流在波頭部分上升的速度，即雷電流波形圖4PPT課件2.雷電流的特性雷電流波形波頭：指雷電流從零上升到最大幅值3.雷電過電壓的基本形式直擊雷：雷電直接擊中電氣設備、線路、建筑物等物體。感應雷：由雷電對線路、設備或其他物體的靜電感應或電磁感應而引起的過電壓。感應雷的形成過程如圖所示。雷電波侵入：架空線路遭到直接雷擊或感應雷而產生的高電位雷電波，沿架空線侵入變電所或其他建筑物而造成危險。架空線路上的感應過電壓5PPT課件3.雷電過電壓的基本形式直擊雷：雷電直接擊中電氣設備、4.雷電活動強度及直擊雷的規(guī)律雷暴日：一天中只要出現(xiàn)過雷電活動（包括看到雷閃和聽到雷聲），就算一個雷暴日。年平均雷暴日不足15日的地區(qū)為少雷區(qū)；年平均雷暴日超過40日的地區(qū)為多雷區(qū)；年平均雷暴日超過90日的地區(qū)為雷電活動特別強烈地區(qū)。我國各地區(qū)的雷暴日數(shù)如表所示。表我國各地區(qū)的年平均雷暴日6PPT課件4.雷電活動強度及直擊雷的規(guī)律雷暴日：一天中只要出現(xiàn)過雷電雷電活動的規(guī)律

熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。雷擊區(qū)的形成與地質結構（即土壤電阻率）、地面上的設施情況及地理條件等因素有關。土壤電阻率小的地方易遭受雷擊；在不同電阻率的土壤交界處易遭受雷擊；山的東坡、南坡較山的北坡、西坡易遭受雷擊；山岳地區(qū)易遭受雷擊。建筑物的雷擊部位與建筑物的高度、長度及屋頂坡度等因素有關。7PPT課件雷電活動的規(guī)律熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)5.雷電的危害雷電流的熱效應可燒斷導線和燒毀電力設備；雷電流的機械效應產生的電動力可摧毀設備、桿塔和建筑，傷害人畜；雷電流的電磁效應可產生過電壓，擊穿電氣設備絕緣，甚至引起火災爆炸，造成人身傷亡；雷電的閃絡放電可燒壞絕緣子，使斷路器跳閘或引起火災，造成大面積停電。8PPT課件5.雷電的危害雷電流的熱效應可燒斷導線和燒毀電力設備；8P（1）建筑物的防雷級別是根據其重要性、使用性質以及發(fā)生雷擊事故的可能性和造成后果來劃分的，共分為三級：一級防雷建筑物：指具有特別重要用途的建筑物，如國家級會堂、辦公建筑、檔案館、大型博展建筑、大型鐵路客運站、國際型航空港、國賓館、國際港口客運站；國家級重點文物保護建筑物以及高度超過100m的建筑物等。二級防雷建筑物，是指重要的或人員密集的大型建筑物，如省部級辦公樓、會堂、博展、體育、交通、通訊、廣播等建筑物；省級重點文物保護建筑物；高度超過50m的建筑物以及大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物。6.建筑物防雷分類及防雷要求9PPT課件（1）建筑物的防雷級別是根據其重要性、使用性質以及發(fā)生雷擊事第一類防雷建筑。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三級防雷建筑物，是指預計年雷擊次數(shù)大于或等于0.05，或經過調查確認需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物；高度為15m及以上的煙囪、水塔等孤立建筑物等。（2）防雷要求10PPT課件第一類防雷建筑。應有防直接雷、感應雷和雷電侵入波措施。三級防

防雷裝置——大電流（直擊雷）防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（受雷裝置）：是接受雷電流的金屬導體，常用的有避雷針、避雷線和避雷網（帶）三種類型。引下線：應保證雷電流通過時不致熔化，一般用直徑不小于10mm的圓鋼或截面不小于80mm2的扁鋼制成。接地裝置：埋在地下的接地導線和接地體的總稱。1)避雷針避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅焊接鋼管制成。針長1m以下時，圓鋼直徑不小于12mm，鋼管直徑不小于20mm；針長1～2m時，圓鋼直徑不小于16mm，鋼管直徑不小于25mm。11PPT課件防雷裝置——大電流（直擊雷）防雷裝置由接閃器、引下線和接單支避雷針的保護范圍12PPT課件單支避雷針的保護范圍12PPT課件避雷針在地面上的保護半徑為：單支避雷針的保護范圍避雷針在hx

高度的水平面上的保護半徑為：13PPT課件避雷針在地面上的保護半徑為：單支避雷針的保護范圍避雷針在hx避雷針的保護范圍解：查表得因此，避雷針在高地面8m處的保護半徑為：8m高度上最遠一角距離避雷針的水平距離為：

∴

能保護。例:某廠一座高30m的水塔旁邊，建有一鍋爐房，水塔上面安裝一支2m高的避雷針，試問該避雷針能否保護這一鍋爐房？14PPT課件避雷針的保護范圍解：查表得因此，避雷針在高地面8m處例某廠鍋爐房煙囪高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：現(xiàn)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。

15PPT課件例某廠鍋爐房煙囪高40m，煙囪上安裝一支高2m的避雷針，鍋

第二節(jié)電氣裝置的接地

一、接地的有關概念

1、接地

電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。2、接地電流和對地電壓

當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開，稱為接地電流。

在距單根接地體或接地故障點約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”。

電氣設備的接地部分，如接地的外殼和接地體等，與零電位的“地”之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓。

16PPT課件第二節(jié)電氣裝置的接地一、接地的有關概念1、接地3、接觸電壓和跨步電壓

接觸電壓：電氣設備的絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。

跨步電壓：在接地故障點附近行走時，兩腳之間出現(xiàn)的電位差。接觸電壓和跨步電壓

17PPT課件3、接觸電壓和跨步電壓接觸電壓：電氣設備的絕緣損壞時，在身接地方式可分為三類：電氣設備的工作接地、保護接地、防雷保護接地三種。二、電氣裝置的接地(1)工作接地工廠供電系統(tǒng)中，利用大地作導線或其它運行需要的接地，稱為工作接地。例如：電力變壓器的中性點直接接地或中性點經消弧線圈接地及防雷裝置的接地等。18PPT課件接地方式可分為三類：二、電氣裝置的接地(1)工作接地18(2)保護接地為了防止電氣設備的絕緣受到損壞，將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與大地連接，可以更確切地保證人身安全，這種接地稱為保護接地。(3)防雷接地

過電壓保護裝置或設備的金屬結構，為了傳導泄雷電流而接地，稱為防雷接地，也稱為過電壓保護接地。防雷接地是一種特殊的工作接地，其接地電阻的大小，直接影響過電壓保護的效果。例如：避雷針、避雷線，避雷器的接地等。保護接地的型式有三種：①設備的外露可導電部分經各自的接地線(PE線)直接接地。②設備的外露可導電部分經公共的PE線接地。③設備的外露可導電部分經公共的PEN線接地。

19PPT課件(2)保護接地(3)防雷接地保護接地的型式有三種：①設備第三節(jié)電氣安全與觸電急救一、觸電及防護

1、電流對人體的傷害

（1）“電擊”

當電流通過人體內部時，破壞人的心臟、神經系統(tǒng)、肺部的正常工作所造成的傷害。例如心室纖維性顫動（心室纖顫）（2）“電傷”由于電流的熱效應、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。電力系統(tǒng)自身的安全人員的安全設備的安全

20PPT課件第三節(jié)電氣安全與觸電急救一、觸電及防護（1）“電擊”2、觸電方式（1）單相觸電（2）兩相觸電（相間觸電）21PPT課件2、觸電方式（1）單相觸電（2）兩相觸電（相間觸電）21P（3）跨步電壓觸電22PPT課件（3）跨步電壓觸電22PPT課件（4）接觸電壓觸電23PPT課件（4）接觸電壓觸電23PPT課件3、人體通過電流能力

安全電流：人體觸電后的最大擺脫電流。

我國一般取30mA.s

臨界點50mA.s，100mA.s影響安全電流的因素：

觸電時間

電流性質

電流路徑

體重和健康狀況24PPT課件3、人體通過電流能力安全電流：人體觸電后的最大擺脫電流。241）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(yè)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。（1）直接觸電防護措施

4、觸電防護25PPT課件1）將裸露帶電部分包以適合的絕緣。

2）設置遮欄或4、觸電防護1）自動切斷供電電源（接地故障保護）。2）采用雙重絕緣或加強絕緣的電氣設備（即Ⅱ級電工產品）。3）將有觸電危險的場所絕緣，構成不導電環(huán)境。4）采用不接地的局部等電位連接保護，或采取等電位均壓措施。5）采用安全特低電壓。6）實行電氣隔離。（2）間接觸電防護措施26PPT課件4、觸電防護1）自動切斷供電電源（接地故障保護）。（2）間接二、觸電急救1.脫離電源，撥打急救電話2.急救處理

人工呼吸

胸外按壓

心肺復蘇27PPT課件二、觸電急救1.脫離電源，撥打急救電話心肺復蘇27PPT課三、安全用電1.不私拉電線，裝拆電線應請電工2.不超負荷用電，不隨意加大熔斷器的熔體規(guī)格3.絕緣電線上不晾曬衣物4.不在架空線路和變配電所附近放風箏

5.不用鳥槍或彈弓打電線上的鳥6.不擅自攀登電桿和變配電裝置的構架7.電源插座一般采用帶保護接地插孔的三孔插座8.可觸及的設備外露可導電部分接地9.不走近斷落在地上的帶點電線10.如有人觸電，立即設法斷電，按規(guī)定進行急救處理28PPT課件三、安全用電28PPT課件四、電氣火災（1）防范A、選用合格的電氣設備，線路敷設要合理設計。B、選用正確的過流保護器及漏電保護器。

C、認真做好定期檢查工作。

（2）初期火災

A、首先要切斷電源B、選擇適當?shù)臏缁鹌鳎ǘ趸?/p>

、干粉）。C、小范圍帶電滅火，可使用干砂覆蓋。D、專業(yè)滅火人員用水槍滅火時，宜采用噴霧水槍。29PPT課件四、電氣火災29PPT課件第五章工廠供電系統(tǒng)的防雷和接地

第一節(jié)過電壓與防雷第二節(jié)電氣設備防雷保護第三節(jié)電氣裝置的接地第四節(jié)電氣安全30PPT課件第五章工廠供電系統(tǒng)的防雷和接地第一節(jié)過電壓與防雷第一節(jié)過電壓與防雷保護

1.內部過電壓一、過電壓的形式操作過電壓：因開關操作、負荷劇變、系統(tǒng)故障等原因而引起的過電壓。諧振過電壓：因電感、電容等參數(shù)在特殊情況下發(fā)生諧振而引起的過電壓。2.外部過電壓

外部過電壓又稱雷電過電壓或大氣過電壓，它是由于電力系統(tǒng)的導線或電氣設備受到直接雷擊或雷電感應而引起的過電壓。31PPT課件第一節(jié)過電壓與防雷保護1.內部過電壓一、過電壓的形式操二、雷電的基本知識1.雷電現(xiàn)象：雷云放電的過程稱為雷電現(xiàn)象。雷云→雷電先導→迎雷（回擊）先導

→主放電階段→余輝階段32PPT課件二、雷電的基本知識1.雷電現(xiàn)象：雷云放電的過程稱為雷電現(xiàn)象2.雷電流的特性雷電流波形波頭：指雷電流從零上升到最大幅值這一部分，一般只有1～4μs；波尾：指雷電流從最大幅值開始，下降到二分之一幅值所經歷的時間，約數(shù)十微妙。雷電流的陡度：指雷電流在波頭部分上升的速度，即雷電流波形圖33PPT課件2.雷電流的特性雷電流波形波頭：指雷電流從零上升到最大幅值3.雷電過電壓的基本形式直擊雷：雷電直接擊中電氣設備、線路、建筑物等物體。感應雷：由雷電對線路、設備或其他物體的靜電感應或電磁感應而引起的過電壓。感應雷的形成過程如圖所示。雷電波侵入：架空線路遭到直接雷擊或感應雷而產生的高電位雷電波，沿架空線侵入變電所或其他建筑物而造成危險。架空線路上的感應過電壓34PPT課件3.雷電過電壓的基本形式直擊雷：雷電直接擊中電氣設備、4.雷電活動強度及直擊雷的規(guī)律雷暴日：一天中只要出現(xiàn)過雷電活動（包括看到雷閃和聽到雷聲），就算一個雷暴日。年平均雷暴日不足15日的地區(qū)為少雷區(qū)；年平均雷暴日超過40日的地區(qū)為多雷區(qū)；年平均雷暴日超過90日的地區(qū)為雷電活動特別強烈地區(qū)。我國各地區(qū)的雷暴日數(shù)如表所示。表我國各地區(qū)的年平均雷暴日35PPT課件4.雷電活動強度及直擊雷的規(guī)律雷暴日：一天中只要出現(xiàn)過雷電雷電活動的規(guī)律

熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。雷擊區(qū)的形成與地質結構（即土壤電阻率）、地面上的設施情況及地理條件等因素有關。土壤電阻率小的地方易遭受雷擊；在不同電阻率的土壤交界處易遭受雷擊；山的東坡、南坡較山的北坡、西坡易遭受雷擊；山岳地區(qū)易遭受雷擊。建筑物的雷擊部位與建筑物的高度、長度及屋頂坡度等因素有關。36PPT課件雷電活動的規(guī)律熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)5.雷電的危害雷電流的熱效應可燒斷導線和燒毀電力設備；雷電流的機械效應產生的電動力可摧毀設備、桿塔和建筑，傷害人畜；雷電流的電磁效應可產生過電壓，擊穿電氣設備絕緣，甚至引起火災爆炸，造成人身傷亡；雷電的閃絡放電可燒壞絕緣子，使斷路器跳閘或引起火災，造成大面積停電。37PPT課件5.雷電的危害雷電流的熱效應可燒斷導線和燒毀電力設備；8P（1）建筑物的防雷級別是根據其重要性、使用性質以及發(fā)生雷擊事故的可能性和造成后果來劃分的，共分為三級：一級防雷建筑物：指具有特別重要用途的建筑物，如國家級會堂、辦公建筑、檔案館、大型博展建筑、大型鐵路客運站、國際型航空港、國賓館、國際港口客運站；國家級重點文物保護建筑物以及高度超過100m的建筑物等。二級防雷建筑物，是指重要的或人員密集的大型建筑物，如省部級辦公樓、會堂、博展、體育、交通、通訊、廣播等建筑物；省級重點文物保護建筑物；高度超過50m的建筑物以及大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物。6.建筑物防雷分類及防雷要求38PPT課件（1）建筑物的防雷級別是根據其重要性、使用性質以及發(fā)生雷擊事第一類防雷建筑。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三級防雷建筑物，是指預計年雷擊次數(shù)大于或等于0.05，或經過調查確認需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物；高度為15m及以上的煙囪、水塔等孤立建筑物等。（2）防雷要求39PPT課件第一類防雷建筑。應有防直接雷、感應雷和雷電侵入波措施。三級防

防雷裝置——大電流（直擊雷）防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（受雷裝置）：是接受雷電流的金屬導體，常用的有避雷針、避雷線和避雷網（帶）三種類型。引下線：應保證雷電流通過時不致熔化，一般用直徑不小于10mm的圓鋼或截面不小于80mm2的扁鋼制成。接地裝置：埋在地下的接地導線和接地體的總稱。1)避雷針避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅焊接鋼管制成。針長1m以下時，圓鋼直徑不小于12mm，鋼管直徑不小于20mm；針長1～2m時，圓鋼直徑不小于16mm，鋼管直徑不小于25mm。40PPT課件防雷裝置——大電流（直擊雷）防雷裝置由接閃器、引下線和接單支避雷針的保護范圍41PPT課件單支避雷針的保護范圍12PPT課件避雷針在地面上的保護半徑為：單支避雷針的保護范圍避雷針在hx

高度的水平面上的保護半徑為：42PPT課件避雷針在地面上的保護半徑為：單支避雷針的保護范圍避雷針在hx避雷針的保護范圍解：查表得因此，避雷針在高地面8m處的保護半徑為：8m高度上最遠一角距離避雷針的水平距離為：

∴

能保護。例:某廠一座高30m的水塔旁邊，建有一鍋爐房，水塔上面安裝一支2m高的避雷針，試問該避雷針能否保護這一鍋爐房？43PPT課件避雷針的保護范圍解：查表得因此，避雷針在高地面8m處例某廠鍋爐房煙囪高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：現(xiàn)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。

44PPT課件例某廠鍋爐房煙囪高40m，煙囪上安裝一支高2m的避雷針，鍋

第二節(jié)電氣裝置的接地

一、接地的有關概念

1、接地

電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。2、接地電流和對地電壓

當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開，稱為接地電流。

在距單根接地體或接地故障點約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”。

電氣設備的接地部分，如接地的外殼和接地體等，與零電位的“地”之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓。

45PPT課件第二節(jié)電氣裝置的接地一、接地的有關概念1、接地3、接觸電壓和跨步電壓

接觸電壓：電氣設備的絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。

跨步電壓：在接地故障點附近行走時，兩腳之間出現(xiàn)的電位差。接觸電壓和跨步電壓

46PPT課件3、接觸電壓和跨步電壓接觸電壓：電氣設備的絕緣損壞時，在身接地方式可分為三類：電氣設備的工作接地、保護接地、防雷保護接地三種。二、電氣裝置的接地(1)工作接地工廠供電系統(tǒng)中，利用大地作導線或其它運行需要的接地，稱為工作接地。例如：電力變壓器的中性點直接接地或中性點經消弧線圈接地及防雷裝置的接地等。47PPT課件接地方式可分為三類：二、電氣裝置的接地(1)工作接地18(2)保護接地為了防止電氣設備的絕緣受到損壞，將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與大地連接，可以更確切地保證人身安全，這種接地稱為保護接地。(3)防雷接地

過電壓保護裝置或設備的金屬結構，為了傳導泄雷電流而接地，稱為防雷接地，也稱為過電壓保護接地。防雷接地是一種特殊的工作接地，其接地電阻的大小，直接影響過電壓保護的效果。例如：避雷針、避雷線，避雷器的接地等。保護接地的型式有三種：①設備的外露可導電部分經各自的接地線(PE線)直接接地。②設備的外露可導電部分經公共的PE線接地。③設備的外露可導電部分經公共的PEN線接地。

48PPT課件(2)保護接地(3)防雷接地保護接地的型式有三種：①設備第三節(jié)電氣安全與觸電急救一、觸電及防護

1、電流對人體的傷害

（1）“電擊”

當電流通過人體內部時，破壞人的心臟、神經系統(tǒng)、肺部的正常工作所造成的傷害。例如心室纖維性顫動（心室纖顫）（2）“電傷”由于電流的熱效應、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。電力系統(tǒng)自身的安全人員的安全設備的安全

49PPT課件第三節(jié)電氣安全與觸電急救一、觸電及防護（1）“電擊”2、觸電方式（1）單相觸電（2）兩相觸電（相間觸電）50PPT課件2、觸電方式（1）單相觸電（2）兩相觸電（相間觸電）21P（3）跨步電壓觸電51PPT課件（3）跨步電壓觸電22PPT課件（4）接觸電壓觸電52PPT課件（4）接觸電壓觸電23PPT課件3、人體通過電流能力

安全電流：人體觸電后的最大擺脫電流。

我國一般取30mA.s

臨界點50mA.s，100mA.s影響安全電流的因素：