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1、第八章第八章 电气安全、防雷与接地电气安全、防雷与接地2021/9/1512006年6月6日星期二EXITv供配电系统进行正常运行，首先必须要保证其安全性防雷和接地是电气安全的主要措施。v因此掌握电气安全、防雷和接地的设计方法也非常重要。2021/9/1522006年6月6日星期二EXIT第第8章章 电气设备的防雷与接地电气设备的防雷与接地8.1 电气安全电气安全 8.2 过电压和防雷过电压和防雷 8.3 电气装置的接地电气装置的接地2021/9/1532006年6月6日星期二EXIT8.1电气安全v电气安全的含义v电气安全包括人身安全和设备安全两个方面。人身安全是指电气从业人员或其他人员的安
2、全；设备安全是指包括电气设备及其所拖动的机械设备的安全。v电气安全的重要性（略）2021/9/1542006年6月6日星期二EXITv电气安全措施v建立完整的安全管理机构；v健全各项安全规程，并严格执行；v严格遵循设计、安装规范；电气设备、线路的设计、安装，应严格遵循相关的国家标准，做到精心设计，按图施工，确保质量，绝不留下事故隐患。2021/9/1552006年6月6日星期二EXITv加强运行维护和检修试验工作应定期测量在用电气设备的绝缘电阻及接地装置的接地电阻，确保处于合格状态；对安全用具、避雷器、保护电器，也应定期检查、测试，确保其性能良好、工作可靠。v按规定正确使用电气安全用具电气安全
3、用具分绝缘安全用具和防护安全用具，绝缘安全用具又分为基本安全用具和辅助安全用具两类。2021/9/1562006年6月6日星期二EXITv采用安全电压和符合安全要求的电器为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列，称为安全电压。对于容易触电及有触电危险的场所，应按表7-1的规定采用相应的安全电压。v普及安全用电知识。2021/9/1572006年6月6日星期二EXIT表表7-1 安全电压安全电压安全电压（交流有效值）（v）选用举例额定值空载上限值4250在有触电危险的场所使用的手持式电动工具等3643在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等2429工作空间狭窄，操作者容易大面积接触带电体，如在
4、锅炉、金属容器内1215人体可能经常触及的带电体设备682021/9/1582006年6月6日星期二EXITv触电及防护v触电的概念及其危害人体也是导体，当人体不同部位接触不同电位时，就有电流流过人体，这就是触电。触电事故可分为“电击”与“电伤”两类。v电击是指电流通过人体内部，破坏人的心脏、呼吸系统与神经系统，重则危及生命；v电伤是指由电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的伤害，它可伤及人体内部，甚至骨骼，还会在人体体表留下诸如电流印、电纹等触电伤痕。2021/9/1592006年6月6日星期二EXIT触电事故引起死亡大都是由于电流刺激人体心脏，引起心室的纤维性颤动、停搏和电流引起呼吸
5、中枢麻痹，导致呼吸停止而造成的。安全电流是指人体触电后最大的摆脱电流。我国规定为30mA（50Hz交流），触电时间按不超过1s计，即30mAs。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，触电时间越长，电流越大，频率接近工作频率，电流流过心脏最为危险。此外，还与人的体重、健康状况有关。2021/9/15102006年6月6日星期二EXITv触电的防护直接触电防护这是指对直接接触正常带电部分的防护，例如对带电体加隔离栅栏或加保护罩，使用绝缘物等。间接触电防护这是指对故障时可带危险电压而正常时不带电的外露可导电部分（如金属外壳、框架等）的防护，例如将正常不带电的外露
6、可导电部分接地，并装设接地故障保护装置，故障时可自动切断电源。2021/9/15112006年6月6日星期二EXITv过电压及雷电概述v过电压的种类过电压是指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。过电压按产生原因可分为内部过电压和雷电过电压。8.2 8.2 过电压与防雷过电压与防雷过电压与防雷过电压与防雷 2021/9/15122006年6月6日星期二EXIT过电压过电压内部过电压内部过电压雷电过电压雷电过电压供电系统中开关操作、负荷骤供电系统中开关操作、负荷骤变或由于故障而引起的过电压变或由于故障而引起的过电压 雷电引起的过电压（大气过电雷电引起的过电压（大气过电
7、压）压）2021/9/15132006年6月6日星期二EXIT内部过电压v内部过电压是由于电力系统正常操作、事故切换、发生故障或负荷骤变时引起的过电压。v分为操作过电压、弧光接地过电压及谐振过电压。v内部过电压的能量来自于电力系统本身，经验证明，内部过电压一般不超过系统正常运行时额定相电压的34倍，对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。2021/9/15142006年6月6日星期二EXIT雷电过电压（外部过电压、大气过电压）v雷电过电压是由于电力系统中的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。v雷电冲击波的电压幅值可高达1亿伏，其电流幅值可高达几十万安，对电力系统的危害远远
8、超过内部过电压。其可能毁坏电气设备和线路的绝缘，烧断线路，造成大面积长时间停电。因此，必须采取有效措施加以防护。2021/9/15152006年6月6日星期二EXITpp雷电现象及危害雷电现象及危害雷电现象及危害雷电现象及危害 在在闷闷热热、潮潮湿湿、无无风风的的天天气气里里，接接近近地地面面的的湿湿气气受受热热上上升升，遇遇到到冷冷空空气气凝凝成成冰冰晶晶。冰冰晶晶受受到到上上升升气气流流的的冲冲击击而而破破碎碎分分裂裂，气气流流挟挟带带一一部部分分带带正正电电的的小小冰冰晶晶上上升升，形形成成“正正雷雷云云”，而而另另一一部部分分较较大大的的带带负负电电的的冰冰 晶则下降，形成晶则下降，形
9、成“负雷云负雷云”。不不同同电电荷荷云云团团之之间间，或或云云与与大大地地之之间间产产生生强强烈烈的的放放电电现象，并伴随强烈的闪光和轰鸣，这就是现象，并伴随强烈的闪光和轰鸣，这就是雷电现象雷电现象。2021/9/15162006年6月6日星期二EXITpp雷电过电压的种类雷电过电压的种类雷电过电压的种类雷电过电压的种类 n直直击击雷雷过过电电压压当雷电直接击中电气设备、线路或建筑物时，强大的雷电流通过其流入大地，在被击物上产生较高的电位降，称直直击击雷雷过电压过电压。大气过电压大气过电压直击雷直击雷感应雷感应雷2021/9/15172006年6月6日星期二EXIT有时雷云很低，周围又没有带异
10、性电荷的雷云，这样有可能在地面凸出物上感应出异性电荷，在雷云与大地之间形成很大的雷电场。当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到2530kV/cm时就开始放电，这就是直击雷，据观测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。见图7-1。2021/9/15182006年6月6日星期二EXIT2021/9/15192006年6月6日星期二EXIT感应雷过电压当雷云在架空线路上方时，使架空线路感应出异性电荷。雷云对其他物体放电后，架空线路上的电荷被释放，形成自由电荷流向线路两端，产生电位很高的过电压，称感应雷过电压，如图7-2所示。架空线路上的感应过电压可达几万甚至几十万伏，对供电系统的危害很大。2021/
11、9/15202006年6月6日星期二EXIT2021/9/15212006年6月6日星期二EXITpp防雷保护的措施防雷保护的措施防雷保护的措施防雷保护的措施 n防直击雷保护防直击雷保护 用用接闪器接闪器、引下线引下线、接地体接地体三部分组成的避雷装三部分组成的避雷装置。置。接闪器接闪器避雷针避雷针避雷针避雷针避雷线避雷线 避雷网（带）避雷网（带）2021/9/15222006年6月6日星期二EXITv接闪器是用来接受直接雷击的金属物体。接闪的金属杆称为避避雷雷针针，主要用于保护露天变配电设备及建筑物；接闪的金属线称避避雷雷线线或架空地线，主要用于保护输电线路；接闪的金属带、金属网称避避雷雷带
12、带、避雷网，主要用于保护建筑物。2021/9/15232006年6月6日星期二EXIT接闪器的工作原理v利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击。v接闪器的实质是引雷2021/9/15242006年6月6日星期二EXIT 避雷针避雷针 避避雷雷针针是是防防止止直直击击雷雷的的有有效效措措施施。一一定定高高度度的的避避雷雷针针（线线）下下面面，有有一一个个安安全全区区域域，此此区区域域内内的的物物体体基基本本上上不不受受雷雷击击。我我们们把把这这个个安安全全区区域域叫叫做做避雷针的保护范围避雷针的保护范围。202
13、1/9/15252006年6月6日星期二EXITp避雷针的保护范围用避雷针的保护范围用“滚球法滚球法”来确定。来确定。n“滚滚球球法法”，就就是是选选择择一一个个半半径径为为hr（滚滚球球半半径径），沿沿需需要要防防护护直直击击雷雷的的部部分分滚滚动动，如如果果球球体体只只触触及及接接闪闪器器或或接接闪闪器器和和地地面面，而而不不触触及及需需要要保保护护的的部部位位时时，则则该该部部位位就就在在这这个个接接闪闪器器的的保保护护范范围之内。围之内。n滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见表滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见表7-2。2021/9/15262006年6月6日星期二EXIT表7-2各
14、类防雷建筑物的滚球半径和避雷网格尺寸建筑物防雷类别滚球半径hr（m）避雷网格尺寸（m）第一类防雷建筑物3055或64第二类防雷建筑物451010或128第三类防雷建筑物602020或24162021/9/15272006年6月6日星期二EXITp单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围 图图7-3 单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围 2021/9/15282006年6月6日星期二EXITv当避雷针高度hhr时a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；b.以避雷针的针尖为圆心、hr为半径，作弧线交平行线于A、B两点；c.以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交，并与地面相切。由此弧
15、线起到地面为止的整个锥形空间就是避雷针的保护范围。2021/9/15292006年6月6日星期二EXIT避雷针在被保护物高度hx的xx平面上的保护半径rxv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。2021/9/15302006年6月6日星期二EXIT例v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）尺寸如下图，试问此避雷针能否保护锅炉房。2021/9/15312006年6月6日星期二EXIT2021/9/15322006年6月6日星期二EXITv解查表7-2得滚球半径hr=60m，而避雷针顶端高
16、度h=40+2=42m，hx=8m，避雷针保护半径为2021/9/15332006年6月6日星期二EXITv现锅炉房在hx=8m高度上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。2021/9/15342006年6月6日星期二EXITv对于两支或者两支以上避雷针的保护范围，自学2021/9/15352006年6月6日星期二EXITv避雷线避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的接地导线、接地引下线和接地体等组成，因而也称“架空地线”。它的作用和避雷针一样，将雷电引向自身，并安全导入大地，使其保护范围内的导线或设备免遭直击雷。2021/
17、9/15362006年6月6日星期二EXITv单根避雷线的保护范围当避雷线高度h2hr时，无保护范围。当避雷线的高度h2hr时，保护范围如图7-4所示。2021/9/15372006年6月6日星期二EXIT2021/9/15382006年6月6日星期二EXITv避雷线的高度h2hr时，保护范围的确定：距地面hr处作一平行于地面的平行线。以避雷线为圆心，hr为半径作弧线交于平行线的A、B两点。以A、B为圆心，hr为半径作弧线，这两条弧线相交或相切，并与地面相切。这两条弧线与地面围成的空间就是避雷线的保护范围。2021/9/15392006年6月6日星期二EXITv当hrh2hr时，保护范围最高点
18、的高度h0按下式计算h0=2hr-hv避雷线在hx高度的xx平面上的保护宽度bx按下式计算2021/9/15402006年6月6日星期二EXITv关于两根等高避雷线的保护范围，可参看有关国标或相关设计手册。2021/9/15412006年6月6日星期二EXIT 避雷带和避雷网避雷带和避雷网 避避雷雷带带和和避避雷雷网网用用于于在在建建筑筑物物的的边边缘缘及及凸凸出出部部分分上上加加装装，通通过过引引下下线线和和接接地地装装置置很很好好地地连连接接。对对建筑物进行保护。建筑物进行保护。2021/9/15422006年6月6日星期二EXITv避雷带和避雷网的保护范围避雷带和避雷网的保护范围 避避雷
19、雷带带和和避避雷雷网网的的保保护护范范围围应应是是其其所所处处的的整整幢幢高高层层建建筑筑，为为了了达达到到保保护护的的目目的的，避避雷雷网网的的网网格格尺尺寸有具体的要求见表寸有具体的要求见表7-2。2021/9/15432006年6月6日星期二EXIT 避雷针（线）的接地装置避雷针（线）的接地装置 v避避雷雷针针接接地地必必须须良良好好，接接地地电电阻阻不不宜宜超超过过10 ；v35kV及及以以下下变变配配电电所所的的避避雷雷针针应应单单独独装装设设支支架架，避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于5m；v独独立立避避雷雷针针应应有有自自己己专专用用的的
20、接接地地装装置置，接接地地装装置置与变配电所接地网间的地中距离不应小于与变配电所接地网间的地中距离不应小于3m；v避避雷雷针针及及接接地地装装置置与与道道路路入入口口等等的的距距离离不不小小于于3m。2021/9/15442006年6月6日星期二EXIT 避雷器是用来防止避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电侵入的过电压波对变电所内的电气设备造成的所内的电气设备造成的损害。它一般接于各段损害。它一般接于各段母线与架空线的进出口母线与架空线的进出口处，装在被保护设备的处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备电源侧，与被保护设备并联。并联。p感应雷和入侵雷防护
21、感应雷和入侵雷防护 图图7.4 避雷器的连接避雷器的连接 2021/9/15452006年6月6日星期二EXIT避雷器避雷器管形避雷器管形避雷器阀形避雷器阀形避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器2021/9/15462006年6月6日星期二EXIT 管型避雷器管型避雷器 管管型型避避雷雷器器主主要要用用于于变变配配电电所所的的进进线线保保护护和和线线路路绝绝缘缘弱弱点点的的保保护护，保保护护性性能能较较好好的的管管型型避避雷雷器器可可用用于于保保护配电变压器。护配电变压器。图图7.5 管型避雷器结构示意图管型避雷器结构示意图1产气管；产气管；2胶木管；胶木管；3棒形电极；棒形电极；4环形电极
22、；环形电极；5动作指示器；动作指示器；s1内间隙；内间隙；s2外间隙外间隙2021/9/15472006年6月6日星期二EXIT 阀型避雷器阀型避雷器 由由火火花花间间隙隙和和阀阀片片组组成成，装装在在密密封封的的磁磁套套管管内内。阀阀型型避避雷雷器器的的火火花花间间隙隙组组是是由由多多个个单单间间隙隙串串联联组组成成的的。正正常常运运行行时时，间间隙隙介介质质处处于于绝绝缘缘状状态态，仅仅有有极极小小的的泄泄漏漏电电流流通通过过阀阀片片。当当系系统统出出现现雷雷电电过过电电压压时时，火火花花间间隙隙很很快快被被击击穿穿，使使雷雷电电冲冲击击电电流流很很容容易易通通过过阀阀性性电电阻阻而而引引
23、入入大大地地，释释放放过过电电压压负负荷荷，阀阀片片在在大大的的冲冲击击电电流流下下电电阻阻由由高高变变低低，所所以以冲冲击击电电流流在在其其上上产产生生的的压压降降（残残压压）较较低低，此此时时，作作用用在在被被保保护护设设备备上上的的电电压压只只是是避避雷雷器器的的残残压压，从从而而使使电电气气设设备备得得到到了保护。了保护。2021/9/15482006年6月6日星期二EXIT 金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器 金金属属氧氧化化物物避避雷雷器器又又称称压压敏敏避避雷雷器器。它它是是一一种种没没有有火火花花间间隙隙只只有有压压敏敏电电阻阻片片的的阀阀型型避避雷雷器器。压压敏敏电电阻阻片片是
24、是氧氧化化锌锌等等金金属属氧氧化化物物烧烧结结而而成成的的多多晶晶半半导导体体陶陶瓷瓷元元件件，具具有有理理想想的的伏伏安安特特性性。在在工工频频电电压压下下，它它具具有有极极大大的的电电阻阻，能能迅迅速速有有效效地地阻阻断断工工频频电电流流，因因此此不不需需要要火火花花间间隙隙来来熄熄灭灭由由工工频频续续流流引引起起的的电电弧弧；在在雷雷电电过过电电压压作作用用下下，其其电电阻阻变变得得很很小小，能很好地泄放雷电流。能很好地泄放雷电流。2021/9/15492006年6月6日星期二EXIT 保护间隙v与被保护物绝缘并联的空气火花间隙叫保护间隙（又叫空气间隙）。v按结构形式可分为棒形、球形和角
25、形三种。目前335kV线路广泛应用的是角形间隙。角形间隙由两根1012mm的镀锌圆钢弯成羊角形电极并固定在瓷瓶上，见图7-7a。2021/9/15502006年6月6日星期二EXIT作用？作用？2021/9/15512006年6月6日星期二EXITv工作原理：n正常情况下，间隙对地是绝缘的。当线路遭到雷击时，就会在线路上产生一个正常绝缘所不能承受的高电压，使角形间隙被击穿，将大量雷电流泄入大地。角形间隙击穿时会产生电弧，因空气受热上升，电弧转移到间隙上方，拉长而熄灭，使线路绝缘子或其他电气设备的绝缘不致发生闪络，从而起到保护作用。2021/9/15522006年6月6日星期二EXITn因主间隙
26、暴露在空气中，容易被外物（如鸟、鼠、虫、树枝）短接，所以对本身没有辅助间隙的保护间隙，一般在其接地引线中串联一个辅助间隙，这样，即使主间隙被外物短接，也不致造成接地或短路，见图7-7b。2021/9/15532006年6月6日星期二EXITpp防雷措施防雷措施防雷措施防雷措施 （1）架空线的防雷措施）架空线的防雷措施 装设避雷线装设避雷线q在在60kV及以上的架空线路上及以上的架空线路上全线全线装设；装设；q35kV的架空线路上，一般只在的架空线路上，一般只在进出变配电所的一进出变配电所的一段线路上段线路上装设；装设；q而而10kV及以下线路上及以下线路上一般不装设一般不装设避雷线。避雷线。2
27、021/9/15542006年6月6日星期二EXIT（1）架空线的其它防雷措施）架空线的其它防雷措施 q 提提高高线线路路本本身身的的绝绝缘缘水水平平。可可以以采采用用高高一一级级电电压压的的绝缘子，以提高线路的防雷水平。绝缘子，以提高线路的防雷水平。q尽尽量量装装设设自自动动重重合合闸闸装装置置。线线路路发发生生雷雷击击闪闪络络之之所所以以跳跳闸闸，是是因因为为闪闪络络造造成成了了稳稳定定的的电电弧弧而而形形成成短短路路。当当线线路路断断开开后后，电电弧弧即即行行熄熄灭灭，而而把把线线路路再再接接通通时时，一一般般电电弧不会重燃，因此重合闸能缩短停电时间。弧不会重燃，因此重合闸能缩短停电时间
28、。q装装设设避避雷雷器器和和保保护护间间隙隙用用来来保保护护线线路路上上个个别别绝绝缘缘薄薄弱弱地点。地点。2021/9/15552006年6月6日星期二EXIT 在多雷地区在多雷地区n当当变变压压器器采采用用Y,y0接接线线时时，宜宜在在低低压压侧侧装装设设阀阀式式避避雷雷器或保护间隙；器或保护间隙；n当当变变压压器器低低压压侧侧中中性性点点不不接接地地时时，应应在在其其中中性性点点装装设设击穿保险器。击穿保险器。对于重要用户对于重要用户n宜在低压线路进入室内前宜在低压线路进入室内前50m处安装低压避雷器；处安装低压避雷器；n进入室内后再装低压避雷器。进入室内后再装低压避雷器。对于一般用户对
29、于一般用户n可可在在低低压压进进线线第第一一支支持持物物处处装装设设低低压压避避雷雷器器或或击击穿穿保保险器。险器。p低压（低压（380/220V）架空线路的保护措施：架空线路的保护措施：2021/9/15562006年6月6日星期二EXIT（2）变配电所的防雷措施）变配电所的防雷措施 装设避雷针来防止直击雷。装设避雷针来防止直击雷。310kV配配电电线线路路的的进进线线防防雷雷保保护护，可可以以在在每每路路进进线线终终端端，装装设设FZ型型或或FS型型阀阀型型避避雷雷器器，以以保保护护线线路路断断路路器器及及隔隔离离开开关关。如如果果进进线线是是电电缆缆引引入入的的架架空空线线路路，则则在在
30、架架空空线线路路终终端端靠靠近近电电缆缆头处装设避雷器，其接地端与电缆头外壳相连后接地。头处装设避雷器，其接地端与电缆头外壳相连后接地。图图7.8 310kV配电线路的进线防雷保护配电线路的进线防雷保护2021/9/15572006年6月6日星期二EXIT 为为防防止止雷雷电电冲冲击击波波沿沿高高压压线线路路侵侵入入变变电电所所，对对所所内内设设备备造造成成危危害害，特特别别是是价价值值最最高高但但绝绝缘缘相相对对薄薄弱弱的的电电力力变变压压器器，在在变变配配电电所所每每段段母母线线上上装装设设一一组组阀阀型型避避雷雷器器，并并应应尽尽量量靠靠近近变变压压器器，距距离离一一般般不不应应大大于于
31、5m。如如图图7.8中中的的F3。避避雷雷器器的的接接地地线线应应与与变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地，如图变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地，如图7.9。图图7.9 310kV系统变压器的防雷保护系统变压器的防雷保护 2021/9/15582006年6月6日星期二EXIT（3）高压电动机的防雷措施）高压电动机的防雷措施 高高压压电电动动机机对对雷雷电电波波侵侵入入的的保保护护应应采采用用FCD型型磁磁吹吹阀阀型型避避雷器或氧化锌避雷器。雷器或氧化锌避雷器。为为了了降降低低沿沿线线路路侵侵入入的的雷雷电电波波波波头头陡陡度度，减减轻轻其其对对电电动动机机绕绕组组绝绝缘缘的
32、的危危害害，可可在在电电动动机机进进线线前前面面加加一一段段100150m的的引引入入电电缆缆，并并在在电电缆缆前前的的电电缆缆头头处处安安装装一一组组阀阀型型避避雷雷器器，而而在在电电动动机机电电源源端端（母母线线上上）安安装装一一组组并并联联有有电电容容器器的的磁磁吹吹阀阀型避雷器型避雷器，这样可以提高防雷效果。，这样可以提高防雷效果。图图7.10 7.10 高压电动机的防雷保护接线高压电动机的防雷保护接线 注意图注意图的顺序的顺序2021/9/15592006年6月6日星期二EXIT（4）建筑物的防雷措施）建筑物的防雷措施 根根据据发发生生雷雷电电事事故故的的可可能能性性和和后后果果，将
33、将建建筑筑物物分成三类。分成三类。n第第一一类类防防雷雷建建筑筑物物是是制制造造、使使用用或或储储存存爆爆炸炸物物质质，因因电火花会引起爆炸，造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；电火花会引起爆炸，造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；n第第二二类类防防雷雷建建筑筑物物是是制制造造、使使用用或或储储存存爆爆炸炸物物质质，电电火火花花不不易易引引起起爆爆炸炸或或不不致致造造成成巨巨大大破破坏坏和和人人身身伤伤亡亡的的建建筑物；筑物；n第第三三类类防防雷雷建建筑筑物物是是除除第第一一、二二类类建建筑筑物物以以外外的的爆爆炸炸、火灾危险的场所。火灾危险的场所。2021/9/15602006年6月6日星期二EXI
34、Tn第第一一类类防防雷雷建建筑筑物物和和第第二二类类防防雷雷建建筑筑物物中中有有爆爆炸炸危危险险的的场场所所，应应有有防防直直击击雷雷、防防感感应应雷雷和和防防雷雷电电波波侵侵入入的的措措施。施。n第第二二类类防防雷雷建建筑筑物物（除除有有爆爆炸炸危危险险者者外外）及及第第三三类类防防雷建筑物，应有雷建筑物，应有防直击雷和防雷电波侵入防直击雷和防雷电波侵入的措施。的措施。2021/9/15612006年6月6日星期二EXITv防直击雷：第一、二类建筑物装设独立避雷针或架空避雷线（网），使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。第三类建筑物宜采用装设在建筑物上的避雷
35、针或避雷网（带）或其混合的接闪器；引下线不应少于两根；建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、粱、柱和基础钢筋作为接闪器、引下线和接地装置。2021/9/15622006年6月6日星期二EXITv防感应雷：对非金属屋面应敷设避雷网，室内一切金属管道和设备，均应良好接地并且不得有开口环路，以防止感应过电压；2021/9/15632006年6月6日星期二EXITv防雷电侵入波：低压线路采用全电缆直接埋地敷设；架空线路采用电缆入户,电缆金属外皮与电气设备接地相连；对低压架空进出线，在进出处装设避雷器。架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处，应与防雷接地装置相连。2021/9/15642006年6
36、月6日星期二EXIT7.3 7.3 接地接地接地接地 1 1 1 1接地的基本概念接地的基本概念接地的基本概念接地的基本概念 p电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为称为接地接地。p接地装置是由接地装置是由接地体接地体和和接地线接地线两部分组成的。两部分组成的。n埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地接地体体或或接地极接地极。n接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线，称为接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线，称为接地线接地线。n由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一由若干接地体在大地中相
37、互用接地线连接起来的一个整体，称为个整体，称为接地网接地网。2021/9/15652006年6月6日星期二EXIT图图7.11 接地电流、对地电压及接地接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线电流电位分布曲线 当当电电气气设设备备发发生生接接地地故故障障时时，电电流流就就通通过过接接地地体体向向大大地地作作半半球形散开，这一电流称为球形散开，这一电流称为接地电流接地电流IE。试试验验表表明明，在在距距单单根根接接地地体体或或接接地地故故障障点点20m左左右右的的地地方方，实实际际上上散散流流电电阻阻已已趋趋近近于于零零，电电位位为为零零的的地地方方，称称为为电电气气上上的的“地地”或或“大大地
38、地”。电电气气设设备备的的接接地地部部分分与与零零电电位位的的“地地”（大大地地）之之间间的的电电位位差差，就就称称为为接接地地部部分分的的对对地地电电压压，如如图图中中的的UE。2021/9/15662006年6月6日星期二EXIT 图图7.12 跨步电压和接触电压示意图跨步电压和接触电压示意图 接接触触电电压压是是指指设设备备的的绝绝缘缘损损坏坏时时，在在身身体体可可同同时时触触及及的两部分之间出现的电位差。的两部分之间出现的电位差。跨跨步步电电压压是是指指在在故故障障点点附附近近行行走走，两两脚脚之之间间出出现现的的电电位位差差。跨跨步步电电压压的的大大小小与与离离接接地地点点的的远远近
39、近及及跨跨步步的的长长短短有有关关，离离接接地地点点越越近近，跨跨步步越越长长，跨跨步步电电压压就就越越大大。离离接接地地点达点达20m20m时，跨步电压通常为零。时，跨步电压通常为零。2021/9/15672006年6月6日星期二EXIT2 2接地的种类接地的种类接地的种类接地的种类 接地接地工作接地工作接地保护接地保护接地重复接地重复接地2021/9/15682006年6月6日星期二EXIT（1 1）工作接地）工作接地）工作接地）工作接地工工工工作作作作接接接接地地地地是是是是为为为为保保保保证证证证电电电电力力力力系系系系统统统统和和和和电电电电气气气气设设设设备备备备达达达达到到到到正
40、正正正常常常常工工工工作作作作要要要要求求求求而而而而进进进进行行行行的的的的一一一一种种种种接接接接地地地地，例例例例如如如如电电电电源源源源中中中中性性性性点点点点的的的的接接接接地地地地、防雷装置的接地等。防雷装置的接地等。防雷装置的接地等。防雷装置的接地等。（2 2）保护接地）保护接地）保护接地）保护接地 为为为为了了了了保保保保障障障障人人人人身身身身安安安安全全全全，将将将将电电电电力力力力设设设设备备备备正正正正常常常常情情情情况况况况不不不不带带带带电电电电的的的的外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地。外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地。外壳与接地体之间作
41、良好的金属连接，称为保护接地。外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地。保保保保护护护护接接接接地地地地可可可可分分分分为为为为三三三三种种种种不不不不同同同同类类类类型型型型，即即即即TNTN系系系系统统统统、ITIT系系系系统统统统和和和和TTTT系统系统系统系统。2021/9/15692006年6月6日星期二EXITTN系统系统TNC系统系统TNS系统系统TNCS系统系统整个系统的中性线整个系统的中性线N与保护线与保护线PE是合在一起是合在一起的，电气设备不带电金属部分与之相连的，电气设备不带电金属部分与之相连。配电线路中性线配电线路中性线N N与保护线与保护线PEPE分开，电气设
42、备分开，电气设备的金属外壳接在保护线的金属外壳接在保护线PEPE上。上。TN-CTN-C和和TN-STN-S系统的综合，电气设备大部分采用系统的综合，电气设备大部分采用TN-CTN-C系统接线，系统接线，在设备有特殊要求场合局部采用专设保护线接成在设备有特殊要求场合局部采用专设保护线接成TN-STN-S形式形式 （2 2）保护接地）保护接地）保护接地）保护接地 TNTN系统系统系统系统 2021/9/15702006年6月6日星期二EXIT2021/9/15712006年6月6日星期二EXIT ITIT系统系统系统系统 电电源源小小电电流流接接地地系系统统的的保保护护接接地地方方式式，电电气气
43、设设备备的的不不带电金属部分直接经接地体接地带电金属部分直接经接地体接地。图图图图7.14 7.14 7.14 7.14 电气设备的保护接地（电气设备的保护接地（电气设备的保护接地（电气设备的保护接地（ITITITIT系统）系统）系统）系统）2021/9/15722006年6月6日星期二EXIT TTTT系统系统系统系统 配配电电系系统统的的中中性性线线N引引出出，但但电电气气设设备备的的不不带带电电金属部分经各自的接地装置直接接地金属部分经各自的接地装置直接接地。图图图图7.15 TT7.15 TT7.15 TT7.15 TT系统系统系统系统2021/9/15732006年6月6日星期二EX
44、IT注注意意：同同一一低低压压系系统统中中，不不能能有有的的采采取取保保护护接接地地，有有的的又又采采取取保保护护接接零零，否否则则当当采采取取保保护护接接地地的的设设备备发发生生单单相相接接地地故故障障时时，采取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电压。采取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电压。中中性性点点不不接接地地系系统统中中的的设设备备不不允允许许采采用用保保护护接接零零。因因为为任任一一设设备备发发生生碰碰壳壳时时都都将将使使所所有有设设备备外外壳壳上上出出现现近近于于相相电电压压的的对对地地电电压，这是十分危险的。压，这是十分危险的。在在中中性性线线上上不不允允许许安安
45、装装熔熔断断器器和和开开关关，以以防防中中性性线线断断线线，失失去去保保护护接接零零的的作作用用，为为安安全全起起见见，中中性性线线还还必必须须实实行行重重复复接接地地，以保证接零保护的可靠性。以保证接零保护的可靠性。2021/9/15742006年6月6日星期二EXIT（3 3）重复接地）重复接地）重复接地）重复接地 在在中中性性点点直直接接接接地地的的低低压压电电力力网网中中采采用用接接零零时时，将将零零线线上上的的一一点点或或多多点点再再次次与与大大地地作作金金属属性性连连接接，称称为为重重复复接地接地。2021/9/15752006年6月6日星期二EXIT（3 3）重复接地）重复接地）
46、重复接地）重复接地 n重重复复接接地地可可在在系系统统中中发发生生碰碰壳壳短短路路时时降降低低零零线线的的对对地地电压，减轻触电的危险。电压，减轻触电的危险。当当采采用用保保护护接接零零而而零零线线断断裂裂时时，如如果果在在断断线线后后的的电电力力设设备备有有一一相相碰碰壳壳，则则后后面面的的零零线线会会带带上上相相电电压压，造造成成危危险险。采采用用了了重重复复接接地地后后，接接在在断断裂裂处处后后面面的的所所有有电电气气设设备备外外壳壳上上的的对对地地电电压压UE U，危危险险程度大大降低。程度大大降低。2021/9/15762006年6月6日星期二EXIT（4）应该实行接地或接零的设备v
47、凡因绝缘损坏而可能带有危险电压的电气设备及电气装置的金属外壳和框架应可靠接地或接零，其中包括：电动机、变压器、变阻器、电力电容器、开关设备的金属外壳。配电、控制的屏（柜、箱）的金属框架和底座、邻近带电设备的金属遮栏。电线电力电缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间接头的金属包皮以及母线的外罩。2021/9/15772006年6月6日星期二EXIT（4）应该实行接地或接零的设备 照明灯具、电扇及电热设备的金属底座与外壳。避雷针、避雷器、保护间隙和耦合电容器底座，装有避雷线的电力线路金属杆塔。互感器的二次线圈。2021/9/15782006年6月6日星期二EXIT（5）可以不接地或接零的设备n
48、采用安全电压或低于安全电压的电气设备。n装在配电屏、控制屏上的电气测量仪表、继电器与低压电器的外壳。n在已接地金属构架上的支持绝缘子的金属底座。n在常年保持干燥且用木材、沥青等绝缘较好的材料铺成的地面，其室内低压电气设备的外壳。2021/9/15792006年6月6日星期二EXIT（5）可以不接地或接零的设备n额定电压为220V及以下的蓄电池室的金属框架。n厂内运输铁轨。n电气设备安装在高度超过2.2m的不导电建筑材料基座上，须用木梯才能接触到且不会同时触及接地部分。2021/9/15802006年6月6日星期二EXIT3 3接地装置的装设接地装置的装设接地装置的装设接地装置的装设 pp接接接
49、接地地地地体体体体是是是是接接接接地地地地装装装装置置置置的的的的主主主主要要要要部部部部分分分分，其其其其选选选选择择择择与与与与装装装装设设设设是是是是能否取得合格接地电阻的关键。能否取得合格接地电阻的关键。能否取得合格接地电阻的关键。能否取得合格接地电阻的关键。（1 1 1 1）利用自然接地体）利用自然接地体）利用自然接地体）利用自然接地体（2 2 2 2）埋设人工接地体）埋设人工接地体）埋设人工接地体）埋设人工接地体图图7.16 7.16 人工接地体埋设示意图人工接地体埋设示意图 2021/9/15812006年6月6日星期二EXIT（3 3 3 3）接地线）接地线）接地线）接地线 自
50、自然然接接地地线线。为为了了节节约约金金属属，减减少少投投资资，应应尽尽量量选选择择自自然然导导体体作作为为接接地地线线。如如建建筑筑物物的的金金属属构构架架、电电梯梯竖竖井井、电电缆缆的的金金属属外外皮皮等等都都可可以以作作为为自自然然接接地地线线。各各种种金金属属管管道道（可可燃燃液液体体、可可燃燃或或爆爆炸炸性性气气体体的的金金属属管管道道除除外外）可可作作为为低低压压电电力设备的自然接地线。力设备的自然接地线。人人工工接接地地线线。为为了了连连接接可可靠靠并并有有一一定定的的机机械械强强度度，一一般般采采用用钢钢作作为为人人工工接接地地线线。对对于于接接地地体体和和接接地地线线的的截截