供配電技術(shù)第3版第九章.ppt

1、第九章 電氣安全、防雷和接地,內(nèi)容： 供配電系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)行，首先必須 要保證其安全性，防雷和接地是電氣安全的主 要措施。掌握電氣安全、防雷和接地的知識和 理論非常重要。 重點(diǎn)：防雷設(shè)備和防雷保護(hù)、接地和接地裝置,9.1 電氣安全 9.2 過電壓和防雷 9.3 接地 小結(jié) 思考題與習(xí)題,9.1電氣安全,9.1.1 電氣安全的含義和重要性 電氣安全包括人身安全和設(shè)備安全。 9.1.2 電氣安全措施 1.建立完整的安全管理機(jī)構(gòu)； 2.健全各項(xiàng)安全規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行； 3.嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)及安裝規(guī)范； 4.加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗(yàn)工作； 5.按規(guī)定正確使用電氣安全工具； 6.采用安全電壓和符合安全要求的電器；

2、 7.普及安全用電知識等。,9.1.3 電氣防火和防爆,1.防火防爆的措施 （1）.選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備及保護(hù)裝置。 （2）.保持必要的防火間距及良好的通風(fēng)。 2.電氣火災(zāi)的處理 （1）.電氣失火后應(yīng)首先切斷電源。 （2）.選擇適當(dāng)?shù)臏缁鹌鳌?9.1.4 觸電及防護(hù),1.觸電的概念及其危害 人體也是導(dǎo)體，當(dāng)人體某部位接觸一定電位時(shí)，就有電流流過人體，這就是觸電。觸電分直接觸電和間接觸電兩類。直接觸電是指人體與帶電導(dǎo)體接觸的觸電。間接觸電是指人體與故障狀況下變?yōu)閹щ姷脑O(shè)備外露可接近導(dǎo)體（如金屬外殼、框架等）接觸的觸電。 觸電事故可分為“電擊”與“電傷”兩類。電擊是指電流通過人體內(nèi)部， 破壞人的心臟

3、、呼吸與神經(jīng)系統(tǒng)；電傷是指由電流的各種效應(yīng)對人體造成的傷害。 安全電流是指人體觸電后最大的擺脫電流。我國規(guī)定為30mA（50Hz交流），觸電時(shí)間按不超過1s計(jì)，即30mAs。 2.觸電的防護(hù) (1)直接觸電防護(hù) 將帶電導(dǎo)體絕緣。帶電導(dǎo)體應(yīng)全部用絕緣層覆蓋，其絕緣層應(yīng)能長期承受在運(yùn)行中遇到的機(jī)械、化學(xué)、電氣及熱的各種不利影響； 采用遮欄或外護(hù)物。設(shè)置防止人、畜意外觸及帶電導(dǎo)體的防護(hù)設(shè)施；在可能觸及帶電導(dǎo)體的開孔處，設(shè)置“禁止觸及”的標(biāo)志； 采用阻擋物。當(dāng)裸帶電導(dǎo)體采用遮欄或外護(hù)物防護(hù)有困難時(shí)，在電氣專用房間或區(qū)域宜采用欄桿或網(wǎng)狀屏障等阻擋物防護(hù)； 將人可能無意識同時(shí)觸及的不同電位的可導(dǎo)電部分置于

4、伸臂范圍之外。,(2)間接觸電防護(hù),將故障狀況下變?yōu)閹щ姷脑O(shè)備外露可接近導(dǎo)體接地或接零； 設(shè)置等電位聯(lián)接。建筑物內(nèi)的總等電位聯(lián)接和局部等電位聯(lián)接應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定； 裝設(shè)剩余電流保護(hù)電器（俗稱漏電保護(hù)器或漏電開關(guān)），故障時(shí)自動切斷電源； 采用特低電壓（ELV）供電。特低電壓是指相間電壓或相對地電壓不超過交流方均根值50V的電壓。亦可采用SELV（安全特低電壓）系統(tǒng)和PELV（保護(hù)特低電壓）系統(tǒng)供電。,9.1.5 觸電急救,觸電急救要做到搶救迅速，救護(hù)得法。 具體要遵循： 迅速脫離電源、就地進(jìn)行搶救、姿勢正確、 堅(jiān)持不懈的原則。,9.2過電壓和防雷,9.2.1 過電壓及雷電概述 1.過電壓的種類 過

5、電壓指在電氣設(shè)備或線路上出現(xiàn)的超過正常工作要求并對其絕 緣構(gòu)成威脅的電壓。 過電壓按產(chǎn)生原因可分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓。 (1) 內(nèi)部過電壓 內(nèi)部過電壓是由于電力系統(tǒng)正常操作、事故切換、發(fā)生故障或負(fù)荷驟變 時(shí)引起的過電壓， 可分 為操作過電壓、弧光接地過電壓及諧振過電壓。 內(nèi)部過電壓一般不超過系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)額定相電壓的34倍。 (2)雷電過電壓 雷電過電壓亦稱外部過電壓或大氣過電壓，是由于電力系統(tǒng)中的設(shè)備或建 筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。 2.雷電的形成,3雷電過電壓的種類,雷電可分為直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵入3大類。 (1）直擊雷過電壓當(dāng)雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路或建

6、筑物時(shí)，強(qiáng)大的雷電流通過其流入大地，在被擊物上產(chǎn)生較高的電位降，稱直擊雷過電壓。 （2）閃電感應(yīng)（感應(yīng)雷）過電壓 閃電感應(yīng)是指閃電放電時(shí)，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的雷電靜電感應(yīng)和雷電電磁感應(yīng)， 它可能使金屬部件之間產(chǎn)生火花放電。 閃電靜電感應(yīng)過電壓 由于雷云的作用，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出與雷云符號相反的電荷，雷云主放電 時(shí)，先導(dǎo)通道中的電荷迅速中和，導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷得到釋放，如果沒有就近泄入 地中就會產(chǎn)生很高的電動勢，從而產(chǎn)生閃電靜電感應(yīng)過電壓，如圖9-2所示。 閃電電磁感應(yīng)過電壓 由于雷電流迅速變化在周圍空間產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場，使附近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很 高的電動勢，從而產(chǎn)生閃電電磁感應(yīng)過電壓。 （3）閃電

7、電涌侵入（雷電波侵入） 閃電電涌是指閃電擊于防雷裝置或線路上以及由閃電靜電感應(yīng)和閃電電磁脈沖引 發(fā)，表現(xiàn)為過電壓、過電流的瞬態(tài)波。 閃電電涌侵入是指雷電對架空線路、電纜線路和金屬管道的作用，雷電波即閃電 電涌，可能沿著管線侵入室內(nèi)，危及人身安全或損壞設(shè)備。這種閃電電涌侵入造成 的危害占雷害總數(shù)的一半以上。,9.2.2 防雷裝置,1.接閃器 接閃器是用于攔截閃擊的接閃桿（接閃桿）、接閃導(dǎo)線（接閃帶、線、接閃網(wǎng)）以及金屬屋面和金屬構(gòu)件等組成的這部分外部防雷裝置。 （1）接閃桿 接閃桿的功能實(shí)質(zhì)是引雷作用。當(dāng)雷電先導(dǎo)臨近地面時(shí)，它能使雷電場畸變，改變雷云放電的通道，吸引到接閃桿本身，然后經(jīng)與接閃桿相

8、連的引下線和接地裝置將雷電流泄放到大地中去，使被保護(hù)物免受直接雷擊。 接閃桿的保護(hù)范圍，以其能防護(hù)直擊雷的空間來表示，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范采用“滾球法”來確定。 滾球半徑是按建筑物防雷類別確定的，見表9-2。 單支接閃桿的保護(hù)范圍，應(yīng)按下列方法確定： 1）當(dāng)接閃桿高度hhr（滾球半徑）時(shí) a.距地面hr處作一平行于地面的平行線； b.以接閃桿桿尖為圓心、hr為半徑，作弧線交平行線于A、B兩點(diǎn)。 c.以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該弧線與桿尖相交，并與地面相切。 由此弧線到地面為止的整個錐形空間就是其保護(hù)范圍。 接閃桿在被保護(hù)物高度hx的xx平面上的保護(hù)半徑r

9、x按下式計(jì)算： 2）當(dāng)接閃桿高度hhr時(shí) 在接閃桿上取高度hr的代替接閃桿的針尖作為圓心，余下與（1）相同。,例9-1,單支接閃桿的保護(hù)范圍，應(yīng)按下列方法確定：,例9-1某廠鍋爐房煙囪高40m，煙囪上安裝一支高2m的接閃桿，鍋爐房（屬第三類 防雷建筑物）尺寸如圖9-4，試問此接閃桿能否保護(hù)鍋爐房。,解查表得滾球半徑hr=60m，而接閃桿頂端高度 h=40+2=42m， hx=8m， 根據(jù)公式得接閃桿保護(hù)半徑為 鍋爐房在hx=8m 高度上最遠(yuǎn)屋角距離接閃桿的水平距離為： 可見，煙囪上的接閃桿能保護(hù)鍋爐房。,(3)接閃線,接閃的金屬線稱接閃線或架空地線，主要用于保護(hù)輸電線路。 單根接閃線的保護(hù)范圍

10、為： a.當(dāng)接閃線高度h2hr時(shí)，無保護(hù)范圍。 b.當(dāng)hrh2hr時(shí)，保護(hù)范圍最高點(diǎn)的高度h0按下式計(jì)算: h0=2hr-h 接閃線在hx高度的xx平面上的保護(hù)寬度為bx下式計(jì)算 式中，h為接閃線的高度；hx為保護(hù)物的高度 (4)接閃帶和接閃網(wǎng) 接閃的金屬帶、金屬網(wǎng)稱接閃帶、接閃網(wǎng)，主要用于保護(hù)建筑物。 接閃帶和接閃網(wǎng)的保護(hù)范圍應(yīng)是其所處的整幢高層建筑。,2、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。 避雷器的類型有閥型避雷器、管型避雷器、金屬氧化物避雷器、保護(hù)間 隙。 （1）閥 型避雷器閥型避雷器由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷

11、套管內(nèi)。在 正常工作電壓下，火花間隙不會被擊穿從而隔斷工頻電流，但在雷電過電 壓時(shí)，火花間隙被擊穿放電。閥片是用碳化硅制成的，具有非線性特征。 在正常工作電壓下，閥片電阻值較高，起到絕緣作用，而在雷電過電壓下 電阻值較小。 （2）氧化鋅避雷器 氧化鋅避雷器是目前最先進(jìn)的過電壓保護(hù)設(shè)備。氧化鋅非線性電阻片具有 極高的電阻而呈絕緣狀態(tài)，有十分優(yōu)良的非線性特性。在正常工作電壓 下，僅有幾百微安的電流通過，因而無需采用串聯(lián)的放電間隙，使其結(jié)構(gòu) 先進(jìn)合理。 （3）保護(hù)間隙 與被保護(hù)物絕緣并聯(lián)的空氣火花間隙叫保護(hù)間隙（又叫空氣間隙）。按結(jié) 構(gòu)形式可分為棒形、球形和角形三種。保護(hù)間隙滅弧能力較小，雷擊后，

12、保護(hù)間隙很可能切不斷工頻續(xù)流而造成接地短路故障，引起線路開關(guān)跳閘 或熔斷器熔斷，造成停電，所以其只適用于無重要負(fù)荷的線路上。,9.2.3 防雷保護(hù),1.架空線路的防雷保護(hù) (1)架設(shè)接閃線； (2)提高線路本身的絕緣水平； (3)利用三角形排列的頂線兼做防雷保護(hù)線； (4)加強(qiáng)對絕緣薄弱點(diǎn)的保護(hù)； (5)采用自動重合閘裝置； (6)絕緣子鐵腳接地等。 2.變配電所的防雷措施 防直擊雷 裝設(shè)接閃桿以保護(hù)整個變配電所建（構(gòu)）筑物免遭直擊雷。 為防止“反擊”事故的發(fā)生，應(yīng)注意下列規(guī)定與要求： 獨(dú)立接閃桿與被保護(hù)物之間應(yīng)保持一定的空間距離So，但通常應(yīng)滿足 So5m 。 獨(dú)立接閃桿應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置

13、，其接地體與被保護(hù)物的接地體之間也 應(yīng)保持一定的地中距離SE，通常應(yīng)滿足 SE3m 。 獨(dú)立接閃桿及其接地裝置不應(yīng)設(shè)在人員經(jīng)常出入的地方。, 進(jìn)線防雷保護(hù) 35kV電力線路的進(jìn)線防雷保護(hù)，在進(jìn)線12km段內(nèi)裝設(shè)接閃線，使該段線路免遭直接雷擊。,310kV配電線路的進(jìn)線防雷保護(hù)，架空線路在每路進(jìn)線終端，裝設(shè)FZ型或FS型閥型避雷器；進(jìn)線是電纜引入的架空線路，在架空線路終端靠近電纜頭處裝設(shè)避雷器，其接地端與電纜頭外殼相連后接地。, 配電裝置防雷保護(hù) 為防止雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，在變配電所每段母線上裝設(shè)一組 閥型避雷器， 并應(yīng)盡量靠近變壓器，距離一般不應(yīng)大于5m 。避雷器的接地線 應(yīng)與變壓

14、器低壓側(cè)接地中性點(diǎn)及金屬外殼連在一起接地，如圖9-15所示。,3.高壓電動機(jī)的防雷保護(hù),應(yīng)采用能較好的專用于保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的FCD型磁吹閥型避雷器或采用具有串 聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器，并盡可能靠近電動機(jī)安裝。 對于定子繞組中性點(diǎn)能引出的高壓電動機(jī)，在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器。 對于定子繞組中性點(diǎn)不能引出的高壓電動機(jī)，可采用圖9-17所示接線，在電動機(jī)前面加一段 100150m的引入電纜，并在電纜前的電纜頭處安裝一組管型或閥型避雷器F1；。在電動機(jī)電源端安裝一組并聯(lián)有電容器（0.250.5F）的FCD型磁吹閥型避雷器。,4.建筑物的防雷措施,1建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù) 建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N應(yīng)按下式計(jì)算 N

15、 = k Ng Ae (9-7) 式中：k為校正系數(shù)，在一般情況下取1，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)口等處的建筑物及特別潮濕的建筑物取1.5，金屬屋面沒有接地的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7，位于山頂上或曠野的孤立建筑物取2；Ng為建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度(次/ )；Ae為與建筑物接收相同雷擊次數(shù)的等效面積（ ）。 雷擊大地的年平均密度應(yīng)按當(dāng)?shù)貧庀笈_、站資料確定。若無資料，可按下式計(jì)算： Ng = 0.1T d (9-8) 式中：Td 為年平均雷暴日( d / a )，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_、站資料確定。 與建筑物接收相同雷擊次數(shù)的等效面積Ae應(yīng)為其

16、實(shí)際平面面積向外擴(kuò)大后的面積，如圖9-16中周邊虛線所包圍的面積，L、W、H分別為建筑物的長、寬、高(m)，D為其每邊的擴(kuò)大寬度和四角圓弧的半徑(m)。,當(dāng)建筑物的高小于100m時(shí)，其每邊的擴(kuò)大寬度和等效面積應(yīng)按下列公式計(jì)算：,圖9-17 建筑物接收相同雷擊次數(shù)的等效面積,2建筑物的防雷分類和基本要求 （1）建筑物的防雷分類 建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按對防雷的要求分成三類。 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第一類防雷建筑物： 凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者。 具有0 區(qū)或2

17、0 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物； 具有1 區(qū)或21 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物： 國家級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物； 國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機(jī)場（不包含停放飛機(jī)的露天場所和跑道）、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； 國家級計(jì)算中心、國際通訊樞紐等對國民經(jīng)濟(jì)有重要意義的建筑物； 國家特級和甲級大型體育館； 制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)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；,具有1區(qū)或21區(qū)爆炸

18、危險(xiǎn)場所的建筑物，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； 具有2 區(qū)或22 區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物； 有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐； 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05 次/ a 的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所； 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.25次/ a 的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第三類防雷建筑物： 省級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物及省級檔案館； 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.01次/ a且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所； 預(yù)計(jì)雷擊次

19、數(shù)大于或等于0.05次/a且小于或等于0. 25次/ a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物； 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。,（2）建筑物的防雷基本要求 各類防雷建筑物應(yīng)設(shè)防直擊雷的外部防雷裝置并應(yīng)采取防閃電電涌侵入的措施。第一類防雷建筑物和項(xiàng)規(guī)定的第二類防雷建筑物尚應(yīng)采取防雷電感應(yīng)的措施。 各類防雷建筑物應(yīng)設(shè)內(nèi)部防雷裝置。在建筑物的地下室或地面層處，建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)和進(jìn)出建筑物的金屬管線應(yīng)與防雷裝置做防雷等電位

20、連接。外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)之間尚應(yīng)滿足間隔距離的要求。 規(guī)定的第二類防雷建筑物應(yīng)采取防雷擊電磁脈沖的措施。其他各類防雷建筑物，當(dāng)其建筑物內(nèi)系統(tǒng)所接設(shè)備的重要性高以及所處雷擊磁場環(huán)境和加于設(shè)備的閃電電涌滿足不了要求時(shí)也應(yīng)采取防雷擊電磁脈沖的措施。 建筑物容易遭受雷擊的部位與屋面的坡度有關(guān)，如圖9-17所示。 平屋面或坡度不大于1/10的屋面，易受雷擊的部位為檐角、女兒墻、屋檐，分別見圖9- 17（a）、（b）； 坡度大于1/10而小于1/2的屋面，易受雷擊的部位為屋角、屋脊、檐角、屋檐，見圖9-17（c）； 坡度大于或等于1/2的屋面，易受雷擊的部位為屋角、屋脊、檐

21、角，見圖9- 17（d）。,3建筑物的防雷措施 （1）第一類防雷建筑物防雷措施 防直擊雷措施：要求裝設(shè)獨(dú)立接閃桿或架空接閃線或接閃網(wǎng)，使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。獨(dú)立接閃桿的桿塔、架空接閃線的端部和接閃網(wǎng)的每根支柱處應(yīng)至少設(shè)一根引下線。對用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網(wǎng)的桿塔、支柱，宜利用金屬桿塔或鋼筋網(wǎng)作為引下線。獨(dú)立接閃桿和架空接閃線或接閃網(wǎng)的支柱及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的間隔距離不得小于3m。獨(dú)立接閃桿、架空接閃線或接閃網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10。 當(dāng)建筑物高于30m時(shí)，應(yīng)

22、采取防側(cè)擊雷的措施。,（2）第二類防雷建筑物防雷措施 防直擊雷措施：宜采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿，或由其混合組成的接閃器。被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。接閃器之間應(yīng)互相連接。專設(shè)引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻?qū)ΨQ分布，其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于18m。每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10。外部防雷裝置的接地應(yīng)和防閃電感應(yīng)、內(nèi)部防雷裝置、電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置，并應(yīng)與引入的金屬管線作等電位聯(lián)接。建筑物宜利用鋼筋混凝土屋頂、梁、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線。 當(dāng)建筑物高于45m時(shí)，應(yīng)采取防側(cè)擊雷的措施。 防閃電感應(yīng)措施：建筑物

23、內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架等主要金屬物，應(yīng)就近接到防雷裝置或共用接地裝置上。建筑物內(nèi)防雷電感應(yīng)的接地干線與接地裝置的連接不應(yīng)少于兩處。項(xiàng)規(guī)定的第二類防雷建筑物內(nèi)的平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時(shí)，應(yīng)采用金屬條跨接，跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于30m。低壓電源線路引入的總電源箱、配電柜處裝設(shè)級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器。共用接地裝置的電阻按50HZ電氣裝置的接地電阻確定，不應(yīng)大于按人身安全確定的接地電阻值。,防閃電電涌侵入措施：在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下，應(yīng)在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器。配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處時(shí)，應(yīng)在

24、變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器，在變壓器低壓側(cè)的配電屏上，當(dāng)有線路引出本建筑物時(shí)，應(yīng)在母線上裝設(shè)級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，無線路引出本建筑物時(shí)，應(yīng)在母線上裝設(shè)級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器。 （3）第三類防雷建筑物防雷措施 防直擊雷措施：宜采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿，或由其混合組成的接閃器。接閃器之間應(yīng)互相連接。專設(shè)引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻?qū)ΨQ分布，其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于25m。每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于30。防雷裝置的接地應(yīng)電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置，并應(yīng)與引入的金屬管線作等電位聯(lián)接。外部防雷裝置的專設(shè)接地裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。建筑物宜利用鋼筋混凝土屋頂、梁、

25、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線和接地裝置。 當(dāng)建筑物高于60m時(shí)，應(yīng)采取防側(cè)擊雷的措施。 防閃電感應(yīng)措施：防雷裝置的接地應(yīng)與電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置，并應(yīng)與引入的金屬管線做等電位連接。 防閃電電涌侵入措施：為防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時(shí)產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路的反擊，在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處，裝設(shè)級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器；配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處時(shí)，在變壓器低壓側(cè)的配電屏上，裝設(shè)級試驗(yàn)的電涌保護(hù)器。,9.3接地,9.3.1 接地概述 接地和接地裝置 電氣設(shè)備的某部份與大地之間做良好的電氣連接稱接地。埋入地中并直接 與土壤相接觸的金屬導(dǎo)體，稱接地

26、體或接地極。電氣設(shè)備應(yīng)接地部分與接 地體（極）相連接的金屬導(dǎo)體（線）稱為接地線。接地體與接地線總稱接 地裝置。由若干接地體在大地中用接地線相互連接起來的一個整體，稱為 接地網(wǎng)。,2接地電流和對地電壓,電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，電流經(jīng)接地裝置流入大地并作半球形散開，這一 電流稱接地電流。 電氣設(shè)備接地部分與零電位的 “大地”之間的電位差，稱對地電壓，如圖9-19中的UE。,3接觸電壓和跨步電壓,當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，人站在地面上接觸該電氣設(shè)備，人體所承受的電位差稱接觸電壓Utou。 在接地故障點(diǎn)附近行走，人的雙腳（或牲畜前后腳）之間所呈現(xiàn)的電位差稱 跨步電壓Ustep。,4工作接地、保護(hù)接地、重復(fù)

27、接地,(1) 工作接地 在正常或故障情況下為了保證電氣設(shè)備可靠地運(yùn)行，而將電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)接地稱 為工作接地。 例如電源（發(fā)電機(jī)或變壓器）的中性點(diǎn)直接（或經(jīng)消弧線圈）接地，電壓互感器一 次側(cè)線圈的中性點(diǎn)接地，防雷設(shè)備的接地。 (2) 保護(hù)接地 在故障情況下可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對地電壓的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行接地稱為保護(hù)接 地。 例如電氣設(shè)備上與帶電部分相絕緣的金屬外殼接地。 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)接地按接地形式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)三種。 TN系統(tǒng) TN系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)導(dǎo)體與該接地點(diǎn)相連接。 TN系統(tǒng)分為: TN-S系統(tǒng) 整個系統(tǒng)的中性導(dǎo)體（N

28、線）與保護(hù)導(dǎo)體（PE線）是分開的，如圖9-21（a）所示； TN-C系統(tǒng) 整個系統(tǒng)的中性導(dǎo)體與保護(hù)導(dǎo)體是合一的，如圖9-21（b）所示； TN-C-S系統(tǒng) 系統(tǒng)中有一部分線路的中性導(dǎo)體與保護(hù)導(dǎo)體是合一的，稱為保護(hù)中性導(dǎo)體（PEN線），如圖9-21（c）所示。 TN系統(tǒng)中，設(shè)備外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)中性導(dǎo)體接地，這種接地形式我國習(xí)慣稱為“保護(hù)接零”。,圖,TN系統(tǒng),TT系統(tǒng)電力系統(tǒng)中有一點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露可接近導(dǎo)體通過保護(hù)接地線接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)的接地極,IT系統(tǒng)電力系統(tǒng)與大地間不直接連接，屬于三相三線制系統(tǒng)，電氣裝置的外露可接近導(dǎo)體，通過保護(hù)接導(dǎo)體與接地極連接。,必須指

29、出，在同一低壓配電系統(tǒng)中，保護(hù)接地與保護(hù)接零不能混用。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(shí)，危險(xiǎn)電壓將通過大地串至零線以及采用保護(hù)接零的設(shè)備外殼 上。,(3) 重復(fù)接地 將零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接，稱重復(fù)接地。,5. 應(yīng)該實(shí)行接地或接零的設(shè)備,凡因絕緣損壞而可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備及電氣裝置的金屬外殼和框架應(yīng) 可靠接地或接零，其中包括： 電機(jī)、變壓器、電器、攜帶式或移動式用電器具等的金屬底座和外殼； 電氣設(shè)備的傳動裝置； 屋內(nèi)外配電裝置的金屬或鋼筋混凝土構(gòu)架以及靠近帶電部分的金屬遮欄和金屬門； 配電、控制、保護(hù)用的屏(柜、箱)及操作臺等的金屬框架和底座； 交、直

30、流電力電纜的接頭盒、終端頭和膨脹器的金屬外殼和電纜的金屬護(hù)層、可觸及的電纜金屬保護(hù)管和穿線的鋼管； 電纜橋架、支架和井架； 裝有避雷線的電力線路桿塔； 裝在配電線路桿上的電力設(shè)備； 在非瀝青地面的居民區(qū)內(nèi)，無避雷線的小接地電流架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔； 電除塵器的構(gòu)架； 11封閉母線的外殼及其他裸露的金屬部分； 12六氟化硫封閉式組合電器和箱式變電站的金屬箱體； 13電熱設(shè)備的金屬外殼； 14控制電纜的金屬護(hù)層； 15互感器的二次繞組。,6 .可以不接地或接零的設(shè)備 在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的干燥房間內(nèi)，交流額定電壓為380V及以下或直流額定電壓為440V及以下的電氣設(shè)備的外殼

31、；但當(dāng)有可能同時(shí)觸及上述電氣設(shè)備外殼和已接地的其他物體時(shí)，則仍應(yīng)接地； 在干燥場所，交流額定電壓為127V及以下或直流額定電壓為110V及以下的電氣設(shè)備的外殼； 安裝在配電屏、控制屏和配電裝置上的電氣測量儀表、繼電器和其他低壓電器等的外殼，以及當(dāng)發(fā)生絕緣損壞時(shí)，在支持物上不會引起危險(xiǎn)電壓的絕緣子的金屬底座等； 安裝在已接地金屬構(gòu)架上的設(shè)備，如穿墻套管等； 額定電壓為220V及以下的蓄電池室內(nèi)的金屬支架； 由發(fā)電廠、變電所和工業(yè)、企業(yè)區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道； 與已接地的機(jī)床、機(jī)座之間有可靠電氣接觸的電動機(jī)和電器的外殼,9.3.2.接地裝置, 自然接地體 凡是與大地有可靠而良好接觸的設(shè)備或構(gòu)件，大都

32、可用作自然接地體，如： 與大地有可靠連接的建筑物的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土基礎(chǔ)中的鋼筋 敷設(shè)于地下而數(shù)量不少于兩根的電纜金屬外皮。 敷設(shè)在地下的金屬管道及熱力管道。輸送可燃性氣體或液體（如煤氣、石油）的金 屬管道除外。 人工接地體 自然接地體不能滿足接地要求或無自然接地體時(shí)，應(yīng)裝設(shè)人工接地體。人工接地體大 多采用鋼管、角鋼、圓鋼和扁鋼制作。一般情況下，人工接地體都采取垂直敷設(shè)或水 平敷設(shè)。 變配電所和車間的接地裝置 在變配電所及車間內(nèi)，應(yīng)盡可能采用“環(huán)路式”接地裝置，即在變配電所和車間建筑物 四周，距墻腳23m打入一圈接地體，再用扁鋼連成環(huán)路，外緣各角應(yīng)做成圓弧形，圓弧半徑不宜小于均壓帶間距的一半。在環(huán)

33、路式接地裝置范圍 內(nèi)，每隔510m寬度增設(shè)一條水平接地帶作為均壓帶。在經(jīng)常有人出入的地方，應(yīng)加裝“帽檐式”均壓帶或采用高絕緣路面。,加裝均壓帶的環(huán)路式接地網(wǎng),9.3.3 接地電阻, 接地電阻RE的要求 電壓為1000V以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng) 電壓為1000V以上的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 接地裝置單獨(dú)用于1000V以上的電氣設(shè)備時(shí) 同時(shí) 接地裝置與1000V以下的電氣設(shè)備公用時(shí)， 電壓為1000V以下的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 對于總?cè)萘坎怀^100KVA的變壓器或發(fā)電機(jī)供電的小型供電系統(tǒng) 電壓為1000V以下的中性點(diǎn)接地系統(tǒng) 對總?cè)萘坎怀^100KVA的小系統(tǒng), 接地電阻的計(jì)算 工頻接地電阻工頻接地電流流經(jīng)接

34、地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻，稱工頻接 地電阻。 工頻接地電阻按表9-4中的公式進(jìn)行計(jì)算。, 沖擊接地電阻雷電流經(jīng)接地裝置泄放入地時(shí)所呈現(xiàn)的接地電阻，稱沖擊 接地電阻。 沖擊接地電阻REsh可按下式計(jì)算： 式中，RE為工頻接地電阻；為換算系數(shù)，le為接地體的有效長度，可按 下式計(jì)算： le= 式中， 為敷設(shè)接地體處的土壤電阻率( )。 圖9-26 確定換算系數(shù)A的曲線 接地體的長度和有效長度計(jì)量如圖9-27所示。單根接地體時(shí)， 為其實(shí)際長度；有分支線的接地體， 為其最長分支線的長度；環(huán)形接地體， 為其周長的一半。一般 e ，因此 / e1。若 e，取 = e，即A=1， 。,（3）接地裝置的計(jì)算,在

35、已知接地電阻要求值的前提下，所需接地體根數(shù)的計(jì)算可 按下列步驟進(jìn)行： a.按設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定允許的接地電阻RE。 b.實(shí)測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻RE（man）。 c.計(jì)算需要補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻 若不考慮自然接地體，則RE（man）=RE d.初步安排接地體的布置、確定接地體和連接導(dǎo)線的尺寸。 e.計(jì)算單根接地體的接地電阻RE（1）。 f.用逐步漸近法計(jì)算接地體的數(shù)量 g.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。由于鋼線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=70， 因此接地鋼線的最小允許截面（mm2）為： IK（1）為單相接地短路電流；tK為短路電流持續(xù)時(shí)間（s）。,例9-2,例9-2 某車間變電所變壓器容量為630

36、kVA。電壓為10/0.4kV，結(jié)線組為Yyno，與變壓器高壓側(cè)有電聯(lián)系的架空線路長100km，電纜線路長10km，裝設(shè)地土質(zhì) 為黃土，可利用的自然接地體實(shí)測為20，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。,解：（1）確定接地電阻要求值 接地電流為： 按附錄表18-1可確定此變電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩 個條件： RE120/IE =120/12.9=9.3 RE4 比較上兩式，總接地電阻應(yīng)滿足RE4。 （2）計(jì)算需要補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻,（3）接地裝置方案初選,采用“環(huán)路式”接地網(wǎng)，初步考慮圍繞變電所建筑四周，打入一圈鋼管接地 體，鋼管直徑50mm，長2.5m，

37、間距為7.5m，管間用404mm2的扁鋼連 接。 （4）計(jì)算單根鋼管接地電阻 查附錄表18-2得黃土的電阻率=200m 單根鋼管接地電阻RE(1)200/2.5=80 （5）確定接地鋼管數(shù)和最后接地方案 根據(jù)RE(1)/RE(man)=80/5=16，但考慮到管間屏蔽效應(yīng)，初選24根鋼管作 接地體。 以n=24和a/l=3去查附錄表 18-3，得E0.70。因此 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，最后確定用24根直徑50mm，長2.5m的鋼 管作接地體，管間距7.5m，用404mm2的扁鋼連接，環(huán)形布置，附加均 壓帶。, 接地電阻的測量,接地裝置施工完成后使用之前應(yīng)測量接地電阻的實(shí)際值， 以判斷其是

38、否符合要求。 若不符合要求，則需補(bǔ)打接地極。接地電阻的測量有電橋 法、補(bǔ)償法、電流電壓表法和接地電阻測量儀法。,9.3.4 低壓配電系統(tǒng)的等電位連接,多個可導(dǎo)電部分間為達(dá)到等電位進(jìn)行的聯(lián)結(jié)稱為等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié) 可以更有效地降低接觸電壓值，還可以防止由建筑物外傳入的故障電壓對人身 造成危害，提高電氣安全水平。 等電位聯(lián)結(jié)的分類 按用途分類 等電位聯(lián)結(jié)分為保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)（protective-equipotential bonding）和功能等電位聯(lián)結(jié)（functional-equipotential bonding）。 保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)是指為了安全目的進(jìn)行的等電位聯(lián)結(jié)。功能等電位聯(lián)結(jié)是指為保

39、證正常運(yùn)行進(jìn)行的等電位聯(lián)結(jié)。 按位置分類 等電位聯(lián)結(jié)分為總等電位聯(lián)結(jié)（main equipotential bonding， 縮寫MEB）、輔助等電位聯(lián)結(jié)（supplementary equipotential bonding，縮寫 SEB）和局部等電位聯(lián)結(jié)（local equipotential bonding，縮寫LEB）。 接地可視為以大地作為參考電位的等電位聯(lián)結(jié)，為防電擊而設(shè)的等電位聯(lián)結(jié)一般均做接地，與地電位一致，有利于人身安全。,（1）總等電位聯(lián)結(jié) 總等電位聯(lián)結(jié)是在保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)中，將總保護(hù)導(dǎo)體、總接地導(dǎo)體或總接地端子、建筑物內(nèi)的金屬管道和可利用的建筑物金屬結(jié)構(gòu)等可導(dǎo)電部分連接到一起

40、，使他們都具有基本相等的電位，如圖9-29所示。,建筑物內(nèi)的總等電位聯(lián)結(jié)，應(yīng)符合下列規(guī)定： 每個建筑物中的總保護(hù)導(dǎo)體（保護(hù)導(dǎo)體、保護(hù)接地中性導(dǎo)體）、電氣奘置總 接地導(dǎo)體或總接地端子排、建筑物內(nèi)的金屬管道（水管、燃?xì)夤?、采暖和空調(diào) 管道等）和可接用的建筑物金屬結(jié)構(gòu)部分應(yīng)做總等電位聯(lián)結(jié)；來自建筑物外部 的可導(dǎo)電部分，應(yīng)在建筑物內(nèi)距離引入點(diǎn)最近的地方做總等電位聯(lián)結(jié)； 總等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。 （2）輔助等電位聯(lián)結(jié) 輔助等電位聯(lián)結(jié)是在導(dǎo)電部分間用導(dǎo)體直接連接，使其電位相等或接 近，而實(shí)施的保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)。 （3）局部等電位聯(lián)結(jié) 局部等電位聯(lián)結(jié)是在一局部范圍內(nèi)將各導(dǎo)電部分連通，而實(shí)施的保護(hù) 等電位聯(lián)結(jié)。 總等電位聯(lián)結(jié)雖能大大降低接觸電壓，但如果建筑物離電源較遠(yuǎn)，建筑物內(nèi)保 護(hù)線路過長，則保護(hù)電器的動作時(shí)間和接觸電壓都可能超過規(guī)定的限值。這時(shí)應(yīng) 在局部范圍內(nèi)在做一次局部等電位聯(lián)結(jié)，作為總等電位連接的一種補(bǔ)充，見圖9- 29。通常在容