第九章接地及防雷

1、第九章第九章 接地與防雷接地與防雷第一節(jié)第一節(jié) 接地與等電位聯(lián)結(jié)接地與等電位聯(lián)結(jié) （重點(diǎn)）第二節(jié)第二節(jié) 電擊防護(hù)電擊防護(hù)第三節(jié)第三節(jié) 供電系統(tǒng)防雷供電系統(tǒng)防雷 （重點(diǎn)）第四節(jié)第四節(jié) 建筑物的防雷建筑物的防雷第第五五節(jié)節(jié) 信息系統(tǒng)的防雷信息系統(tǒng)的防雷 （難點(diǎn)）第一節(jié)第一節(jié) 接地與等電位聯(lián)結(jié)接地與等電位聯(lián)結(jié) （一）接地與接地裝置（一）接地與接地裝置 接地是指電氣設(shè)備為達(dá)到安全接地是指電氣設(shè)備為達(dá)到安全和功能需要為目的，將其某一部分和功能需要為目的，將其某一部分與大地之間作良好的電氣連接。與大地之間作良好的電氣連接。EEEEEAE1EAEEE5EEEE4EE23EEE15 埋入地中并與土壤作良好接埋

2、入地中并與土壤作良好接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地體或稱接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地體或稱接地極。地極。 人工接地體人工接地體接地體接地體自然接地體自然接地體 典型的接地裝置如圖所示。典型的接地裝置如圖所示。 一、接地的有關(guān)概念一、接地的有關(guān)概念 續(xù)上頁續(xù)上頁 （二）（二） 接地電流與對(duì)地電壓接地電流與對(duì)地電壓 電氣設(shè)備在發(fā)生接地故障時(shí)，電氣設(shè)備在發(fā)生接地故障時(shí)，電流將通過接地體以半球形向大電流將通過接地體以半球形向大地中散開。地中散開。 21213 2 0 mIEUE 在距離接地體越遠(yuǎn)的地方，在距離接地體越遠(yuǎn)的地方，半球的球面積越大，其散流電半球的球面積越大，其散流電阻越小，相對(duì)于接地點(diǎn)處的電阻越小，相對(duì)

3、于接地點(diǎn)處的電位就越低。位就越低。 電氣設(shè)備的接地部分，如：接電氣設(shè)備的接地部分，如：接地的外露可導(dǎo)電部分和接地體等，地的外露可導(dǎo)電部分和接地體等，與零電位的與零電位的“大地大地”之間的電位差，之間的電位差，稱為接地部分的稱為接地部分的對(duì)地電壓對(duì)地電壓。 續(xù)上頁續(xù)上頁 （三）接地類型（三）接地類型 1. 1. 功能性接地功能性接地 為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的接為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的接地，又稱工作接地。地，又稱工作接地。 2. 2. 保護(hù)性接地保護(hù)性接地 為了保證電網(wǎng)故障時(shí)人身和設(shè)備的安全而進(jìn)行的接地。為了保證電網(wǎng)故障時(shí)人身和設(shè)備的安全而進(jìn)行的接地

4、。 3. 3. 功能性與保護(hù)性合一的接地功能性與保護(hù)性合一的接地( (如屏蔽接地如屏蔽接地) ) 安全保護(hù)接地安全保護(hù)接地過電壓保護(hù)接地過電壓保護(hù)接地 防靜電接地防靜電接地 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(jìn)行的接地。外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行的接地。 為防止過電壓對(duì)電氣設(shè)備和人身安全的為防止過電壓對(duì)電氣設(shè)備和人身安全的危害而進(jìn)行的接地，如防雷接地。危害而進(jìn)行的接地，如防雷接地。為了消除靜電對(duì)電氣設(shè)備和人身安全的危害為了消除靜電對(duì)電氣設(shè)備和人身安全的危害而進(jìn)行的接地。而進(jìn)行的接地。 二、接地電阻及其要求二、接地電阻及其要求 接地電阻接地電阻是指

5、接地體的流散電阻與接地線、接地體電阻的是指接地體的流散電阻與接地線、接地體電阻的總和。接地電阻主要是接地體的流散電阻，接地電阻與土壤的總和。接地電阻主要是接地體的流散電阻，接地電阻與土壤的電阻率有關(guān)。電阻率有關(guān)。 工頻接地電阻和沖擊接地電阻。工頻接地電阻和沖擊接地電阻。 三、接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算三、接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算電力系統(tǒng)的不同接地裝置對(duì)接地電阻的要求是不同的。電力系統(tǒng)的不同接地裝置對(duì)接地電阻的要求是不同的。 單根垂直式人工接地體單根垂直式人工接地體 3 . 0)1)(manER 多根垂直式人工接地體多根垂直式人工接地體 ()(1)()0.9E manE manRRn為接地體的利用系數(shù)，考慮了

6、接地體之間存在電場(chǎng)屏蔽效應(yīng)。為接地體的利用系數(shù)，考慮了接地體之間存在電場(chǎng)屏蔽效應(yīng)。 工頻接地電阻的簡化計(jì)算：工頻接地電阻的簡化計(jì)算： 例例9 91 1 例例9-1 某某10/0.4kV車間變電所，主變壓器容量為車間變電所，主變壓器容量為800kVA，采用采用Dyn11聯(lián)結(jié)。已知接于聯(lián)結(jié)。已知接于10kV側(cè)的架空線路長側(cè)的架空線路長100km，電纜電纜線路長線路長10km。當(dāng)?shù)赝临|(zhì)為砂質(zhì)粘土。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，可利用的自當(dāng)?shù)赝临|(zhì)為砂質(zhì)粘土。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，可利用的自然接地體電阻為然接地體電阻為60。已知流過接地線的低壓側(cè)單相接地短路已知流過接地線的低壓側(cè)單相接地短路電流為電流為10kA，短路存在時(shí)間短路存

7、在時(shí)間0.4s。試確定該變電所的共用人工試確定該變電所的共用人工接地裝置。接地裝置。解：解： 1 1）確定該變電所的接地電阻允許值）確定該變電所的接地電阻允許值 ： E(al)RNcabohE(35)10(35 10100)A12.85A350350UllIEEE120V120V9.3412.85A4RIR E4R 2 2）已知可利用的自然接地體電阻）已知可利用的自然接地體電阻 。 E(nat)60R續(xù)上頁續(xù)上頁 4 4）人工接地體的初步敷設(shè)方案：）人工接地體的初步敷設(shè)方案： 擬選用直徑擬選用直徑50mm，長長2.5m的鋼管接地體，沿變電所四周，的鋼管接地體，沿變電所四周，距墻腳距墻腳2.53

8、m，每隔每隔5m打入一根鋼管，各鋼管接地體之間用打入一根鋼管，各鋼管接地體之間用404mm 2的扁鋼連接構(gòu)成一個(gè)接地網(wǎng)。的扁鋼連接構(gòu)成一個(gè)接地網(wǎng)。 3 3）人工接地體所需總電阻：人工接地體所需總電阻： ()()()6044.29604E natEE manE natERRRRR 5 5）單根人工接地體鋼管的接地電阻）單根人工接地體鋼管的接地電阻 ： )1)(manER1()(1)0.30.310030E manRmm續(xù)上頁續(xù)上頁 選用選用10或或12根直徑根直徑50mm，長長2.5m的鋼管作接地體，并用的鋼管作接地體，并用404 mm2 的扁鋼連接，呈環(huán)形布置。的扁鋼連接，呈環(huán)形布置。 7 7

9、）校驗(yàn)接地線的短路熱穩(wěn)定：）校驗(yàn)接地線的短路熱穩(wěn)定： 實(shí)際接地線截面為實(shí)際接地線截面為404160mm2大于大于90.4 mm2，短路熱穩(wěn)短路熱穩(wěn)定條件合格。定條件合格。 E(man)(1)E(man)0.90.9 30100.664.29RnR(1)2kmink100000.490.4mm70IAtC 6 6）人工接地裝置需用的鋼管數(shù)量和最終的接地方案：）人工接地裝置需用的鋼管數(shù)量和最終的接地方案： 續(xù)上頁續(xù)上頁 變電所接地平面布置示例圖變電所接地平面布置示例圖EEEEEEEEMEBEEEEE高壓配電室8200MEBEEEEE低壓配電(變壓器)室E值班室EEE工具室EEEE50003800M

10、EBEEEEE380038003000等電位聯(lián)結(jié)端子板（接地端子板）溝內(nèi)接地線-40*4變壓器基礎(chǔ)槽鋼低壓柜基礎(chǔ)槽鋼變壓器中性點(diǎn)接地線-50*6變壓器基礎(chǔ)槽鋼低壓柜基礎(chǔ)槽鋼溝內(nèi)接地線-40*4等電位聯(lián)結(jié)端子板（接地端子板）人工接地體L50*50*6長2500連接扁鋼-40*4溝內(nèi)接地線-40*4等電位聯(lián)結(jié)端子板（接地端子板）高壓柜基礎(chǔ)槽鋼四、信息系統(tǒng)的接地四、信息系統(tǒng)的接地 以計(jì)算機(jī)為核心的信息系統(tǒng)的接地的設(shè)計(jì)有特殊的要求。以計(jì)算機(jī)為核心的信息系統(tǒng)的接地的設(shè)計(jì)有特殊的要求。一般，信息系統(tǒng)的接地電阻要求不大于一般，信息系統(tǒng)的接地電阻要求不大于4，對(duì)于與防雷裝置的對(duì)于與防雷裝置的共用接地，則一般要

11、求不大于共用接地，則一般要求不大于1。為使系統(tǒng)在工作時(shí)有一個(gè)基準(zhǔn)電位，不致因?yàn)槭瓜到y(tǒng)在工作時(shí)有一個(gè)基準(zhǔn)電位，不致因浮動(dòng)而引起信號(hào)量的誤差，并防止電磁場(chǎng)的浮動(dòng)而引起信號(hào)量的誤差，并防止電磁場(chǎng)的干擾，使信息系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。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(xiǎn)為防止發(fā)生接地故障后出現(xiàn)超過限值的危險(xiǎn)接觸電壓，而將計(jì)算機(jī)設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接觸電壓，而將計(jì)算機(jī)設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與保護(hù)線或大地所進(jìn)行的保護(hù)性連接。與保護(hù)線或大地所進(jìn)行的保護(hù)性連接。 信號(hào)接地信號(hào)接地 安全接地安全接地 接接地地種種類類信息系統(tǒng)的接地形式信息系統(tǒng)的接地形式 ：（1 1）一點(diǎn)接地一點(diǎn)接地 （

12、2 2）懸浮接地懸浮接地 五、等電位聯(lián)結(jié)五、等電位聯(lián)結(jié) （一）等電位聯(lián)結(jié)概念（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(jìn)行電位基本相等的電氣連接。氣裝置外的其它金屬可導(dǎo)電部分進(jìn)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(jìn)線處，作用于全建筑物，在每一電源進(jìn)線處，利用聯(lián)結(jié)干線將保護(hù)線、接地線的總接利用聯(lián)結(jié)干線將保護(hù)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。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)。指在局部范圍內(nèi)設(shè)置

13、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與裝置外可導(dǎo)電部分之間所作的等電位聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)?？偟入娢宦?lián)結(jié)總等電位聯(lián)結(jié)（MEB）局部等電位聯(lián)結(jié)局部等電位聯(lián)結(jié)（LEB）輔助等電位聯(lián)結(jié)輔助等電位聯(lián)結(jié)（SEB）接地母排PE線接地避雷接地PE母線總進(jìn)線配電盤（MEB端子板）總下水管MEB線燃?xì)獗硭斫ㄖ锝饘俳Y(jié)構(gòu)空調(diào)管熱水管總給水管火花放電間隙電源進(jìn)線MEB線電子信息設(shè)備（煤氣公司確定）（煤氣公司確定）總煤氣管絕緣段采暖管防雷接閃器總總等等電電位位聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)示示意意圖圖續(xù)上頁續(xù)上頁電 源三 相 設(shè) 備NPE單 相 設(shè) 備負(fù) 荷PENAB

14、C續(xù)上頁續(xù)上頁 （二）等電位聯(lián)結(jié)的作用（二）等電位聯(lián)結(jié)的作用 1. . 顯著降低人體接觸電壓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(xiǎn)電壓，等電位聯(lián)接可以顯著降低人體接觸電壓從而避免帶危險(xiǎn)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。人體觸電事故的發(fā)生。 2有效消除來自外部的危險(xiǎn)電壓有效消除來自外部的危險(xiǎn)電壓(1) =(1)kfU I REIkMEBMEBUf第二節(jié)第二節(jié) 電擊防護(hù)電擊防護(hù) 一、一、 電流對(duì)人體的作用電流對(duì)人體的作用 1. 1.人體對(duì)電流的人體對(duì)電流的生理反應(yīng)生理反應(yīng) 2

15、0100.1 0.210.52105201005020010005002000500025012001002000100050050003410000人體電流/mA接觸時(shí)間/ms安全曲線 人體對(duì)電流的人體對(duì)電流的生理反應(yīng)與通過人生理反應(yīng)與通過人體電流的大小、頻體電流的大小、頻率高低、時(shí)間長短率高低、時(shí)間長短及電流在人體中的及電流在人體中的通過路徑等多方面通過路徑等多方面因素有關(guān)。因素有關(guān)。5050HzHz交流電流通過人體時(shí)人體生理反應(yīng)的時(shí)間與電流關(guān)系區(qū)段圖交流電流通過人體時(shí)人體生理反應(yīng)的時(shí)間與電流關(guān)系區(qū)段圖 續(xù)上頁續(xù)上頁 2.2.安全電流與安全電壓安全電流與安全電壓 安全電流是指在特定時(shí)間內(nèi)，

16、通過人體而不致引起心室纖安全電流是指在特定時(shí)間內(nèi)，通過人體而不致引起心室纖維性顫動(dòng)和人體器質(zhì)性損傷的電流值。我國規(guī)定的安全電流值維性顫動(dòng)和人體器質(zhì)性損傷的電流值。我國規(guī)定的安全電流值為為30mA（觸電時(shí)間小于觸電時(shí)間小于1s）。）。 安全電壓是指人體與電接觸時(shí)，對(duì)人體各部位組織（如皮安全電壓是指人體與電接觸時(shí)，對(duì)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(huì)造成任何損害的電壓。膚、心臟、呼吸器官和神經(jīng)系統(tǒng)）不會(huì)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(hù)二、直接電擊防護(hù) 直接電擊防護(hù)是指為避免人體與正常工作時(shí)的裸露導(dǎo)體帶直

17、接電擊防護(hù)是指為避免人體與正常工作時(shí)的裸露導(dǎo)體帶電部分直接接觸而遭受電擊所進(jìn)行的防護(hù)。電部分直接接觸而遭受電擊所進(jìn)行的防護(hù)。 直接電擊防護(hù)的主要措施為對(duì)裸露導(dǎo)體的帶電部分設(shè)置隔直接電擊防護(hù)的主要措施為對(duì)裸露導(dǎo)體的帶電部分設(shè)置隔離遮欄、阻擋物或防護(hù)罩等外護(hù)物以防止人體與之接觸，或?qū)﹄x遮欄、阻擋物或防護(hù)罩等外護(hù)物以防止人體與之接觸，或?qū)ζ涫┬羞m合的絕緣。其施行適合的絕緣。三、間接電擊防護(hù)三、間接電擊防護(hù) 1. 1.間接電擊防護(hù)的概念與一般措施間接電擊防護(hù)的概念與一般措施 間接電擊防護(hù)是指為防止人體與正常工作時(shí)不帶電而在絕間接電擊防護(hù)是指為防止人體與正常工作時(shí)不帶電而在絕緣損壞故障時(shí)可帶危險(xiǎn)電壓的電

18、氣裝置外露可導(dǎo)電部分接觸而緣損壞故障時(shí)可帶危險(xiǎn)電壓的電氣裝置外露可導(dǎo)電部分接觸而進(jìn)行的防護(hù)。進(jìn)行的防護(hù)。 間接電擊防護(hù)應(yīng)結(jié)合電氣設(shè)備絕緣等級(jí)而設(shè)置防護(hù)措施。間接電擊防護(hù)應(yīng)結(jié)合電氣設(shè)備絕緣等級(jí)而設(shè)置防護(hù)措施。 一般措施有：一般措施有： （1 1）合理選要自動(dòng)切斷電源保護(hù)（包括采用漏電保護(hù)）并）合理選要自動(dòng)切斷電源保護(hù)（包括采用漏電保護(hù)）并作輔助等電位聯(lián)結(jié)；作輔助等電位聯(lián)結(jié)； （2 2）使工作人員不致同時(shí)觸及兩個(gè)不同的電位點(diǎn)；）使工作人員不致同時(shí)觸及兩個(gè)不同的電位點(diǎn)； （3 3）使用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣；）使用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣； （4 4）通過不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)；）通過不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)；

19、 （5 5）采用隔離變壓器安全電壓供電。）采用隔離變壓器安全電壓供電。續(xù)上頁續(xù)上頁 2.漏電保護(hù)器的選用漏電保護(hù)器的選用 在低壓在低壓220/380V中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)直接接地（TN，TT）系統(tǒng)中的配系統(tǒng)中的配電線路末端，一般采用漏電保護(hù)器來防止因電氣設(shè)備漏電而造電線路末端，一般采用漏電保護(hù)器來防止因電氣設(shè)備漏電而造成對(duì)人體的間接電擊。成對(duì)人體的間接電擊。 使用注意事項(xiàng)：使用注意事項(xiàng)： 1 1）對(duì)于）對(duì)于TNC系統(tǒng)，使用漏電保護(hù)器的地點(diǎn)，應(yīng)將系統(tǒng)，使用漏電保護(hù)器的地點(diǎn)，應(yīng)將TN-C系統(tǒng)改成系統(tǒng)改成TN-S，使整個(gè)三相四線制系統(tǒng)成為使整個(gè)三相四線制系統(tǒng)成為TN-C-S系統(tǒng)。系統(tǒng)。 2 2）在）

20、在TN系統(tǒng)中，裝設(shè)漏電保護(hù)器后，為防止其誤動(dòng)，中系統(tǒng)中，裝設(shè)漏電保護(hù)器后，為防止其誤動(dòng)，中性線性線N不能重復(fù)接地。不能重復(fù)接地。 3 3）在）在TT系統(tǒng)系統(tǒng)中，裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備與不裝漏電保護(hù)中，裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備與不裝漏電保護(hù)器的電氣設(shè)備不能共用一個(gè)接地裝置，否則，漏電保護(hù)器會(huì)拒器的電氣設(shè)備不能共用一個(gè)接地裝置，否則，漏電保護(hù)器會(huì)拒動(dòng)。動(dòng)。 4 4）在一個(gè)供電裝置中可以設(shè)置兩級(jí)漏電保護(hù)器。末端回）在一個(gè)供電裝置中可以設(shè)置兩級(jí)漏電保護(hù)器。末端回路上電氣設(shè)備的防護(hù)間接電擊應(yīng)選擇動(dòng)作電流為路上電氣設(shè)備的防護(hù)間接電擊應(yīng)選擇動(dòng)作電流為30mA的高靈的高靈敏度瞬動(dòng)漏電保護(hù)器。敏度瞬動(dòng)漏電保護(hù)器。 第

21、三節(jié)第三節(jié) 供電系統(tǒng)的防雷供電系統(tǒng)的防雷 過電壓過電壓內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓 外部過電壓外部過電壓 （雷電過電壓（雷電過電壓 ）直擊雷擊直擊雷擊感應(yīng)雷擊感應(yīng)雷擊 雷電波侵入雷電波侵入 一、過電壓與雷電的有關(guān)概念一、過電壓與雷電的有關(guān)概念（一）過電壓的形式一）過電壓的形式 操作過電壓操作過電壓諧振過電壓等諧振過電壓等 （二）雷電流的產(chǎn)生、幅值與陡度二）雷電流的產(chǎn)生、幅值與陡度 異性帶電雷云間的放電就是通常異性帶電雷云間的放電就是通常所說的閃電。所說的閃電。 0波 尾波 頭1 4st/I/kAImIm/2s續(xù)上頁續(xù)上頁 雷電流是一個(gè)陡度很高、雷電流是一個(gè)陡度很高、幅值很大的沖擊波電流。幅值很大的沖擊

22、波電流。 對(duì)電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備來說，雷電流的陡度越大，在負(fù)載對(duì)電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備來說，雷電流的陡度越大，在負(fù)載電感電感L上產(chǎn)生的過電壓也越大，對(duì)絕緣的破壞性也就越嚴(yán)重。上產(chǎn)生的過電壓也越大，對(duì)絕緣的破壞性也就越嚴(yán)重。LddiuLt 雷云對(duì)地或架空線路的雷云對(duì)地或架空線路的放電就會(huì)造成雷電流。放電就會(huì)造成雷電流。 續(xù)上頁續(xù)上頁 雷電沖擊波具有波的傳導(dǎo)特性。輸電線路受到雷擊后，產(chǎn)雷電沖擊波具有波的傳導(dǎo)特性。輸電線路受到雷擊后，產(chǎn)生的雷電沖擊波會(huì)向輸電線路兩側(cè)流動(dòng)傳播，雷電波在傳導(dǎo)過生的雷電沖擊波會(huì)向輸電線路兩側(cè)流動(dòng)傳播，雷電波在傳導(dǎo)過程中到達(dá)結(jié)點(diǎn)后，還會(huì)發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。程中到達(dá)結(jié)點(diǎn)后，還會(huì)發(fā)生

23、折射和反射現(xiàn)象。 00d1dxvtL C傳播速度傳播速度 雷電波沿架空線傳播的速度與光速雷電波沿架空線傳播的速度與光速（3108m/s）相同，而相同，而在電纜中傳播的速度約為上值的在電纜中傳播的速度約為上值的1/21/3。00CLiuZ波阻抗波阻抗 波阻抗表征的是沿導(dǎo)線傳播的電壓沖擊波和電流沖擊波之波阻抗表征的是沿導(dǎo)線傳播的電壓沖擊波和電流沖擊波之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系間的動(dòng)態(tài)關(guān)系 ，與線路長度無關(guān)。，與線路長度無關(guān)。 （三）雷電沖擊波的基本特性（三）雷電沖擊波的基本特性 續(xù)上頁續(xù)上頁反射波入射波折射波Z1Z2 雷電入射波到達(dá)線路末端結(jié)點(diǎn)處會(huì)發(fā)生全反射，線路的開路雷電入射波到達(dá)線路末端結(jié)點(diǎn)處會(huì)發(fā)生全反射

24、，線路的開路末端電壓將增大至雷電行波電壓的末端電壓將增大至雷電行波電壓的2 2倍，嚴(yán)重威脅線路的絕緣安倍，嚴(yán)重威脅線路的絕緣安全，必須設(shè)置避雷器等防雷保護(hù)措施。全，必須設(shè)置避雷器等防雷保護(hù)措施。 變電所常采用一段變電所常采用一段100200m的進(jìn)線電纜，以達(dá)到降低行波的進(jìn)線電纜，以達(dá)到降低行波陡度的效果。陡度的效果。 二、二、防雷裝置防雷裝置 防雷設(shè)備由接閃器、引下線、接地裝置等組成。接閃器是專防雷設(shè)備由接閃器、引下線、接地裝置等組成。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，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

25、避雷帶、避雷網(wǎng)等。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。 避雷針的作用是引雷。避雷針的作用是引雷。1.1.避雷針避雷針 rxhhx0.5h0.75h4 51.5h“折線法折線法”續(xù)上頁續(xù)上頁 現(xiàn)行電力行現(xiàn)行電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T6201997規(guī)定，用規(guī)定，用于變配電所和電于變配電所和電力線路的防雷保力線路的防雷保護(hù)時(shí)，避雷針、護(hù)時(shí)，避雷針、線的保護(hù)范圍按線的保護(hù)范圍按“折線法折線法”來確來確定。定。 2.2.避雷線避雷線 避雷線的接閃原理與避雷針類似。避雷線的接閃原理與避雷針類似。 0UR閥電阻特性閥電阻特性續(xù)上頁續(xù)上頁 3.3.避雷器避雷器 避雷器的作用是防止雷電過電壓沿輸

26、電線路侵入變電所或避雷器的作用是防止雷電過電壓沿輸電線路侵入變電所或其它建筑物，危害電氣設(shè)備的絕緣。其它建筑物，危害電氣設(shè)備的絕緣。 閥式避雷器閥式避雷器 管型避雷器和保護(hù)間隙管型避雷器和保護(hù)間隙 金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器 在工頻電壓下，金屬氧化物避在工頻電壓下，金屬氧化物避雷器呈現(xiàn)極高電阻，能迅速有效地雷器呈現(xiàn)極高電阻，能迅速有效地阻斷工頻續(xù)流，無需火花間隙來熄阻斷工頻續(xù)流，無需火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起的電??；而當(dāng)雷滅由工頻續(xù)流引起的電??；而當(dāng)雷電過電壓的作用下，其電阻變?yōu)楹茈娺^電壓的作用下，其電阻變?yōu)楹苄?，能較好地泄放雷電流。小，能較好地泄放雷電流。 三、供電系統(tǒng)的三、供電系統(tǒng)

27、的防雷措施防雷措施 戶外變配電所中，一般采用避雷針作為直擊雷的防護(hù)裝置，戶外變配電所中，一般采用避雷針作為直擊雷的防護(hù)裝置，并要求所有被保護(hù)的電氣設(shè)備和建筑物均應(yīng)處于避雷針的保護(hù)并要求所有被保護(hù)的電氣設(shè)備和建筑物均應(yīng)處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。 變配電所中一般需要通過裝設(shè)閥式避雷器或氧化鋅避雷變配電所中一般需要通過裝設(shè)閥式避雷器或氧化鋅避雷器對(duì)變壓器進(jìn)行雷電侵入波的防護(hù)。器對(duì)變壓器進(jìn)行雷電侵入波的防護(hù)。 避雷器應(yīng)盡可能靠近變壓器安裝。避雷器接地線應(yīng)與變壓避雷器應(yīng)盡可能靠近變壓器安裝。避雷器接地線應(yīng)與變壓器低壓側(cè)接地中性線及金屬外殼連在一起接地。器低壓側(cè)接地中性線及金屬外殼連在一起接地。

28、 避雷器的選擇，必須使其伏秒特性與變壓器伏秒特性合理避雷器的選擇，必須使其伏秒特性與變壓器伏秒特性合理配合，并且避雷器的殘壓必須小于變壓器絕緣耐壓所能允許的配合，并且避雷器的殘壓必須小于變壓器絕緣耐壓所能允許的程度。程度。架空線FF電纜線F220/380VT架空線10kV續(xù)上頁續(xù)上頁 F電纜線F架空線架空線FT610kV12km35kV 35kV變電所常見防雷變電所常見防雷保護(hù)保護(hù) 10kV變電所常見防雷變電所常見防雷保護(hù)保護(hù) 第四節(jié)第四節(jié) 建筑物防雷建筑物防雷 一、建筑物的防雷分類一、建筑物的防雷分類 雷暴日雷暴日（d）指凡是有雷電活動(dòng)的日子，包括看到雷指凡是有雷電活動(dòng)的日子，包括看到雷閃或

29、聽到雷聲，都稱為雷暴日。閃或聽到雷聲，都稱為雷暴日。 年平均雷暴日數(shù)年平均雷暴日數(shù)（Td ）則是由當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)（站）根據(jù)則是由當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)（站）根據(jù)多年的氣象資料統(tǒng)計(jì)出的雷暴日數(shù)的年平均值。多年的氣象資料統(tǒng)計(jì)出的雷暴日數(shù)的年平均值。 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）是建筑物可能遭受雷擊的預(yù)是建筑物可能遭受雷擊的預(yù)計(jì)頻率參數(shù)。按下式確定：計(jì)頻率參數(shù)。按下式確定：edAkTN3 . 1024. 0 根據(jù)根據(jù)GB50057-94的規(guī)定，建筑物按其重要性、使用性質(zhì)、的規(guī)定，建筑物按其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷擊事故的可能性和后果，按防雷要求分成三類：第一類發(fā)生雷擊事故的可能性和后果，按防雷要求

30、分成三類：第一類防雷建筑物、第二類防雷建筑物和第三類防雷建筑物。防雷建筑物、第二類防雷建筑物和第三類防雷建筑物。 二、建筑物的綜合防雷措施二、建筑物的綜合防雷措施 建筑物防雷工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須將外部防雷措施和建筑物防雷工程是一個(gè)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。內(nèi)部防雷措施作為整體綜合考慮。建筑物綜合防雷系統(tǒng)外部防雷措施接閃器針網(wǎng)線引下線接地裝置屏蔽共用接地系統(tǒng)等電位聯(lián)結(jié)屏蔽隔離合理布線安裝電涌保護(hù)器內(nèi)部防雷措施續(xù)上頁續(xù)上頁 三、建筑物防雷裝置及布置三、建筑物防雷裝置及布置 GB50057-94建建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定保護(hù)建筑物的避規(guī)定保護(hù)建筑物

31、的避雷 針 的 保 護(hù) 范 圍 用雷 針 的 保 護(hù) 范 圍 用“滾球法滾球法”來確定。來確定。BAhhrhrxxhrhrhrhxrx“滾球法滾球法” （一）（一） 接閃器及布置接閃器及布置 1 1避雷針避雷針 2.2.避雷帶與避雷網(wǎng)避雷帶與避雷網(wǎng) 一般在屋頂四周一般在屋頂四周的女兒墻或屋脊、屋的女兒墻或屋脊、屋檐上安裝金屬避雷帶檐上安裝金屬避雷帶防雷。防雷。續(xù)上頁續(xù)上頁 （二）引下線及布置（二）引下線及布置 防雷引下線應(yīng)優(yōu)先利用自然引下線，還宜利用建筑物的鋼防雷引下線應(yīng)優(yōu)先利用自然引下線，還宜利用建筑物的鋼柱、消防梯、金屬煙囪等作為自然引下線，但其各部分之間均柱、消防梯、金屬煙囪等作為自然引

32、下線，但其各部分之間均應(yīng)連成電氣通路。引下線的數(shù)量及間距應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置。應(yīng)連成電氣通路。引下線的數(shù)量及間距應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置。 采用多根引下線時(shí)，宜在各引下線距地面采用多根引下線時(shí)，宜在各引下線距地面0.3m至至1.8m之間之間設(shè)置斷接卡。設(shè)置斷接卡。 當(dāng)利用混凝土柱或剪力墻中的主鋼筋作為自然引下線并同當(dāng)利用混凝土柱或剪力墻中的主鋼筋作為自然引下線并同時(shí)采用基礎(chǔ)接地體時(shí)，可不設(shè)斷接卡，但應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置若時(shí)采用基礎(chǔ)接地體時(shí)，可不設(shè)斷接卡，但應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置若干連接板，以便于接地電阻的測(cè)量，以及補(bǔ)打人工接地體和作干連接板，以便于接地電阻的測(cè)量，以及補(bǔ)打人工接地體和作等電位體聯(lián)結(jié)用。等電位體聯(lián)結(jié)用

33、。 （三）接地裝置（三）接地裝置 接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。 當(dāng)采用共用接地裝置時(shí)，其接地電阻應(yīng)按各系統(tǒng)中最小值當(dāng)采用共用接地裝置時(shí)，其接地電阻應(yīng)按各系統(tǒng)中最小值要求設(shè)置。若接地電阻達(dá)不到要求，應(yīng)加接人工接地體。要求設(shè)置。若接地電阻達(dá)不到要求，應(yīng)加接人工接地體。第五節(jié)第五節(jié) 信息系統(tǒng)的防雷信息系統(tǒng)的防雷 一、基本概念一、基本概念 雷擊電磁脈沖（代號(hào)雷擊電磁脈沖（代號(hào)LEMP）是一種電磁干擾源，它是在是一種電磁干擾源，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(qiáng)大建筑物防雷裝置和附近遭受直擊雷擊的情況下，由雷電的

34、強(qiáng)大閃電流引起的靜電場(chǎng)、電磁場(chǎng)和電磁輻射等所產(chǎn)生的效應(yīng)。閃電流引起的靜電場(chǎng)、電磁場(chǎng)和電磁輻射等所產(chǎn)生的效應(yīng)。二、防雷區(qū)的劃分及防雷總體要求二、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(duì)雷擊電磁脈沖采取為了保障信息系統(tǒng)的防雷安全，必須對(duì)雷擊電磁脈沖采取必要的防護(hù)措施，以便在建筑物內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容性（代必要的防護(hù)措施，以便在建筑物內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容性（代號(hào)號(hào)EMC）。）。 按規(guī)定，防雷區(qū)（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顯改變作為特征。建筑物中由外及內(nèi)按雷電能量大小的

35、不同分布可分為布可分為LPZ0，1，2，n區(qū)。其中區(qū)。其中LPZ0區(qū)又分這區(qū)又分這A、B兩區(qū)。兩區(qū)。通常，防雷區(qū)的數(shù)值越高，其雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度越小。通常，防雷區(qū)的數(shù)值越高，其雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度越小。 續(xù)上頁續(xù)上頁 建筑物防雷區(qū)建筑物防雷區(qū)（LPZ）的劃分的劃分接地網(wǎng)（計(jì)算機(jī)房）設(shè)備金屬外殼等 （屏蔽3）建筑物內(nèi)的房間（代表屏蔽2）天線避雷針避雷帶（網(wǎng)）引下線 洞（門、窗） 建筑物（代表屏蔽1）引下線123在LPZ1與LPZ2界面上的等電位連接帶在LPZ0B與LPZ1界面上的等電位連接帶電力、信號(hào)電纜、線路及金屬管道外部防雷裝置LPZ0ALPZ0ALPZ0ALPZ0ALPZ0BLPZ0BLPZ0BLP

36、Z1LPZ2LPZ3LPZ1LEMPLEMPLEMPLEMPLEMP續(xù)上頁續(xù)上頁 對(duì)于建筑對(duì)于建筑物內(nèi)的信息系物內(nèi)的信息系統(tǒng)來說，屏蔽、統(tǒng)來說，屏蔽、接地和等電位接地和等電位連接可以控制連接可以控制不同防雷區(qū)雷不同防雷區(qū)雷擊電磁環(huán)境，擊電磁環(huán)境，達(dá)到人為控制達(dá)到人為控制雷擊電磁脈沖雷擊電磁脈沖干擾程度的作干擾程度的作用。用。 三、電涌保護(hù)器三、電涌保護(hù)器（SPD）及選用及選用 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流和過電壓稱為電涌。 1. 1. 電涌保護(hù)器及其特性電涌保護(hù)器及其特性 電涌保護(hù)器是設(shè)置在建筑物的不同

37、防雷區(qū)電涌保護(hù)器是設(shè)置在建筑物的不同防雷區(qū)（LPZ）界面和所界面和所需的特定位置，以及電源和信號(hào)進(jìn)線上用于限制瞬態(tài)雷電過電壓需的特定位置，以及電源和信號(hào)進(jìn)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。和分流電涌電流的一種器件。 電涌保護(hù)器的主要參數(shù)有最大持電涌保護(hù)器的主要參數(shù)有最大持續(xù)運(yùn)行電壓、通流容量、電壓保護(hù)水續(xù)運(yùn)行電壓、通流容量、電壓保護(hù)水平（即殘壓）、漏電流、使用壽命及平（即殘壓）、漏電流、使用壽命及響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間。續(xù)上頁續(xù)上頁S P D 1ABCS P D 2S P D 3總 配 電 柜分 配 電 柜專 用 配 電 柜 ( 箱 )P EN 2. 信息系統(tǒng)的電涌保護(hù)信息系統(tǒng)的

38、電涌保護(hù) 分電源保護(hù)、信號(hào)數(shù)據(jù)端口保護(hù)。分電源保護(hù)、信號(hào)數(shù)據(jù)端口保護(hù)。 由于雷電沖擊能量巨大，因此對(duì)信息系統(tǒng)的電源保護(hù)，從外由于雷電沖擊能量巨大，因此對(duì)信息系統(tǒng)的電源保護(hù)，從外部總配電室到內(nèi)部對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電，要分多級(jí)進(jìn)行，才能將雷部總配電室到內(nèi)部對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電，要分多級(jí)進(jìn)行，才能將雷電的能量降到設(shè)備所能承受的水平（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)備電源系統(tǒng)各種設(shè)備絕緣耐沖擊過電壓額定值可分為絕緣耐沖擊過電壓額定值可分為4類，分別為類，分別為6kV、4kV、2.5kV和和1.5kV）。續(xù)上頁續(xù)上頁續(xù)上頁續(xù)上頁本章小結(jié)本章小結(jié) 本章介紹了供電系統(tǒng)接地與防雷的基本概念、設(shè)計(jì)方法等問題。本章介紹了供電系統(tǒng)接地與防雷的基本概念、設(shè)計(jì)方法等問題。 本章本章首先首先著重分析接地的類型、要求與設(shè)計(jì)方法，以