貴州盈德-防雷及接地

防雷與接地主要內(nèi)容：過電壓、防雷裝置、防雷措施接地基本知識、接地裝置設(shè)計重點內(nèi)容：防雷裝置、防雷措施接地的有關(guān)概念、接地電阻計算防雷與接地第一節(jié)

過電壓與雷電知識

第二節(jié)

防雷裝置第三節(jié)

防雷措施

第四節(jié)

接地裝置第五節(jié)接地電阻思考題與習(xí)題第一節(jié)

過電壓與雷電知識

內(nèi)部過電壓外部過電壓（雷電過電壓）（大氣過電壓）直擊雷過電壓感應(yīng)雷過電壓雷電侵入波過電壓一、過電壓的類型：

操作過電壓諧振過電壓等1、內(nèi)部過電壓系統(tǒng)中磁能和電能之間的轉(zhuǎn)化，或能量通過電容的傳遞，以及線路參數(shù)選擇不當(dāng)，致使在工頻電壓或高次諧波電壓下發(fā)生諧振等產(chǎn)生的過電壓，都稱之為內(nèi)部過電壓。由于操作而引起的內(nèi)部過電壓，也稱為操作過電壓。由于電源設(shè)備運行情況的變化，如不對稱短路等也會引起內(nèi)部過電壓。運行經(jīng)驗證明，內(nèi)部過電壓一般不會超過系統(tǒng)正常運行時相對地額定電壓的3～4倍，因此對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。2、大氣過電壓大氣過電壓系指供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備和地面構(gòu)筑物因雷電而產(chǎn)生的過電壓，又稱外部過電壓。

大氣過電壓的電壓幅值高達數(shù)百千伏，電流幅值高達數(shù)百千安。大氣過電壓包括:直擊雷過電壓感應(yīng)雷過電壓侵入波過電壓(1)直擊雷過電壓直擊雷過電壓系指雷云直接對電力網(wǎng)或設(shè)備放電而引起的過電壓。圖8－1為直擊雷放電過程很強的雷電流通過這些設(shè)備導(dǎo)入大地，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機械效應(yīng)，使設(shè)備損壞。相伴的還有電磁效應(yīng)和閃絡(luò)放電。(2)感應(yīng)雷過電壓當(dāng)雷云出現(xiàn)在架空線路上方時，線路上由于靜電感應(yīng)而積聚大量異性的束縛電荷，當(dāng)雷云對其附近的大地放電后，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，形成電位很高的過電壓，這就是感應(yīng)雷過電壓。高壓線路上的感應(yīng)雷過電壓，可高達幾十萬伏，低壓線路上的感應(yīng)雷過電壓也可達幾萬伏，對供電系統(tǒng)的危害很大。如圖8－2所示。圖8－2圖8－3開口金屬環(huán)上的電磁感應(yīng)過電壓

當(dāng)強大的雷電流沿著防雷裝置的引下線等導(dǎo)體泄放入地時，由于雷電流具有很大的幅值和陡度，因此在它周圍產(chǎn)生強大的電磁場。如果附近有一開口的金屬環(huán)，如圖8－3所示，則將在該金屬環(huán)的開口間隙處感生相當(dāng)大的電動勢而產(chǎn)生火花放電。這對于存放易燃易爆物品的建筑物是十分危險的。為了防止雷電流電磁感應(yīng)引起的危險過電壓，應(yīng)該用跨接或焊接導(dǎo)體將開口金屬環(huán)（包括電纜金屬線槽橋架、包裝箱上的鐵皮箍等）連成閉合回路后接地。(3)侵入波過電壓由于架空線路遭受直擊雷或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的雷電侵入波，沿架空線路侵入變電站、廠房或其它建筑物內(nèi)亦將導(dǎo)致過電壓，此即侵入波過電壓。其幅值高達300~400kV。據(jù)我國幾個城市統(tǒng)計，供電系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷害事故，占整個雷害事故的50％~70％，比例很大，因此對雷電波侵入的防護亦應(yīng)予以足夠的重視。雷電入射波的反射

雷電入射波到達線路末端結(jié)點處會發(fā)生全反射，線路的開路末端電壓將增大至雷電行波電壓的2倍，嚴重威脅線路的絕緣安全，必須設(shè)置避雷器等防雷保護措施。

變電所常采用一段100～200m的進線電纜，以達到降低行波陡度的效果。二、雷電知識1.雷電的形成雷電是帶有電荷的“雷云”之間或“雷云”與大地及地面其他物體之間發(fā)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。在悶熱的天氣里地面水汽蒸發(fā)上升，在高空遇低溫凝成冰晶。冰晶受到上升氣流的沖擊而破碎分裂，氣流挾帶一部分帶正電的小冰晶上升，形成“正雷云”，而另一部分較大的帶負電的冰晶則下降，形成“負雷云”。在高空氣流的作用下正雷云和負雷云不停的游動。當(dāng)空中的雷云靠近大地時，雷云與大地之間形成一個很大的雷電場。由于靜電感應(yīng)作用，使地面出現(xiàn)與雷云的電荷極性相反的電荷，如圖8－1a所示。圖8－1直擊雷放電過程a）雷云在建筑物上方；b）雷云對建筑物放電1.雷電的形成（續(xù)）當(dāng)雷云與大地之間在某一方位的電場強度達到25~30kV／cm時，雷云即開始向這一方位放電，形成一個導(dǎo)電的空氣通道，稱作雷電先導(dǎo)；大地的異性電荷集中的上述方位尖端上方，在雷電先導(dǎo)下行的對應(yīng)方位也形成一個上行的迎雷先導(dǎo)，如圖8~１b所示。當(dāng)上、下先導(dǎo)相互接近時，正、負電荷強烈吸引中和而產(chǎn)生強大的雷電流，并伴有雷鳴電閃。這就是直擊雷的主放電階段，此時間一般僅50～100μs。主放電階段之后，雷云中的剩余電荷繼續(xù)沿主放電通道向大地放電，形成斷續(xù)的隆隆雷聲。這就是直擊雷的余輝放電階段，時間約為30ms~150ms，此時的電流約幾百安培。雷電先導(dǎo)在主放電階段前與地面上雷擊對象之間的最小空間距離，稱作閃擊距離，簡稱擊距。雷電的閃擊距離，與雷電流的幅值和陡度有關(guān)。確定直擊雷防護范圍的“滾球半徑”（詳見后述）大小，就與閃擊距離有關(guān)。1.雷電的形成-感應(yīng)過電壓

架空線路在附近出現(xiàn)對地雷擊時極易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。當(dāng)雷云出現(xiàn)在架空線路上方時，線路上由于靜電感應(yīng)而積聚大量異性的束縛電荷，如圖8－2a所示。當(dāng)雷云對附近的大地或其它物體放電后，線路上的束縛電荷被釋放而形成自由電荷，并迅速向線路兩端泄放，形成電位很高的過電壓，如圖8－2b所示。高壓線路上的感應(yīng)過電壓，可高達幾十萬伏，低壓線路上的感應(yīng)過電壓也可達幾萬伏，都會產(chǎn)生很大的危害。圖8－2感應(yīng)雷過電壓a）雷云在線路上方時；b）雷云對地放電后2.有關(guān)雷電的術(shù)語(1)雷電流雷電流是一個幅值大?陡度高的沖擊波電流,如圖8-4所示?雷電流的幅值Im與雷云中的電荷量及雷電放電通道的阻抗有關(guān)?雷電流一般在1~4μs內(nèi)增長到幅值Im?雷電流在幅值以前的一段波形稱作波頭,而從幅值起到雷電流衰減到Im/2的一段波形稱作波尾?圖8-4雷電流波形雷電流的陡度a用雷電流波頭部分增長的速率來表示,即a=di/dt?雷電流陡度據(jù)測定可達50kA/μs以上?對電氣設(shè)備絕緣來說,雷電流的陡度越大,由uL=Ldi/dt可知,產(chǎn)生的過電壓越高,對絕緣的破壞性也越嚴重?因此,研究如何降低雷電流的幅值和陡度是防雷保護的一個重要課題?(2)年平均雷暴日數(shù)凡有雷電活動的日子,包括看到雷閃和聽到雷聲,都稱作雷暴日?由當(dāng)?shù)貧庀笈_站統(tǒng)計的多年雷暴日的年平均值稱作年平均雷暴日數(shù)?年平均雷暴日數(shù)不超過15天的地區(qū)稱作少雷區(qū),年平均雷暴日數(shù)超過40天的地區(qū)稱作多雷區(qū)。年平均雷暴日數(shù)越多,說明該地區(qū)雷電活動越頻繁,因此防雷要求就越高,防雷措施越需加強?我國某些城市的年平均雷暴日見下表8-1?地區(qū)年平均雷暴日地區(qū)年平均雷暴日上海35西安20北京40重慶40南京38南昌60天津30長沙50廣州90福州60哈爾濱80蘭州25沈陽33太原40(3)年預(yù)計雷擊次數(shù)年預(yù)計雷擊次數(shù)是表征建筑物可能遭受雷擊的一個頻率參數(shù)。據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定:K——校正系數(shù)：一般情況下取1;位于曠野孤立的建筑物取2;金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7;位于河邊?湖邊?山坡下或山地中土壤電阻率較小處?地下水露頭處?土山頂部?山谷風(fēng)口等處的建筑物,以及特別潮濕的建筑物取1.5;Ng——建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度:Td——年平均雷暴日數(shù),按當(dāng)?shù)貧庀笈_?站資料確定;Ae——與建筑物截收雷擊次數(shù)相同的等效面積(km2),應(yīng)按下式計算:L?W?H——分別為建筑物的長?寬?高(m)?第二節(jié)防雷裝置防雷裝置：接閃器引下線接地裝置避雷器接閃器包括：避雷針、架空避雷線以及屋頂避雷帶和避雷網(wǎng)等，主要用于直擊雷過電壓保護；避雷器則主要用于感應(yīng)雷和侵入波過電壓保護。注：本節(jié)僅介紹接閃器、引下線、電涌保護器和避雷器，接地裝置將在本章第四節(jié)講解。一、接閃器直接截受雷擊的避雷針、架空避雷線、屋頂避雷帶和避雷網(wǎng)，以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等均可作為接閃器。⑴避雷針采用圓鋼或焊接鋼管制作避雷針時，其直徑不應(yīng)小于下列數(shù)值：針長1m以下：圓鋼為12mm;鋼管為20mm。針長1～2m.：圓鋼為16mm;鋼管為25mm。煙囪頂上的針：圓鋼為20mm;鋼管為40mm。一、接閃器（續(xù)）⑵避雷網(wǎng)和避雷帶避雷網(wǎng)和避雷帶宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm。扁鋼截面不應(yīng)小于48mm2其厚度不應(yīng)小于4mm。當(dāng)煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑不應(yīng)小于12mm。扁鋼截面不應(yīng)小于100mm2，其厚度不應(yīng)小于4mm。⑶架空避雷線架空避雷線宜采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。⑷金屬屋面和金屬構(gòu)件除第一類防雷建筑物外，可以利用建筑物的金屬屋面，以及屋頂上的旗桿、欄桿、裝飾物、鋼管、鋼罐和混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋等永久性金屬物作為接閃器，但其各部件之間均應(yīng)連成電氣通路，并應(yīng)符合GB50057－94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。接閃器類型

接閃器是專門用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃器包括金屬桿狀的避雷針，金屬線狀的避雷線，金屬帶狀或網(wǎng)狀的避雷帶、避雷網(wǎng)等。

二、引下線連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體稱作引下線。引下線可以單獨裝設(shè)，在條件具備的情況下通常利用建筑構(gòu)件內(nèi)鋼筋作為引下線。單獨裝設(shè)時通常采用圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm。扁鋼截面不應(yīng)小于48mm2，其厚度不應(yīng)小于4mm。但對于煙囪上的引下線，采用圓鋼時直徑不應(yīng)小于12mm；采用扁鋼時截面不應(yīng)小100mm2，且厚度不應(yīng)小于4mm。引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短路徑接地;建筑藝術(shù)要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm，扁鋼截面不應(yīng)小于80mm2。建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構(gòu)件作為引下線時，但其各部件之間均應(yīng)連電氣通路。采用多根引下線時，宜在各引下線上于距地面0.3m至1.8m之間裝設(shè)斷接卡。當(dāng)利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用基礎(chǔ)接地體時，可不設(shè)斷接卡，利用鋼筋作引下線時應(yīng)在室內(nèi)外的適當(dāng)?shù)攸c設(shè)若干連接板，該連接板可供測量、接人工接地和作等電位連接用。當(dāng)僅利用鋼筋作引下線并采用埋于土壤中的人工接地體時，應(yīng)在每根引下線上于距地面不低于0.3m處設(shè)接地體連接板。采用埋于土壤中的人工接地體時應(yīng)設(shè)斷接卡，其上端應(yīng)與連接板或鋼柱焊接。連接板處宜有明顯標志。在易受機械損壞和防人身接觸的地方，地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地線應(yīng)采取暗敷或鍍鋅角鋼、塑料管或橡膠管等保護設(shè)施。三、避雷針和避雷線的保護范圍

避雷針和避雷線的保護范圍，以它能防護直擊雷的空間來表示。GB50057－94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定避雷針（線）的保護范圍采用IEC推薦的“滾球法”來確定。所謂“滾球法”，就是選擇一個半徑為hr（滾球半徑）的球體，沿需要防護直擊雷的部位滾動，如果球體只接觸到避雷針（線）或避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)。表8－2按建筑物防雷類別確定滾球半徑和避雷網(wǎng)格尺寸建筑物防雷類別滾球半徑hr（m）避雷網(wǎng)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≤24×161.單支避雷針的保護范圍(1)當(dāng)避雷針高度h小于或等于hr時如圖8-3所示，單只避雷針的保護范圍是一個旋轉(zhuǎn)的錐體

1）距地面hr處做一平行于地面的平行線；2）以避雷針的針尖為圓心，hr為半徑，做弧線交于平行線的A、B兩點；3）以A、B點之一為圓心，hr為半徑做弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切，該弧線繞避雷針旋轉(zhuǎn)一周形成的錐形空間，就是避雷針的保護范圍。4)避雷針在被保護物高度hx的平面上的保護半徑，按下式計算:(2)當(dāng)避雷針高度h大于hr時當(dāng)避雷針高度ｈ大于hr時，在避雷針上取高度hr的一點代替單支避雷針的針尖作圓心。其余的作法與h≤hr時的作法相同，此時，上式中的h用hr代之。圖8.3單支避雷針的保護范圍

例8－1某廠房（屬于第三類防雷建筑）占地面積為20×25m，高6m，附近有一個煙窗，高43m，距廠房最遠的一角30m，如圖8－7所示。若在煙窗上裝一支2m高的避雷針，是否能可靠地保護這座廠房？解：避雷針高h=43+2=45m，查表8－2得滾球半徑hr=60m。避雷針在廠房高度為hx=6m時的保護半徑為：由此可見，此煙窗上的避雷針完全能保護這一廠房。２.雙支等高避雷針的保護范圍在避雷針高度ｈ小于或等于hr的情況下，當(dāng)兩支避雷針的距離時，沒有聯(lián)合保護范圍，應(yīng)各按單支避雷針的方法確定；時，應(yīng)按圖8－6所示方法確定：（１）AEBC外側(cè)的保護范圍，按照單支避雷針的方法確定。（２）C、E點位于兩針間的垂直平分線上。在地面每側(cè)的最小保護寬度b0按下式計算：在AOB軸線上，距中心線任一距離x處，其在保護范圍上邊線上的保護高度hx按下式確定：該保護范圍上邊線是以中心線距地面hr的一點O′為圓心，以為半徑所作的圓弧AB。（３）兩針間AEBC內(nèi)的保護范圍，ACO部分的保護范圍按以下方法確定：在任一保護高度hx和Ｃ點所處的垂直平面上，以hx作為假想避雷針，按單支避雷針的方法逐點確定（見圖8－6的1－1剖面圖）。確定BCO、AEO、BEO部分的保護范圍的方法與ACO部分的相同。圖8－6雙支等高

避雷針的保護范圍（４）確定xx′平面上保護范圍截面的方法．以單支避雷針的保護半徑rx為半徑，以AB為圓心作弧線與四邊形AEBC相交；以單支避雷針的（ro－rx）為半徑，以EC為圓心作弧線與上述弧線相接。見圖8－6中的粗虛線。關(guān)于雙支不等高避雷針及多支避雷針的保護范圍計算，可參閱GB50057－94或有關(guān)設(shè)計手冊。3.單根避雷線保護范圍a.當(dāng)避雷線的高度h大于或等于2hr時，無保護范圍；b.當(dāng)避雷線的高度h小于2hr時，應(yīng)按下列方法確定(參看圖示)

c.確定架空避雷線的高度時應(yīng)計及弧垂的影響。在無法確定弧垂的情況下，當(dāng)?shù)雀咧еg的距離小于120m時架空避雷線中點的弧垂宜采用2m，距離為120～150m時宜采用3m。避雷線保護范圍的確定方法

(1)距地面hr處作一平行于地面的平行線；

(2)以避雷線為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點；

(3)以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該兩弧相交或相切并與地面相切。從該弧線起到地面止就是保護范圍；

(4)當(dāng)h小于2hr且大于hr時，保護范圍最高點的高度h0按下式計算：h0=2hr-h

(5)避雷線在hx高度的xx‘平面上的保護寬度，按下式計算：（6）避雷線兩端的保護范圍按單支避雷針的方法確定。關(guān)于兩支等高避雷線的保護范圍的確定方法，可參閱GB50057－94或有關(guān)設(shè)計手冊，此處從略。四、避雷器

所有電氣設(shè)備的絕緣都具有一定的耐壓能力，一般均不低于其工頻線電壓的3.5~7倍。如果施加的過電壓超過這個范圍，則將發(fā)生閃絡(luò)、爬弧或擊穿絕緣，使電氣設(shè)備損壞。如在電氣設(shè)備上并聯(lián)一種保護設(shè)備，當(dāng)雷電沖擊波侵入時，首先使保護設(shè)備迅速對地放電，而使被保護設(shè)備的絕緣免受沖擊波的損壞，當(dāng)沖擊波消失后，保護設(shè)備又能自動恢復(fù)原始狀態(tài)，承擔(dān)這種任務(wù)的保護設(shè)備就是避雷器。B.避雷器的作用:避雷器是與電氣設(shè)備并聯(lián)的一種保護設(shè)備，當(dāng)雷電侵入波侵入時，首先通過避雷器迅速對地放電，而使被保護設(shè)備的絕緣免受侵入波的損壞，當(dāng)侵入波消失后，避雷器又能自動恢復(fù)起始狀態(tài)。A.避雷器的分類：Ⅰ.管型避雷器（1）保護間隙（2）管形避雷器Ⅱ.閥型避雷器Ⅲ.金屬氧化物避雷器㈠保護間隙

保護間隙是一種最簡單的避雷器。保護間隙由主間隙和輔助間隙構(gòu)成，主間隙由兩個金屬電極構(gòu)成，其中一個電極固定在絕緣子上，而另一個電極則經(jīng)絕緣子與第一個電極隔開，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x，如圖8－９（a）所示。固定在絕緣子上的電極一端和帶電部分相連，而另一個電極則通過輔助間隙與接地裝置相連接。輔助間隙的作用，主要是防止主間隙因鳥類、樹枝等造成短路時，不致引起線路接地。保護間隙按其結(jié)構(gòu)形式的不同分為棒型、球型和角型三種。常見的角型間隙和輔助間隙的接線如圖8－９（b）所示圖8－9

角型間隙和輔助間隙接線（a）保護間隙的結(jié)構(gòu);（b）保護間隙的結(jié)構(gòu)接線1－主間隙，2－輔助間隙。保護間隙的原理與特點保護間隙特點:

保護間隙的結(jié)構(gòu)十分簡單,成本低,維護方便,但保護性能差(滅弧能力弱),所以,只有在缺少閥型避雷器或管避雷器的參數(shù)不能滿足要求時,才采用它來代替?目前保護間隙僅在一些10~35kV的架空線路上偶有使用?保護間隙工作原理:

在正常運行的情況下，間隙對地是絕緣的，而當(dāng)架空電力線路遭受雷擊時，間隙的空氣被擊穿，將雷電流泄入大地，使線路絕緣子或其它電氣設(shè)備的絕緣上不致發(fā)生閃絡(luò)，起到了保護作用。㈡管形避雷器

管形避雷器是一種滅弧能力很強的保護間隙?管型避雷器由產(chǎn)氣管?內(nèi)部間隙和外部間隙等三部分組成,如圖8-10所示?產(chǎn)氣管由纖維有機玻璃或塑料制成?內(nèi)部間隙裝在產(chǎn)氣管內(nèi)?一個電極為棒形,另一個電極為環(huán)形?當(dāng)線路上遭到雷擊或感應(yīng)雷時,雷電過電壓使管型避雷器的內(nèi)?外間隙擊穿,強大的雷電流通過接地裝置入地?由于避雷器放電時內(nèi)阻接近于零,所以其殘壓極小,但工頻續(xù)流極大?雷電流和工頻續(xù)流使管子內(nèi)部間隙發(fā)生強烈電弧,使管內(nèi)壁材料燃燒產(chǎn)生大量滅弧氣體,由管口噴出,強烈吹弧,使電弧迅速熄滅,全部滅弧時間至多0.01s(半個周期)?這時外部間隙的空氣恢復(fù)絕緣,使避雷器與系統(tǒng)隔離,恢復(fù)系統(tǒng)正常運行?

外部火花間隙是保證正常時使避雷器與電網(wǎng)隔離,用以避免纖維管受潮漏電?外部火花間隙可根據(jù)網(wǎng)路額定電壓而進行調(diào)節(jié)?圖8-10管型避雷器1—產(chǎn)氣管;2—內(nèi)部電極;3—外部電極;s1—內(nèi)部間隙;s2—外部間隙㈢閥型避雷器

閥型避雷器是一種電氣性能較好的避雷裝置,它由裝在密封瓷套管中的火花間隙和非線性電阻片(閥片)串聯(lián)組成?在瓷套管的上端有與網(wǎng)路導(dǎo)線相連接的接線端子,下端通過接地引下線與接地體相連,其結(jié)構(gòu)和外形見圖8-11?火花間隙按網(wǎng)路額定電壓的高低,采用若干個單間隙疊合而成,每個單間隙見圖8-12,它由兩個圓形黃銅電極1及一個墊在中間的云母片2疊合組成?由于兩黃銅電極的間距小?面積較大,因而電場較均勻,可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?非線性電阻片是由金剛砂(碳化硅)細粒(占70%)?石墨(占10%)和水玻璃(占20%)在一定的高溫下燒結(jié)而成,呈圓餅狀,閥片具有良好的非線性特性及較高的通流能力,闊片的電阻不是常數(shù),隨通過的電流大小而變化,當(dāng)通過的電流大時,電阻值很小;通過的電流小時,電阻值很大,因而在通過較大雷電流時不會使殘壓過高,又能對較小的工頻續(xù)流加以限制,這樣就為火花間隙切斷工頻續(xù)流創(chuàng)造了條件?閥片最大通流能力達30~40kA?閥式避雷器中火花間隙和閥片的多少,與工作電壓高低成比例?高壓閥式避雷器串聯(lián)很多單元火花間隙,目的是將長弧分割成多段短弧,以加速電弧的熄滅?當(dāng)然閥電阻的限流作用是加速滅弧的主要因素?閥型避雷器結(jié)構(gòu)圖8-11高低壓閥式避雷器(a)FS4-10型;(b)FS-038型1—上接線端;2—火花間隙;3—云母墊圈;4—瓷套管;5—閥片;6—下接線端圖8-12單個平行板型火花間隙1—黃銅電極;2—云母片閥型避雷器工作原理閥型避雷器的工作原理,見圖8-13,設(shè)有一雷電沖擊波Uin沿線路向設(shè)置有避雷器的A點侵入,火花間隙被擊穿放電,很大的雷電流通過閥片迅速泄入大地?此時,雷電流在閥片上產(chǎn)生的壓降Uv為殘壓?可見,通過A點以后的電壓Uv′<<Uin,而Uv′Uv?雷電流過后,線路電壓又恢復(fù)為線路的正常對地工頻電壓;電流又為工頻續(xù)流,此時閥片的電阻變大,限制了工頻續(xù)流,使火花間隙容易熄弧,從而切斷工頻續(xù)流?于是避雷器和電網(wǎng)又恢復(fù)正常運行?圖8-13閥型避雷器的工作原理閥型避雷器的類型及應(yīng)用普通型和磁吹型兩大類。普通型有FS和FZ兩種系列。FS系列一般只用以保護10kV及以下小容量配電裝置、變壓器等。FZ系列電氣性能較好，主要用來保護35kV及以上中等和大容量變電所電氣設(shè)備。磁吹型有FCD和FCZ兩種系列。FCD系列通流能力大，主要用來保護旋轉(zhuǎn)電機等絕緣較差的設(shè)備。FCZ系列采用限流間隙和大直徑閥片，其通流能力更大，故用來保護變電所的高壓電氣設(shè)備。4.金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器結(jié)構(gòu)特點金屬氧化物避雷器分類及應(yīng)用6kV～10kV系統(tǒng)用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器6kV～10kV系統(tǒng)用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器應(yīng)用金屬氧化物避雷器結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)原理：無火花間隙，僅有以氧化鋅或氧化鉍等金屬氧化物高溫?zé)Y(jié)而成的壓敏電阻片(閥片)。這類閥片有較理想的伏安特性，非線性系數(shù)很小，約為0.05，在工頻電壓下，閥片呈現(xiàn)極大電阻，能迅速抑制工頻續(xù)流，因此不需串聯(lián)火花間隙來熄滅工頻續(xù)流引起的電弧。閥片通流能力強，故面積可減小。特點：這種避雷器具有無間隙、殘壓低、無續(xù)流、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、使用壽命長、維護簡便等優(yōu)點，它很有發(fā)展前途，可能取代現(xiàn)有各類閥型避雷器。

金屬氧化物避雷器分類及應(yīng)用（1）Y5W型氧化鋅避雷器用于輸變電設(shè)備、變壓器、電纜、開關(guān)、互感器等的大氣過電壓保護，以及限制真空斷路器在切、合電容器組、電爐變壓器及電機而產(chǎn)的操作過電壓等。（2）Y3W型氧化鑄避雷器用于保護相應(yīng)額定電壓的旋轉(zhuǎn)電機等弱絕緣的電氣設(shè)備。（3）Y5C型串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器，用于中性點不接地電系統(tǒng)，保護相應(yīng)額定電壓的電氣設(shè)備。（4）Y0.5W和Y0.lW型避雷器為三相組合式、相間和相對地同時保護。

5.電涌保護器（SPD）由雷電侵入波或雷擊電磁脈沖導(dǎo)致各種線路上出現(xiàn)的過電流和過電壓稱為電涌。

電涌保護器(SurgeprotectionDevice)是設(shè)置在建筑物的不同防雷區(qū)（LPZ）界面和所需的特定位置，以及電源和信號進線上用于限制瞬態(tài)雷電過電壓和分流電涌電流的一種器件，是電子設(shè)備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文縮寫為SPD。

電涌保護器的主要參數(shù)有最大持續(xù)運行電壓、通流容量、電壓保護水平（即殘壓）、漏電流、使用壽命及響應(yīng)時間。

電涌保護器的工作原理是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?，保護被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞！電涌保護器的工作原理SPD是一個非線性阻性元件，它的工作決定于施加其兩端的電壓U和觸發(fā)電壓Ud值的大小，對不同產(chǎn)品Ud為標準給定值，見右圖。當(dāng)U≤Ud時，SPD的電阻值很高，只有很小的漏電電流(1mA)通過。當(dāng)U≥Ud時，SPD的電阻值減少到只有幾Ω，瞬間泄放過電流，使電壓突降。待U<Ud時，SPD又呈現(xiàn)高阻性。RUUd電涌保護器(SPD)的基本工作原理第三節(jié)

防雷措施一、建筑物的防雷措施二、架空線路的防雷措施

三、變配電所的防雷措施

四、高壓電動機的防雷措施

五、信息系統(tǒng)的防雷措施一、建筑物的防雷措施（一）建筑物的防雷分類（二）建筑物的防雷措施（一）建筑物的防雷分類1.第一類防雷建筑物2.

第二類防雷建筑物3.

第三類防雷建筑物1.第一類防雷建筑物1）凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質(zhì)的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。2）具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。3）具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。

見爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境的分區(qū)表爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境的分區(qū)表分區(qū)代號環(huán)

境

特

征0區(qū)連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境1區(qū)在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境2區(qū)在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境10區(qū)連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性粉塵的環(huán)境11區(qū)有時會將積留下來的粉塵揚起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境21區(qū)具有閃點高于環(huán)境溫度的可燃氣體,在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險的環(huán)境22區(qū)具有懸浮狀?堆積狀的可燃性粉塵或可燃纖維,雖不可能形成爆炸混合物,在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險的環(huán)境23區(qū)具有固體狀可燃物質(zhì),在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險的環(huán)境2.第二類防雷建筑物1）國家級重點文物保護的建筑物。

2）國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。

3）國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物。

4）制造、使用或貯存爆炸物質(zhì)的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。

5）具有1區(qū)爆危險環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。

6）具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。

7)工業(yè)企業(yè)內(nèi)有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。

8)預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。

9)預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。3.第三類防雷建筑物1)省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。

2)預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其重要或人員密集的公共建筑物。

3)預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。

4)預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a的一般性工業(yè)建筑物。

5)根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產(chǎn)的影響及產(chǎn)生的后果，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀?、地形、地質(zhì)及周圍環(huán)境等因素，確定需要防雷的21區(qū)、22區(qū)、23區(qū)火災(zāi)危險環(huán)境。

6)在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。（二）建筑物的防雷措施根據(jù)GB50057－94規(guī)定，第一類防雷建筑物和第二類防雷建筑物中有爆炸危險的場所，應(yīng)有防直擊雷、防感應(yīng)雷和防雷電波侵入的措施。第二類防雷建筑物除有爆炸危險者外及第三類防雷建筑物，應(yīng)有防直擊雷和防雷電波侵入的措施。建筑物屋頂?shù)囊资芾讚舨课?，?yīng)裝設(shè)避雷針或避雷帶（網(wǎng)）進行直擊雷防護。圖8-15建筑物易受雷擊的部位(a)?(b)平屋面或坡度不大于1/10的屋面;(c)坡度大于1/10且小于1/2的屋面;(d)坡度不小于1/2的屋面（二）建筑物的防雷措施（續(xù)）

建筑物防雷工程是一個系統(tǒng)工程，必須將外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施作為整體綜合考慮。建筑物防雷結(jié)構(gòu)圖二、架空線路的防雷措施（1）110kV以上的架空線路一般沿全線裝設(shè)避雷線。（2）35kV架空線路一般只在進出變電所的一段線路上裝設(shè)避雷線。（3）3~10kV架空線路的防雷措施（4）低壓（380/220V）架空線路的防雷措施

（5）在架空線路上裝設(shè)自動重合閘裝置。3~10kV架空線路的防雷措施1）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線。2）在全線絕緣比較薄弱的桿塔，裝設(shè)管型避雷器或保護間隙。3）架空線路上的柱上斷路器和負荷開關(guān)，應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器保護。4）同級線路相互交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時，交叉檔兩端的鐵塔均應(yīng)接地。低壓（380/220V）架空線路防雷措施1）

多雷地區(qū)，當(dāng)變壓器采用Y/Yo或Y/Y接線時，宜在低壓側(cè)裝設(shè)一組閥型避雷器或保護間隙。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點不接地時，應(yīng)在其中性點裝設(shè)擊穿保險器。

2）對于重要用戶，宜在低壓線路進入室內(nèi)前50米處安裝一組低壓避雷器，進入室內(nèi)后再裝一組低壓避雷器。3）對于一般用戶，可在低壓進線第一支持物處裝設(shè)一組低壓避雷器或擊穿保險器，亦可將接戶線的絕緣子鐵腳接地（見圖示）。

4）采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或更高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平。絕緣子鐵腳接地二、變配電所的防雷措施（一）裝設(shè)避雷針防護直擊雷

（二）裝設(shè)避雷器防護感應(yīng)雷及侵入波（三）變電所典型防雷方案

（一）裝設(shè)避雷針防護直擊雷獨立避雷針與被保護物之間應(yīng)保持一定的空間距離，以免當(dāng)避雷針上落雷時造成向被保護物反擊的事故（見圖示）。避雷針對被保護物不發(fā)生反擊的空間距離Sh一般情況不應(yīng)小于5m，且符合下式要求：獨立避雷針的接地體與被保護物的接地體之間的距離應(yīng)滿足：且不小于3m。避雷針與被保護物的空間距離（二）裝設(shè)避雷器防護感應(yīng)雷及侵入波1.高壓側(cè)裝設(shè)避雷器這主要用來保護主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最重要的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝2.低壓側(cè)裝設(shè)避雷器這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點不接地時(如IT系統(tǒng))，其中性點可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。

（三）變電所典型防雷方案3~10kV變電所的典型防雷方案35~110kV變電所典型防雷方案3~10kV變電所的典型防雷方案方案圖方案說明3~10kV防雷方案圖方案說明（1）在每路進線端和每段母線上，均裝有閥型避雷器。（2）如果進線是有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥型避雷器或管型避雷器，其接地端與電纜頭外殼相連后接地。（3）避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點及金屬外殼等連接在一起接地，（如圖示）。

圖8-19電力變壓器的防雷保護及其接地系統(tǒng)

T—電力變壓器;F—閥式避雷器35~110kV變電所典型防雷方案方案圖方案說明方案圖方案說明（1）在變電所進線段1~2km的桿塔上架設(shè)避雷線。（2）在木桿或木橫擔(dān)的鋼筋混凝土桿線路進線段的首端，裝設(shè)一組管型避雷器Fl（3）變電所的進線隔離開關(guān)或斷路器，在雷雨季節(jié)可能處于開路狀態(tài)，而線路側(cè)又帶電時，則必須在靠近隔離開關(guān)或斷路器QFl處裝設(shè)一組管型避雷器F2（4）變電所母線上，裝設(shè)閥型（或氧化鋅）避雷器F3。（5）如為母線分段的兩路進線時，則每路進線和每段母線均應(yīng)按這種標準方案施設(shè)保護。（6）對35kV進線而容量不大的變電所，還可根據(jù)它的重要性簡化防雷保護。例如，容量在1000kVA以下不重要負荷的變電所，可簡化為如圖所示的防雷接線方式。其中，F(xiàn)Z為閥型避雷器，JX為保護間隙。圖8-2135kV變電所進線段簡化保護接線四、高壓電動機的防雷措施

高壓電動機對雷電波侵入的防護，要采用專用于保護旋轉(zhuǎn)電機用的FCD型磁吹閥式避雷器，或采用具有串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器。且須與電容器和電纜線段等聯(lián)合組成保護，這樣可進一步降低侵入波的波陡度，使保護的可靠性更高。，具有電纜進線段的高壓電動機防雷保護，如圖所示五、信息系統(tǒng)的防雷

1、基本概念

雷擊電磁脈沖（代號LEMP）是一種電磁干擾源，它是在建筑物防雷裝置和附近遭受直擊雷擊的情況下，由雷電的強大閃電流引起的靜電場、電磁場和電磁輻射等所產(chǎn)生的效應(yīng)。2、防雷區(qū)的劃分及防雷總體要求

為了保障信息系統(tǒng)的防雷安全，必須對雷擊電磁脈沖采取必要的防護措施，以便在建筑物內(nèi)實現(xiàn)良好的電磁兼容性（代號EMC）。

按規(guī)定，防雷區(qū)（LPZ）的劃分以其交界處的電磁環(huán)境有明顯改變作為特征。建筑物中由外及內(nèi)按雷電能量大小的不同分布可分為LPZ0，1，2，…，n區(qū)。其中LPZ0區(qū)又分這A、B兩區(qū)。通常，防雷區(qū)的數(shù)值越高，其雷擊電磁場強度越小。建筑物防雷區(qū)（LPZ）的劃分LPZ0ALPZ0ALPZ0ALPZ0ALPZ0BLPZ0BLPZ0BLPZ1LPZ2LPZ3LPZ1LEMPLEMPLEMPLEMPLEMP雷擊電磁脈沖干擾防護

對于建筑物內(nèi)的信息系統(tǒng)來說，屏蔽、接地和等電位連接可以控制不同防雷區(qū)雷擊電磁環(huán)境，達到人為控制雷擊電磁脈沖干擾程度的作用。3.信息系統(tǒng)的電涌保護分電源保護、信號數(shù)據(jù)端口保護。

由于雷電沖擊能量巨大，因此對信息系統(tǒng)的電源保護，從外部總配電室到內(nèi)部對計算機系統(tǒng)供電，要分多級進行，才能將雷電的能量降到設(shè)備所能承受的水平（220/380V電源系統(tǒng)各種設(shè)備絕緣耐沖擊過電壓額定值可分為4類，分別為6kV、4kV、2.5kV和1.5kV）。續(xù)上頁續(xù)上頁第四節(jié)

接地裝置一?基本概念(一)接地裝置接地: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，分為：人工接地體和自然接地體?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,防雷裝置的接地線則指從引下線斷接卡至接地體的連接導(dǎo)體?接地網(wǎng)：由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的整體?接地裝置：接地體和接地線的總合?分為：接地干線和接地支線?接地體分類：外引式和環(huán)路式、垂直和水平、人工和自然。

圖8-23接地裝置的示意圖1—接地體;2—接地干線;3—接地支線;4—電氣設(shè)備;5—接地引下線典型的接地裝置示例典型的接地裝置如右圖所示

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。(二)流散電阻和接地電阻圖8-24流散電流流散電流：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?流散電阻：流散電流在土壤中遇到的全部電阻叫做流散電阻?接地電阻是接地體的流散電阻與接地線的電阻之和?接地線的電阻一般很小,可以忽略不計?因此,可以認為流散電阻就是接地電阻?(三)對地電壓1.接地極2.散流電流3.電位（電壓）分布曲線電流通過接地體向大地作半球形流散?在距接地體越遠的地方球面越大,所以流散電阻越小?在離開接地體20m處土壤電阻已小到可以忽略不計?這就是說,可以認為在距離接地體20以上,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?(四)接觸電勢和接觸電壓圖8-25接觸電壓和跨步電壓接觸電勢是指接地電流自接地體流散,在大地表面形成不同電位時,設(shè)備外殼?構(gòu)架或墻壁與水平距離0.8m處的大地表面之間的電位差?接觸電壓是指設(shè)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?例如人在發(fā)生接地故障的設(shè)備旁邊,手觸及設(shè)備的金屬外殼,則人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差,即為接觸電壓,接觸電壓通常按人體離開設(shè)備0.8m考慮?如圖8-25所示,人的接觸電壓為,故障設(shè)備對地電壓為?(五)跨步電勢和跨步電壓跨步電勢是指地面上水平距離為0.8m(人的跨距)的兩點之間的電位差?跨步電壓是指人站立在流過電流的大地上,加于人的兩腳之間的電壓,如圖8-25中的?人的跨步一般按0.8m考慮?二、電氣設(shè)備的接地接地類型：1.功能性接地：為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達到正常工作要求而進行的接地，又稱工作接地。2.保護性接地：為了保證電網(wǎng)故障時人身和設(shè)備的安全而進行的接地。3.功能性與保護性合一的接地(如屏蔽接地)安全保護接地過電壓保護接地防靜電接地為防止人體受到間接電擊，而將電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進行的接地。為防止過電壓對電氣設(shè)備和人身安全的危害而進行的接地，如防雷接地。為了消除靜電對電氣設(shè)備和人身安全的危害而進行的接地。（一）工作接地

在正?；蚴鹿是闆r下，為了保證電氣設(shè)備可靠運行而必須在電力系統(tǒng)中某一點進行接地，稱為工作接地，例如電源中性點的接地。這種接地可分為直接接地或經(jīng)特殊裝置接地。（二）保護接地（安全保護接地）

為防止因絕緣損壞而遭受觸電的危險，將與電氣設(shè)備帶電部分相絕緣的金屬外殼或構(gòu)架同接地體之間作良好的連接，稱為保護接地。供配電系統(tǒng)中性點運行方式

按工作接地和保護接地的形式,可以將供配電系統(tǒng)分為以下三種基本類型：TN系統(tǒng)TT系統(tǒng)IT系統(tǒng)（1）TN－C系統(tǒng)（2）TN－S系統(tǒng)（3）TN－C－S系統(tǒng)1.TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)中的所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（正常運行時不帶電）均接公共保護線（PE線）或公共的保護中性線（PEN線）。（1）TN－C系統(tǒng)（2）TN－S系統(tǒng)（3）TN－C－S系統(tǒng)（1）TN－C系統(tǒng)如果系統(tǒng)中的N線與PE線全部合為PEN線，則此系統(tǒng)稱為TN－C系統(tǒng)。適用于三相負荷較平衡、而且單相負荷容量較小的工廠。（2）TN－S系統(tǒng)如果系統(tǒng)中的N線與PE線全部分開，則此系統(tǒng)稱為TN－S系統(tǒng)。多用于環(huán)境條件較差、對安全要求較高及設(shè)備對電磁干擾要求較嚴的場合。（3）TN－C－S系統(tǒng)如果系統(tǒng)的前一部分，其N線與PE線合為PEN線，而后一部分線路，N線與PE線則全部或部分地分開，則此系統(tǒng)稱為TN－C－S系統(tǒng)。常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差或有數(shù)據(jù)處理等設(shè)備的場所。2.TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)的中性點直接接地，系統(tǒng)中的所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)PE線單獨接地。由于所有設(shè)備的PE線無電磁聯(lián)系，因此適用于對數(shù)據(jù)處理和精密檢測裝置供電。接單相設(shè)備時，配漏電保護器，可保障人身安全。3.IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)電源中性點不接地或經(jīng)1000阻抗接地，且通常不引出中性線，系統(tǒng)中的所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分也都各自經(jīng)PE線單獨接地、成組接地或集中接地，傳統(tǒng)稱為保護接地。（三）重復(fù)接地1.在TN系統(tǒng)中，為確保公共PE線或PEN線安全可靠，除在中性點進行工作接地外，還應(yīng)在PE線或PEN線的下列地方進行重復(fù)接地：（1）在架空線路終端及沿線每1km處；（2）電纜和架空線引入車間或大型建筑物處。2.重復(fù)接地的作用（1）當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生碰殼或短路時，可以降低零線的對地電壓；（2）當(dāng)零線斷線時，可降低事故的危險程度。（a）沒有重復(fù)接地的系統(tǒng)中，PE線或PEN線斷線時（b）采取重復(fù)接地的系統(tǒng)中，PE線或PEN線斷線時（四）接零

防雷保護裝置所用的接地稱作防雷接地?其目的是將雷電流泄入大地,以消除雷電過電壓的危害?

在TN系統(tǒng)中,將設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與保護線(PE)或保護中性線(PEN)的連接稱作接零?接零的目的是提供良好的短路電流通路,以使保護可靠反映迅速切除故障?(五)防雷接地(a)TN-C系統(tǒng)(b)TN-S系統(tǒng)(c)TN-C-S系統(tǒng)五、信息系統(tǒng)的接地以計算機為核心的信息系統(tǒng)的接地的設(shè)計有特殊的要求。一般，信息系統(tǒng)的接地電阻要求不大于4Ω，對于與防雷裝置的共用接地，則一般要求不大于1Ω。為使系統(tǒng)在工作時有一個基準電位，不致因浮動而引起信號量的誤差，并防止電磁場的干擾，使信息系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。為防止發(fā)生接地故障后出現(xiàn)超過限值的危險接觸電壓，而將計算機設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與保護線或大地所進行的保護性連接。信號接地安全接地接地種類信息系統(tǒng)的接地形式：（1）一點接地

（2）懸浮接地六、等電位聯(lián)結(jié)（一）等電位聯(lián)結(jié)概念

等電位聯(lián)結(jié)是使建筑物電氣裝置的各外露可導(dǎo)電部分與電氣裝置外的其它金屬可導(dǎo)電部分進行電位基本相等的電氣連接。作用于全建筑物，在每一電源進線處，利用聯(lián)結(jié)干線將保護線、接地線的總接線端子與建筑物內(nèi)電氣裝置外的可導(dǎo)電部分連接成一體。指在局部范圍內(nèi)設(shè)置的等電位聯(lián)結(jié)。指在伸臂范圍內(nèi)的某些外露可導(dǎo)電部分與裝置外可導(dǎo)電部分之間所作的等電位聯(lián)結(jié)?？偟入娢宦?lián)結(jié)（MEB）局部等電位聯(lián)結(jié)（LEB）輔助等電位聯(lián)結(jié)（SEB）總等電位聯(lián)結(jié)示意圖（二）等電位聯(lián)結(jié)的作用1.顯著降低人體接觸電壓

電氣裝置絕緣損壞所引起的接地故障能使其外露導(dǎo)電部分帶危險電壓，等電位聯(lián)接可以顯著降低人體接觸電壓從而避免人體觸電事故的發(fā)生。2．有效消除來自外部的危險電壓UfMEB七、安全用電（一）、電流對人體的作用1.人體對電流的生理反應(yīng)

人體對電流的生理反應(yīng)與通過人體電流的大小、頻率高低、時間長短及電流在人體中的通過路徑等多方面因素有關(guān)。50Hz交流電流通過人體時人體生理反應(yīng)的時間與電流關(guān)系區(qū)段圖

2.安全電流與安全電壓

安全電流是指在特定時間內(nèi)，通過人體而不致引起心室纖維性顫動和人體器質(zhì)性損傷的電流值。我國規(guī)定的安全電流值為30mA（觸電時間小于1s）。

安全電壓是指人體與電接觸時，對人體各部位組織（如皮膚、心臟、呼吸器官和神經(jīng)系統(tǒng)）不會造成任何損害的電壓。我國規(guī)定正常環(huán)境下的安全電壓值為50V。（二）、直接電擊防護

直接電擊防護是指為避免人體與正常工作時的裸露導(dǎo)體帶電部分直接接觸而遭受電擊所進行的防護。直接電擊防護的主要措施為對裸露導(dǎo)體的帶電部分設(shè)置隔離遮欄、阻擋物或防護罩等外護物以防止人體與之接觸，或?qū)ζ涫┬羞m合的絕緣。（三）、間接電擊防護1.間接電擊防護的概念與一般措施

間接電擊防護是指為防止人體與正常工作時不帶電而在絕緣損壞故障時可帶危險電壓的電氣裝置外露可導(dǎo)電部分接觸而進行的防護。間接電擊防護應(yīng)結(jié)合電氣設(shè)備絕緣等級而設(shè)置防護措施。一般措施有：

（1）合理選用自動切斷電源的保護（包括采用漏電保護）并作輔助等電位聯(lián)結(jié)；（2）使工作人員不致同時觸及兩個不同的電位點；（3）使用雙重絕緣或加強絕緣；（4）通過不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)；（5）采用隔離變壓器安全電壓供電。續(xù)上頁2.漏電保護器的選用

在低壓220/380V中性點直接接地（TN，TT）系統(tǒng)中的配電線路末端，一般采用漏電保護器來防止因電氣設(shè)備漏電而造成對人體的間接電擊。使用注意事項：1）對于TN－C系統(tǒng)，使用漏電保護器的地點，應(yīng)將TN-C系統(tǒng)改成TN-S，使整個三相四線制系統(tǒng)成為TN-C-S系統(tǒng)。2）在TN系統(tǒng)中，裝設(shè)漏電保護器后，為防止其誤動，中性線N不能重復(fù)接地。3）在TT系統(tǒng)中，裝設(shè)漏電保護器的設(shè)備與不裝漏電保護器的電氣設(shè)備不能共用一個接地裝置，否則，漏電保護器會拒動。4）在一個供電裝置中可以設(shè)置兩級漏電保護器。末端回路上電氣設(shè)備的防護間接電擊應(yīng)選擇動作電流為30mA的高靈敏度瞬動漏電保護器。第五節(jié)接地電阻一、接地電阻的概念二、對電氣接地電阻值的一般要求三、接地電阻的計算

四、接地電阻的測量接地裝置的對地電阻稱作接地電阻?按通過接地體流入地中的工頻電流求得的電阻，稱為工頻接地電阻（R~），通常簡稱接地電阻；按通過接地體流入地中的沖擊電流求得的電阻，稱為沖擊接地電阻(RSH)。通常：R~≥RSH一、接地電阻的概念二?接地電阻允許值（一）電氣設(shè)備的接地電阻（1）電壓為1000V以上的中性點直接接地系統(tǒng)，接地電阻允許值不應(yīng)超過0.5Ω。（2）電壓為1000V以下的中性點接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備?這種系統(tǒng)中設(shè)備的接地電阻規(guī)定不超過4Ω?（3）電壓為1000V以下的中性點不接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備?為保證碰殼時對地電壓不超過50V,這種系統(tǒng)中設(shè)備的接地電阻規(guī)定不超過4Ω?（4）電纜電視?電話通信等弱電系統(tǒng)的接地電阻值一般不應(yīng)大于1Ω?（2）、1000V以上的中性點不接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備1)、當(dāng)接地裝置和1000V以下的設(shè)備共用時：2）當(dāng)接地裝置只用于1000V以上的設(shè)備時：以上各式中接地電流的計算,可由經(jīng)驗公式求得:式中UN——網(wǎng)路的額定電壓，kV;lcab——電纜網(wǎng)路的總長度，km；

loh——架空線路的總長度，km。計算值如果大于10Ω，則應(yīng)取10Ω為允許值。（二）

建筑物防雷的接地電阻1、第一類建筑物：防止直接雷擊的接地電阻不允許大于10Ω；防止感應(yīng)雷擊的接地電阻不允許大于5Ω?2、第二類防雷建筑物：共同接地的接地電阻不允許大于10Ω?3、第三類防雷建筑物：每根引下線的沖擊接地電阻不宜大于30Ω?4、聯(lián)合接地：建筑物防雷接地裝置?工頻交流供電系統(tǒng)的接地裝置和電纜電視?電話通信等弱電系統(tǒng)的接地裝置互相連接在一起時,其接地電阻值不應(yīng)大于1Ω?應(yīng)?。篟≤5Ω三、接地電阻的計算（一）一般要求（二）人工接地體工頻接地電阻的計算（三）自然接地體工頻接地電阻的計算（四）沖擊接地電阻的計算（五）接地裝置的計算程序（一）一般要求應(yīng)充分利用自然接地體可用自然接地體：上下水的金屬管道；建筑物和構(gòu)筑物的金屬結(jié)構(gòu)；敷設(shè)于地下的電纜金屬外皮；敷設(shè)于地下的非可燃可爆的各種金屬管道；非絕緣的架空地線；建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)。接地體要保證良好的電氣連接，除焊接外，凡用螺栓連接或其他連接的，都要采用跨接焊接。1.自然接地體的利用2.人工接地體的裝設(shè)裝設(shè)原則當(dāng)利用自然接地體不滿足要求時則必須裝設(shè)人工接地體?人工接地體的選材：鋼管?角鋼?扁鋼和圓鋼等?有化學(xué)腐蝕性的土壤應(yīng)采用鍍鋅鋼材或銅質(zhì)的接地體?人工接地體有垂直埋設(shè)和水平埋設(shè)兩種基本結(jié)構(gòu)型式,宜首選垂直埋設(shè);多巖石地區(qū)可水平埋設(shè)?圖8-31常用垂直接地體的布置圖8-32水平接地體的布置(a)一字形;(b)Y形;(c)十字形;(d)星形;(e)口字形;(f)O形由于存在屏蔽效應(yīng),垂直接地體的間距一般不宜小于接地體長度的2倍,水平接地體的間距一般不宜小于5m?水平接地體通常采用40×4mm的扁鋼或直徑為12~16mm的圓鋼組成；水平接地體應(yīng)埋設(shè)于凍土層以下,一般深度為0.6~1m；扁鋼水平接地體應(yīng)立面豎放,這樣有利于減少流散電阻?（二）人工接地體工頻接地電阻的計算2.n根垂直管形接地體的接地電阻(Ω)接地體的工頻利用系數(shù)見表8-6土壤電阻率Ωm(見表8-5)接地體長度,m3.單根水平帶形接地體的接地電阻(Ω)1.單根垂直管形接地體的接地電阻(Ω)4.n根放射形水平接地帶的接地電阻(Ω)(n≤12,每根長度l≈60m)表8-5土壤電阻率參考值（Ωm）類別名稱電阻率近似值電阻率的變化范圍較濕時(一般地區(qū)?多雨)較干時(少雨區(qū)?沙漠區(qū))地下水含鹽堿時土陶粘土105~2010~1003~10泥炭?泥炭巖?沼澤地2010~3050~3003~30搗碎的木炭40黑土?園田土?陶土?白堊土5030~10050~30010~30粘土6030~10050~30010~30砂質(zhì)粘土10030~30080~100010~30黃土200100~20025030含沙粘土?沙土300100~1000>100030~100河灘中的沙300煤350多石土壤400砂砂?砂礫1000250~10001000~2500巖石碎石5000多巖山地5000花崗巖200000混凝土在水中40~55在濕土中100~200在干土中500~1300在干燥的大氣中12000~1800礦金屬礦石0.01~1表8-6垂直管形接地體的工頻利用系數(shù)值管間距離與管子長度之比(a/l)管子根數(shù)(n)利用系數(shù)(ηE)管間距離與管子長度之比(a/l)管子根數(shù)(n)利用系數(shù)(ηE)敷設(shè)成一排時12320.84~0.870.90~0.920.93~0.9512350.67~0.720.79~0.830.85~0.8812330.76~0.800.85~0.880.90~0.92123100.56~0.620.72~0.770.79~0.83敷設(shè)成環(huán)形時12340.66~0.720.76~0.800.84~0.86123200.44—0.500.61~0.660.68—0.?312360.58~0.650.71~0.750.78~0.82123300.41—0.470.58—0.630.66—0.71123100.52—0.580.66~0.710.74~0.78123400.38~0.440.56~0.610.64~0.69注：以上均未計入連接扁鋼的影響（三）自然接地體工頻接地電阻的計算1.電纜金屬外皮和水管等的接地電阻:2.鋼筋混凝土基礎(chǔ)的接地電阻:電纜及水管等的埋地長度,m鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體積,m3

（四）沖擊接地電阻的計算表8－6沖擊系數(shù)Ksh各種型式接地極中接地點至接地極最遠端的長度（m）土壤電阻率（Ωm）≤1005001000≥20002040608011.51.2521.91.632.92.62.3沖擊系數(shù),見表8-7（五）接地裝置的計算程序1．按設(shè)計規(guī)范要求確定允許的接地電阻值RE;2．實測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻RE(nat);3．計算需要補充的人工接地體的接地電阻RE(man);4．在裝設(shè)接地體的區(qū)域內(nèi)初步確定接地體的布置方案,并初選接地體和連接導(dǎo)線;5．計算單根接地體的接地電阻RE(1);6．計算接地體的數(shù)量n;7．短路熱穩(wěn)定度校驗。人工接地體選擇校驗2.計算接地體的數(shù)量3.短路熱穩(wěn)定度校驗對于大接地電流系統(tǒng)中的接地裝置，可進行單相短路熱穩(wěn)定度校驗1.需要補充的人工接地體的接地電阻單相接地短路電流,A短路發(fā)熱假想時間例8-2

某車間變電所的主變壓器容量為500kVA,電壓為10/0.4kV,接線組為Y,yn0?試確定此變電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼?已知裝設(shè)地點的土質(zhì)為砂質(zhì)粘土,10kV側(cè)有聯(lián)系的架空線路長150km,電纜線路長10km?解:(1)確定接地電阻值式中(2)接地裝置初步方案

現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周,距變電所2~3m,打入一圈直徑50mm?長2.5m的鋼管接地體,每隔5m打入一根,管間用40×4mm2的扁鋼焊接?(3)計算單根鋼管接地電阻查表取土壤電阻率例8-2(4)確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案根據(jù)