防雷,接地和電氣安全課件

第七章防雷，接地和電氣安全第一節(jié)防雷一，雷電的形成和危害1.雷電的形成————上升的水蒸氣形成雷云——雷云與大地凸出物相互接近到一定距離時,將會發(fā)生激烈放電

——出現(xiàn)強烈閃光（閃電）——空氣受熱急劇膨脹,隨之發(fā)生爆炸的轟鳴聲（）2.雷電的危害熱性質(zhì)的破壞作用：巨大的雷電流通過導(dǎo)體,在極短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量熱能,易金屬熔化飛濺造成火災(zāi)和爆炸事故。機(jī)械性質(zhì)的破壞作用：當(dāng)雷電通過被擊物時,在被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹,縫隙中的水分劇烈蒸發(fā),致使被擊物破壞或爆炸。電性質(zhì)的破壞作用：雷電引起：a.直擊雷遭受直擊雷擊時產(chǎn)生的過電壓b.感應(yīng)雷雷電對設(shè)備、線路或其它物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所引起的過電壓。c.雷電侵入波在導(dǎo)線上感應(yīng)產(chǎn)生的沖擊電壓波，它沿著導(dǎo)線以光速向兩側(cè)流動，故又稱為過電壓行波。過電壓和電流成為造成損壞電氣設(shè)備的絕緣,燒斷電線或劈裂等事故。二.防雷保護(hù)裝置1.避雷針避雷針一般采用鍍鋅圓鋼（針長1m以下時，直徑不小于12mm；針長1～2m時，直徑不小于16mm），或鍍鋅鋼管（針長1m以下時，直徑不小于20mm，針長1～2m時，直徑不小于25mm）制成。它通常安裝在電桿、構(gòu)架或建筑物上。它的下端通過引下線與接地裝置可靠連接，如圖所示。

避雷針的功能實質(zhì)是引雷作用。它能對雷電場產(chǎn)生一個附加電場（該附加電場是由于雷云對避雷針產(chǎn)生靜電感應(yīng)引起的），使雷電場畸變，從而改變雷云放電的通道。雷云經(jīng)避雷針、引下線和接地裝置，泄放到大地中去，使被保護(hù)物免受直擊雷擊。hx為被保護(hù)物高度，單位m；ha（ha=h-hx）為避雷針的有效高度，單位m；p為高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤30m時，p=1；當(dāng)30m＜h≤120m時，避雷針的保護(hù)范圍，以它能夠防護(hù)直擊雷的空間來表示。單支避雷針的保護(hù)范圍，應(yīng)按下列方法確定：三.避雷器避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過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。它一般接于各段母線與架空線的進(jìn)出口處，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。

避雷器的類型有保護(hù)間隙，管式避雷器、閥式避雷器、金屬氧化物避雷器等。圖

避雷器的連接

（1）保護(hù)間隙角形保護(hù)間隙（羊角避雷器）a)雙支持絕緣子單間隙b)單支持絕緣子單間隙c)雙支持絕緣子雙間隙s-保護(hù)間隙s1-主間隙s2-輔助間隙保護(hù)間隙的結(jié)構(gòu)保護(hù)間隙又稱角型避雷器或羊角避雷器，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，但保護(hù)性能較差，保護(hù)間隙只用于室外且負(fù)荷不重要的線路上。保護(hù)間隙工作原理這種角形保護(hù)間隙又稱羊角避雷器。其中一個電極接于線路，另一個電極接地。當(dāng)線路侵入雷電波引起過電壓時，間隙擊穿放電，將雷電流泄入大地。為了防止間隙被外物（如鳥、獸、樹枝等）短接而造成短路故障，通常在其接地引下線中還串接一個輔助間隙S2，如圖所示。這樣即使主間隙被物短接，也不致造成接地短路。ABCs2s1s1s1主間隙輔助間隙架空線路（2）管型避雷器

管型避雷器由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙三部分組成。而產(chǎn)氣管由纖維、有機(jī)玻璃或塑料組成。它是一種滅弧能力很強的保護(hù)間隙。

管型避雷器結(jié)構(gòu)示意圖1-產(chǎn)氣管2-棒形電極3-環(huán)形電極4-接地支座5-管口6-線路s1-外部間隙s2-內(nèi)部間隙管型避雷器結(jié)構(gòu)管型避雷器工作原理當(dāng)沿線侵入的雷電波幅值超過管型避雷器的擊穿電壓時，內(nèi)、外間隙同時放電，內(nèi)部間隙的放電電弧使管內(nèi)溫度迅速升高，管子內(nèi)壁的纖維質(zhì)分解出大量高壓氣體，由環(huán)形電極端面的管口5噴出，形成強烈縱吹，使電弧在電流第一次過零時就熄滅。這時外部間隙的空氣迅速恢復(fù)了正常絕緣，使管型避雷器與供電系統(tǒng)隔離。熄弧過程僅為0.01s。雷電危害方式一、接地和接地裝置

1、接地的有關(guān)概念電氣設(shè)備的某部分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基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。接地線與接地體的組合，稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，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

第二節(jié)電氣設(shè)備的接地電氣設(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，則人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差，即為接觸電壓（2）、接觸電壓和跨步電壓

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，越靠近接地故障點或跨步越大，跨步電壓越大。離接地故障點達(dá)20m時，跨步電壓為零。接地的種類

接地工作接地保護(hù)接地重復(fù)接地二、電氣設(shè)備的接地種類1.工作接地為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而必須進(jìn)行的一種接地，例如電源中性點（或經(jīng)消弧線圈）的接地、防雷裝置的接地等。各種工作接地有各自的功能！2.保護(hù)接地：為了保障人身安全，將電力設(shè)備正常情況不帶電的外殼與接地體之間作良好的金屬連接，稱為保護(hù)接地。保護(hù)接地作用的說明（在小電流接地系統(tǒng)中）TN系統(tǒng)TN－C系統(tǒng)TN－S系統(tǒng)TN－C－S系統(tǒng)整個系統(tǒng)的中性線N與保護(hù)線PE是合在一起的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相連。配電線路中性線N與保護(hù)線PE分開，電氣設(shè)備的金屬外殼接在保護(hù)線PE上。

TN-C和TN-S系統(tǒng)的綜合，電氣設(shè)備大部分采用TN-C系統(tǒng)接線，在設(shè)備有特殊要求場合局部采用專設(shè)保護(hù)線接成TN-S形式

1.TN系統(tǒng)

對低壓TN系統(tǒng)，由于其中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共PE線或PEN線，是采取保護(hù)接零，因此不存在保護(hù)接地電阻問題。

2.TT系統(tǒng)

配電系統(tǒng)的中性線N引出，但電氣設(shè)備的不帶電金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地。圖8.19TT系統(tǒng)4.重復(fù)接地

在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點或多點再次與大地作金屬性連接，稱為重復(fù)接地。重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對地電壓，減輕觸電的危險。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，否則當(dāng)采取保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時，采取保護(hù)接零的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分將帶上危險的電壓，如上圖所示。故障設(shè)備對地電壓：系統(tǒng)中性點對地電壓：第三節(jié)電氣安全與防護(hù)自學(xué)2.產(chǎn)生靜電的外因1．緊密的接觸和迅速的分離任何物體的表面都是不光滑的，所謂的接觸是多點接觸，當(dāng)接觸距離小于2.5納米時，就有電子轉(zhuǎn)移，即形成雙電層。若分離得足夠快，物體就帶電。2．附著帶電。某種極性的離子或帶電粉塵附著到與地絕緣的固體上，能使該固體帶上靜電或改變其帶電狀況。3．感應(yīng)起電。在工業(yè)生產(chǎn)中，存在帶靜電物體能使附近不相連的導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。4．極化起電。絕緣體在靜電場內(nèi)，其內(nèi)部和表面能出現(xiàn)電荷，是極化作用的結(jié)果。5.流動帶電流體與管道的摩擦6．噴出帶電。粉體、液體和氣體從截面很小的開口噴出時，這些流動的物體與噴口激烈的摩擦，同時流體分子之間又相互碰撞，會產(chǎn)生大量的靜電。7．飛沫帶電。噴在空間的液體，由于擴(kuò)散和分離，出現(xiàn)了許多小滴組成的新的液面，產(chǎn)生靜電。2008年2月18日16日晚10點半，四川溫江和寧街景陽巷37號院里傳出一聲巨響。44歲的楊云出門查看自制氫氣瓶的情況，剛走出家門，爆炸突然發(fā)生了，楊云當(dāng)場身亡。溫江安監(jiān)局工作人員分析：是楊云身上所穿腈綸衣服產(chǎn)生靜電，引燃了泄漏的氫氣導(dǎo)致慘劇發(fā)生。案例衣服靜電引爆自制氫氣陽臺上被炸壞的天花板3.靜電的危害

１）泄漏法 通過以下設(shè)施可將靜電向大地泄放。 a)地線：＜１ohm(AC),將靜電荷導(dǎo)入大地； b)防靜電地板／漆：＜109ohm(105~109),將人體或物體上靜電導(dǎo)入地線，必須接地良好； c)防靜電桌墊：＜109ohm(105~109)，將人體或物體上靜電導(dǎo)入地線，必須接地良好； d)腕帶：１x106~1x107ohm，將人體靜電引至地線； e)腳帶：１x106~1x107ohm，將人體靜電引至地線； f)防靜電鞋：105~108歐姆,將人體靜電引至防靜電地板／漆；電地板必須接地良好。g)防靜電服：1x105~1x1011ohm,含鋼絲,將人體 靜電通過腕／腳帶導(dǎo)入地線，屏人體靜電; 注意：應(yīng)接觸皮膚，洗滌時不能柔搓

泄漏法消散靜電一般只適用于導(dǎo)體，對于絕緣體上靜