供配電工程實用教案

1、 2021-12-161第八章第八章 防雷、接地與電氣防雷、接地與電氣(dinq)安全安全n8.3 電氣安全電氣安全n8.1 過電壓與防雷過電壓與防雷n8.2 電氣裝置的接地電氣裝置的接地第1頁/共48頁第一頁，共49頁。 2021-12-1628.1 過電壓與防雷過電壓與防雷 1內(nèi)部內(nèi)部(nib)過電壓過電壓一、過電壓的形式一、過電壓的形式(xngsh)(xngsh)操作過電壓：因開關操作、負荷劇變、系統(tǒng)故障等原因而引起的操作過電壓：因開關操作、負荷劇變、系統(tǒng)故障等原因而引起的過電壓。過電壓。諧振諧振(xizhn)過電壓：因電感、電容等參數(shù)在特殊情況下發(fā)生諧過電壓：因電感、電容等參數(shù)在特殊情

2、況下發(fā)生諧振振(xizhn)而引起的過電壓。而引起的過電壓。2外部過電壓外部過電壓 外部過電壓又稱雷電過電壓或大氣過電壓，它是由于電外部過電壓又稱雷電過電壓或大氣過電壓，它是由于電力系統(tǒng)的導線或電氣設備受到直接雷擊或雷電感應而引起的力系統(tǒng)的導線或電氣設備受到直接雷擊或雷電感應而引起的過電壓。過電壓。第2頁/共48頁第二頁，共49頁。 2021-12-163二、雷電二、雷電(lidin)(lidin)的基本知的基本知識識v主放電階段：電流主放電階段：電流(dinli)很大，高很大，高達幾百千安，但持續(xù)時間極短，一般達幾百千安，但持續(xù)時間極短，一般只有只有 50100s。v余輝放電階段：電流余輝放

3、電階段：電流(dinli)較小，較小，約幾百安，持續(xù)時間約為約幾百安，持續(xù)時間約為0.030.15s。1. 雷電現(xiàn)象雷電現(xiàn)象(xinxing)：雷云放電的過程稱為雷電現(xiàn)：雷云放電的過程稱為雷電現(xiàn)象象(xinxing)。雷云雷云雷電先導雷電先導迎雷先導迎雷先導主放電階段主放電階段 余輝階段余輝階段第3頁/共48頁第三頁，共49頁。 2021-12-1642. 雷電雷電(lidin)流的特性流的特性n雷電雷電(lidin)流波形（圖流波形（圖8-1）波頭：指雷電波頭：指雷電(lidin)流從零上升到最大幅值這一部分，一般流從零上升到最大幅值這一部分，一般只有只有14s；波尾：波尾：指雷電流從最大幅

4、值指雷電流從最大幅值開始，下降到二分之一幅值所開始，下降到二分之一幅值所經(jīng)歷的時間，約數(shù)十微妙。經(jīng)歷的時間，約數(shù)十微妙。n雷電流的陡度：指雷電流在雷電流的陡度：指雷電流在波頭部分上升的速度，即波頭部分上升的速度，即 tidd圖圖8-1 雷電流波形圖雷電流波形圖第4頁/共48頁第四頁，共49頁。 2021-12-1653. 雷電過電壓的基本雷電過電壓的基本(jbn)形式形式 直擊雷：雷電直接擊中電氣設備、線路、建筑物等物體。直擊雷：雷電直接擊中電氣設備、線路、建筑物等物體。感應感應(gnyng)雷：由雷電對線路、設備或其他物體的靜電感雷：由雷電對線路、設備或其他物體的靜電感應應(gnyng)或電

5、磁感應或電磁感應(gnyng)而引起的過電壓。而引起的過電壓。感應感應(gnyng)雷的形成過程如圖雷的形成過程如圖8-2所示。所示。雷電波侵入：雷電波侵入：架空線架空線路遭到直接雷擊或感應路遭到直接雷擊或感應雷而產(chǎn)生的高電位雷電雷而產(chǎn)生的高電位雷電波，沿架空線侵入變電波，沿架空線侵入變電所或其他建筑物而造成所或其他建筑物而造成危險。危險。圖圖8-2 架空線路上的感應過電壓架空線路上的感應過電壓第5頁/共48頁第五頁，共49頁。 2021-12-1664雷電活動雷電活動(hu dng)強度及直擊雷的規(guī)強度及直擊雷的規(guī)律律n雷暴日：一天中只要出現(xiàn)雷暴日：一天中只要出現(xiàn)(chxin)過雷電活動（包

6、括看到雷閃過雷電活動（包括看到雷閃和聽到雷聲），就算一個雷暴日。和聽到雷聲），就算一個雷暴日。年平均雷暴日不足年平均雷暴日不足(bz)15日的地區(qū)為少雷區(qū)；日的地區(qū)為少雷區(qū)；年平均雷暴日超過年平均雷暴日超過40日的地區(qū)為多雷區(qū)；日的地區(qū)為多雷區(qū)；年平均雷暴日超過年平均雷暴日超過90日的地區(qū)為雷電活動特別強烈地區(qū)。日的地區(qū)為雷電活動特別強烈地區(qū)。 我國各地區(qū)的雷暴日數(shù)如表我國各地區(qū)的雷暴日數(shù)如表8-1所示。所示。表表8-1 我國各地區(qū)的年平均雷暴日我國各地區(qū)的年平均雷暴日地區(qū)地區(qū)年平均雷暴日年平均雷暴日地區(qū)地區(qū)年平均雷暴日年平均雷暴日西北地區(qū)西北地區(qū)20以下以下長江以南北緯長江以南北緯23線以北

7、線以北4080左右左右東北地區(qū)東北地區(qū)30左右左右長江以南北緯長江以南北緯23線以南線以南80以上以上華北和中部地區(qū)華北和中部地區(qū)4045左右左右海南島、雷洲半島海南島、雷洲半島120130左右左右第6頁/共48頁第六頁，共49頁。 2021-12-167n雷電活動雷電活動(hu dng)的規(guī)律的規(guī)律 熱而潮濕熱而潮濕(chosh)的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。雷擊區(qū)的形成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)（即土壤電阻率）、地面上的設施雷擊區(qū)的形成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)（即土壤電阻率）、地面上的設施情況及地理條件

8、等因素有關。情況及地理條件等因素有關。土壤電阻率小的地方易遭受雷擊；土壤電阻率小的地方易遭受雷擊；在不同電阻率的土壤交界處易遭受雷擊；在不同電阻率的土壤交界處易遭受雷擊；山的東坡、南坡較山的北坡、西坡易遭受雷擊；山的東坡、南坡較山的北坡、西坡易遭受雷擊；山岳山岳(shnyu)地區(qū)易遭受雷擊。地區(qū)易遭受雷擊。建筑物的雷擊部位與建筑物的高度、長度及屋頂坡度等建筑物的雷擊部位與建筑物的高度、長度及屋頂坡度等因素有關。因素有關。 第7頁/共48頁第七頁，共49頁。 2021-12-1685雷電雷電(lidin)的危害的危害雷電流的熱效應可燒斷導線和燒毀電力設備；雷電流的熱效應可燒斷導線和燒毀電力設備；

9、雷電流的機械效應產(chǎn)生的電動力可摧毀設備、桿塔和建雷電流的機械效應產(chǎn)生的電動力可摧毀設備、桿塔和建筑，傷害人畜；筑，傷害人畜；雷電流的電磁效應可產(chǎn)生過電壓，擊穿電氣設備絕緣，雷電流的電磁效應可產(chǎn)生過電壓，擊穿電氣設備絕緣，甚至引起火災爆炸，造成人身甚至引起火災爆炸，造成人身(rnshn)傷亡；傷亡；雷電的閃絡放電可燒壞絕緣子，使斷路器跳閘或引起火雷電的閃絡放電可燒壞絕緣子，使斷路器跳閘或引起火災，造成大面積停電。災，造成大面積停電。第8頁/共48頁第八頁，共49頁。 2021-12-169三、防雷裝置三、防雷裝置(zhungzh)(zhungzh)防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分防雷裝置

10、由接閃器、引下線和接地裝置三部分(b fen)組成。組成。u接閃器（受雷裝置）：是接受雷電流的金屬導體，常用的有避雷接閃器（受雷裝置）：是接受雷電流的金屬導體，常用的有避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)（帶）三種類型。針、避雷線和避雷網(wǎng)（帶）三種類型。u引下線：應保證雷電流通過時不致熔化，一般引下線：應保證雷電流通過時不致熔化，一般(ybn)用直徑不小用直徑不小于于10mm的圓鋼或截面不小于的圓鋼或截面不小于80mm2的扁鋼制成。的扁鋼制成。u接地裝置：埋在地下的接地導線和接地體的總稱。接地裝置：埋在地下的接地導線和接地體的總稱。1. 避雷針避雷針 避雷針避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅焊接鋼管制成。通常采用

11、鍍鋅圓鋼或鍍鋅焊接鋼管制成。 針長針長1m以下時，圓鋼直徑不小于以下時，圓鋼直徑不小于12 mm，鋼管直徑不小于，鋼管直徑不小于20 mm；針長針長12m時，圓鋼直徑不小于時，圓鋼直徑不小于16mm，鋼管直徑不小于，鋼管直徑不小于25mm。 第9頁/共48頁第九頁，共49頁。 2021-12-1610p當避雷針高度當避雷針高度(god)hhr時：時：n單支避雷針的保護單支避雷針的保護(boh)范圍（圖范圍（圖8-3） 避雷針的保護范圍避雷針的保護范圍(fnwi)，以它能夠防護直擊雷的保護，以它能夠防護直擊雷的保護空間來表示，可按空間來表示，可按“滾球法滾球法”來確定。來確定。 所謂所謂“滾球法

12、滾球法”，就是選擇一個半徑為，就是選擇一個半徑為hr（滾球半徑滾球半徑）的球體，沿需要防護直擊雷的部位滾動。如果球體只接觸到避雷針的球體，沿需要防護直擊雷的部位滾動。如果球體只接觸到避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護的部位，則該部位就在避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)。（線）的保護范圍之內(nèi)。在距地面在距地面 hr處作一平行于地面的平行線。處作一平行于地面的平行線。以避雷針的針尖為圓心、以避雷針的針尖為圓心、hr為半徑作弧線，交于平行線的為半徑作弧線，交于平行線的A、B兩點。兩點。第10頁/共48頁第十頁，共49頁。 2021-12-1611)

13、2()2(xrxrxhhhhhhr避雷針在地面上的保護避雷針在地面上的保護(boh)半徑為：半徑為：)2(0hhhrr圖圖8-3 單支避雷針的保護單支避雷針的保護(boh)范圍范圍與地面相切。從該弧線起與地面相切。從該弧線起到地面為止的整個錐形空到地面為止的整個錐形空間，就是避雷針的保護范間，就是避雷針的保護范圍。圍。以以A、B為圓心、為圓心、hr 為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并避雷針在避雷針在hx 高度的水平高度的水平(shupng)面上的保護半徑面上的保護半徑為：為：第11頁/共48頁第十一頁，共49頁。 2021-12-1612p當避雷針高度當避雷針高度

14、(god)h hr時：時： 在避雷針上取高度為在避雷針上取高度為hr的一點代替避雷針的針尖作為的一點代替避雷針的針尖作為(zuwi)圓圓心，其余的作法與心，其余的作法與hhr 時相同。時相同。 建筑物的防雷級別是根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)以及發(fā)生雷擊事建筑物的防雷級別是根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)以及發(fā)生雷擊事故的可能性和造成故的可能性和造成(zo chn(zo chn) )后果來劃分的，共分為三級：后果來劃分的，共分為三級：一級防雷建筑物：一級防雷建筑物：指具有特別重要用途的建筑物，如國家級會指具有特別重要用途的建筑物，如國家級會堂、辦公建筑、檔案館、大型博展建筑、大型鐵路客運站、國際型堂、辦公建筑、

15、檔案館、大型博展建筑、大型鐵路客運站、國際型航空港、國賓館、國際港口客運站；國家級重點文物保護建筑物以航空港、國賓館、國際港口客運站；國家級重點文物保護建筑物以及高度超過及高度超過100m的建筑物等。的建筑物等。第12頁/共48頁第十二頁，共49頁。 2021-12-1613二級防雷建筑物，是指重要的或人員密集的大型建筑物，如二級防雷建筑物，是指重要的或人員密集的大型建筑物，如省部級辦公樓、會堂、博展、體育、交通、通訊、廣播等建省部級辦公樓、會堂、博展、體育、交通、通訊、廣播等建筑物；省級重點文物保護建筑物；高度超過筑物；省級重點文物保護建筑物；高度超過50m的建筑物以及的建筑物以及大型計算中

16、心和裝有重要電子設備的建筑物。大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物。三級防雷建筑物，是指預計年雷擊次數(shù)大于或等于三級防雷建筑物，是指預計年雷擊次數(shù)大于或等于0.05，或，或經(jīng)過調(diào)查確認經(jīng)過調(diào)查確認(qurn)需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物；高度為的建筑物；高度為15m及以上的煙及以上的煙囪、水塔等孤立建筑物等。囪、水塔等孤立建筑物等。例例8-1: 某廠一座高某廠一座高30m的水塔旁邊的水塔旁邊(pngbin)，建有一鍋爐房（圖，建有一鍋爐房（圖8-4），水塔上面安裝一支），水塔上面安裝一支2m高的避雷

17、針，試問該避雷針能否保高的避雷針，試問該避雷針能否保護這一鍋爐房？護這一鍋爐房？ 第13頁/共48頁第十三頁，共49頁。 2021-12-1614n雙支等高避雷針的保護雙支等高避雷針的保護(boh)范圍（圖范圍（圖8-5） 在在hhr的情況下，當?shù)那闆r下，當D 時，各按單支避雷針時，各按單支避雷針的方法確定；當?shù)姆椒ù_定；當D 時，按下述方法確定：時，按下述方法確定：)2(2hhhr)2(2hhhr圖圖8-4 例例8-1避雷針的保護避雷針的保護(boh)范圍范圍解：解： m,32m2m30hm8xhm13.23) 8602(8)32602(32xrm13.23m68.185)810(22rm6

18、0rh查表查表8-2得得 因此因此(ync)，避雷針的保護半徑為：，避雷針的保護半徑為： 8m高度上最遠一角距離避雷針的水平距高度上最遠一角距離避雷針的水平距離為：離為： 能保護。能保護。 第14頁/共48頁第十四頁，共49頁。 2021-12-1615ABCD外的保護范圍，按單支避雷針所規(guī)定外的保護范圍，按單支避雷針所規(guī)定(gudng)的方法確的方法確定。定。C、D點位于兩針間的垂直平分線上。在地面每側(cè)的最小保護點位于兩針間的垂直平分線上。在地面每側(cè)的最小保護寬度應按下式計算：寬度應按下式計算：DOCOb0在在AOB軸線上，軸線上，A、B間間的保護范圍的保護范圍(fnwi)上邊線上邊線按下式

19、確定：按下式確定：2222)(XDhhhhrrx22)2(Dhhhr圖圖8-5 雙支等高避雷針的保護雙支等高避雷針的保護(boh)范圍范圍第15頁/共48頁第十五頁，共49頁。 2021-12-1616兩針間兩針間ABCD內(nèi)的保護內(nèi)的保護(boh)范圍，范圍，ACO、BCO、ADO、BDO各部分是類同的。各部分是類同的。 以以ACO部分的保護范圍為例，按以下部分的保護范圍為例，按以下(yxi)方法確定：方法確定： 在在hx和和C點所處的垂直平面點所處的垂直平面(pngmin)上，以上，以hx作為假想作為假想避雷針，按單支避雷針所規(guī)定的方法確定（見剖面）。避雷針，按單支避雷針所規(guī)定的方法確定（見

20、剖面）。2. 避雷線避雷線 避雷線一般采用截面不小于避雷線一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。的鍍鋅鋼絞線。 單根避雷線的保護范圍，當避雷線高度單根避雷線的保護范圍，當避雷線高度h2hr時，無保護范時，無保護范圍。當避雷線高度圍。當避雷線高度h2hr時，按下列方法確定（時，按下列方法確定（圖圖8-6）：）： 第16頁/共48頁第十六頁，共49頁。 2021-12-1617在距地面在距地面 hr處作一平行處作一平行(pngxng)于地面的平行于地面的平行(pngxng)線。線。以避雷線尖為圓心、以避雷線尖為圓心、hr為半徑作弧線，交于平行為半徑作弧線，交于平行(pngxng)線的線的A、B

21、兩點。兩點。圖圖8-6 單根避雷線的保護單根避雷線的保護(boh)范圍范圍a）當）當2hrhhr時時 b）當）當h2hr時時第17頁/共48頁第十七頁，共49頁。 2021-12-1618以以A、B為圓心、為圓心、hr為半徑為半徑(bnjng)作弧線，該兩弧線相交或作弧線，該兩弧線相交或相切，并與地面相切。從該弧線起到地面止為避雷線的保護范相切，并與地面相切。從該弧線起到地面止為避雷線的保護范圍。圍。當當2hr hhr 時，保護范圍最高點的高度時，保護范圍最高點的高度h0按下式計算：按下式計算： hhhr 20避雷線在避雷線在hx高度的水平高度的水平(shupng)面上的保護寬度面上的保護寬度

22、bx按下按下式計算：式計算：)2()2(xrxrxhhhhhhb3. 避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶和避雷網(wǎng) 避雷帶和避雷網(wǎng)主要用于保護高層建筑免遭雷擊避雷帶和避雷網(wǎng)主要用于保護高層建筑免遭雷擊(lij)，通，通常采用圓鋼或扁鋼焊接而成，并沿房屋邊緣或屋頂敷設。常采用圓鋼或扁鋼焊接而成，并沿房屋邊緣或屋頂敷設。 注意：注意：圓鋼直徑不小于圓鋼直徑不小于8 mm，扁鋼截面不小于，扁鋼截面不小于48mm2，厚度不小于，厚度不小于4 mm。當煙囪上采用避。當煙囪上采用避雷環(huán)時，圓鋼直徑不小于雷環(huán)時，圓鋼直徑不小于12 mm，扁鋼截面不小于，扁鋼截面不小于100mm2，厚度不小于，厚度不小于4 mm。第18頁/

23、共48頁第十八頁，共49頁。 2021-12-1619四、供配電系統(tǒng)四、供配電系統(tǒng)(xtng)(xtng)的的防雷措施防雷措施1. 架空架空(jikng)線路的防雷措施線路的防雷措施架設架設(jish)避雷線；避雷線；提高線路本身的絕緣水平；提高線路本身的絕緣水平； 利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線；利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線； 裝設自動重合閘；裝設自動重合閘； 加強對絕緣薄弱點的保護。加強對絕緣薄弱點的保護。 2. 變配電所的防雷措施變配電所的防雷措施u直擊雷的防護措施直擊雷的防護措施 變電所應按一級防雷建筑物的標準進行防雷設計。變電所應按一級防雷建筑物的標準進行防雷設計。變電所內(nèi)

24、的設備和建筑物通常采用獨立避雷針或避雷線進行變電所內(nèi)的設備和建筑物通常采用獨立避雷針或避雷線進行直擊雷防護直擊雷防護 。第19頁/共48頁第十九頁，共49頁。 2021-12-1620u“反擊反擊”現(xiàn)象：當避雷針（線）與附近設施之間的絕緣距現(xiàn)象：當避雷針（線）與附近設施之間的絕緣距離不夠離不夠(bgu)時，兩者之間會發(fā)生強烈的放電現(xiàn)象，這時，兩者之間會發(fā)生強烈的放電現(xiàn)象，這種情況稱為種情況稱為“反擊反擊”。 為了防止反擊事故的發(fā)生，避雷針（線）與附近其他金屬導為了防止反擊事故的發(fā)生，避雷針（線）與附近其他金屬導體之間必須保持足夠的安全體之間必須保持足夠的安全(nqun)距離。距離。獨立避雷針（

25、線）及其引下線與其他金屬物獨立避雷針（線）及其引下線與其他金屬物體在空氣體在空氣(kngq)中的安全距離應滿足：中的安全距離應滿足： xshhR1 . 03 . 0safS 式中，式中，Rsh為獨立避雷針（線）的沖擊接為獨立避雷針（線）的沖擊接地電阻地電阻；hx為被保護物的高度。為被保護物的高度。Ssaf一般不應小于一般不應小于5m。第20頁/共48頁第二十頁，共49頁。 2021-12-1621獨立避雷針（線）的接地獨立避雷針（線）的接地(jid)體與變電所接地體與變電所接地(jid)網(wǎng)網(wǎng)間的最小地中距離應滿足：間的最小地中距離應滿足：ESshR3 . 0 SE一般一般(ybn)不應小于不應

26、小于3m 。2雷電雷電(lidin)侵入波的防護措施侵入波的防護措施 變電所對于雷電侵入波的過電壓保護是利用閥型避雷器以變電所對于雷電侵入波的過電壓保護是利用閥型避雷器以及與閥型避雷器相配合的進線段保護。及與閥型避雷器相配合的進線段保護。 u35110 kV變電所的防雷保護方案（變電所的防雷保護方案（圖圖8-7）u對于容量較小的對于容量較小的35kV變電所，可根據(jù)其重要性和雷電活動情況，變電所，可根據(jù)其重要性和雷電活動情況，酌情簡化進線保護措施；對于有電纜進線段的架空線路，避雷器應酌情簡化進線保護措施；對于有電纜進線段的架空線路，避雷器應裝設在電纜頭附近，其接地端應和電纜金屬外皮相連。裝設在電

27、纜頭附近，其接地端應和電纜金屬外皮相連。第21頁/共48頁第二十一頁，共49頁。 2021-12-1622在變電所在變電所12km進線段進線段架設架設(jish)避雷線，既避雷線，既可防護直擊雷，還可以使可防護直擊雷，還可以使感應雷過電壓產(chǎn)生在感應雷過電壓產(chǎn)生在12km以外。以外。為了降低雷電侵入為了降低雷電侵入(qnr)波的波的幅值，在該線路進線段的首端幅值，在該線路進線段的首端應裝設一組管型避雷器應裝設一組管型避雷器FA1，且，且其工頻接地電阻不宜超過其工頻接地電阻不宜超過10。 在靠近隔離開關或斷路器在靠近隔離開關或斷路器QF2處裝設一組管型避雷器處裝設一組管型避雷器FA2，以，以防止防

28、止(fngzh)線路上的雷電波侵線路上的雷電波侵入到隔離開關或斷路器開路處入到隔離開關或斷路器開路處時，由于反射而形成兩倍侵入時，由于反射而形成兩倍侵入波幅值的電壓，損壞隔離開關波幅值的電壓，損壞隔離開關或斷路器。或斷路器。母線上裝設閥型避雷器母線上裝設閥型避雷器FA3，主要用于保護變壓，主要用于保護變壓器、電壓互感器等所有器、電壓互感器等所有高壓電氣設備。高壓電氣設備。圖圖8-7 35110 kV變電所的進線保護方案變電所的進線保護方案第22頁/共48頁第二十二頁，共49頁。 2021-12-16238.2 電氣電氣(dinq)裝置的接地裝置的接地一、接地的有關一、接地的有關(yugun)(

29、yugun)概念概念1接地裝置接地裝置接地：電氣設備的某部分與大地之間做良好接地：電氣設備的某部分與大地之間做良好(lingho)的電氣的電氣連接。連接。接地體：直接與大地接觸的金屬導體。接地體：直接與大地接觸的金屬導體。接地線：連接接地體與電氣設備接地部分的金屬導體。接地線：連接接地體與電氣設備接地部分的金屬導體。接地裝置：接地裝置：接地體與接地線接地體與接地線的總和，稱為接地裝置。的總和，稱為接地裝置。接地網(wǎng)：接地網(wǎng)：由若干個接地體在由若干個接地體在大地中相互用接地線連接起來大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)，如的一個整體，稱為接地網(wǎng)，如圖圖8-8所示。所示。圖圖8-8 接地

30、網(wǎng)示意圖接地網(wǎng)示意圖1接地體接地體 2接地干線接地干線 3接地支線接地支線 4電氣設備電氣設備第23頁/共48頁第二十三頁，共49頁。 2021-12-16242地和對地電壓地和對地電壓(diny) 當電氣設備發(fā)生接地當電氣設備發(fā)生接地(jid)故故障時，接地障時，接地(jid)電流電流IE通過接地通過接地(jid)體向大地作半球形散開，如體向大地作半球形散開，如圖圖8-9所示。所示。 電氣設備的接地部分與零電位地電氣設備的接地部分與零電位地之間的電位差，稱為之間的電位差，稱為(chn wi)接地接地部分的對地電壓，用部分的對地電壓，用UE表示。表示。 實踐證明：實踐證明：在距接地體在距接地體

31、20m以外的地以外的地方，散流電阻已趨近于零，也即電位方，散流電阻已趨近于零，也即電位趨近于零。該電位等于零的地方稱為趨近于零。該電位等于零的地方稱為電氣上的電氣上的“地地”或或“大地大地”。 圖圖8-9 接地電流和對地電壓分布圖接地電流和對地電壓分布圖第24頁/共48頁第二十四頁，共49頁。 2021-12-16253. 接觸接觸(jich)電壓和跨步電壓（圖電壓和跨步電壓（圖8-10）接觸電壓：當電氣設備發(fā)生接觸電壓：當電氣設備發(fā)生(fshng)接地故障時，人體觸接地故障時，人體觸及的電氣設備和大地上任意兩點之間的電位差，稱為接觸電及的電氣設備和大地上任意兩點之間的電位差，稱為接觸電壓壓U

32、tou ?？绮诫妷海喝嗽诮涌绮诫妷海喝嗽诮拥毓收系毓收?gzhng)點點附近行走時，兩腳附近行走時，兩腳之間的電位差，稱之間的電位差，稱為跨步電壓為跨步電壓Ustep 。圖圖8-10 接觸電壓和跨步電壓接觸電壓和跨步電壓第25頁/共48頁第二十五頁，共49頁。 2021-12-16264. 接地接地(jid)電阻電阻流散電阻：接地體的對地電壓與通過接地體流入地中的電流流散電阻：接地體的對地電壓與通過接地體流入地中的電流(dinli)之比，稱為流散電阻。之比，稱為流散電阻。接地電阻：電氣設備接地部分的對地電壓與接地電流接地電阻：電氣設備接地部分的對地電壓與接地電流(dinli)之比，稱為接地裝置

33、的接地電阻。之比，稱為接地裝置的接地電阻。工頻接地電阻：工頻接地電流工頻接地電阻：工頻接地電流(dinli)流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻，稱為工頻接地電阻，用的接地電阻，稱為工頻接地電阻，用RE表示；表示；沖擊接地電阻：雷電流沖擊接地電阻：雷電流(dinli)流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的電阻，流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的電阻，稱為沖擊接地電阻，用稱為沖擊接地電阻，用Rsh表示。表示。第26頁/共48頁第二十六頁，共49頁。 2021-12-1627二、接地二、接地(jid)(jid)的類型的類型p工作接地：根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需要，人為工作接地：根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需要，人為(rnwi)地將地將

34、電力系統(tǒng)中性點或電氣設備的某一部分進行接地。電力系統(tǒng)中性點或電氣設備的某一部分進行接地。p保護接地：為保證人身安全、防止觸電事故，將電氣設備保護接地：為保證人身安全、防止觸電事故，將電氣設備的外露可導電部分與地作良好的連接。的外露可導電部分與地作良好的連接。 TN系統(tǒng)：系統(tǒng)： TN系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的電源(dinyun)中性點直接接地，并引中性點直接接地，并引出有中性線（出有中性線（N線）、保護線（線）、保護線（PE線）或保護中性線（線）或保護中性線（PEN線），電氣設備的外露可導電部分與線），電氣設備的外露可導電部分與PE線或線或PEN線相連。線相連。 TN-C系統(tǒng)：系統(tǒng)：系統(tǒng)中系統(tǒng)中N線與線與

35、PE線合為一根線合為一根PEN線，所有設備的外線，所有設備的外露可導電部分均接露可導電部分均接PEN線，如圖線，如圖8-11a所示。所示。 第27頁/共48頁第二十七頁，共49頁。 2021-12-1628 TN-S系統(tǒng)：系統(tǒng)中的系統(tǒng)：系統(tǒng)中的N線與線與PE線線完全分開，所有設備的外露可導電完全分開，所有設備的外露可導電(dodin)部分均接部分均接PE線，如圖線，如圖8-11b所示。所示。TN-C-S系統(tǒng)：系統(tǒng)中前面線路采系統(tǒng)：系統(tǒng)中前面線路采用用TN-C系統(tǒng)，而后面線路部分或系統(tǒng)，而后面線路部分或全部采用全部采用TN-S系統(tǒng)，所有設備的外系統(tǒng)，所有設備的外露可導電露可導電(dodin)部分

36、接部分接PEN線或線或PE線，如圖線，如圖8-11c所示。所示。圖圖8-11 TN系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖a）TN-C系統(tǒng)系統(tǒng) b）TN-S系統(tǒng)系統(tǒng) c）TN-C-S系統(tǒng)系統(tǒng)第28頁/共48頁第二十八頁，共49頁。 2021-12-1629TT系統(tǒng)：系統(tǒng)：TT系統(tǒng)的電源電源中性點直接系統(tǒng)的電源電源中性點直接(zhji)接地，系統(tǒng)中電氣設接地，系統(tǒng)中電氣設備的外露可導電部分均經(jīng)各自的備的外露可導電部分均經(jīng)各自的PE線分別直接線分別直接(zhji)接地，如圖接地，如圖8-12所示。所示。IT系統(tǒng)：系統(tǒng)： IT系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的中性點不接地或經(jīng)高阻抗（約系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的中性點不接地或經(jīng)高阻抗（約1000）

37、接地，系統(tǒng)中電氣設備的外露可導電部分均經(jīng)各自的接地，系統(tǒng)中電氣設備的外露可導電部分均經(jīng)各自的PE線分別直接線分別直接(zhji)接地，如圖接地，如圖8-13所示。所示。 圖圖8-12 TT系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)示意圖示意圖圖圖8-13 IT系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)示意圖示意圖第29頁/共48頁第二十九頁，共49頁。 2021-12-1630p重復接地：在重復接地：在TN系統(tǒng)中，為了避免系統(tǒng)中，為了避免(bmin)PE線或線或PEN線斷線斷開時系統(tǒng)失去保護作用，除在電源中性點必須采用工作接地外，開時系統(tǒng)失去保護作用，除在電源中性點必須采用工作接地外，PE線或線或PEN線還應在下列地方重復接地：線還應在

38、下列地方重復接地： 在架空線路在架空線路(xinl)末端及沿線每隔末端及沿線每隔1 km處；處；在電纜和架空線路在電纜和架空線路(xinl)引入車間或其它大型建筑物處。引入車間或其它大型建筑物處。 重復接地的作用重復接地的作用(zuyng)可用圖可用圖8-14說明。說明。 若沒有采取重復接地，當發(fā)生若沒有采取重復接地，當發(fā)生PE線或線或PEN線斷線，且在斷線斷線，且在斷線的后面又有設備發(fā)生一相碰殼時，接在斷線后面的所有設備外線的后面又有設備發(fā)生一相碰殼時，接在斷線后面的所有設備外殼上都將呈現(xiàn)接近于相電壓的對地電壓，這是很危險的。采取重殼上都將呈現(xiàn)接近于相電壓的對地電壓，這是很危險的。采取重復接

39、地后，發(fā)生同樣故障時，設備外殼的對地電壓降低了，危險復接地后，發(fā)生同樣故障時，設備外殼的對地電壓降低了，危險程度也大大降低了。程度也大大降低了。 第30頁/共48頁第三十頁，共49頁。 2021-12-1631 因此應盡量避免因此應盡量避免PE線和線和PEN線的斷線事故，在線的斷線事故，在PE線和線和PEN線是一般線是一般(ybn)不允許裝設開關或熔斷器。不允許裝設開關或熔斷器。EERR2UUEERER 2UEU 若若 ，則，則 。實際上，由于。實際上，由于 ，所，所以以 ，對人還是有危險的。，對人還是有危險的。 圖圖8-14 重復接地的作用重復接地的作用(zuyng)說明說明a）無重復接地）

40、無重復接地 b）有重復接地）有重復接地第31頁/共48頁第三十一頁，共49頁。 2021-12-1632三、接地裝置的裝設三、接地裝置的裝設(zhun(zhun sh)sh)p自然接地體：凡是與大地有可靠接觸的金屬導體，如埋入地下的自然接地體：凡是與大地有可靠接觸的金屬導體，如埋入地下的金屬管道、建筑物的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋、行車的鋼軌、電纜金屬外皮等金屬管道、建筑物的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋、行車的鋼軌、電纜金屬外皮等都可作為自然接地體。都可作為自然接地體。p人工人工(rngng)接地體：采用鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼等鋼材制成。接地體：采用鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼等鋼材制成。 垂直埋設的接地體：用垂直埋設的接地體：

41、用3850mm的鋼管或的鋼管或40 40 4mm50505mm的角鋼。的角鋼。水平水平(shupng)埋設的接地體：用埋設的接地體：用16mm的圓管或的圓管或404mm的扁鋼。的扁鋼。接地線：用接地線：用204mm404mm的扁鋼。的扁鋼。說明：說明：接地裝置由多根接地體組成，這些接地體可成排布置，也可接地裝置由多根接地體組成，這些接地體可成排布置，也可以環(huán)形布置。每根接地體長以環(huán)形布置。每根接地體長2.5m左右，接地體之間的距離約左右，接地體之間的距離約5m，將各接，將各接地體打入地中后，用圓鋼或扁鋼連成一體。地體打入地中后，用圓鋼或扁鋼連成一體。第32頁/共48頁第三十二頁，共49頁。 2

42、021-12-1633p接地網(wǎng)的布置：應使接地裝置附近的電位分布盡可能均勻，接地網(wǎng)的布置：應使接地裝置附近的電位分布盡可能均勻，以降低接觸電壓以降低接觸電壓(diny)和跨步電壓和跨步電壓(diny)，保證人身安全。，保證人身安全。 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)(din l x tn)不同接地裝置的接地電阻允許值見書不同接地裝置的接地電阻允許值見書中表中表8-3。四、接地四、接地(jid)(jid)電阻的計算電阻的計算1工頻接地電阻的計算工頻接地電阻的計算u自然接地體接地電阻的計算：可查閱有關設計手冊。自然接地體接地電阻的計算：可查閱有關設計手冊。u人工接地體接地電阻的計算人工接地體接地電阻的計算單根垂直

43、接地體的接地電阻：單根垂直接地體的接地電阻： 3 . 0)1(ERn根并聯(lián)垂直接地體的接地電阻：根并聯(lián)垂直接地體的接地電阻： nRREE)1(9 . 0當有當有n根垂直接地體并聯(lián)時，根垂直接地體并聯(lián)時，考慮屏蔽效應影響，引入利用考慮屏蔽效應影響，引入利用系數(shù)系數(shù)；考慮水平接地體的作考慮水平接地體的作用，垂直接地體可減少用，垂直接地體可減少10%。 第33頁/共48頁第三十三頁，共49頁。 2021-12-1634EERRn)1(9 . 02接地裝置的設計接地裝置的設計(shj)計算計算按設計規(guī)范要求按設計規(guī)范要求(yoqi)確定所設計變電所的接地電阻允許值確定所設計變電所的接地電阻允許值（查表

44、（查表8-3）；）；實測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻實測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻RE(nat)；計算需要裝設的人工接地體的接地電阻計算需要裝設的人工接地體的接地電阻RE(man)； EnatEEnatEmanERRRRR)()()(根據(jù)設計根據(jù)設計(shj)經(jīng)驗，初步擬訂接地體埋設方案，并試選接地經(jīng)驗，初步擬訂接地體埋設方案，并試選接地體和連接導線尺寸體和連接導線尺寸;計算單根接地體的接地電阻計算單根接地體的接地電阻RE(1); 按下式計算接地體的數(shù)量按下式計算接地體的數(shù)量n: 例例8-2 (P195)第34頁/共48頁第三十四頁，共49頁。 2021-12-16353.

45、降低土壤降低土壤(trng)電阻率的措施電阻率的措施采用外引式接地裝置：將接地體引至附近的水井、泉眼、水溝、采用外引式接地裝置：將接地體引至附近的水井、泉眼、水溝、河邊、水庫邊、大樹下等土壤電阻率較低的地方，或者河邊、水庫邊、大樹下等土壤電阻率較低的地方，或者(huzh)敷敷設水下接地網(wǎng)，以降低接地電阻。設水下接地網(wǎng)，以降低接地電阻。深埋地極法：如果地下較深處的土壤電阻率較低，可用深埋式接深埋地極法：如果地下較深處的土壤電阻率較低，可用深埋式接地體。地體。換土法：用電阻率較低的土壤（如粘土、黑土等）替換原有電阻換土法：用電阻率較低的土壤（如粘土、黑土等）替換原有電阻率較高的土壤，置換范圍在接地

46、體周圍率較高的土壤，置換范圍在接地體周圍0.5m以內(nèi)和接地體的以內(nèi)和接地體的1/3處。處?；瘜W處理法：在接地體周圍加入低電阻率的減阻劑來增加土壤的化學處理法：在接地體周圍加入低電阻率的減阻劑來增加土壤的導電性，從而降低其接地電阻。導電性，從而降低其接地電阻。第35頁/共48頁第三十五頁，共49頁。 2021-12-1636五、低壓配電系統(tǒng)五、低壓配電系統(tǒng)(xtng)(xtng)的等電位聯(lián)的等電位聯(lián)結(jié)結(jié)u等電位聯(lián)結(jié)：是使建筑物電氣裝置的各外露可導電等電位聯(lián)結(jié)：是使建筑物電氣裝置的各外露可導電(dodin)部分與電氣裝置外的其他金屬可導電部分與電氣裝置外的其他金屬可導電(dodin)部分電位基本相

47、部分電位基本相等的一種電氣連接。等的一種電氣連接。u采取等電位聯(lián)結(jié)后，可以降低接觸電壓，保障人身安全。采取等電位聯(lián)結(jié)后，可以降低接觸電壓，保障人身安全。 總等電位聯(lián)結(jié)（總等電位聯(lián)結(jié)（MEB）：在建筑物進線處，將）：在建筑物進線處，將PE線或線或PEN線與電氣裝置接地干線、建筑物內(nèi)的各種線與電氣裝置接地干線、建筑物內(nèi)的各種( zhn)金金屬管道以及建筑物的金屬構(gòu)件等，都接向總等電位連接端屬管道以及建筑物的金屬構(gòu)件等，都接向總等電位連接端子板，使他們都具有基本相等的電位。子板，使他們都具有基本相等的電位。局部等電位聯(lián)結(jié)（局部等電位聯(lián)結(jié)（LEB）：又稱輔助等電位聯(lián)結(jié)，是在）：又稱輔助等電位聯(lián)結(jié)，是在

48、遠離總等電位聯(lián)結(jié)處、非常潮濕、有腐蝕性物質(zhì)、觸電危遠離總等電位聯(lián)結(jié)處、非常潮濕、有腐蝕性物質(zhì)、觸電危險性大的局部范圍內(nèi)進行的等電位聯(lián)結(jié)，以作為總等電位險性大的局部范圍內(nèi)進行的等電位聯(lián)結(jié)，以作為總等電位聯(lián)結(jié)的一種補充。聯(lián)結(jié)的一種補充。 第36頁/共48頁第三十六頁，共49頁。 2021-12-1637圖圖8-15 總等電位聯(lián)結(jié)總等電位聯(lián)結(jié)(linji)（MEB）和局部等電位聯(lián)結(jié)）和局部等電位聯(lián)結(jié)(linji)（LEB）第37頁/共48頁第三十七頁，共49頁。 2021-12-1638等電位等電位(din wi)聯(lián)結(jié)導線的選擇聯(lián)結(jié)導線的選擇總等電位聯(lián)結(jié)主母線的截面，不應小于裝置中最大總等電位聯(lián)結(jié)主

49、母線的截面，不應小于裝置中最大PE線線截面的一半，且不得小于截面的一半，且不得小于6 mm2。如果。如果(rgu)采用銅導線，采用銅導線，其截面可不超過其截面可不超過25 mm2。連接兩個外露可導電部分的局部等電位線，其截面不應連接兩個外露可導電部分的局部等電位線，其截面不應小于接至該兩個外露可導電部分的較小小于接至該兩個外露可導電部分的較小PE線的截面。線的截面。連接裝置外露可導電部分與裝置外可導電部分的局部等連接裝置外露可導電部分與裝置外可導電部分的局部等電位聯(lián)結(jié)線，其截面不應小于相應電位聯(lián)結(jié)線，其截面不應小于相應PE線截面的一半。線截面的一半。PE線、線、PEN線和等電位聯(lián)結(jié)線以及引至接

50、地裝置的接地線和等電位聯(lián)結(jié)線以及引至接地裝置的接地干線等，在安裝竣工后，均應檢測其接地是否良好，絕不干線等，在安裝竣工后，均應檢測其接地是否良好，絕不允許有接觸不良現(xiàn)象。允許有接觸不良現(xiàn)象。第38頁/共48頁第三十八頁，共49頁。 2021-12-1639六、漏電保護器的基本結(jié)構(gòu)六、漏電保護器的基本結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)和原理和原理圖圖8-16 漏電漏電(lu din)保護器工作原理示意圖保護器工作原理示意圖正常情況下，通過正常情況下，通過TAN一次側(cè)的一次側(cè)的三相電流相量和等于零，三相電流相量和等于零，TAN的的鐵心中沒有磁通，其二次側(cè)沒有鐵心中沒有磁通，其二次側(cè)沒有電流輸出。當被保護

51、電路發(fā)生漏電流輸出。當被保護電路發(fā)生漏電或有人觸電時，由于漏電電流電或有人觸電時，由于漏電電流的存在，通過的存在，通過TAN一次側(cè)的三相一次側(cè)的三相電流相量不等于零，電流相量不等于零，TAN中產(chǎn)生中產(chǎn)生零序磁通，其二次側(cè)有電流輸出，零序磁通，其二次側(cè)有電流輸出，經(jīng)放大器放大后，驅(qū)動經(jīng)放大器放大后，驅(qū)動(q dn)低壓斷路器低壓斷路器QF的脫扣線圈的脫扣線圈YR，使斷路器使斷路器QF自動跳閘。自動跳閘。 圖圖8-16是電流動作型漏電斷路器的工作原理示意圖。是電流動作型漏電斷路器的工作原理示意圖。 第39頁/共48頁第三十九頁，共49頁。 2021-12-16408.3 電氣電氣(dinq)安全安

52、全 一、電氣安全的有關一、電氣安全的有關(yugun)(yugun)概概念念n電流電流(dinli)對人體的作用對人體的作用傷害程度與電流大小的關系：傷害程度與電流大小的關系：通過人體的電流愈大，人體的通過人體的電流愈大，人體的生理反應愈明顯，傷害愈嚴重。生理反應愈明顯，傷害愈嚴重。感知電流：感知電流：指電流通過人體時可引起感覺的最小電流。感知電流值指電流通過人體時可引起感覺的最小電流。感知電流值與時間因素無關。與時間因素無關。擺脫電流：擺脫電流：指人在觸電后能夠自行擺脫帶電體的最大電流。擺指人在觸電后能夠自行擺脫帶電體的最大電流。擺脫電流值也與時間無關。脫電流值也與時間無關。室顫電流：室顫電

53、流：指引起心室顫動的最小電流。室顫電流與電流持指引起心室顫動的最小電流。室顫電流與電流持續(xù)時間關系密切。續(xù)時間關系密切。第40頁/共48頁第四十頁，共49頁。 2021-12-1641 圖圖8-17是國際電工委員會（是國際電工委員會（IEC）提出的人體觸電）提出的人體觸電(ch din)時間和通過人體電流（時間和通過人體電流（50Hz）對人身肌體反應的曲線。）對人身肌體反應的曲線。 我國一般采用我國一般采用30mA（50Hz）作為）作為安全電流值，但其安全電流值，但其觸電時間不得超過觸電時間不得超過(chogu)1s，因此，因此這安全電流值也稱這安全電流值也稱為為30mAs。圖圖8-17 人體

54、觸電時間和通過人體電流對人身肌體反應人體觸電時間和通過人體電流對人身肌體反應(fnyng)的曲線的曲線傷害程度與電流持續(xù)時間的關系：傷害程度與電流持續(xù)時間的關系：通過人體電流的持續(xù)時通過人體電流的持續(xù)時間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。第41頁/共48頁第四十一頁，共49頁。 2021-12-1642傷害程度傷害程度(chngd)與電流通經(jīng)的關系：與電流通經(jīng)的關系： 電流通過心臟會引起心室顫動，電流較大時會使心臟停止跳電流通過心臟會引起心室顫動，電流較大時會使心臟停止跳動動(tiodng)；電流通過中樞神經(jīng)，會引起中樞神經(jīng)嚴重失調(diào)而導致死亡；電流通過中樞神經(jīng)，會引起中樞神經(jīng)嚴重失調(diào)而導致死亡；電流通過頭部會使人昏迷，電流較大時會對腦組織產(chǎn)生嚴重電流通過頭部會使人昏迷，電流較大時會對腦組織產(chǎn)生嚴重損壞而導致死亡；損壞而導致死亡；電流通過脊髓會使人癱瘓等。電流通過脊髓會使人癱瘓等。傷害程度與電流種類的關系：直流電流、交流電流、高頻電傷害程度與電流種類的關系：直流電流、交流電流、高頻電流、靜電電荷以及特殊波形電流對人體都有傷害作用，通常流、靜電電荷以及特殊波形電流對人體都有傷害作用，通常(tngchng)以以5060Hz的工頻電