08電氣安全、防雷與接地課件

第八章電氣安全、防雷與接地§8—1過電壓與防雷◆過電壓——因某種原因使電氣設(shè)備的絕緣所承受的電壓超過了其額定電壓達(dá)到危險(xiǎn)的高壓，導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣擊穿?！暨^電壓分類：◎外部過電壓（大氣過電壓）◎內(nèi)部過電壓(操作過電壓)一、過電壓及雷電的有關(guān)概念第八章電氣安全、防雷與接地§8—1過電壓與防雷◆過電11、大氣過電壓大氣過電壓的根本原因是由雷云放電引起的。

（1）、雷電的形成（2）、直擊雷過電壓——雷云直接對(duì)輸電線路或電氣設(shè)備放電，強(qiáng)大的雷電流通過線路或電氣設(shè)備引起過電壓，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。（3）、感應(yīng)雷過電壓1、大氣過電壓（2）、直擊雷過電壓——雷云直接對(duì)輸電線路或電2是由于雷云對(duì)輸電線路或電氣設(shè)備的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過電壓。（4）、雷電波侵入●由于直擊雷或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的高電位雷電波，沿架空線路或金屬管道侵入變配所或用戶造成的危害?！窭纂姴ㄇ秩朐诶纂娛鹿手姓?0%左右。是由于雷云對(duì)輸電線路或電氣設(shè)備的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過32、雷電流的幅值和陡度（1）、雷電流的幅值和陡度——雷電流是一個(gè)幅值很大、陡度很高的沖擊波電流。其陡度α可高達(dá)50KA/μS以上。（2）、年平均雷暴日數(shù)在某一天內(nèi)，凡能看到雷電閃或聽到雷聲，都稱主雷暴日。（3）、雷活動(dòng)的規(guī)律在熱而潮濕、山區(qū)和春夏、夏秋交接的季節(jié)雷活動(dòng)較頻繁。2、雷電流的幅值和陡度4（4）、直擊雷的規(guī)律1）、高聳的建筑物、構(gòu)筑物易受雷擊。2）、金屬和鋼筋混凝土的建筑物，以及地下有大量的金屬管道及廠房，易受雷擊。3）、建筑物特別潮濕、地下水位較高、排出導(dǎo)電粉塵的廠房、地下金屬礦物質(zhì)的地帶以及變電所、架空線路易受雷擊。二、防雷設(shè)備（4）、直擊雷的規(guī)律51、避雷針和避雷線避雷針和避雷線的結(jié)構(gòu)◆避雷針和避雷線是防直擊雷的有效措施。它能將雷電流引入到大地，從而保護(hù)了附近電氣設(shè)備免受雷擊?！舯芾揍樀慕M成：接閃器、引下線、接地體三部份組成?！綦S接閃器的不同又可分為：避雷針、線、帶、網(wǎng)。1、避雷針和避雷線◆避雷針和避雷線是防直擊雷的有效措施。它能6◆接閃器由：10～20mm,長(zhǎng)1～2m的園鋼，或不少于25mm的鍍鋅金屬管?！舯芾拙€采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。◆引下線：采用直徑為8mm的園鋼或截面不小于25mm2的鍍鋅鋼絞線制成。◆接地體：采用長(zhǎng)2.5m，50mm×50mm×5mm的角鋼或多根直徑為50mm的鍍鋅鋼管打入地下，并用扁鋼連接起來(lái)。◆其接地體的電阻越小防雷效果越好。◆接閃器由：10～20mm,長(zhǎng)1～2m的園鋼，或不少于257◆獨(dú)立避雷針或避雷線的沖擊接地電阻不大于10Ω。（2）、避雷針和避雷線的保護(hù)范圍保護(hù)范圍的大小與避雷針（線）的高度有關(guān)。1）、單根避雷針的保護(hù)范圍，見下圖：不同高度hx上的保護(hù)半徑rx可用下式計(jì)算：◆獨(dú)立避雷針或避雷線的沖擊接地電阻不大于10Ω。不同高度hx8h——避雷針的總高度mhx——被保護(hù)物的高度mha——避雷針的有效高度mp——高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤30m時(shí)，p=1,當(dāng)30m≤p≤120m時(shí)，ABB’cc’rx1.5hhhahx450h——避雷針的總高度mABB’cc’rx1.5hhhahx492）、兩支等高避雷針的保護(hù)范圍（1）、兩針外側(cè)的保護(hù)范圍，應(yīng)按單支避雷針的方法確定。（2）、兩針之間的上部保護(hù)范圍，應(yīng)按通過兩針頂點(diǎn)及保護(hù)范圍上部保護(hù)邊緣最低點(diǎn)0的園弧確定。（3）、園弧的半徑為R0，O點(diǎn)為假想避雷針的頂點(diǎn)，其高度為：2）、兩支等高避雷針的保護(hù)范圍10——兩針之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O的高度，m.——兩避雷針之間的距離，m.——高度影響系數(shù).（3）、兩針之間在hx水平面上保護(hù)一側(cè)的最小寬度bx，可按下式計(jì)算：——兩針之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O的高度，m.——兩避雷針11◆當(dāng)D=7haP時(shí)（ha=h-hx),bx=0，即再增大兩針之間距離，就不能夠成聯(lián)合保護(hù)范圍了?！魹榱藰?gòu)成聯(lián)合保護(hù)范圍，應(yīng)使D＜7haP,一般D/h不宜大于5。3）、兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍先按單針法作出高針的保護(hù)范圍，然后經(jīng)過低針的頂點(diǎn)作水平線相交于一點(diǎn)3，以3點(diǎn)作為假想針的頂點(diǎn)，再作出兩等高針的聯(lián)合保護(hù)范圍。保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的園弦高f=D’/7p,◆當(dāng)D=7haP時(shí)（ha=h-hx),bx=0，即再增大兩針12D’為針2和針3之間的距離。兩針外側(cè)保護(hù)范圍仍按單支針計(jì)算，最后總合起來(lái)就是兩支不等高的保護(hù)范圍。231fD’Dh1h2D’為針2和針3之間的距離。兩針外側(cè)保護(hù)范圍仍按單支針計(jì)算，134）、多支避雷針的保護(hù)范圍（1）、三支針保護(hù)范圍的確定◎在hx水平面上的保護(hù)范圍見圖?！蛉П芾揍?biāo)纬傻娜切瓮鈧?cè)的保護(hù)范圍均按單支及兩支等高針的方法計(jì)算。◎而相鄰各對(duì)針之間只有bx＞0時(shí)，整個(gè)面積才能被保護(hù)。（2）、四支及多支避雷針?biāo)纬傻亩噙呅?，只需?）、多支避雷針的保護(hù)范圍14其分成兩個(gè)或幾個(gè)三角形，按上述方法計(jì)算，則整個(gè)面積均能被保護(hù)。5）、避雷線的保護(hù)范圍（1）、單根避雷線的保護(hù)范圍◎由避雷線向下作與其垂直面成250角的兩個(gè)斜面?！蛟诟叨萮/2處轉(zhuǎn)折與地面上離避雷線水平距離為h的直線相連的平面，合起來(lái)構(gòu)成屋脊式的保護(hù)范圍?！虮Ｗo(hù)寬度按下式計(jì)算：其分成兩個(gè)或幾個(gè)三角形，按上述方法計(jì)算，則整個(gè)面積均能被保護(hù)15hhhhahxh/2rxhx水平的保護(hù)范圍250hhhhahxh/2rxhx水平的保護(hù)范圍25016Rx——每側(cè)保護(hù)范圍的寬度m.◎當(dāng)保護(hù)范圍較大時(shí)，可采用兩根避雷線聯(lián)合進(jìn)行保護(hù)◎兩根避雷線外側(cè)的保護(hù)范圍按單根避雷線方法確定?！騼杀芾拙€內(nèi)側(cè)保護(hù)范圍的截面，由通過兩根避雷線及保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)0的圓弧確定。◎0點(diǎn)的高度可按下式計(jì)算：Rx——每側(cè)保護(hù)范圍的寬度m.◎當(dāng)保護(hù)范圍較大時(shí)，可采用兩根17——兩避雷線之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m?！獌杀芾拙€之間的距離，m。——兩避雷線的高度，m?！獌杀芾拙€之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m?！獌杀芾?82、避雷器◆電氣設(shè)備的絕緣耐壓能力應(yīng)不低于其工作線路工頻電壓的3.5～7倍:◎如果超出這個(gè)范圍，就會(huì)發(fā)生：閃絡(luò)、爬弧、擊穿等故障，使電氣設(shè)備損壞?！粲帽芾灼鲗?duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)：◎當(dāng)出現(xiàn)雷電沖擊波入侵時(shí)，避雷器首先將雷電流泄放到大地?！虍?dāng)雷電流消失后，避雷器又能恢復(fù)起始狀態(tài)。2、避雷器◆電氣設(shè)備的絕緣耐壓能力應(yīng)不低于其工作線路工頻電壓19◆避雷器的保護(hù)范圍：◎防止雷電直擊架空線路的保護(hù)。◎防止雷云對(duì)架空線路的放電保護(hù)?！蚍乐估纂姏_擊波將沿線涌進(jìn)的有效保護(hù)?！舫Ｓ帽芾灼鞯姆N類：◎閥型避雷器◎管型避雷器◎保護(hù)間隙◎金屬氧化物避雷器◆避雷器的保護(hù)范圍：◆常用避雷器的種類：20（1）、閥型避雷器1）、結(jié)構(gòu)：由裝在密封瓷套管中的火花間隙和閥片電阻（非線性電阻）串聯(lián)組成。◆火花間隙可按網(wǎng)絡(luò)額定電壓的高低，采用若干個(gè)單間隙疊合如成?！粲蓛蓚€(gè)黃銅電極和一個(gè)墊在中間的云母片疊合而成；其特點(diǎn)是：兩黃銅的電極小、面積大、因而電場(chǎng)均勻，能得到較平緩的放電伏秒特性，并能熄滅80A的工頻續(xù)流電弧。（1）、閥型避雷器◆火花間隙可按網(wǎng)絡(luò)額定電壓的高低，采用若干210UR閥片電阻的特性曲線◆閥片電阻具有良好的非線性電阻特性及較高的通流能力；閥片的電阻不是常數(shù)，正常工頻電壓時(shí)，閥片的電阻很大，過電壓時(shí)，閥片的電阻很少?！糸y片的最大通流能力達(dá)30～40KA。閥片避雷器的工作示意圖UVIAU/VUin2)、閥片電阻的工作原理0UR閥片電阻的特性曲線◆閥片電阻具有良好的非線性電阻特性及22閥型避雷器的種類普通型磁吹型FS型FZ型FCD型FCZ型閥型避雷器的型號(hào)中符號(hào)含義：FSZDC——閥型——線路用——電站用——保護(hù)電動(dòng)機(jī)用——磁吹閥型避雷器的普通型磁吹型FS型FZ型FCD型FCZ型閥型避雷23（2）、管型避雷器◆組成：產(chǎn)氣管（纖維、有機(jī)玻璃或塑料組成，是一種滅弧能力很強(qiáng)的保護(hù)間隙）、內(nèi)部間隙和外部間隙三部份組成?！艚Y(jié)構(gòu)示意圖：見214頁(yè)。（3）、保護(hù)間隙◆其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。◆保護(hù)性能差、滅弧能力小，只能用于室外不太重要的負(fù)荷上。（2）、管型避雷器24（4）、金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）◆是一種新型避雷器，其閥片以氧化鋅為主要原料，配以少量能產(chǎn)生非線性的金屬氧化物，經(jīng)高溫焙燒而成?！籼攸c(diǎn)是：無(wú)間隙、無(wú)續(xù)流、體積小、質(zhì)量輕，具有很好的發(fā)展前途。三、防雷措施防雷的基本方法：◆利用避雷設(shè)備將雷電流引向大地，以削弱其破壞力?！籼岣唠姎庠O(shè)備的絕緣能力來(lái)抵抗雷電的破壞必能。（4）、金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）三、防雷措施251、架空線路的防雷保護(hù)（1）、裝設(shè)避雷線（2）、裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙（3）、加強(qiáng)線路絕緣（4）、線路交叉部份的保護(hù)2、變配所的防雷保護(hù)（1）、裝設(shè)避雷針防止直擊雷裝設(shè)避雷針的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：1）、從避雷針的引下線的入地點(diǎn)到主變壓器的接地1、架空線路的防雷保護(hù)裝設(shè)避雷針的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：26點(diǎn)，沿接地網(wǎng)的接地距離不應(yīng)小于15m，以防止避雷針放電時(shí)，反擊擊穿變壓器的低壓繞組。2）、為防止雷擊避雷針時(shí)，雷電波沿電線傳入室內(nèi)，危及人身安全，照明線或電話線不要架設(shè)在獨(dú)立避雷針上。3）、獨(dú)立避雷針及其接地裝置，不應(yīng)裝設(shè)在工作人員經(jīng)常通行的地方，并應(yīng)距離人行道路不小于3m,否則采取均壓措施，或鋪設(shè)厚度為50～80mm的瀝青碎石層。（2）、對(duì)沿線侵入雷電波的保護(hù)點(diǎn)，沿接地網(wǎng)的接地距離不應(yīng)小于15m，以防止避雷針放電時(shí)，27因閥型避雷器存在一定的局限性：一是雷電侵入波的幅值不能太高；二是電流侵入的陡度不能太大。1）、容量在5600KVA以上的變電所其進(jìn)線保護(hù)應(yīng)架設(shè)1～2km左右的架空避雷線，如果是木桿線路進(jìn)線的保護(hù)首端，應(yīng)裝設(shè)三相一組管型避雷器。2)、容量為3200～5600KVA的變電所，以避雷器保護(hù)的進(jìn)線長(zhǎng)度為0.5～0.6km。避雷器至變壓器及互感器的最大允許距離一般不超過20m。其它則與上圖相同。因閥型避雷器存在一定的局限性：一是雷電侵入波的幅值不能太高；28TFCFG2FG1QF1～2km3）、容量在3200KVA以下的變電所，不要求在進(jìn)線端架設(shè)避雷線，只要求在首端裝設(shè)避雷器，并在0.5～0.6km范圍內(nèi)每一電桿都要接地，但當(dāng)變電所有一級(jí)負(fù)荷時(shí)，則按上圖進(jìn)行保護(hù)。TFCFG2FG1QF1～2km3）、容量在3200KVA以29TFCFGQF0.5～0.6km每根電桿接地4）、變電所3～10KV側(cè)的保護(hù)，是在每條出線和母線上裝設(shè)閥型避雷器。TFCFGQF0.5～0.6km每根電桿接地4）、變電所3～30對(duì)具有電纜出線段的架空線路，閥型避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜與架空線路的連接處；閥型避雷器的接地應(yīng)與電纜的鉛皮相連，并接到變電所的接地電網(wǎng)上。TFCFGQF架空出線端電纜線QF3～10kv對(duì)具有電纜出線段的架空線路，閥型避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜與架空線路313、配電設(shè)備的保護(hù)（1）、配電變壓器及柱上油開關(guān)的保護(hù)◆3～35kv配電變壓器一般采用閥型避雷器保護(hù)，避雷器應(yīng)裝設(shè)在高壓熔斷器后面。在沒有避雷器時(shí)，可用保護(hù)間隙進(jìn)行保護(hù)，但要采用自動(dòng)重合熔斷器配合。◆100KVA及以上的變壓器，其接地電阻不大于4Ω?！?00KVA及以下的變壓器，其接地電阻不大于10Ω?！魧?duì)經(jīng)常閉路運(yùn)行的油開關(guān)，可在電源側(cè)安裝避雷器。3、配電設(shè)備的保護(hù)32◆低壓線路的保護(hù)是將靠近建筑物的一根電桿上的絕緣子鐵腳接地。其保護(hù)電阻一般不大于30Ω。其接地線應(yīng)和開關(guān)外殼連接在一起接地，其接電阻不得大于10Ω。（2）、低壓線路的保護(hù)◆低壓線路的保護(hù)是將靠近建筑物的一根電桿上的絕緣子鐵腳接地。其保護(hù)電阻一般不大于30Ω?！?—2電氣裝置的接地◆低壓線路的保護(hù)是將靠近建筑物的一根電桿上的絕緣子鐵腳接地。33一、接地的概念接地——在工廠供電系統(tǒng)中，為了保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和防止人身觸電事故，將電氣設(shè)備不帶電的金屬部份同大地緊密地連接起來(lái)。接地正常接地故障接地工作接地保護(hù)接地一、接地的概念接地正常接地故障接地工作接地保護(hù)接地341、觸電事故及其影響因素（1）、人體的電流：◆30～50mA的工頻電流會(huì)使人的神經(jīng)系統(tǒng)受損而難以自主擺脫◆100mA以上的工頻電流會(huì)危及人的生命。（2）、人體的電阻◆從安全角度考慮，人體的電阻取1000Ω。（3）、作用人體的電壓1、觸電事故及其影響因素35◆安全電壓規(guī)定：普通環(huán)境為65V；高度危險(xiǎn)環(huán)境主36V；特別危險(xiǎn)環(huán)境為12V。（4）、觸電時(shí)間觸電時(shí)間越長(zhǎng)，因各種因素的影響，對(duì)人的危險(xiǎn)越大。（5）、電流的路徑電流通過人的心臟觸電事故最主嚴(yán)重。（6）、電流的頻率以工頻電流對(duì)人體的傷害最為嚴(yán)重。2、接地裝置的構(gòu)成及其散流效應(yīng)◆安全電壓規(guī)定：普通環(huán)境為65V；高度危險(xiǎn)環(huán)境主36V；特361）、接地電流與對(duì)地電壓◆接地電流IE——當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地時(shí)，電流通過接地體向大地作半球形散開，這一電流稱為接地電流?！簟暗亍薄嘟拥伢w20m左右的地方，其地表面電位已趨向于零，把這個(gè)電位為零的地方稱主電氣上的地。2）、接觸電壓和跨步電壓◆接觸電壓——人體所接觸兩點(diǎn)之間的電位差Utou。◆跨步電壓——如果人在20m范圍內(nèi)走動(dòng)，由于兩腳之間有0.8m左右的距離，從而承受了電位差Ustep。1）、接地電流與對(duì)地電壓◆“地”——距接地體20m左右的地37電氣設(shè)備接地支線接地干線接地體電氣設(shè)備接地支線接地干線接地體38流散電場(chǎng)接地體接地電流電位分布曲線IEUE流散電場(chǎng)接地體~20m0.8m0.8m20m20mUstepUstepUteuUE流散電場(chǎng)接地體接地電流電位分布曲線IEUE流散電場(chǎng)接地體~2393、電氣設(shè)備接地（1）、工作接地——為保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，在電氣回路中某一點(diǎn)進(jìn)行接地稱為工作接地。0/ABCabc0工作接地接零3、電氣設(shè)備接地（1）、工作接地——為保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行400/ABCabc0保護(hù)接地（2）、保護(hù)接地——將電氣設(shè)備上不帶電的金屬部份與接地體作緊密的連接。其作用是防止因絕緣損而受到觸電的危險(xiǎn)，其代號(hào)：PEM0/ABCabc0保護(hù)接地（2）、保護(hù)接地——將電氣設(shè)備上不41保護(hù)接地的類型:（1）、IT系統(tǒng)的接地——將設(shè)備的金屬外殼經(jīng)各自的PE線分別接地，用于工廠高壓系統(tǒng)或中性線不接地的低壓三相三線制系統(tǒng)。（2）、將設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的PE線或PEN線接地，即過去所說(shuō)的保護(hù)接零，多用于低壓三相四線制系統(tǒng)。又分為TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)兩種。保護(hù)接地的類型:42rrrIERbUN不接地的危險(xiǎn)性rrrIERbUN接地的安全性電氣設(shè)備的外殼采用保護(hù)接地后，因人體電阻（1000Ω）比接地電阻（4Ω）大得多，所以流過人體的電流很小，不會(huì)發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。這種系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用不多。1）、IT系統(tǒng)（中性線不接地的三相三線制系統(tǒng)）rrrIERbUN不接地的危險(xiǎn)性rrrIERbUN接地的安全432）、TN系統(tǒng)（中性點(diǎn)直接地的低壓三相四線制系統(tǒng)）◎在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼與PE或PEN線相連?！虍?dāng)設(shè)備發(fā)生單相碰殼接地故障時(shí)，短路電流經(jīng)過PE（PEN）線形成回路，由于回路中的電阻很小，所以電流很大，可促使過流保護(hù)裝置動(dòng)作，訊速將故障設(shè)備從電源斷開，從而減少了觸電的危險(xiǎn)性，保護(hù)人身和設(shè)備的安全。2）、TN系統(tǒng)◎在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣443）、TT系統(tǒng)（中性點(diǎn)直接地的低壓三相四線制系統(tǒng)）◆在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼與經(jīng)各自的PE線分別直接接地。◆TT系統(tǒng)由于設(shè)備處殼經(jīng)各自的PE線分別直接接地。因此各PE線間無(wú)電磁聯(lián)系，它適用于數(shù)據(jù)處理、精密檢測(cè)裝置等的供電。◆同時(shí)TT系統(tǒng)又屬于三相四線制系統(tǒng)，故在國(guó)外得到廣泛的使用，在我國(guó)也在推廣。3）、TT系統(tǒng)◆在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣45ABCNABCN危險(xiǎn)較安全(3)、重復(fù)接地◆在電源的中性點(diǎn)直接地的TN系統(tǒng)中，為了減輕PE線或PEN線斷線的危險(xiǎn)程度，除在電源中性占接地外，還在PE線或PEN線上的一處或多處再次接地。ABCNABCN危險(xiǎn)較安全(3)、重復(fù)接地46◆重復(fù)接地的部位：1）、架空線路干線和支線終端及沿線每1Km處。2）、電纜和架空線在引入車間或建筑物之前。ABC危險(xiǎn)UE=UφPENABCUE=IERE＜UφPENIEIE重復(fù)接地IE◆重復(fù)接地的部位：ABC危險(xiǎn)UE=UφPENABCUE=IE47二、電氣裝置的接地和接地電阻1、電氣裝置的接地有：（1）、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電器、照明設(shè)備等的底座和外殼。（2）、電氣設(shè)備的傳動(dòng)裝置。（3）、互感器的二次線圈。（4）、配電盤與控制臺(tái)的框架。（5）、室內(nèi)外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土構(gòu)架以二、電氣裝置的接地和接地電阻48及鄰近帶電部份的金屬遮欄和金屬門。（6）、交直流電力電纜終端合金屬的外殼和電纜的金屬外皮，布線的鋼管等。（7）、居民區(qū)無(wú)避雷線的小接地電流系統(tǒng)架空線路的金屬或鋼筋混凝土電桿。（8）、裝有避雷線的電力線路電桿。（9）、安裝在配電線路電桿上的電氣設(shè)備的金屬外殼。及鄰近帶電部份的金屬遮欄和金屬門。（7）、居民區(qū)無(wú)避雷線的小49（10）、控制電纜的金屬外皮。（11）、避雷器、保護(hù)間隙、避雷針和耦合電容器的底座等。2、接地電阻的要求值（1）、架空線路的接地1）、35KV及以上架空線路接地裝置的接地電阻值見表8—2。（10）、控制電纜的金屬外皮。502）、35KV小接地電流系統(tǒng)中，不帶電的金屬部份的接地電阻，在雷暴日大于40以上的地區(qū)一般不應(yīng)超過30Ω。3）、3KV及以上無(wú)避雷線的小接地電流系統(tǒng),在居民區(qū)的鋼筋混凝土桿、金屬桿應(yīng)接地,其接地電阻不超過30Ω。4）、為防止低壓架空線路遭受雷擊時(shí)，由接戶線將雷電引入室內(nèi)，應(yīng)將接戶線的絕緣子鐵腳接地，其接地電阻一般不大于30Ω。2）、35KV小接地電流系統(tǒng)中，不帶電的金屬部份的接地電阻515）、低壓線路的零線的每一重復(fù)接地的接地電阻值，（電氣設(shè)備容量在100KVA以上）一般不應(yīng)大于10Ω；，（電氣設(shè)備容量在100KVA以下）一般不應(yīng)大于30Ω，且重復(fù)接地處不得少于三處。6）、低壓中性點(diǎn)直接接地的架空線路的鋼筋混凝土桿的鐵橫擔(dān)和金屬桿應(yīng)與零線相連接，鋼筋混凝土的鋼筋最好也與零線相連。在有瀝青的路面上的電桿，可不與零線連接。（2）、電氣設(shè)備的接地5）、低壓線路的零線的每一重復(fù)接地的接地電阻值，（電氣設(shè)備容52RE——季節(jié)變化的最大接地電阻；IE——計(jì)算的接地短路電流A。1）、電壓在1000V及以上電氣設(shè)備的接地①、大接地電流系統(tǒng)的電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，其接地電阻應(yīng)符合：②、小接地電流的電氣設(shè)備接地裝置要求的接地電阻值，主要是發(fā)生接地故障時(shí)，接地電流在接地裝置上RE——季節(jié)變化的最大接地電阻；1）、電壓在1000V及以上53◆當(dāng)接地裝置僅用于電壓為1KV以上的電氣設(shè)備時(shí)，則有：2）、電壓在1000V以下的電氣設(shè)備的接地裝置這類電氣設(shè)備的接地主要是為了保證人身安全為主要目的，其阻值見表8—3所示。所產(chǎn)生的電位不應(yīng)超過安全值，即當(dāng)接地裝置與電壓為1KV以下的電氣設(shè)備共用時(shí)，則有：◆當(dāng)接地裝置僅用于電壓為1KV以上的電氣設(shè)備時(shí)，則有：2）、54三、接地裝置的裝設(shè)1、利用自然接地體(P224頁(yè))2、人工接地體的裝設(shè)——垂直埋設(shè)和水平埋設(shè)兩種◆可采用40mm×40mm×4mm或50mm×50mm×5mm的角鋼、長(zhǎng)2.5m將其端部削尖打入地下?！羧舨捎帽怃摵穸炔粦?yīng)小于4mm，截面不小于48mm2；圓鋼的直徑應(yīng)不小于8mm.◆接地體上端應(yīng)露出溝底200mm左右，以便連接和引出接地線。三、接地裝置的裝設(shè)55◆為了減少建筑物的接觸電壓，接地體與建筑物的基礎(chǔ)間應(yīng)保持不小于1.5m水平距離，通常取2~3m.3、防雷裝置的接地要求◆避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置.◆防雷接地裝置及避雷針(線、網(wǎng)、帶）引下線的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定的要求。◆防雷接地裝置與建筑物和配電裝置之間的安全距離應(yīng)符合下式的要求：◆為了減少建筑物的接觸電壓，接地體與建筑物的基礎(chǔ)間應(yīng)保持不小56◆獨(dú)立避雷針接地體與變電所接地網(wǎng)的地中距離，應(yīng)符合下式要求：◆獨(dú)立避雷針接地體與變電所接地網(wǎng)的地中距離，應(yīng)符合下式要求：57◆為了降低跨步電壓，保證人身安全，防直擊雷的人工接地體距建筑物出口或人行道的距離不應(yīng)小于3m，◆當(dāng)小于3m時(shí)應(yīng)采取下列措施之一：（1）、水平接地體局部深埋不應(yīng)小于1m。（2）、水平接地體的局部應(yīng)包絕緣物，可采用50～80mm厚的瀝青。（3）、采用瀝青碎石地面或在接地體上面敷設(shè)50～80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過接地體2m.◆為了降低跨步電壓，保證人身安全，防直擊雷的人工接地體距建筑58四、接地裝置的計(jì)算◆單根垂直管形接地體接地電阻：◆多根垂直管形接地體考慮到利用系數(shù)時(shí)的總接地電阻為：四、接地裝置的計(jì)算◆多根垂直管形接地體考慮到利用系數(shù)時(shí)的總接59組合接地體是利用扁鋼連接的,扁鋼對(duì)接地體也有屏蔽作用,設(shè)扁鋼長(zhǎng)度為l，考慮到扁鋼的利用系數(shù)ηb，其電阻為：組合接地體是利用扁鋼連接的,扁鋼對(duì)接地體也有屏蔽作用,設(shè)扁鋼60總的人工接地電阻為：人工接地體組總的接地電阻為：鋼管數(shù)為：總的人工接地電阻為：人工接地體組總的接地電阻為：鋼管數(shù)為：61考慮到扁鋼的作用，接地體一般減少到10%左右。因此上式可簡(jiǎn)化為：設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可以查出接地電阻RE的要求值，如能初步核算出自然的流散電阻RE.zh，則總的人工接地電阻值為：考慮到扁鋼的作用，接地體一般減少到10%左右。因此上式可簡(jiǎn)化622、防雷裝置接地電阻的計(jì)算◆防雷接地電阻的計(jì)算方法與與工頻接地電阻的計(jì)算方法相同，但阻值有所差別?！衾纂娏魇菦_擊波，幅值很大，所以接地體的電位很高，當(dāng)電流密度增加時(shí)，靠近接地體的電場(chǎng)強(qiáng)度可以達(dá)到土壤擊穿的程度，產(chǎn)生強(qiáng)列的放電火花，因而使土壤電阻系數(shù)顯著下降，這一效應(yīng)使沖擊接地電阻小于工頻接地電阻?！魶_擊接地電阻的計(jì)算公式為：2、防雷裝置接地電阻的計(jì)算63◆沖擊接地系數(shù)隨土壤電阻率及接地導(dǎo)體的長(zhǎng)度而變，土壤電阻率越大，使電場(chǎng)強(qiáng)度增大，較易沖擊；強(qiáng)度越小，沖擊電流密度越大。這些因數(shù)都能使沖擊系數(shù)變小?！魶_擊接地系數(shù)隨土壤電阻率及接地導(dǎo)體的長(zhǎng)度而變，土壤電阻率越64五、低壓配電系統(tǒng)的接地故障和等電位連接1、低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)◆接地故障——是指低壓配電系統(tǒng)中的相線對(duì)地或與地有聯(lián)系的導(dǎo)體之間的短路，它包括相線與地、相線與PE線或PEN線以及相線與設(shè)備的外露可導(dǎo)電部份之間的短路?！艚拥毓收系奈：Γ涸赥N系統(tǒng)中，接地電流很大，必須訊速切斷電路，以保證線路短路的熱穩(wěn)定度，否則就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。五、低壓配電系統(tǒng)的接地故障和等電位連接65在TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)中，接地電流較小，但故障設(shè)備可導(dǎo)電部份可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓，如不報(bào)警切除，就可能會(huì)發(fā)生人身觸電事故。◆低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)裝置的原則：是防止人身間接觸電事故的發(fā)生以及電氣火災(zāi)和線路損壞等事故的發(fā)生?！艚拥毓收媳Ｗo(hù)裝置的選擇：應(yīng)根據(jù)低壓配電系統(tǒng)的接地形式、移動(dòng)式和手握式或固定式電氣設(shè)備的區(qū)別以及導(dǎo)體截面等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比后確定。在TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)中，接地電流較小，但故障設(shè)備可導(dǎo)電部份可66（1）、TN系統(tǒng)的接地保護(hù)◆對(duì)已有總等電位連接的措施，且配電線路只供給固定式用電設(shè)備的末端線路，其接地故障的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不宜大于5S，即：◆對(duì)于已有總電位連接的措施，如供給手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備的末端線路，其接地故障保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不宜大于0.4S，即：（1）、TN系統(tǒng)的接地保護(hù)◆對(duì)于已有總電位連接的措施，如供給67◆如果采用熔斷器保護(hù)，接地故障電流與熔斷器的額定電流的比值不應(yīng)小于表8-6所列數(shù)值，如果滿足該表的要求，則可以認(rèn)為滿足接地故障保護(hù)要求?！鬞N系統(tǒng)配電線路接地故障保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)符合下列要求：接地故障保護(hù)可由過流保護(hù)或零序電流保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果達(dá)不到保護(hù)要求時(shí)，則應(yīng)采用漏電電流保護(hù)?！羧绻捎萌蹟嗥鞅Ｗo(hù)，接地故障電流與熔斷器的額定電流的比值不68（2）、TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)在已采取總電位連接的措施，且其接地故障保護(hù)滿足下式要求時(shí)，可以認(rèn)為達(dá)到防觸電的安全要求：（2）、TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)69當(dāng)采用過流保護(hù)時(shí)，反時(shí)限特性過電流保護(hù)繼電器的應(yīng)保證在5S內(nèi)切除故障回路。當(dāng)采用瞬時(shí)動(dòng)作特性過流保護(hù)時(shí)，應(yīng)保證瞬時(shí)切斷故障回路，當(dāng)采瞬時(shí)保護(hù)達(dá)不到上述要求時(shí)，則應(yīng)采用漏電電流保護(hù)。（3）、IT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)在IT系統(tǒng)配電線路中，當(dāng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，應(yīng)由絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出音響或燈光報(bào)警信號(hào)，其動(dòng)作電流應(yīng)符合下式要求：當(dāng)采用過流保護(hù)時(shí)，反時(shí)限特性過電流保護(hù)繼電器的應(yīng)70當(dāng)發(fā)生第二次接地故障時(shí)，可形成兩相短路，這時(shí)，應(yīng)由過流保護(hù)或漏電電流保護(hù)來(lái)切斷故障回路，并應(yīng)符合下列要求：1）、當(dāng)IT系統(tǒng)不引出N時(shí)，線路電壓為220/380V，保護(hù)電器應(yīng)在0.4S內(nèi)切斷故障回路，并符合下式要求：當(dāng)發(fā)生第二次接地故障時(shí)，可形成兩相短路，這時(shí)，應(yīng)由過流保護(hù)或712）、當(dāng)IT系統(tǒng)引出N時(shí)，線路電壓為220/380V，保護(hù)電器應(yīng)在0.8S內(nèi)切斷故障回路，并符合下式要求：2、漏電保護(hù)開關(guān)的基本原理電子開關(guān)LN2）、當(dāng)IT系統(tǒng)引出N時(shí)，線路電壓為220/380V，保護(hù)電723、工廠供電系統(tǒng)的等電位連接◆等電位連接——是使電氣設(shè)備外漏可導(dǎo)電部分和設(shè)備外可導(dǎo)電部分電位基本相等的一種電氣連接?！糇饔茫航档徒佑|電壓、保證工作人員安全。在建筑物內(nèi)應(yīng)作總的等電位連接，簡(jiǎn)稱MEB?！舢?dāng)電氣設(shè)備或某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足規(guī)定要求時(shí)，還應(yīng)在局部范圍內(nèi)作局部等電位連接，簡(jiǎn)稱LEB。（1）、總等電位連接MEB3、工廠供電系統(tǒng)的等電位連接73總等電位的連接是在建筑物的進(jìn)線處，將PE線或PEN線與電氣設(shè)備接地干線、建筑物內(nèi)的各種金屬管道以及建筑物金屬構(gòu)件等都接向總等電位連接端子，使它們都具有基本相等的電位。如下圖所示。（2）、局部等電位連接LEB局部等電位連接又稱輔助等電位連接，是在遠(yuǎn)離總等電位連接處、非常潮濕、觸電危險(xiǎn)性較大的局部地域內(nèi)進(jìn)行的等電位連接。作為總等電位連接的一種補(bǔ)充。通常在容易觸電的浴室及安全要求極高的胸腔手術(shù)室等地，宜作局部等電位連接。總等電位的連接是在建筑物的進(jìn)線處，將PE線或PEN線與電氣設(shè)74用電設(shè)備PE用電設(shè)備PE插座PE上水管下水管煤氣管曖氣管建筑物金屬結(jié)構(gòu)電氣設(shè)備接地體PEMEBPE用電設(shè)備及插座PE電氣裝置外可導(dǎo)電部分PELEB（局部）PE分配電箱總配電箱用電設(shè)備PE用電設(shè)備PE插座PE上水管下水管煤氣管曖氣管建筑75◆、總等電位連接主母線的截面規(guī)定不應(yīng)小于設(shè)備中最大PE線截面的一半，但應(yīng)不小于6mm2。最大不可超過25mm2。如為其它材質(zhì)導(dǎo)線時(shí)，其截面應(yīng)能承受與之相當(dāng)?shù)慕亓髁?。◆、連接兩個(gè)外漏可導(dǎo)電部分的局部等電位線，其截面應(yīng)不小于接至該兩個(gè)外露可導(dǎo)電部分的較小PE線的截面。◆、連接設(shè)備外漏可導(dǎo)電部分與設(shè)備處可導(dǎo)電部分的局部等電位連接線，其截面應(yīng)不小于相應(yīng)PE線的截面的一半?！?、總等電位連接主母線的截面規(guī)定不應(yīng)小于設(shè)備中最大PE線截面76◆、PE線、PEN線和等電位連接線（WEB）以及引至接地裝置的接地干線等，在安裝竣工后，均應(yīng)檢測(cè)其導(dǎo)電是否良好，絕不允許有不良的或松動(dòng)的連接?！簟⒃谒?、煤氣表處，應(yīng)做跨接線。管道連接處，一般不需做跨接線，但如導(dǎo)電不良則應(yīng)做跨接線。◆、PE線、PEN線和等電位連接線（WEB）以及引至接地裝置77第八章電氣安全、防雷與接地§8—1過電壓與防雷◆過電壓——因某種原因使電氣設(shè)備的絕緣所承受的電壓超過了其額定電壓達(dá)到危險(xiǎn)的高壓，導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣擊穿?！暨^電壓分類：◎外部過電壓（大氣過電壓）◎內(nèi)部過電壓(操作過電壓)一、過電壓及雷電的有關(guān)概念第八章電氣安全、防雷與接地§8—1過電壓與防雷◆過電781、大氣過電壓大氣過電壓的根本原因是由雷云放電引起的。

（1）、雷電的形成（2）、直擊雷過電壓——雷云直接對(duì)輸電線路或電氣設(shè)備放電，強(qiáng)大的雷電流通過線路或電氣設(shè)備引起過電壓，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。（3）、感應(yīng)雷過電壓1、大氣過電壓（2）、直擊雷過電壓——雷云直接對(duì)輸電線路或電79是由于雷云對(duì)輸電線路或電氣設(shè)備的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過電壓。（4）、雷電波侵入●由于直擊雷或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的高電位雷電波，沿架空線路或金屬管道侵入變配所或用戶造成的危害?！窭纂姴ㄇ秩朐诶纂娛鹿手姓?0%左右。是由于雷云對(duì)輸電線路或電氣設(shè)備的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過802、雷電流的幅值和陡度（1）、雷電流的幅值和陡度——雷電流是一個(gè)幅值很大、陡度很高的沖擊波電流。其陡度α可高達(dá)50KA/μS以上。（2）、年平均雷暴日數(shù)在某一天內(nèi)，凡能看到雷電閃或聽到雷聲，都稱主雷暴日。（3）、雷活動(dòng)的規(guī)律在熱而潮濕、山區(qū)和春夏、夏秋交接的季節(jié)雷活動(dòng)較頻繁。2、雷電流的幅值和陡度81（4）、直擊雷的規(guī)律1）、高聳的建筑物、構(gòu)筑物易受雷擊。2）、金屬和鋼筋混凝土的建筑物，以及地下有大量的金屬管道及廠房，易受雷擊。3）、建筑物特別潮濕、地下水位較高、排出導(dǎo)電粉塵的廠房、地下金屬礦物質(zhì)的地帶以及變電所、架空線路易受雷擊。二、防雷設(shè)備（4）、直擊雷的規(guī)律821、避雷針和避雷線避雷針和避雷線的結(jié)構(gòu)◆避雷針和避雷線是防直擊雷的有效措施。它能將雷電流引入到大地，從而保護(hù)了附近電氣設(shè)備免受雷擊?！舯芾揍樀慕M成：接閃器、引下線、接地體三部份組成?！綦S接閃器的不同又可分為：避雷針、線、帶、網(wǎng)。1、避雷針和避雷線◆避雷針和避雷線是防直擊雷的有效措施。它能83◆接閃器由：10～20mm,長(zhǎng)1～2m的園鋼，或不少于25mm的鍍鋅金屬管?！舯芾拙€采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線?！粢戮€：采用直徑為8mm的園鋼或截面不小于25mm2的鍍鋅鋼絞線制成?！艚拥伢w：采用長(zhǎng)2.5m，50mm×50mm×5mm的角鋼或多根直徑為50mm的鍍鋅鋼管打入地下，并用扁鋼連接起來(lái)?！羝浣拥伢w的電阻越小防雷效果越好?！艚娱W器由：10～20mm,長(zhǎng)1～2m的園鋼，或不少于2584◆獨(dú)立避雷針或避雷線的沖擊接地電阻不大于10Ω。（2）、避雷針和避雷線的保護(hù)范圍保護(hù)范圍的大小與避雷針（線）的高度有關(guān)。1）、單根避雷針的保護(hù)范圍，見下圖：不同高度hx上的保護(hù)半徑rx可用下式計(jì)算：◆獨(dú)立避雷針或避雷線的沖擊接地電阻不大于10Ω。不同高度hx85h——避雷針的總高度mhx——被保護(hù)物的高度mha——避雷針的有效高度mp——高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤30m時(shí)，p=1,當(dāng)30m≤p≤120m時(shí)，ABB’cc’rx1.5hhhahx450h——避雷針的總高度mABB’cc’rx1.5hhhahx4862）、兩支等高避雷針的保護(hù)范圍（1）、兩針外側(cè)的保護(hù)范圍，應(yīng)按單支避雷針的方法確定。（2）、兩針之間的上部保護(hù)范圍，應(yīng)按通過兩針頂點(diǎn)及保護(hù)范圍上部保護(hù)邊緣最低點(diǎn)0的園弧確定。（3）、園弧的半徑為R0，O點(diǎn)為假想避雷針的頂點(diǎn)，其高度為：2）、兩支等高避雷針的保護(hù)范圍87——兩針之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O的高度，m.——兩避雷針之間的距離，m.——高度影響系數(shù).（3）、兩針之間在hx水平面上保護(hù)一側(cè)的最小寬度bx，可按下式計(jì)算：——兩針之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O的高度，m.——兩避雷針88◆當(dāng)D=7haP時(shí)（ha=h-hx),bx=0，即再增大兩針之間距離，就不能夠成聯(lián)合保護(hù)范圍了?！魹榱藰?gòu)成聯(lián)合保護(hù)范圍，應(yīng)使D＜7haP,一般D/h不宜大于5。3）、兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍先按單針法作出高針的保護(hù)范圍，然后經(jīng)過低針的頂點(diǎn)作水平線相交于一點(diǎn)3，以3點(diǎn)作為假想針的頂點(diǎn)，再作出兩等高針的聯(lián)合保護(hù)范圍。保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的園弦高f=D’/7p,◆當(dāng)D=7haP時(shí)（ha=h-hx),bx=0，即再增大兩針89D’為針2和針3之間的距離。兩針外側(cè)保護(hù)范圍仍按單支針計(jì)算，最后總合起來(lái)就是兩支不等高的保護(hù)范圍。231fD’Dh1h2D’為針2和針3之間的距離。兩針外側(cè)保護(hù)范圍仍按單支針計(jì)算，904）、多支避雷針的保護(hù)范圍（1）、三支針保護(hù)范圍的確定◎在hx水平面上的保護(hù)范圍見圖?！蛉П芾揍?biāo)纬傻娜切瓮鈧?cè)的保護(hù)范圍均按單支及兩支等高針的方法計(jì)算。◎而相鄰各對(duì)針之間只有bx＞0時(shí)，整個(gè)面積才能被保護(hù)。（2）、四支及多支避雷針?biāo)纬傻亩噙呅?，只需?）、多支避雷針的保護(hù)范圍91其分成兩個(gè)或幾個(gè)三角形，按上述方法計(jì)算，則整個(gè)面積均能被保護(hù)。5）、避雷線的保護(hù)范圍（1）、單根避雷線的保護(hù)范圍◎由避雷線向下作與其垂直面成250角的兩個(gè)斜面?！蛟诟叨萮/2處轉(zhuǎn)折與地面上離避雷線水平距離為h的直線相連的平面，合起來(lái)構(gòu)成屋脊式的保護(hù)范圍?！虮Ｗo(hù)寬度按下式計(jì)算：其分成兩個(gè)或幾個(gè)三角形，按上述方法計(jì)算，則整個(gè)面積均能被保護(hù)92hhhhahxh/2rxhx水平的保護(hù)范圍250hhhhahxh/2rxhx水平的保護(hù)范圍25093Rx——每側(cè)保護(hù)范圍的寬度m.◎當(dāng)保護(hù)范圍較大時(shí)，可采用兩根避雷線聯(lián)合進(jìn)行保護(hù)◎兩根避雷線外側(cè)的保護(hù)范圍按單根避雷線方法確定?！騼杀芾拙€內(nèi)側(cè)保護(hù)范圍的截面，由通過兩根避雷線及保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)0的圓弧確定。◎0點(diǎn)的高度可按下式計(jì)算：Rx——每側(cè)保護(hù)范圍的寬度m.◎當(dāng)保護(hù)范圍較大時(shí)，可采用兩根94——兩避雷線之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m?！獌杀芾拙€之間的距離，m。——兩避雷線的高度，m?！獌杀芾拙€之間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m?！獌杀芾?52、避雷器◆電氣設(shè)備的絕緣耐壓能力應(yīng)不低于其工作線路工頻電壓的3.5～7倍:◎如果超出這個(gè)范圍，就會(huì)發(fā)生：閃絡(luò)、爬弧、擊穿等故障，使電氣設(shè)備損壞?！粲帽芾灼鲗?duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)：◎當(dāng)出現(xiàn)雷電沖擊波入侵時(shí)，避雷器首先將雷電流泄放到大地?！虍?dāng)雷電流消失后，避雷器又能恢復(fù)起始狀態(tài)。2、避雷器◆電氣設(shè)備的絕緣耐壓能力應(yīng)不低于其工作線路工頻電壓96◆避雷器的保護(hù)范圍：◎防止雷電直擊架空線路的保護(hù)?！蚍乐估自茖?duì)架空線路的放電保護(hù)?！蚍乐估纂姏_擊波將沿線涌進(jìn)的有效保護(hù)。◆常用避雷器的種類：◎閥型避雷器◎管型避雷器◎保護(hù)間隙◎金屬氧化物避雷器◆避雷器的保護(hù)范圍：◆常用避雷器的種類：97（1）、閥型避雷器1）、結(jié)構(gòu)：由裝在密封瓷套管中的火花間隙和閥片電阻（非線性電阻）串聯(lián)組成?！艋鸹ㄩg隙可按網(wǎng)絡(luò)額定電壓的高低，采用若干個(gè)單間隙疊合如成。◆由兩個(gè)黃銅電極和一個(gè)墊在中間的云母片疊合而成；其特點(diǎn)是：兩黃銅的電極小、面積大、因而電場(chǎng)均勻，能得到較平緩的放電伏秒特性，并能熄滅80A的工頻續(xù)流電弧。（1）、閥型避雷器◆火花間隙可按網(wǎng)絡(luò)額定電壓的高低，采用若干980UR閥片電阻的特性曲線◆閥片電阻具有良好的非線性電阻特性及較高的通流能力；閥片的電阻不是常數(shù)，正常工頻電壓時(shí)，閥片的電阻很大，過電壓時(shí)，閥片的電阻很少?！糸y片的最大通流能力達(dá)30～40KA。閥片避雷器的工作示意圖UVIAU/VUin2)、閥片電阻的工作原理0UR閥片電阻的特性曲線◆閥片電阻具有良好的非線性電阻特性及99閥型避雷器的種類普通型磁吹型FS型FZ型FCD型FCZ型閥型避雷器的型號(hào)中符號(hào)含義：FSZDC——閥型——線路用——電站用——保護(hù)電動(dòng)機(jī)用——磁吹閥型避雷器的普通型磁吹型FS型FZ型FCD型FCZ型閥型避雷100（2）、管型避雷器◆組成：產(chǎn)氣管（纖維、有機(jī)玻璃或塑料組成，是一種滅弧能力很強(qiáng)的保護(hù)間隙）、內(nèi)部間隙和外部間隙三部份組成。◆結(jié)構(gòu)示意圖：見214頁(yè)。（3）、保護(hù)間隙◆其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)?！舯Ｗo(hù)性能差、滅弧能力小，只能用于室外不太重要的負(fù)荷上。（2）、管型避雷器101（4）、金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）◆是一種新型避雷器，其閥片以氧化鋅為主要原料，配以少量能產(chǎn)生非線性的金屬氧化物，經(jīng)高溫焙燒而成?！籼攸c(diǎn)是：無(wú)間隙、無(wú)續(xù)流、體積小、質(zhì)量輕，具有很好的發(fā)展前途。三、防雷措施防雷的基本方法：◆利用避雷設(shè)備將雷電流引向大地，以削弱其破壞力?！籼岣唠姎庠O(shè)備的絕緣能力來(lái)抵抗雷電的破壞必能。（4）、金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）三、防雷措施1021、架空線路的防雷保護(hù)（1）、裝設(shè)避雷線（2）、裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙（3）、加強(qiáng)線路絕緣（4）、線路交叉部份的保護(hù)2、變配所的防雷保護(hù)（1）、裝設(shè)避雷針防止直擊雷裝設(shè)避雷針的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：1）、從避雷針的引下線的入地點(diǎn)到主變壓器的接地1、架空線路的防雷保護(hù)裝設(shè)避雷針的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：103點(diǎn)，沿接地網(wǎng)的接地距離不應(yīng)小于15m，以防止避雷針放電時(shí)，反擊擊穿變壓器的低壓繞組。2）、為防止雷擊避雷針時(shí)，雷電波沿電線傳入室內(nèi)，危及人身安全，照明線或電話線不要架設(shè)在獨(dú)立避雷針上。3）、獨(dú)立避雷針及其接地裝置，不應(yīng)裝設(shè)在工作人員經(jīng)常通行的地方，并應(yīng)距離人行道路不小于3m,否則采取均壓措施，或鋪設(shè)厚度為50～80mm的瀝青碎石層。（2）、對(duì)沿線侵入雷電波的保護(hù)點(diǎn)，沿接地網(wǎng)的接地距離不應(yīng)小于15m，以防止避雷針放電時(shí)，104因閥型避雷器存在一定的局限性：一是雷電侵入波的幅值不能太高；二是電流侵入的陡度不能太大。1）、容量在5600KVA以上的變電所其進(jìn)線保護(hù)應(yīng)架設(shè)1～2km左右的架空避雷線，如果是木桿線路進(jìn)線的保護(hù)首端，應(yīng)裝設(shè)三相一組管型避雷器。2)、容量為3200～5600KVA的變電所，以避雷器保護(hù)的進(jìn)線長(zhǎng)度為0.5～0.6km。避雷器至變壓器及互感器的最大允許距離一般不超過20m。其它則與上圖相同。因閥型避雷器存在一定的局限性：一是雷電侵入波的幅值不能太高；105TFCFG2FG1QF1～2km3）、容量在3200KVA以下的變電所，不要求在進(jìn)線端架設(shè)避雷線，只要求在首端裝設(shè)避雷器，并在0.5～0.6km范圍內(nèi)每一電桿都要接地，但當(dāng)變電所有一級(jí)負(fù)荷時(shí)，則按上圖進(jìn)行保護(hù)。TFCFG2FG1QF1～2km3）、容量在3200KVA以106TFCFGQF0.5～0.6km每根電桿接地4）、變電所3～10KV側(cè)的保護(hù)，是在每條出線和母線上裝設(shè)閥型避雷器。TFCFGQF0.5～0.6km每根電桿接地4）、變電所3～107對(duì)具有電纜出線段的架空線路，閥型避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜與架空線路的連接處；閥型避雷器的接地應(yīng)與電纜的鉛皮相連，并接到變電所的接地電網(wǎng)上。TFCFGQF架空出線端電纜線QF3～10kv對(duì)具有電纜出線段的架空線路，閥型避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜與架空線路1083、配電設(shè)備的保護(hù)（1）、配電變壓器及柱上油開關(guān)的保護(hù)◆3～35kv配電變壓器一般采用閥型避雷器保護(hù)，避雷器應(yīng)裝設(shè)在高壓熔斷器后面。在沒有避雷器時(shí)，可用保護(hù)間隙進(jìn)行保護(hù)，但要采用自動(dòng)重合熔斷器配合?！?00KVA及以上的變壓器，其接地電阻不大于4Ω。◆100KVA及以下的變壓器，其接地電阻不大于10Ω。◆對(duì)經(jīng)常閉路運(yùn)行的油開關(guān)，可在電源側(cè)安裝避雷器。3、配電設(shè)備的保護(hù)109◆低壓線路的保護(hù)是將靠近建筑物的一根電桿上的絕緣子鐵腳接地。其保護(hù)電阻一般不大于30Ω。其接地線應(yīng)和開關(guān)外殼連接在一起接地，其接電阻不得大于10Ω。（2）、低壓線路的保護(hù)◆低壓線路的保護(hù)是將靠近建筑物的一根電桿上的絕緣子鐵腳接地。其保護(hù)電阻一般不大于30Ω?！?—2電氣裝置的接地◆低壓線路的保護(hù)是將靠近建筑物的一根電桿上的絕緣子鐵腳接地。110一、接地的概念接地——在工廠供電系統(tǒng)中，為了保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和防止人身觸電事故，將電氣設(shè)備不帶電的金屬部份同大地緊密地連接起來(lái)。接地正常接地故障接地工作接地保護(hù)接地一、接地的概念接地正常接地故障接地工作接地保護(hù)接地1111、觸電事故及其影響因素（1）、人體的電流：◆30～50mA的工頻電流會(huì)使人的神經(jīng)系統(tǒng)受損而難以自主擺脫◆100mA以上的工頻電流會(huì)危及人的生命。（2）、人體的電阻◆從安全角度考慮，人體的電阻取1000Ω。（3）、作用人體的電壓1、觸電事故及其影響因素112◆安全電壓規(guī)定：普通環(huán)境為65V；高度危險(xiǎn)環(huán)境主36V；特別危險(xiǎn)環(huán)境為12V。（4）、觸電時(shí)間觸電時(shí)間越長(zhǎng)，因各種因素的影響，對(duì)人的危險(xiǎn)越大。（5）、電流的路徑電流通過人的心臟觸電事故最主嚴(yán)重。（6）、電流的頻率以工頻電流對(duì)人體的傷害最為嚴(yán)重。2、接地裝置的構(gòu)成及其散流效應(yīng)◆安全電壓規(guī)定：普通環(huán)境為65V；高度危險(xiǎn)環(huán)境主36V；特1131）、接地電流與對(duì)地電壓◆接地電流IE——當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地時(shí)，電流通過接地體向大地作半球形散開，這一電流稱為接地電流?！簟暗亍薄嘟拥伢w20m左右的地方，其地表面電位已趨向于零，把這個(gè)電位為零的地方稱主電氣上的地。2）、接觸電壓和跨步電壓◆接觸電壓——人體所接觸兩點(diǎn)之間的電位差Utou?！艨绮诫妷骸绻嗽?0m范圍內(nèi)走動(dòng)，由于兩腳之間有0.8m左右的距離，從而承受了電位差Ustep。1）、接地電流與對(duì)地電壓◆“地”——距接地體20m左右的地114電氣設(shè)備接地支線接地干線接地體電氣設(shè)備接地支線接地干線接地體115流散電場(chǎng)接地體接地電流電位分布曲線IEUE流散電場(chǎng)接地體~20m0.8m0.8m20m20mUstepUstepUteuUE流散電場(chǎng)接地體接地電流電位分布曲線IEUE流散電場(chǎng)接地體~21163、電氣設(shè)備接地（1）、工作接地——為保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，在電氣回路中某一點(diǎn)進(jìn)行接地稱為工作接地。0/ABCabc0工作接地接零3、電氣設(shè)備接地（1）、工作接地——為保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行1170/ABCabc0保護(hù)接地（2）、保護(hù)接地——將電氣設(shè)備上不帶電的金屬部份與接地體作緊密的連接。其作用是防止因絕緣損而受到觸電的危險(xiǎn)，其代號(hào)：PEM0/ABCabc0保護(hù)接地（2）、保護(hù)接地——將電氣設(shè)備上不118保護(hù)接地的類型:（1）、IT系統(tǒng)的接地——將設(shè)備的金屬外殼經(jīng)各自的PE線分別接地，用于工廠高壓系統(tǒng)或中性線不接地的低壓三相三線制系統(tǒng)。（2）、將設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的PE線或PEN線接地，即過去所說(shuō)的保護(hù)接零，多用于低壓三相四線制系統(tǒng)。又分為TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)兩種。保護(hù)接地的類型:119rrrIERbUN不接地的危險(xiǎn)性rrrIERbUN接地的安全性電氣設(shè)備的外殼采用保護(hù)接地后，因人體電阻（1000Ω）比接地電阻（4Ω）大得多，所以流過人體的電流很小，不會(huì)發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。這種系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用不多。1）、IT系統(tǒng)（中性線不接地的三相三線制系統(tǒng)）rrrIERbUN不接地的危險(xiǎn)性rrrIERbUN接地的安全1202）、TN系統(tǒng)（中性點(diǎn)直接地的低壓三相四線制系統(tǒng)）◎在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼與PE或PEN線相連。◎當(dāng)設(shè)備發(fā)生單相碰殼接地故障時(shí)，短路電流經(jīng)過PE（PEN）線形成回路，由于回路中的電阻很小，所以電流很大，可促使過流保護(hù)裝置動(dòng)作，訊速將故障設(shè)備從電源斷開，從而減少了觸電的危險(xiǎn)性，保護(hù)人身和設(shè)備的安全。2）、TN系統(tǒng)◎在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣1213）、TT系統(tǒng)（中性點(diǎn)直接地的低壓三相四線制系統(tǒng)）◆在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼與經(jīng)各自的PE線分別直接接地?！鬞T系統(tǒng)由于設(shè)備處殼經(jīng)各自的PE線分別直接接地。因此各PE線間無(wú)電磁聯(lián)系，它適用于數(shù)據(jù)處理、精密檢測(cè)裝置等的供電。◆同時(shí)TT系統(tǒng)又屬于三相四線制系統(tǒng)，故在國(guó)外得到廣泛的使用，在我國(guó)也在推廣。3）、TT系統(tǒng)◆在中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線系統(tǒng)中，將電氣122ABCNABCN危險(xiǎn)較安全(3)、重復(fù)接地◆在電源的中性點(diǎn)直接地的TN系統(tǒng)中，為了減輕PE線或PEN線斷線的危險(xiǎn)程度，除在電源中性占接地外，還在PE線或PEN線上的一處或多處再次接地。ABCNABCN危險(xiǎn)較安全(3)、重復(fù)接地123◆重復(fù)接地的部位：1）、架空線路干線和支線終端及沿線每1Km處。2）、電纜和架空線在引入車間或建筑物之前。ABC危險(xiǎn)UE=UφPENABCUE=IERE＜UφPENIEIE重復(fù)接地IE◆重復(fù)接地的部位：ABC危險(xiǎn)UE=UφPENABCUE=IE124二、電氣裝置的接地和接地電阻1、電氣裝置的接地有：（1）、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電器、照明設(shè)備等的底座和外殼。（2）、電氣設(shè)備的傳動(dòng)裝置。（3）、互感器的二次線圈。（4）、配電盤與控制臺(tái)的框架。（5）、室內(nèi)外配電裝置的金屬和鋼筋混凝土構(gòu)架以二、電氣裝置的接地和接地電阻125及鄰近帶電部份的金屬遮欄和金屬門。（6）、交直流電力電纜終端合金屬的外殼和電纜的金屬外皮，布線的鋼管等。（7）、居民區(qū)無(wú)避雷線的小接地電流系統(tǒng)架空線路的金屬或鋼筋混凝土電桿。（8）、裝有避雷線的電力線路電桿。（9）、安裝在配電線路電桿上的電氣設(shè)備的金屬外殼。及鄰近帶電部份的金屬遮欄和金屬門。（7）、居民區(qū)無(wú)避雷線的小126（10）、控制電纜的金屬外皮。（11）、避雷器、保護(hù)間隙、避雷針和耦合電容器的底座等。2、接地電阻的要求值（1）、架空線路的接地1）、35KV及以上架空線路接地裝置的接地電阻值見表8—2。（10）、控制電纜的金屬外皮。1272）、35KV小接地電流系統(tǒng)中，不帶電的金屬部份的接地電阻，在雷暴日大于40以上的地區(qū)一般不應(yīng)超過30Ω。3）、3KV及以上無(wú)避雷線的小接地電流系統(tǒng),在居民區(qū)的鋼筋混凝土桿、金屬桿應(yīng)接地,其接地電阻不超過30Ω。4）、為防止低壓架空線路遭受雷擊時(shí)，由接戶線將雷電引入室內(nèi)，應(yīng)將接戶線的絕緣子鐵腳接地，其接地電阻一般不大于30Ω。2）、35KV小接地電流系統(tǒng)中，不帶電的金屬部份的接地電阻1285）、低壓線路的零線的每一重復(fù)接地的接地電阻值，（電氣設(shè)備容量在100KVA以上）一般不應(yīng)大于10Ω；，（電氣設(shè)備容量在100KVA以下）一般不應(yīng)大于30Ω，且重復(fù)接地處不得少于三處。6）、低壓中性點(diǎn)直接接地的架空線路的鋼筋混凝土桿的鐵橫擔(dān)和金屬桿應(yīng)與零線相連接，鋼筋混凝土的鋼筋最好也與零線相連。在有瀝青的路面上的電桿，可不與零線連接。（2）、電氣設(shè)備的接地5）、低壓線路的零線的每一重復(fù)接地的接地電阻值，（電氣設(shè)備容129RE——季節(jié)變化的最大接地電阻；IE——計(jì)算的接地短路電流A。1）、電壓在1000V及以上電氣設(shè)備的接地①、大接地電流系統(tǒng)的電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，其接地電阻應(yīng)符合：②、小接地電流的電氣設(shè)備接地裝置要求的接地電阻值，主要是發(fā)生接地故障時(shí)，接地電流在接地裝置上RE——季節(jié)變化的最大接地電阻；1）、電壓在1000V及以上130◆當(dāng)接地裝置僅用于電壓為1KV以上的電氣設(shè)備時(shí)，則有：2）、電壓在1000V以下的電氣設(shè)備的接地裝置這類電氣設(shè)備的接地主要是為了保證人身安全為主要目的，其阻值見表8—3所示。所產(chǎn)生的電位不應(yīng)超過安全值，即當(dāng)接地裝置與電壓為1KV以下的電氣設(shè)備共用時(shí)，則有：◆當(dāng)接地裝置僅用于電壓為1KV以上的電氣設(shè)備時(shí)，則有：2）、131三、接地裝置的裝設(shè)1、利用自然接地體(P224頁(yè))2、人工接地體的裝設(shè)——垂直埋設(shè)和水平埋設(shè)兩種◆可采用40mm×40mm×4mm或50mm×50mm×5mm的角鋼、長(zhǎng)2.5m將其端部削尖打入地下?！羧舨捎帽怃摵穸炔粦?yīng)小于4mm，截面不小于48mm2；圓鋼的直徑應(yīng)不小于8mm.◆接地體上端應(yīng)露出溝底200mm左右，以便連接和引出接地線。三、接地裝置的裝設(shè)132◆為了減少建筑物的接觸電壓，接地體與建筑物的基礎(chǔ)間應(yīng)保持不小于1.5m水平距離，通常取2~3m.3、防雷裝置的接地要求◆避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置.◆防雷接地裝置及避雷針(線、網(wǎng)、帶）引下線的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定的要求?！舴览捉拥匮b置與建筑物和配電裝置之間的安全距離應(yīng)符合下式的要求：◆為了減少建筑物的接觸電壓，接地體與建筑物的基礎(chǔ)間應(yīng)保持不小133◆獨(dú)立避雷針接地體與變電所接地網(wǎng)的地中距離，應(yīng)符合下式要求：◆獨(dú)立避雷針接地體與變電所接地網(wǎng)的地中距離，應(yīng)符合下式要求：134◆為了降低跨步電壓，保證人身安全，防直擊雷的人工接地體距建筑物出口或人行道的距離不應(yīng)小于3m，◆當(dāng)小于3m時(shí)應(yīng)采取下列措施之一：（1）、水平接地體局部深埋不應(yīng)小于1m。（2）、水平接地體的局部應(yīng)包絕緣物，可采用50～80mm厚的瀝青。（3）、采用瀝青碎石地面或在接地體上面敷設(shè)50～80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過接地體2m.◆為了降低跨步電壓，保證人身安全，防直擊雷的人工接地體距建筑135四、接地裝置的計(jì)算◆單根垂直管形接地體接地電阻：◆多根垂直管形接地體考慮到利用系數(shù)時(shí)的總接地電阻為：四、接地裝置的計(jì)算◆多根垂直管形接地體考慮到利用系數(shù)時(shí)的總接136組合接地體是利用扁鋼連接的,扁鋼對(duì)接地體也有屏蔽作用,設(shè)扁鋼長(zhǎng)度為l，考慮到扁鋼的利用系數(shù)ηb，其電阻為：組合接地體是利用扁鋼連接的,扁鋼對(duì)接地體也有屏蔽作用,設(shè)扁鋼137總的人工接地電阻為：人工接地體組總的接地電阻為：鋼管數(shù)為：總的人工接地電阻為：人工接地體組總的接地電阻為：鋼管數(shù)為：138考慮到扁鋼的作用，接地體一般減少到10%左右。因此上式可簡(jiǎn)化為：設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可以查出接地電阻RE的要求值，如能初步核算出自然的流散電阻RE.zh，則總的人工接地電阻值為：考慮到扁鋼的作用，接地體一般減少到10%左右。因此上式可簡(jiǎn)化1392、防雷裝置接地電阻的計(jì)算◆防雷接地電阻的計(jì)算方法與與工頻接地電阻的計(jì)算方法相同，但阻值有所差別?！衾纂娏魇菦_擊波，幅值很大，所以接地體的電位很高，當(dāng)電流密度增加時(shí)，靠近接地體的電場(chǎng)強(qiáng)度可以達(dá)到土壤擊穿的程度，產(chǎn)生強(qiáng)列的放電火花，因而使土壤電阻系數(shù)顯著下降，這一效應(yīng)使沖擊接地電阻小于工頻接地電阻?！?/p>