《工廠供配電技術(shù)（第三版）》 課件 課題7、8　電氣安全；工廠變配電所的防雷保護(hù)

電氣安全課題七任務(wù)1觸電與防護(hù)任務(wù)2接地電阻及其測量任務(wù)1觸電與防護(hù)任務(wù)目標(biāo)◆

了解人身觸電的形式及其危害，了解觸電防護(hù)的基本方式?！?/p>

了解電工安全工具的種類及其功能，掌握高壓驗電器、高壓絕緣桿以及高壓絕緣靴（鞋）、絕緣手套的使用規(guī)范。任務(wù)引入電氣從業(yè)人員屬于特種作業(yè)人員，電氣安全將是電氣從業(yè)人員整個職業(yè)生涯甚至終生都要面對的問題，要防止觸電事故的發(fā)生，就必須掌握觸電與防護(hù)的基本知識。一、有關(guān)觸電的基本知識1.觸電觸電是指電流流過人體時對人體產(chǎn)生的生理及病理傷害，包括電擊和電傷兩種。生理傷害是指當(dāng)電流流過人體的肢體和器官時，這些肢體和器官的生理功能受到嚴(yán)重?fù)p傷甚至缺失。電擊是指電流流過人體時所造成的內(nèi)傷，多造成生理傷害。電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或機(jī)械效應(yīng)對人體外表造成的局部傷害，多造成病理傷害。相關(guān)知識2.決定人體觸電傷害程度的因素人觸電時對人體傷害的嚴(yán)重程度，與通過人體的電流的大小、電流通過的持續(xù)時間、電流通過的路徑、電流的頻率及人體的狀況等多種因素有關(guān)。通過人體的電流越大，通電時間越長，對人體的傷害程度越大。電流通過心臟、呼吸系統(tǒng)和中樞神經(jīng)等要害部位時，觸電的傷害最為嚴(yán)重。從左手到胸部以及從左手到右腳是最危險的電流途徑，從腳到腳一般危險性最小，但觸電后可能由于雙足劇烈痙攣而摔倒，導(dǎo)致電流流過全身或二次事故。人體電阻的大小對觸電后果也會產(chǎn)生一定的影響。

3.人體安全電流與安全電壓（1）安全電流。安全電流是指人體觸電后最大的擺脫電流，各國規(guī)定不同。我國一般取30mA（交流50Hz）為人體的安全電流值，但觸電時間不能超過1s。（2）安全電壓。為了防止觸電事故，由特定電源供電的電壓系列稱為安全電壓。我國規(guī)定安全電壓額定值的等級分別為42V、36V、24V、12V、6V。當(dāng)電氣設(shè)備采用了超過24V的安全電壓等級時，必須有防止直接接觸帶電體的保護(hù)措施。4.觸電形式人體觸電類型多種多樣，但最常見的主要有以下兩種形式。（1）人體直接接觸或過分靠近帶電導(dǎo)體而發(fā)生的觸電（稱為直接接觸觸電）。直接接觸觸電如圖所示。這時電流經(jīng)過人體，會給觸電者造成致命危險。其中圖b所示的兩相觸電，由于電壓較高（這時作用于人體的電壓是380V），危險性更大。直接接觸觸電a）中性點直接接地電網(wǎng)的單相觸電b）、c）兩相觸電由上可知，直接接觸觸電時，通過人體的電流較大，觸電危險性也較大，所以要盡可能地避免直接接觸觸電的發(fā)生。（2）人觸及“漏電”設(shè)備的金屬外殼或結(jié)構(gòu)而發(fā)生的觸電（稱為間接接觸觸電）。電氣設(shè)備在正常運行時，其金屬外殼或結(jié)構(gòu)是不帶電的。但當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞而發(fā)生接地故障時（俗稱“碰殼”或“漏電”），其金屬外殼或結(jié)構(gòu)便帶有一定電壓，此時人觸及就會發(fā)生觸電。如圖所示為間接接觸觸電。間接接觸觸電二、觸電防護(hù)1.防止直接接觸觸電的技術(shù)措施防止直接接觸觸電的技術(shù)措施主要有對帶電導(dǎo)體加裝絕緣防護(hù)或加裝屏護(hù)，將帶電導(dǎo)體封護(hù)或隔離起來，設(shè)置安全距離、掛安全標(biāo)志等。2.防止間接接觸觸電的技術(shù)措施防止間接接觸觸電的技術(shù)措施主要有保護(hù)接地、保護(hù)接零、裝設(shè)剩余電流動作保護(hù)裝置等。三、電工安全用具的分類1.絕緣安全用具絕緣安全用具又分為基本安全用具和輔助安全用具。（1）基本安全用具?；景踩镁叩慕^緣強度高，能長時間承受電氣設(shè)備的工作電壓，并能在該電壓等級內(nèi)產(chǎn)生過電壓時，保證作業(yè)人員的安全。（2）輔助安全用具。輔助安全用具的絕緣強度低，不能承受電氣設(shè)備的工作電壓，只能用來加強基本安全用具的保護(hù)作用，能防止接觸電壓、跨步電壓和電弧傷害。2.一般防護(hù)安全用具一般防護(hù)安全用具是指那些主要用來進(jìn)一步加強基本安全用具絕緣的用具，有攜帶型接地線、標(biāo)示牌及臨時隔離遮攔等。四、電工安全用具的正確使用1.基本安全用具及使用（1）絕緣桿。絕緣桿也稱操作棒或絕緣拉桿，主要用來操作35kV及以下電壓等級的隔離開關(guān)、跌落式熔斷器以及安裝或拆除接地線等，絕緣桿的結(jié)構(gòu)如圖所示。絕緣桿不宜太重，應(yīng)能滿足單人操作的要求。工作部分、絕緣部分、握手部分的連接應(yīng)牢固，以防在操作中脫落。絕緣桿必須放在干燥通風(fēng)的地方，并宜懸掛或垂直放在特制的木架上。使用時操作者應(yīng)配用輔助安全用具。為了保證足夠的絕緣安全距離，絕緣桿的絕緣部分長度不得小于下表所列數(shù)值。絕緣桿的結(jié)構(gòu)1—握手部分2—絕緣部分3—工作部分4—護(hù)環(huán)絕緣桿的絕緣部分長度

如圖所示為絕緣桿實物。帶電使用高壓絕緣桿進(jìn)行操作時，應(yīng)當(dāng)戴絕緣手套，穿絕緣靴（鞋），并且必須一人操作一人監(jiān)護(hù)?，F(xiàn)行規(guī)程規(guī)定：10kV絕緣桿的試驗周期為每年做一次預(yù)防性試驗，試驗合格并在有效期內(nèi)方可使用。絕緣桿實物（2）絕緣夾鉗。絕緣夾鉗主要在35kV及以下電壓等級的電氣設(shè)備上進(jìn)行拆裝熔斷器等工作時使用，如圖所示。其鉗口（工作部分）必須能保證夾緊熔斷器的熔絲管。絕緣夾鉗絕緣部分和握手部分的最小長度見下表。絕緣夾鉗1—鉗口2—絕緣部分3—護(hù)環(huán)4—握手部分絕緣夾鉗絕緣部分和握手部分的最小長度如圖所示為目前常見的絕緣夾鉗實物。帶電使用高壓絕緣夾鉗進(jìn)行操作時，應(yīng)當(dāng)戴絕緣手套，穿絕緣靴（鞋），并且必須一人操作一人監(jiān)護(hù)?，F(xiàn)行規(guī)程規(guī)定：10kV絕緣夾鉗的試驗周期為每年做一次預(yù)防性試驗，試驗合格并在有效期內(nèi)方可使用。目前常見的絕緣夾鉗實物（3）驗電器。驗電器是檢驗電氣設(shè)備是否帶電的一種安全用具，分高壓驗電器和低壓驗電器兩種。目前使用比較普遍的高壓驗電器一般為具有聲、光報警功能的感應(yīng)式驗電器。過去那種氖燈發(fā)光式驗電器已基本淘汰，主要因其指示元件為氖燈，發(fā)光亮度較低，不易判斷。如圖所示為目前使用較為普遍的感應(yīng)式驗電器。目前使用較為普遍的感應(yīng)式驗電器如圖所示為風(fēng)車式高壓驗電器前端探頭。在使用高壓驗電器時應(yīng)注意以下幾點。①使用高壓驗電器時，其額定電壓和被檢驗電氣設(shè)備的電壓等級應(yīng)相適應(yīng)。②使用高壓驗電器時，操作人員應(yīng)戴絕緣手套，手握護(hù)環(huán)以下的握手部分。③在使用高壓驗電器前，應(yīng)先在有電的地方驗證，檢查驗電器是否完好，防止因高壓驗電器損壞而造成誤判斷，引起觸電事故。風(fēng)車式高壓驗電器前端探頭④驗電時，應(yīng)漸漸靠近帶電導(dǎo)體，至高壓驗電器發(fā)光或發(fā)聲，不能直接接觸帶電導(dǎo)體。⑤高壓驗電器在使用時一般不接地，在木框架上驗電時，如不接地不能指示，可在高壓驗電器上接接地線，但必須經(jīng)值班負(fù)責(zé)人許可，并要防止接地線引起短路。⑥風(fēng)車式高壓驗電器通過帶電導(dǎo)體尖端放電產(chǎn)生的電暈風(fēng)，驅(qū)動金屬葉片旋轉(zhuǎn)來檢查設(shè)備是否帶電。設(shè)備帶電，風(fēng)車旋轉(zhuǎn)，反之風(fēng)車不旋轉(zhuǎn)。但在雨雪等環(huán)境下，禁止使用風(fēng)車式高壓驗電器。如圖所示為高壓驗電器使用樣例。高壓驗電器使用樣例a）使用前先將伸縮桿拉出，戴絕緣手套，如需接地，連好接地線b）室外驗電c）室內(nèi)驗電2.輔助安全用具及使用（1）安全帶和安全腰繩。安全帶和安全腰繩是防止墜落的安全用具，用皮革、帆布或化纖材料制成。安全帶和安全腰繩應(yīng)保持良好的機(jī)械強度，并應(yīng)定期進(jìn)行機(jī)械性能試驗。如圖所示為登高作業(yè)安全帶的使用樣例，如圖所示為桿上作業(yè)安全帶的使用樣例。登高作業(yè)安全帶的使用樣例桿上作業(yè)安全帶的使用樣例（2）絕緣手套與絕緣靴（鞋）。絕緣手套與絕緣靴（鞋）用特殊橡膠制成，兩者均為在高壓設(shè)備上操作時的輔助安全用具。如圖所示為絕緣手套、絕緣靴（鞋）。絕緣手套、絕緣靴（鞋）（3）絕緣臺和絕緣墊。絕緣臺、絕緣墊在任何情況下都只作為輔助安全用具，使工作人員在操作電氣設(shè)備時增加對地絕緣，防止觸電。絕緣臺由絕緣材料制成，分為平臺和多步臺，室內(nèi)外帶電操作時，供操作者作絕緣支持和高度支持。過去的木質(zhì)絕緣臺由于性能不穩(wěn)定已經(jīng)基本被淘汰。如圖所示為絕緣臺。絕緣臺a）兩步臺b）平臺3.一般防護(hù)安全用具及使用（1）攜帶型接地線。攜帶型接地線是線路或電氣設(shè)備停電檢修時臨時接地的安全用具，主要由連接導(dǎo)線和連接夾頭組成，如圖所示。攜帶型接地線

1—停電后的帶電體連接夾頭2—接地極連接夾頭3—連接導(dǎo)線4—握手部分5—絕緣桿使用攜帶型接地線時應(yīng)注意以下幾點。1）裝設(shè)或拆除接地線時，應(yīng)使用絕緣桿或戴絕緣手套，且必須一人操作一人監(jiān)護(hù)。2）裝設(shè)接地線時，應(yīng)驗明導(dǎo)電體確無電壓后，先裝接地端，后裝導(dǎo)電體端。拆除時順序與裝設(shè)時相反。3）帶有電容設(shè)備或電纜線路在裝設(shè)接地線時，應(yīng)先放電再裝接地線。（2）標(biāo)示牌。常用標(biāo)示牌規(guī)格及懸掛處所見下表。除標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)示牌外，還可根據(jù)現(xiàn)場需要制作一些非標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)示牌，可制成攜帶型的也可制成固定型的，其字樣和式樣最好與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)示牌一致，可因地制宜制作，一般對此不作統(tǒng)一規(guī)定。常用標(biāo)示牌規(guī)格及懸掛處所常用的幾種標(biāo)示牌如圖所示。常用的幾種標(biāo)示牌a）禁止類b）提示類c）允許類d）警告類如圖所示為實際工作中使用的電氣安全標(biāo)示牌。實際工作中使用的電氣安全標(biāo)示牌（3）臨時隔離遮欄。配合線路停電，實施電工作業(yè)的四項技術(shù)措施為停電、驗電、裝設(shè)接地線，最后一項就是設(shè)置臨時隔離遮欄。其作用是在實施各種電工作業(yè)時，用它將工作區(qū)與其他帶電設(shè)備以及非工作區(qū)隔開，防止作業(yè)人員和其他人員誤走間隔，或誤闖入工作區(qū)而意外觸電。如圖所示為伸縮式隔離遮欄。伸縮式隔離遮欄任務(wù)2接地電阻及其測量任務(wù)目標(biāo)◆

掌握接地電阻測量的基本技能。任務(wù)引入由觸電與防護(hù)等任務(wù)已知，保護(hù)接地與保護(hù)接零是間接接觸觸電防護(hù)的技術(shù)措施，但要使得這種防護(hù)措施有效，其接地、接零系統(tǒng)的接地電阻必須合乎要求。一、接地裝置1.接地裝置的組成接地裝置由接地體和接地線組成。（1）接地體。接地體是埋入大地中并直接與大地土壤接觸的金屬導(dǎo)體。接地體可分為自然接地體和人工接地體，自然接地體是指利用埋入地下的管道、建筑物的金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件等金屬構(gòu)件兼作接地裝置。相關(guān)知識（2）接地線。接地線是指將電氣設(shè)備需要接地的部分與接地體相連的金屬導(dǎo)線，包括接地干線和接地支線兩部分。應(yīng)盡可能利用金屬構(gòu)件作為自然接地線，用作自然接地線的有金屬管道、起重機(jī)軌道、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)（如鋼梁、鋼柱）等。2.對接地電阻的要求

對接地裝置接地電阻的要求，是由電氣設(shè)備或電網(wǎng)的電壓等級、中性點的運行方式、接地短路電流的大小及接地用途等因素決定的。各種接地裝置的接地電阻要求見下表。各種接地裝置的接地電阻要求二、接地電阻的測量接地裝置投入使用前和使用中都需要測量接地電阻的實際值，以判斷其是否符合要求。目前常用的測量方法主要有電流-電壓表法和接地電阻測量儀測量法兩種。電流-電壓表法需配備隔離變壓器，使用不便。而接地電阻測量儀（俗稱接地?fù)u表）自身能產(chǎn)生交變的接地電流，無須外加電源，且電流極和電壓極也是配套好的，再加上接地電阻測量儀操作簡單，攜帶方便，而且抗干擾性能好，工程上已被廣泛采用。接地電阻測量儀的外形及附件a）外形b）附件1—長5m導(dǎo)線2—長20m導(dǎo)線3—長40m導(dǎo)線4—電位探測針（試探極或電壓極）5—電流探測針（輔助電極或電流極）接地電阻測量儀的外形及附件如圖所示，接地電阻測量儀的測量接線如下圖所示。接地電阻測量儀的測量接線測量時，先將測量儀放到水平位置，檢查檢流計的指針是否指在中心線上，如不在中心線上，應(yīng)調(diào)整到中心線上；然后將測量儀的“倍率標(biāo)度”置于合適倍數(shù)，一般有0.1、1、10三個倍數(shù)。慢慢轉(zhuǎn)動搖柄，同時旋轉(zhuǎn)“測量標(biāo)度盤”，使檢流計指針平衡，即指針慢慢向中心位置偏轉(zhuǎn)；當(dāng)指針接近中心線時，加快搖柄的轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到120r/min，再調(diào)整“測量標(biāo)度盤”，使指針指于中心線上；用“測量標(biāo)度盤”的讀數(shù)乘以“倍率標(biāo)度”的倍數(shù)，即為所測的接地電阻。要求測三次取平均值。測量小于1Ω接地電阻時的接線在使用小量程接地電阻測量儀測量小于1Ω的接地電阻時，應(yīng)將四端子中的C2與P2間的連接片打開，且分別用導(dǎo)線連接到被測接地體上，如圖所示。這樣，可以消除測量時連接導(dǎo)線電阻和接觸電阻引起的誤差影響。測量極的布置a）直線布置b）三角形布置

使用接地電阻測量儀時，測量極與被測接地體間的距離及布置對測量誤差影響很大。測量極的布置有直線和三角形兩種，如圖所示。近年來，數(shù)字式接地電阻表逐漸得到了廣泛應(yīng)用，由于數(shù)字式接地電阻表檢測信號的方式有了根本變化，所以，其測量的便利性和準(zhǔn)確性均有了一定程度的提高。傳統(tǒng)接地電阻測量儀使用的是傳統(tǒng)電磁式檢流計，由于其靈敏度較低，測量的電壓比較高，所以均采用手搖發(fā)電機(jī)作為測量電源，也是由于這個原因，測量極之間的距離就要求比較遠(yuǎn)，有時會使得測量無法實施。如圖所示為某品牌數(shù)字式接地電阻表的結(jié)構(gòu)。某品牌數(shù)字式接地電阻表的結(jié)構(gòu)接地電阻的測量，除在工程交接時進(jìn)行外，一般每1~3年測量一次。對于變電所和電氣設(shè)備的接地裝置，應(yīng)每年進(jìn)行一次測試。接地裝置凡重新裝設(shè)或經(jīng)整理檢修后，也要進(jìn)行接地電阻測量。必須指出，測量接地電阻應(yīng)在土壤導(dǎo)電率最低時進(jìn)行，一般選擇在每年三四月。應(yīng)避免在雨后立即測量接地電阻。對接地裝置外露部分的檢查，應(yīng)每年至少進(jìn)行一次。工廠變配電所的防雷保護(hù)課題八任務(wù)1防雷設(shè)備及防雷措施任務(wù)2室內(nèi)低壓配電線路的過電壓防護(hù)任務(wù)1防雷設(shè)備及防雷措施任務(wù)目標(biāo)◆

了解雷電的形成及危害?！?/p>

了解各種防雷設(shè)備以及工廠變配電所的防雷措施。任務(wù)引入在電力系統(tǒng)各種事故中，相當(dāng)一部分是設(shè)備遭受雷擊引起的。設(shè)備遭受嚴(yán)重雷擊，將造成工廠停電，威脅用電安全，影響生產(chǎn)，因此工廠變配電所的防雷保護(hù)很重要。如圖所示為落雷擊中電力設(shè)施的情景。落雷擊中電力設(shè)施的情景一、雷電的形成及危害1.雷電的形成雷電是雷云與大地間或帶異號電荷的雷云間的放電現(xiàn)象。雷雨季節(jié)里，在太陽的照射下，地面水分部分蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽在高空中遇到冷空氣凝結(jié)成水滴，許多的水滴在空中聚集形成積云。云中的水滴受強烈的氣流吹襲，會分裂成為一些小水滴和較大些的水滴。水滴受上升氣流的摩擦而帶上不同電荷，當(dāng)這些帶有正電荷和負(fù)電荷的雷云聚積到一定程度時，正雷云對負(fù)雷云，或雷云對大地產(chǎn)生強烈的放電現(xiàn)象，并伴隨產(chǎn)生強烈的閃光和轟鳴，從而出現(xiàn)雷電現(xiàn)象。如圖所示為不同的雷電現(xiàn)象。相關(guān)知識不同的雷電現(xiàn)象2.雷電的危害雷電的電流幅值可達(dá)數(shù)百千安，其電壓幅值可達(dá)幾千伏到上萬千伏甚至更高，造成所謂的“過電壓”。雷電的危害主要通過直擊雷和感應(yīng)雷兩種形式實現(xiàn)。（1）直擊雷。它是指雷電直接對地面建筑物或設(shè)備放電，強大的雷電流將通過這些物體放電入地，一剎那產(chǎn)生大量的熱，使物體燒壞。另外，雷電流通過這些物體產(chǎn)生較高的電壓，同時，由于雷電放電極快，通過這些物體的電流變化劇烈，形成變化率很大的磁場，這些物體與大地間感應(yīng)出電壓。直擊雷的危害如圖所示。直擊雷的危害（2）感應(yīng)雷。雷電對設(shè)備附近的物體或大地放電，會在設(shè)備上產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓，簡稱感應(yīng)雷。感應(yīng)雷過電壓可高達(dá)幾萬伏至幾十萬伏，它常會使絕緣較低的電氣設(shè)備發(fā)生閃絡(luò)事故。如圖所示為架空線路上的感應(yīng)雷過電壓。架空線路上的感應(yīng)雷過電壓a）雷云在線路上方時，線路上感應(yīng)產(chǎn)生束縛電荷b）雷云放電后，自由電荷在線路上形成過電壓波1—雷云2—放電通道3—架空線路除了上述兩種形式，另外還有一種是雷電波侵入，是指雷電過電壓波沿線路侵入變配電所，導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣擊穿或燒毀。據(jù)統(tǒng)計，城市的雷害事故，有50%~70%為雷電波侵入引起的，因此對其的防護(hù)應(yīng)給予足夠重視。二、防雷設(shè)備1.避雷針裝設(shè)避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶是保護(hù)電氣設(shè)備防止直擊雷過電壓的有效措施。這些防雷設(shè)備都由接閃器、接地引下線和接地裝置三個部分構(gòu)成，所不同的只是接閃器的形狀，分為針、線、網(wǎng)、帶幾種。避雷針適用于保護(hù)集中的物體；避雷線適用于保護(hù)狹長的物體；避雷網(wǎng)和避雷帶主要適用于建筑物的防雷，一般沿屋頂周圍裝設(shè)。由于它們的保護(hù)原理相同，現(xiàn)以避雷針為例說明其結(jié)構(gòu)及保護(hù)原理。（1）避雷針的保護(hù)原理及結(jié)構(gòu)避雷針的功能實質(zhì)上就是引雷，其接閃器比被保護(hù)對象高出許多，將原來可能向被保護(hù)對象的直擊放電引到避雷針自身上，然后經(jīng)接地引下線和接地裝置，將雷電流瀉放到大地中去，使被保護(hù)對象免受雷擊，如圖所示。避雷針a）避雷針的保護(hù)原理示意圖b）針式避雷針的外形（2）避雷針的保護(hù)范圍所謂保護(hù)范圍，一般是指在此空間范圍內(nèi)，被保護(hù)物遭受雷擊的概率僅為0.1%左右。保護(hù)范圍和避雷針的高度有關(guān)，根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)

《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057—2010），避雷針的保護(hù)范圍采用IEC推薦的

“滾球法”來確定。所謂“滾球法”，就是假定有一個半徑為hr的球體，其高端接觸避雷針，其下端接觸大地。如此時球的邊沿沒有觸及需要保護(hù)的對象，則該對象就在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。如圖所示為單只避雷針的保護(hù)范圍。單只避雷針的保護(hù)范圍2.避雷器當(dāng)架空線路或管道遭到雷擊時，如果雷電荷不能就地導(dǎo)入大地中，高電壓將以波的形式沿線路或管道傳到與之相連的設(shè)備上，危及設(shè)備和人身安全。避雷針（線）等只能對直擊雷起防護(hù)作用，而對于雷電波侵入的限制，就要靠安裝避雷器了。避雷器裝設(shè)在被保護(hù)設(shè)備的引入端，如圖所示。避雷器的裝設(shè)位置避雷器主要有管型避雷器、閥型避雷器、保護(hù)間隙（或稱為角型避雷器）及氧化鋅避雷器等類型。（1）保護(hù)間隙保護(hù)間隙是一種最簡單的避雷器，保護(hù)間隙與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)于線路上，其結(jié)構(gòu)如圖所示。電極做成角形是為了使工頻電弧在自身電動力和熱氣流作用下易于上升被拉長而自行熄滅。當(dāng)雷電波侵入時，間隙先擊穿，線路接地，避免被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高，從而保護(hù)設(shè)備。為了防止主間隙被外物短接，通常在其接地引下線中串聯(lián)一個輔助間隙。保護(hù)間隙a）保護(hù)間隙的結(jié)構(gòu)b）10kV電力線路保護(hù)間隙應(yīng)用樣例1—角形電極2—主間隙3—輔助間隙保護(hù)間隙結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，但是滅孤能力低，易造成斷路器跳閘，這是其主要缺點，因此常與自動重合閘裝置配合，以提高供電的可靠性。如上圖b所示為10kV電力線路保護(hù)間隙應(yīng)用樣例，當(dāng)雷電過電壓波侵入時，保護(hù)間隙擊穿放電，防止線路過電壓。（3）氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器是電力系統(tǒng)過電壓保護(hù)的新型產(chǎn)物，20世紀(jì)70年代末在我國開始應(yīng)用。由于其優(yōu)越的保護(hù)性能，有逐步取代其他類型避雷器的趨勢。其優(yōu)越性能取決于它的無間隙結(jié)構(gòu)和氧化鋅壓敏電阻良好的非線性，在正常工作電壓時流過避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布墸?；當(dāng)過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，起到保護(hù)線路和設(shè)備的作用。如圖所示為各種氧化鋅避雷器的外形。各種氧化鋅避雷器的外形（3）氧化鋅避雷器的試驗規(guī)定避雷器要安全有效地完成防范雷電過電壓的侵害，運行前或到周期后必須進(jìn)行安全試驗，合格后方可運行。氧化鋅避雷器不用每年試驗，一般10kV電壓等級的避雷器，裝之前試驗合格就可以在室外的電線桿上運行五年不用試驗，到周期后重新購置，試驗合格后安裝運行，又可以運行五年。三、變配電所的防雷措施1.裝設(shè)避雷針或避雷線為了防止變配電所的電氣設(shè)備和建筑遭受直接雷擊，需要安裝避雷針或避雷線，并要求被保護(hù)物體處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。2.裝設(shè)氧化鋅避雷器避雷器應(yīng)盡量靠近變壓器安裝，其接地線應(yīng)與變壓器低壓側(cè)接地中性點及金屬外殼連在一起接地。我國60kV及以下電網(wǎng)中的變壓器中性點不直接接地，另外出于繼電保護(hù)的要求，中性點直接接地系統(tǒng)中的部分變壓器中性點也是不接地的。對這類變壓器應(yīng)采用避雷器保護(hù)，限制中性點過電壓。如圖所示為10kV變配電所對雷電波侵入的防護(hù)。10kV變配電所對雷電波侵入的防護(hù)3.進(jìn)線段保護(hù)未沿全線架設(shè)避雷線的35~110kV架空線路，應(yīng)在距目標(biāo)變配電所1~2km進(jìn)線段架設(shè)避雷線，并同氧化鋅避雷器及桿上保護(hù)間隙一起構(gòu)成變配電所的進(jìn)線段保護(hù)，如圖所示。35~110kV變配電所的進(jìn)線段保護(hù)四、高壓電動機(jī)的防雷措施高壓電動機(jī)的耐壓水平較低，因此對雷電波侵入的防護(hù)，一般采用磁吹閥式避雷器或金屬氧化物避雷器。對定子繞組中性點能引出的高壓電動機(jī)，在中性點處裝設(shè)金屬氧化物避雷器。對定子繞組中性點不能引出的高壓電動機(jī)，可以采用如圖所示接線。高壓電動機(jī)的防雷保護(hù)接線任務(wù)2室內(nèi)低壓配電線路的過電壓防護(hù)任務(wù)目標(biāo)◆

熟悉浪涌保護(hù)器的基本性能。◆

掌握室內(nèi)低壓配電線路的過電壓防護(hù)。任務(wù)引入由于雷電及其他過電壓可能會造成低壓配電線路的嚴(yán)重?fù)p壞，威脅到用電安全，所以近年來對一些重要的線路和用戶，如計算機(jī)機(jī)房、重要的通信樞紐、各類學(xué)校的學(xué)生公寓等用電地點，應(yīng)當(dāng)采用浪涌保護(hù)器進(jìn)行雷電及其他過電壓防護(hù)，以保護(hù)線路、設(shè)備及人員的安全。一、浪涌保護(hù)器的分類1.按工作原理分類按工作原理分類，SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型三種。（1）電壓開關(guān)型SPD。其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時，為高阻抗?fàn)顟B(tài)，但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過。用作此類裝置的器件有放電間隙、充氣放電管、閘流晶體管等。相關(guān)知識（2）限壓型SPD。其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時，為高阻抗?fàn)顟B(tài)，但隨浪涌電流和電壓的增加，其阻抗會不斷減小，其電流、電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有氧化鋅壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。（3）組合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或者兩者兼有的特性，這取決于所加電壓的特性。2.按用途分類（1）電源線路SPD的作用是向供配電線路及用電設(shè)備提供安全電源。電源線路SPD適用于配電室、配電柜、開關(guān)柜、交直流配電屏，建筑物內(nèi)有室外輸入的配電箱、建筑物層配電箱，以及低壓（AC220/380V）工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)等系統(tǒng)的電源保護(hù)。（2）信號線路SPD適用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的雷擊和雷電電磁脈沖造成的感應(yīng)過電壓保護(hù)。二、浪涌保護(hù)器的基本參數(shù)（1）10/350μs波是模擬直擊雷的波形，波形能量大；8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。10/350μs和8/20μs代表了不同的雷電流波形，10μs和8μs指的是波頭時間為10μs和8μs，350μs和20μs指的是半值時間為350μs和20μs。如圖所示為模擬雷電波。模擬雷電波（2）標(biāo)稱放電電流

In

。標(biāo)稱放電電流是指流過SPD8/20μs電流波的峰值電流。（3）最大放電電流

Imax

。最大放電電流又稱為最大通流容量，指使用8/20μs電流波沖擊SPD一次能承受的最大放電電流。（4）最大持續(xù)耐壓

Uc

。最大持續(xù)耐壓指可連續(xù)施加在SPD上的最大交流電壓有效值或直流電壓。（5）殘壓

Ur

。殘壓指在標(biāo)稱放電電流

In

下的殘壓值。（6）保護(hù)電壓

Up

。保護(hù)電壓是表征SPD限制接線端子間的電壓特性參數(shù)，其值可從優(yōu)選值的列表中選取，應(yīng)大于限制電壓的最高值。（7） 是10/350μs電流波，限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。三、浪涌保護(hù)器的基本元器件1.放電間隙（又稱保護(hù)間隙）它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L或零線N相連，另一根金屬棒與接地線PE相連，當(dāng)瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。2.充氣放電管它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的。充氣放電管的技術(shù)參數(shù)主要有直流放電電壓

Udc，一般情況下沖擊放電電壓

Up≈（2~3）Udc，工頻耐受電流

In，沖擊耐受電流

Ip，絕緣電阻

R（>109Ω），極間電容

C（1~5pF）。充氣放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓

Udc

分別如下。在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0

為線路正常工作的直流電壓）；在交流條件下使用：Udc≥1.44Un（Un

為線路正常工作的交流電壓有效值）。3.壓敏電阻它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后，壓敏電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點是非線性特性好，通流容量大，常態(tài)泄漏電流小，殘壓低，對瞬時過電壓響應(yīng)時間短，無續(xù)流。壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有壓敏電壓（即閾值電壓）UN，參考電壓

Ulma，殘壓

Ures，殘壓比

K（K=Ures/UN），最大通流容量

Imax，泄漏電流，響應(yīng)時間。如圖所示為浪涌保護(hù)器應(yīng)用實物接線。浪涌保護(hù)器應(yīng)用實物接線如圖所示為不同保護(hù)方式下浪涌保護(hù)器配置。不同保護(hù)方式下浪涌保護(hù)器配置a）對地保護(hù)模式b）N-PE保護(hù)模式1

c）N-PE保護(hù)模式2四、浪涌保護(hù)器的分級防護(hù)1.雷電防護(hù)區(qū)域的定義（1）直擊雷非防護(hù)區(qū)（LPZ0A）。電磁場沒有衰減，各類物體都可能遭到直接雷擊，屬完全暴露的不設(shè)防區(qū)。（2）直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ0B）。電磁場沒有衰減，各類物體很少遭受直接雷擊，屬充分暴露的直擊雷防護(hù)區(qū)。（3）第一防護(hù)區(qū)（LPZ1）。由于建筑物的屏蔽措施，流經(jīng)各類導(dǎo)體的雷電流比直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ0B）小，電磁場得到初步衰減，各類物體不可能遭受直接雷擊。（4）第二防護(hù)區(qū)（LPZ2）。進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的雷電流或電磁場而引入的后續(xù)防護(hù)區(qū)。（5）后續(xù)防護(hù)區(qū)（LPZn）。需要進(jìn)一步減小雷電電磁脈沖，以保護(hù)第三度水平高的設(shè)備的后續(xù)防護(hù)區(qū)。2.第一級防護(hù)目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進(jìn)入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬伏至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到2500~3000V。入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為第一級防護(hù)時，應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器，其雷電通流容量應(yīng)不低于60kA。該級電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源防雷器。3.第二級防護(hù)目的是進(jìn)一步將通過第一級電源防雷器的殘余浪涌電壓限制到1500~