第8章防雷与接地.ppt

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1、第8章防雷与接地,第8章 防雷和接地,电力系统自身的安全 电流力效应、热效应（各种短路） 电压绝缘破坏（过电压：操作过电压、大气过电压） 使用者的安全 设备,第8章防雷与接地,8.1 雷与防雷设备,一、大气电场,第8章防雷与接地,第8章防雷与接地,二、雷电的形成,第8章防雷与接地,第8章防雷与接地,雷电的波形,第8章防雷与接地,三、雷电的危害形式 直击雷 感应雷：静电感应；电磁感应 侵入波,第8章防雷与接地,雷电的机械效应产生的电动力,强大的雷电流产生的热量,雷电的电磁效应产生过电压,雷电的闪络放电,第8章防雷与接地,四、雷电活动情况及直击雷规律 （1）雷暴日、雷暴小时 少雷区、多雷区、强雷区

2、 （2）雷电活动规律和我国雷电活动情况 赤道多于两极、陆地多于海洋、山区多于平原、低纬度高于高纬度,第8章防雷与接地,第8章防雷与接地,第8章防雷与接地,（3）直击雷的规律,建筑物的位置 建筑物的结构 建筑物的性质,第8章防雷与接地,五、防雷方法 （1）接闪 （2）接地 （3）分流 （4）均压连接 （5）屏蔽 （6）躲避,第8章防雷与接地,六、防雷设备 大电流避雷针（避雷线、避雷带、避雷网） 过电压避雷器,第8章防雷与接地,两类设备的工作原理： 1、吸引雷，并将雷电流引入大地，从而保护附近的电力设备和建筑物免受直击雷危害 构成：接闪器引下线接地极,2、避雷器与被保护设备并联，过电压将避雷器击穿

3、对地放电，从而保护了设备的绝缘,第8章防雷与接地, 避雷针 采用“滚球法”来确定保护范围。,各类防雷建筑物的滚球半径和避雷网格尺寸,第8章防雷与接地,单支避雷针的保护范围,第8章防雷与接地,当避雷针高度hhr时，在避雷针上取高度hr的一点代替避雷针的针尖作为圆心。余下作法与避雷针高度hhr相同。,第8章防雷与接地,例1某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高2m的避雷针，锅炉房（属第三类防雷建筑物）尺寸如图，试问此避雷针能否保护锅炉房。 解:查表得滚球半径hr=60m，而避雷针顶端高度h=40+2=42m，hx=8m，根据公式得避雷针保护半径为：,第8章防雷与接地,现锅炉房在hx=8m 高度上

4、最远屋角距离避雷针的水平距离为：,由此可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。,第8章防雷与接地, 两支避雷针的保护范围,各按单支避雷针保护范围计算,保护范围外侧同单支避雷针一样计算,在地面每侧的最小保护宽度b0 为,轴线上的保护高度hx 为,第8章防雷与接地,（2）避雷线 单根避雷线的保护范围为： 当避雷线高度h2hr时，无保护范围。,当hrh2hr时，保护范围最高点的高度 h0=2hr-h,第8章防雷与接地,注意：确定架空避雷线的高度时，应考虑弧垂。在无法确定弧垂的情况下，等高支柱间的档距小于120m时，其避雷线中点的弧垂宜选用2m；档距为120150m时宜选用3m。,第8章防雷与接地,2避雷器

5、,管式避雷器,阀式避雷器 分为碳化硅阀式避雷器和金属氧化物避雷器,第8章防雷与接地,（1）保护间隙 灭弧能力较小，只适用于无重要负荷的线路上。,第8章防雷与接地,（2）阀型避雷器 阀型避雷器由火花间隙和阀片组成,1、上接线端 2、火花间隙 3、云母片垫圈 4、瓷套管 5、阀片 6、下接线端,第8章防雷与接地,（3）氧化锌避雷器,第8章防雷与接地,8.2 防雷保护,一、 架空线路的防雷保护,架设避雷线。这是线路防雷的最有效措施，但成本很高，只有66kV及以上线路才沿全线装设。 提高线路本身的绝缘水平。 利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线。 加强对绝缘薄弱点的保护。 采用自动重合闸装置。 绝缘子铁

6、脚接地。,第8章防雷与接地,二、 变配电所的防雷保护 1、 防直击雷 独立避雷针与被保护物之间应保持一定的空间距离So 独立避雷针应装设独立的接地装置，其接地体与被保护物的接地体之间也应保持一定的地中距离SE 独立避雷针及其接地装置不应设在人员经常出入的地方。,第8章防雷与接地,2、进线防雷保护 35KV电力线路在变电所进线12km段内装设避雷线防止直接雷击，避雷线两端处装设管形避雷器。,F1、F2管形避雷器；F3阀形管形避雷器,310KV配电线路可在进线终端装设FZ或FS型阀形避雷器，以保护线路断路器和隔离开关。,第8章防雷与接地,3、 配电装置防雷保护,T电力变压器 F阀形避雷器,第8章防

7、雷与接地,三、 高压电动机的防雷保护 对雷电侵入波的防护，FCD型磁吹阀型避雷器或采用具有串联间隙的金属氧化物避雷器，并尽可能靠近电动机安装。 对于定子绕组中性点能引出的高压电动机，就在中性点装设避雷器。,第8章防雷与接地,四、建筑物的防雷保护 （1）建筑物防雷分类及防雷要求 第一类防雷建筑。应有防直接雷、感应雷和雷电侵入波措施。 第二类防雷建筑。应有防直接雷和雷电侵入波措施，有爆炸危险的也应有防感应雷措施。 第三类建筑物。应有防直接雷和雷电侵入波措施,第8章防雷与接地,（2）重点部位的防雷措施,第8章防雷与接地,雷电类型,第8章防雷与接地,8.3 电气安全保护,电气装置为达到安全和功能的目的

8、，采用接地系统与大地做电气连接，称为接大地 电气装置与某一基准电位点做电气连接，成为基准接地,一、接地,第8章防雷与接地,（1）功能性接地 工作接地 （2）保护性接地 保护接地，过电压接地，防静电接地 （3）功能性与保护性合一的接地 屏蔽接地,1、接地类型,第8章防雷与接地,2、低压配电系统接地型式,（1）TN系统,电源有一点直接接地，用电设备的外露导电部分通过保护线（PE线或PEN线）与该接地点连接,第8章防雷与接地,TN系统,第8章防雷与接地,（2）TT系统,电源有一点直接接地，用电设备的外露导电部分接至电气上与电源接地点无关的接地极系统。,第8章防雷与接地,（3）IT系统,电源与地绝缘或

9、通过阻抗连接，用电设备的外露导电部分则接地的系统,第8章防雷与接地,（1）接地和接地装置,1、接地体；2、接地干线；3、接地支线；4、设备,3、接地装置,自然接地体、人工接地体,第8章防雷与接地,（2）接地电流和对地电压,接地电流：接地故障时流经接地装置流入大地并作半球形散开的电流。,对地电压：电气设备接地部分与零电位的“大地”之间的电位差。,第8章防雷与接地,（3）重复接地 将零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接，称重复接地。,第8章防雷与接地,4、接地电阻,（1）接地电阻的要求,第8章防雷与接地,（2） 接地电阻的计算 工频接地电阻工频接地电流流经接地装置所呈现的接地电阻，称工频接

10、地电阻。 冲击接地电阻雷电流经接地装置泄放入地时所呈现的接地电阻，称冲击接地电阻。,第8章防雷与接地,接地电阻的计算 (略),第8章防雷与接地,（3）接地电阻的测量 接地电阻测量仪，俗称接地摇表,具体测量步骤如下： A、拆开接地干线与接地体的连接点。 B、将两支测量接地棒分别插入离接地体20m与40m远的地中，深度约400mm。 C、E接被测接地体；P接20米远处的接地棒；C接40米远处的接地棒。 D、以大约120r/min的转速摇动手柄，边摇动手柄边调节细调拔盘，直至表针居中稳定后为止 E、读数,第8章防雷与接地,高阻区降低接地电阻的措施,（1）换土 （2）利用接地电阻阻抗剂 （3）深埋接地

11、极 （4）深井接地,第8章防雷与接地,加装均压带的环路式接地网,变配电所和车间的接地装置,第8章防雷与接地,二、等电位联接 1、总等电位连接 2、局部等电位连接,MEB总等电位连接；LEB局部等电位连接,第8章防雷与接地,3、等电位连接导线的选择 总等电位连接主母线的截面规定不应小于装置中最大PE线截面的一半，但不小于6mm2。采用铜导线，其截面可不超过25mm2。 连接两个外露可导电部分的局部等电位线，其截面不应小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面。 连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局部等电位连接线，其截面不应小于相应PE线截面的一半。,第8章防雷与接地,8.4 用电安全

12、,一、触电及防护 1、电流对人体的伤害,“电击”是电流通过人体内部，破坏人的心脏、神经系统、肺部的正常工作造成的伤害。 心室纤维性颤动（心室纤颤） “电伤”是电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的局部伤害，包括电弧烧伤、烫伤、电烙印、皮肤金属化、电气机械性伤害等。,第8章防雷与接地,2、触电方式,（1） 单相触电,第8章防雷与接地,（2）两相触电（相间触电）,第8章防雷与接地,（3）跨步电压触电,第8章防雷与接地,（4）接触电压触电,第8章防雷与接地,3、人体通过电流能力 电流对人体的危害程度与触电时间、电流的大小和性质以及电流在人体中的路径有关。此外，还与人的体重、健康状况有关。,第8

13、章防雷与接地,第8章防雷与接地,人体的安全电压 正常情况下 50V 潮湿环境下 25V 水下 12V 行业规定 36V,第8章防雷与接地,4、 触电防护,直接触电防护 直接接触电是指人体与正常工作中的裸露带电部分直接接触而遭受的电击。 间接触电防护 因绝缘损坏，致使原来不带电压的电气装置外露导电部分或装置外导电部分将呈现故障电压。人体与之接触而招致的电击称之为间接接触电击。,第8章防雷与接地,（1）将裸露带电部分包以适合的绝缘。 （2）设置遮栏或外护物以防止人体与裸露带电部分接触。 （3）设置阻挡物以防止人体无意识地触及裸露带电部分（针对专业人员）。 （4）将裸露带电部分置于人的伸臂范围(1.

14、25米)以外。 （5）装设漏电保护器作为后备保护，其额定动作电流不应超过30mA。,直接触电防护措施,第8章防雷与接地,（1）0类设备 具有可导电的外壳，只有一层基本绝缘，且无PE线连接端子（例如不接PE线的金属外壳台灯）。 （2）类设备 和0类设备相同，但配置有连接PE线的端子。在工程设计中对此类设备需用PE线与它作接地连接，并在电源线路装设保护电器，使其在规定时间内切断故障电路。 （3）类设备 双重绝缘或设置相当于双重绝缘的加强绝缘 （4）类设备 50V以下的安全电压,间接触电防护措施,第8章防雷与接地,二、电气防火和防爆 1、爆炸性气体环境危险区域的划分 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。 1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。 2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。 2、防爆电器设备分为二类 类：煤矿井下用电气设备 类：除矿井以外的场合使用的电气设备,第8章防雷与接地,3、类电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物最大试验安全间隙或最小点燃电流比，分为A，B，C 三类；并按其最高表面温度分为T1-T6六组。,