工厂供电第8章课件.ppt

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1、上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 接地与防雷接地与防雷 第一节第一节 电流对人体的作用及有关概念电流对人体的作用及有关概念 第二节第二节 电气装置的接地电气装置的接地 第三节第三节 过电压与防雷过电压与防雷23上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 本章主要掌握的内容：本章主要掌握的内容：电气安全的有关知识电气安全的有关知识电气设备接地的有关概念及接地电阻的计算电气设备接地的有关概念及接地电阻的计算过电压与防雷的有关概念过电压与防雷的有关概念电力线路、变电所及电气设备的防雷措施电力线路、变电所及电气设备的防雷措施上一页上一页上一页上一页

2、下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 第一节第一节 电流对人体的作用及有关概念电流对人体的作用及有关概念电气事故的原因电气事故的原因电气事故的原因电气事故的原因:1 1 1 1、违章操作违章操作违章操作违章操作 (1)(1)违反违反“停电检修安全工作制度停电检修安全工作制度”，因误合闸造成，因误合闸造成 维修人员触电。维修人员触电。(2)(2)违反违反“带电检修安全操作规程带电检修安全操作规程”，使操作人员触，使操作人员触 及电器的带电部分。及电器的带电部分。(3)(3)带电移动电器设备。带电移动电器设备。(4)(4)用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。(6)(6)

3、对有高压电容的线路检修时未进行放电处理对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。导致触电。(5)(5)违章救护他人触电，造成救护者一起触电。违章救护他人触电，造成救护者一起触电。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 2 2、施工不规范、施工不规范(1)(1)(1)(1)误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接反使机壳带电。零线位置接反使机壳带电。零线位置接反使机壳带电。零线位置接反使机壳带电。(2)(2)(2)(2)插头接线不合理，

4、造成电源线外露，导致触电。插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。(3)(3)(3)(3)照明电路的中性线接触不良或安装保险，造成照明电路的中性线接触不良或安装保险，造成照明电路的中性线接触不良或安装保险，造成照明电路的中性线接触不良或安装保险，造成 中性线断开，导致家电损坏。中性线断开，导致家电损坏。中性线断开，导致家电损坏。中性线断开，导致家电损坏。(5)(5)(5)(5)随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，随意加大保险丝

5、的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。导致电器损坏。导致电器损坏。导致电器损坏。(4)(4)(4)(4)照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。(6)(6)(6)(6)施工中未对电气设备进行接地保护处理。施工中未对电气设备进行接地保护处理。施工中未对电气设备进行接地保护处理。施工中未对电气设备进行接地保护处理。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 3 3 3 3、产品质量不合格、产品质量不合格、产品质量不合格、产品质量不合格(1)(1)电气设备缺少保护设施造成电

6、器在正常情况下损坏电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏 和触电。和触电。(2)(2)带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造 成维修人员触电。成维修人员触电。(3)(3)产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很 低，容易造成触电。低，容易造成触电。(4)(4)电热器具使用塑料电源线。电热器具使用塑料电源线。4 4 4 4、偶然条件偶然条件偶然条件偶然条件 电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造砸断；雨水进入

7、家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。成触电事故。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 第八章 人触电伤亡主要是电流的作用。电流对人体的伤害程度人触电伤亡主要是电流的作用。电流对人体的伤害程度与通过人体的与通过人体的电流强度电流强度、持续时间持续时间、电压电压、频率频率、路径路径以以及人体的及人体的健康健康有关。有关。当较大的电流通过心脏时，会造成心当较大的电流通过心脏时，会造成心脏功能紊乱，使大脑缺氧而迅速死亡。脏功能紊乱，使大脑缺氧而迅速死亡。我国一般把工频时我国一般把工频时30mA30mA的电流作为安全电流的临界的电流作为安全电流的临界值。国际上值。国

8、际上IECIEC于于19801980年提出了年提出了人体触电时间和通过人体人体触电时间和通过人体的电流（的电流（50HZ50HZ）对人体机体反应的曲线）对人体机体反应的曲线。：图图8-1图中图中黑色曲线左边为安全的区域；此曲线为安全曲线。黑色曲线左边为安全的区域；此曲线为安全曲线。应注意：应注意：3 3区并不是绝对安全的。区并不是绝对安全的。一、电流对人体的危害及有关概念一、电流对人体的危害及有关概念1 1 1 1、电流的影响：、电流的影响：、电流的影响：、电流的影响：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：人体触电时，电流对人体

9、会造成两种伤害：电击和电伤。电击和电伤。是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。是指在电弧作用下或熔丝熔断时，对人体外部是指在电弧作用下或熔丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。的伤害，如烧伤、金属溅伤等。电电击所击所引起的伤害程度与下列因素有关引起的伤害程度与下列因素有关：(1)(1)人体电阻的大小人体电阻的大小(2)(2)电流通过时间长短电流通过时间长短(3)(3)电流的大小电流的大小电击电击电击电击电伤电伤电伤电伤上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一

10、页返回返回返回返回 2.2.2.2.人体电阻人体电阻人体电阻人体电阻 人体电阻因人而异，通常为人体电阻因人而异，通常为 10104 4 10 105 5 ，当角，当角质外层破坏时，则降到质外层破坏时，则降到80080010001000。3.3.3.3.电流强度对人的伤害电流强度对人的伤害电流强度对人的伤害电流强度对人的伤害 工频时触电时间不超过工频时触电时间不超过1 1秒的安全电流值为秒的安全电流值为30mA30mA。工频危险电流工频危险电流:50mA:50mA及以上。及以上。人体电阻人体电阻：由体内电阻和皮肤电阻组成，体内电阻：由体内电阻和皮肤电阻组成，体内电阻约约500500。人体电阻的平

11、均值为人体电阻的平均值为20002000，一般取下限值：一般取下限值：17001700。电流频率在电流频率在40Hz 40Hz 60Hz 60Hz对人体的伤害最大。对人体的伤害最大。实践证明，直流电对血液有分解作用，高压高频对人的实践证明，直流电对血液有分解作用，高压高频对人的危害较大。（但高频电流可以用于医疗保健）危害较大。（但高频电流可以用于医疗保健）4.4.4.4.电流频率对人体的伤害电流频率对人体的伤害电流频率对人体的伤害电流频率对人体的伤害上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 6.6.6.6.电压对人体的伤害电压对人体的伤害电压对人体的伤害电压对人体的伤害

12、 电流的路径电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右右手到左脚的路径手到左脚的路径是最危险的。是最危险的。安全电压：安全电压：安全电压：安全电压：不致使人致死或致残的电压。见不致使人致死或致残的电压。见不致使人致死或致残的电压。见不致使人致死或致残的电压。见表表表表8-18-18-18-1触电电压越高，通过人体的电流越大，就越危险。触电电压越高，通过人体的电流越大，就越危险。触电电压越高，通过人体的电流越大，就越危险。触电电压越高，通过人体的电流越大，就越危险。5.5.5

13、.5.电流持续时间与路径对人体的伤害电流持续时间与路径对人体的伤害电流持续时间与路径对人体的伤害电流持续时间与路径对人体的伤害 电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。由图电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。由图8-18-1可可看出，看出，0.20.2秒秒是个界线，触电时间是个界线，触电时间超过超过0.20.2秒秒危险性加大。危险性加大。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 人体直接与正常带电部分接触而触电。人体直接与正常带电部分接触而触电。人体与正常时不带电、而故障时可带危险电压的外人体与正常时不带电、而故障时可带危险电压的外露可导电部分（如设备的外壳、支架等）接触。

14、露可导电部分（如设备的外壳、支架等）接触。二、直接触电防护和间接触电防护二、直接触电防护和间接触电防护直接触电：直接触电：间接触电：间接触电：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 触电方式触电方式触电方式触电方式1.1.1.1.接触正常带电体接触正常带电体接触正常带电体接触正常带电体 (1)(1)电源中性点接地的单相触电电源中性点接地的单相触电通过人体电流通过人体电流通过人体电流通过人体电流:式中式中:U U:电源相电压电源相电压 (220V)(220V)R Ro o:接地电阻接地电阻 4 4 R Rb b:人体电阻人体电阻 17001700 这时人体处于相电压下，

15、危险较大。这时人体处于相电压下，危险较大。R0上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 (2)(2)(2)(2)电源中性点不接地系统的单相触电电源中性点不接地系统的单相触电电源中性点不接地系统的单相触电电源中性点不接地系统的单相触电R对地绝对地绝缘电阻缘电阻Ib 人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人体电阻人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人体电阻R Rb b与与输电线对地绝缘电阻输电线对地绝缘电阻R的大小。若绝缘良好，此时通过人体的的大小。若绝缘良好，此时通过人体的仅为电容电流。仅为电容电流。但导线与地面间的绝缘可能不良但导线与地面间的绝缘可能不良(R较小较小)

16、，甚至有一相接地，甚至有一相接地，这时人体中也有电容电流这时人体中也有电容电流+泄漏电流通过（较大）。泄漏电流通过（较大）。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 (3)(3)(3)(3)双相触电双相触电双相触电双相触电双相触电双相触电触电后果更为严重。触电后果更为严重。触电后果更为严重。触电后果更为严重。通过人体的电流：通过人体的电流：通过人体的电流：通过人体的电流：2.2.2.2.接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体 当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其外壳带电。当

17、人触及带电设备的外壳时，相当于单相外壳带电。当人触及带电设备的外壳时，相当于单相触电。大多数触电事故属于这一种。触电。大多数触电事故属于这一种。这时人体处于线电压下这时人体处于线电压下Ib上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 3.3.3.3.跨步电压触电跨步电压触电跨步电压触电跨步电压触电U电位分布电位分布接地点接地点20m0.8m跨步电压跨步电压 在高压输电线断线在高压输电线断线落地时，有强大的电流落地时，有强大的电流流入大地，在接地点周流入大地，在接地点周围产生电压降。如图所围产生电压降。如图所示。示。当人体接近接地点时，当人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压

18、而两脚之间承受跨步电压而触电。触电。跨步电压的大小与跨步电压的大小与人和接地点距离人和接地点距离，两脚之间两脚之间的跨距，接地电流大小的跨距，接地电流大小等因素有关。等因素有关。双脚跨步双脚跨步 一般在一般在20m20m之外，跨步电压就降为零。如果误入之外，跨步电压就降为零。如果误入接地点附近，应接地点附近，应双脚并拢双脚并拢或或单脚跳出单脚跳出危险区。危险区。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 （一）接地的有关概念（一）接地的有关概念1、接地体、接地体：埋入地下直接与土壤接触，有一定散流电：埋入地下直接与土壤接触，有一定散流电阻的金属或金属导体组。（扁钢，钢管或

19、角铁）阻的金属或金属导体组。（扁钢，钢管或角铁）2、接地线、接地线：连接接地体与电气设备接地部分的金属导：连接接地体与电气设备接地部分的金属导线（扁钢、圆钢或钢线）。线（扁钢、圆钢或钢线）。3、接地装置、接地装置：接地体接地体+接地线接地线。图图8-7规程规定：规程规定：接地干线与接地网的连接导线应不少于两接地干线与接地网的连接导线应不少于两根，且在不同地点与接地网连接。根，且在不同地点与接地网连接。第二节第二节 电气装置的接地电气装置的接地一、接地的有关概念保护接地的原理一、接地的有关概念保护接地的原理上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 4、“地地”、对地电压和

20、接地电流、对地电压和接地电流 距接地体距接地体20m以外的地方被认为是零电位，叫以外的地方被认为是零电位，叫做电气上做电气上 的的“地地”。电气设备的接地部分与零电位（大地）之间电气设备的接地部分与零电位（大地）之间的电位差，用的电位差，用UE表示。表示。当电气设备发生故障时，通过接地线、接地当电气设备发生故障时，通过接地线、接地体半球形散流入大地的电流。见体半球形散流入大地的电流。见图图8-8。地地：对地电压：对地电压：接地电流：接地电流：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 接地电阻接地电阻=接地线电阻接地线电阻+接地体本身的电阻接地体本身的电阻+散流电阻散流电

21、阻 散流电阻散流电阻接触电压：接触电压：加于人体某两点之间的电压加于人体某两点之间的电压U Utoutou。跨步电压：跨步电压：指在接地故障点附近行走时，两脚之间出现指在接地故障点附近行走时，两脚之间出现的电位差。用的电位差。用U Ustepstep表示，见表示，见图图8-98-9。很小很小6 6、接触电压和跨步电压、接触电压和跨步电压5、接地电阻、接地电阻：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 工作接地工作接地：电气设备的带电部分因工作需要而接地。：电气设备的带电部分因工作需要而接地。例如：例如：发

22、电机、变压器的中性点发电机、变压器的中性点发电机、变压器的中性点发电机、变压器的中性点接地；接地；避雷针、避雷器避雷针、避雷器避雷针、避雷器避雷针、避雷器的接地；的接地；电压互感器的一次侧电压互感器的一次侧电压互感器的一次侧电压互感器的一次侧接地等。接地等。保护接地保护接地：为保障人身安全、防止触电事故而进行的接：为保障人身安全、防止触电事故而进行的接地。地。例如：例如：TATA、TVTV的二次侧的二次侧接地；接地；电气设备的支架、外壳电气设备的支架、外壳等等接地，一般将电气设备正常时不带电的金属部分接地。接地，一般将电气设备正常时不带电的金属部分接地。重复接地重复接地：TNTN系统中，在系统

23、中，在PEPE或或PENPEN线上采用线上采用1 1点或多点接点或多点接地。地。7 7、工作接地、保护接地、重复接地和共同接地、工作接地、保护接地、重复接地和共同接地上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 共同接地共同接地：用于用于ITIT系统中。当发生不同相碰壳故障时，设备系统中。当发生不同相碰壳故障时，设备的外壳会出现危险的电压，危及人身安全。采用了的外壳会出现危险的电压，危及人身安全。采用了共同接地，可造成相间短路，迅速切除故障。共同接地，可造成相间短路，迅速切除故障。原理见下图。原理见下图。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 当发

24、生设备当发生设备1 1，B B相碰壳故障、设备相碰壳故障、设备2 2，C C相碰壳故障，此时流经相碰壳故障，此时流经设备的接地电流为：设备的接地电流为：，作用于设备，作用于设备1 1外壳上的电外壳上的电压为：压为：，若若R RE1E1=R=RE2 E2，U U=220v=220v，则则U U1 1=U=U2 2=U U1 1=U=U2 2=190V=190V。若人体电阻取。若人体电阻取17001700，流过人，流过人体的电流为：体的电流为：危险！危险！电电电电源源源源电电电电源源源源上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 （二）保护接地的方式、原理和具体要求（二）保护

25、接地的方式、原理和具体要求设备的外露可导电的部分经各自的接地线（设备的外露可导电的部分经各自的接地线（PE线）线）直接接地。直接接地。例如：例如：TT、IT系统。系统。设备的外露可导电的部分经公共的设备的外露可导电的部分经公共的PE或或PEN线接地。线接地。在我国习惯称为在我国习惯称为“保护接零保护接零”。例如：。例如：TN系统。系统。1)1)对对ITIT系统分析系统分析ITITITIT；2 2）对对TTTT、TNTN系统分析系统分析1 1、保护接地的方式、保护接地的方式2 2、保护接地的原理、保护接地的原理:上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 2 2）对）对TT

26、TT、TNTN系统分析系统分析对对TTTT系统系统：如图所示如图所示当一相碰壳且人接触设备外壳时，当一相碰壳且人接触设备外壳时，流过人体的电流为（人体电阻取流过人体的电流为（人体电阻取17001700）：）：若采用保护接地时（若取接地电阻为若采用保护接地时（若取接地电阻为4）：）：此电流会使保护动作迅速跳闸，此电流会使保护动作迅速跳闸，解除危险。解除危险。此时通过人体的电流为：此时通过人体的电流为：110/1700=65mA。此电流存在的时间短，人触电的几率较小。此电流存在的时间短，人触电的几率较小。对对TN系统系统：分析如图。：分析如图。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返

27、回返回返回 返返26TT系统系统TN系统系统上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 应特别注意：应特别注意：在同一低压配电系统中，不允许在同一低压配电系统中，不允许TTTT和和TNTN系系统混用。统混用。否则当外壳为直接接地的设备发生单相碰壳否则当外壳为直接接地的设备发生单相碰壳故障时，因接地电流较小，故障会长期存在，故障时，因接地电流较小，故障会长期存在，此时公共的此时公共的PENPEN线电压会升高，采用保护接零的线电压会升高，采用保护接零的设备外壳会带上危险的电压。设备外壳会带上危险的电压。见见图图8-118-11上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返

28、回返回返回返回 零线电位升高零线电位升高危险！危险！上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 1 1）同一系统中，保护接地和保护接零不能混用。）同一系统中，保护接地和保护接零不能混用。2 2）TNTN系统中的系统中的PEPE或或PENPEN线不得断开，原则上不得装开关线不得断开，原则上不得装开关和熔断器。和熔断器。3 3）相线和零线不得接反。）相线和零线不得接反。4 4）相线上应装熔断器或自动开关保护，并校验单相碰壳）相线上应装熔断器或自动开关保护，并校验单相碰壳故障电流能否使保护动作断开线路，如果不能，应设故障电流能否使保护动作断开线路，如果不能，应设法减小回路电阻。

29、法减小回路电阻。3 3、保护接地的具体要求：、保护接地的具体要求：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 （三）重复接地的原理（三）重复接地的原理 图图8-128-12思考题思考题上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 二、电气装置的接地和接地电阻二、电气装置的接地和接地电阻工频接地电阻工频接地电阻散流电阻散流电阻冲击接地电阻冲击接地电阻：雷电流流经接地装置所呈现的接地电阻。：雷电流流经接地装置所呈现的接地电阻。我国规定的我国规定的部分电力装置所允许的接地电阻值部分电力装置所允许的接地电阻值见刘介才见刘介才.工厂供电工厂供电附录表附录表242

30、4三、变电所的接地装置三、变电所的接地装置 接地装置接地装置=接地线接地线+接地体接地体接地体分为自然接地体和人工接地体。接地体分为自然接地体和人工接地体。1、自然接地体：、自然接地体：埋入地下水道的金属管、与大地有可靠连接的建筑埋入地下水道的金属管、与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、电缆的金属外皮（不少于两根）、物的钢结构和钢筋、电缆的金属外皮（不少于两根）、行车的钢轨、工业用的金属管道（除去易燃、易爆的管行车的钢轨、工业用的金属管道（除去易燃、易爆的管道）等。道）等。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 2、人工接地体：、人工接地体：分为垂直接地体和水平接

31、地体。分为垂直接地体和水平接地体。垂直接地体：垂直接地体：一般选用钢管一般选用钢管50mm50mm，管长约，管长约2.5m2.5m，管管壁厚不小于壁厚不小于3.5mm3.5mm，管顶距地面不宜小于管顶距地面不宜小于0.6m0.6m。（沿海地区采用扁铜及铜管作为接地体。）（沿海地区采用扁铜及铜管作为接地体。）水平接地体：水平接地体：一般采用一般采用404404的扁钢，或角钢，距的扁钢，或角钢，距地面地面0.6m0.6m以上埋设以上埋设。（二）接地装置的布置：一般采用环形布置。（二）接地装置的布置：一般采用环形布置。图图8-17上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 UL

32、上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 四、接地装置的计算四、接地装置的计算（一）人工接地体工频接地电阻的计算（一）人工接地体工频接地电阻的计算1、单根管型垂直接地体、单根管型垂直接地体理论计算公式：理论计算公式：埋设地中的土壤电阻率，：埋设地中的土壤电阻率，.m。：接地体长度，：接地体长度，m。：接地体直径，：接地体直径，m。简化计算公式：简化计算公式：K简化计算系数，简化计算系数，1/m。为管子的长度，为管子的长度，m。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 2 2、多根垂直接地体接地电阻的计算、多根垂直接地体接地电阻的计算 ：垂直接地体

33、的根数。：垂直接地体的根数。：多根垂直接地体的：多根垂直接地体的利用系数利用系数.根据管距与管长之比及根据管距与管长之比及n n查查表表3 3。多根接地体之间的电流屏蔽效应见下图多根接地体之间的电流屏蔽效应见下图上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 表表3 3敷设成环形时（未计入连接扁钢的影响）敷设成环形时（未计入连接扁钢的影响）管间距离管间距离与管子长与管子长度之比度之比管子管子根数根数n n利用系数利用系数管间距离管间距离与管子长与管子长度之比度之比管子管子根数根数n n利用系数利用系数12340.660.720.760.800.840.86123200.440

34、.500.610.660.680.7312360.580.650.710.750.780.82123300.410.470.580.630.660.71123100.520.580.660.710.740.78123400.380.440.560.610.640.69返返47上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 3 3、环形接地网、环形接地网(带带)的接地电阻的接地电阻 ：环形接地网所包围的面积：环形接地网所包围的面积m m3 3。4 4、单根水平带形接地体的接地电阻（、单根水平带形接地体的接地电阻（）（三）冲击接地电阻（三）冲击接地电阻R Rshsh的计算的计算

35、通常通常R RshshR RE E，按国标，按国标GB500571994GB500571994建筑物防雷建筑物防雷设计规范设计规范规定，冲击接地电阻的计算公式为：规定，冲击接地电阻的计算公式为：为换算系数，可查图为换算系数，可查图8-19 8-19 （p287p287）l l l l-单根水平接地体长度单根水平接地体长度单根水平接地体长度单根水平接地体长度 mm。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 （四）接地装置的计算程序及示例（四）接地装置的计算程序及示例1 1、计算程序、计算程序1 1）按规范要求确定允许的按规范要求确定允许的R RE E或或R REalEal

36、；2 2）确定接地体布置方案（包括接地体和接地线的尺寸）；确定接地体布置方案（包括接地体和接地线的尺寸）；3 3）计算单根垂直接地体的接地电阻计算单根垂直接地体的接地电阻R RE E（1 1）；4 4）用逐步渐进法确定垂直接地体根数，用逐步渐进法确定垂直接地体根数，；5 5）大接地电流系统应校验单相短路时的热稳定（大接地电流系统应校验单相短路时的热稳定（110KV110KV及及以上系统）；以上系统）；为接地线的最小允许截面为接地线的最小允许截面mmmm2 2。为单相短路电流，为单相短路电流，A A。为单相短路持续时间，秒。为单相短路持续时间，秒。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页

37、返回返回返回返回 某车间变电所主变压器容量为某车间变电所主变压器容量为500KVA500KVA，电压为，电压为10/0.4kv10/0.4kv，连接组为连接组为Y Y，yn0yn0。试确定该变电所试确定该变电所高低压共用接地装置高低压共用接地装置的垂直接地的垂直接地钢管和连接扁钢的尺寸。已知装设地点的土质为沙质粘土，钢管和连接扁钢的尺寸。已知装设地点的土质为沙质粘土，10KV10KV侧侧有电气联系的电缆线路总长为有电气联系的电缆线路总长为25km25km，有电气联系的架空线路为，有电气联系的架空线路为70km70km。该地区考虑冻土深度为该地区考虑冻土深度为0.5m0.5m。解：解：1 1、确

38、定允许的接地电阻值、确定允许的接地电阻值查查附录表附录表2424，此变电所高低压共用接地装置的接地电阻应满足的条，此变电所高低压共用接地装置的接地电阻应满足的条件为：件为：比较可知：比较可知：此变电所接地电阻允许值此变电所接地电阻允许值R RE E44。例例1 1上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 2、接地装置的初步方案、接地装置的初步方案 初步考虑围绕变电所四周，距变电所墙角初步考虑围绕变电所四周，距变电所墙角23m，打入，打入n根根50mm50mm、长长2.5m钢管，每隔钢管，每隔5m打入一根，管顶距地面打入一根，管顶距地面0.7m。管子之间用管子之间用404

39、mm2的扁钢焊接，扁钢距地面的扁钢焊接，扁钢距地面0.75m处敷设。处敷设。3 3、计算单根钢管的接地电阻、计算单根钢管的接地电阻 查附录表查附录表2525，得沙质土壤电阻系数，得沙质土壤电阻系数=100=100.m，可求出：，可求出：R RE E（1 1）=100/2.5=40=100/2.5=40上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 5、校验接地电阻是否满足要求：、校验接地电阻是否满足要求：根据根据n=16，再查表，再查表3，得，得E0.655，可计算出：可计算出：所以所以所选接地根数满足要求所选接地根数满足要求。4 4、确定垂直接地体的根数确定垂直接地体的根数

40、 按式按式 先估算，先估算，40/4=1040/4=10，初选，初选1515根根直径为直径为50mm50mm2 2 、长为、长为2.5m2.5m的钢管作垂直接地体，的钢管作垂直接地体，根据根据a/a/l=5/2.5=2=5/2.5=2和和n=15n=15，查，查表表3 3，（在，（在n=10n=10和和n=20n=20之间取之间取E E的的中间值）可得中间值）可得E E0.660.66，可得：，可得：因此可选因此可选n=16n=16根，环形布置。根，环形布置。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 五、低压配电系统的漏电保护和等电位连接五、低压配电系统的漏电保护和等电

41、位连接（一）漏电保护器的基本结构和原理（一）漏电保护器的基本结构和原理漏电保护器漏电保护器又称漏电开关：又称漏电开关：有有电压动作型电压动作型和和电流动作型。电流动作型。电流动作型漏电保护器原理：电流动作型漏电保护器原理：它由它由主开关主开关、零序电流互感器零序电流互感器和和脱扣装置脱扣装置构成。构成。原理图：原理图：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 ABCNPE上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 正常运行时正常运行时,三相电流的向量和等于零，零序电流互三相电流的向量和等于零，零序电流互感器二次侧无输出电流。感器二次侧无输出电流。发

42、生漏电或触电时，发生漏电或触电时，TA0二次侧有输出电流，从而有二次侧有输出电流，从而有输出电压，此电压经放大后，加在脱口器的动作线输出电压，此电压经放大后，加在脱口器的动作线圈上，脱口装置动作，将主开关断开，切除故障线圈上，脱口装置动作，将主开关断开，切除故障线路。路。应注意：应注意：PE线不得穿过零序电流互感器线不得穿过零序电流互感器工作原理：工作原理：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 将将PEPE或或PENPEN线与电气装置的接地干线、建筑物内的各线与电气装置的接地干线、建筑物内的各种金属管道以及建筑物金属构件等都与总等电位连种金属管道以及建筑物金属构件等

43、都与总等电位连接端子相接。见接端子相接。见图图8-258-25。又称又称辅助等电位连接辅助等电位连接。在远离总等电位连接的、非常。在远离总等电位连接的、非常潮湿的、触电危险性大的局部地域内进行等电位连潮湿的、触电危险性大的局部地域内进行等电位连接，称为接，称为。图图8-25。（二）等电位连接（二）等电位连接1 1、总等电位连接：、总等电位连接：2、局部等电位连接：、局部等电位连接：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 第三节第三节 过电压与防雷过电压与防雷一、过电压与雷电的有关概念一、过电压与雷电的有

44、关概念（一）过电压的形式（一）过电压的形式过电压：指电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电压。过电压：指电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电压。1 1、内部过电压、内部过电压 在电力系统中，由于操作、事故或其他原因引起的系统电压升高。在电力系统中，由于操作、事故或其他原因引起的系统电压升高。内部过电压又分为操作过电压和谐振过电压。内部过电压又分为操作过电压和谐振过电压。一般工厂供配电系统常见的内部过电压有一般工厂供配电系统常见的内部过电压有:1)1)由于电压互感器铁芯饱和而产生的铁磁谐振过电压；由于电压互感器铁芯饱和而产生的铁磁谐振过电压；2 2）单相不稳定电弧接地产生的过电

45、压。单相不稳定电弧接地产生的过电压。内部过电压较小，一般不会超过内部过电压较小，一般不会超过3 34 4倍的额定电压。倍的额定电压。2 2、外部过电压、外部过电压 又称大气过电压或雷电过电压。电压可高达又称大气过电压或雷电过电压。电压可高达1 1亿伏，电流可高达亿伏，电流可高达几十万安培。几十万安培。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 3 3、雷电现象、雷电现象 天空中大规模的放电现象，全球平均每天发生天空中大规模的放电现象，全球平均每天发生800800万次万次雷电，一雷电，一次雷电可释放出几亿焦耳的能量。次雷电可释放出几亿焦耳的能量。4 4、雷电过电压的基本形式

46、、雷电过电压的基本形式 直击雷过电压直击雷过电压 感应雷过电压感应雷过电压 侵入波过电压侵入波过电压（二）雷电的形成及有关概念（二）雷电的形成及有关概念1 1、雷电的形成、雷电的形成2 2、雷电的有关名词概念、雷电的有关名词概念（1 1）雷电流的大小及波形）雷电流的大小及波形雷电流最高可达几十万安培。雷电流最高可达几十万安培。波形见波形见8-298-29可分为：可分为：直击雷、感应雷、球雷。直击雷、感应雷、球雷。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 （2 2）雷电流的陡度：）雷电流的陡度：即雷电流对时间的变化率，用即雷电流对时间的变化率，用表示。表示。越大，过电压越

47、高，破坏性越大，波头部分最为严重。越大，过电压越高，破坏性越大，波头部分最为严重。（3 3 3 3）年平均雷暴日与雷暴小时）年平均雷暴日与雷暴小时）年平均雷暴日与雷暴小时）年平均雷暴日与雷暴小时年平均雷暴日：年平均雷暴日：年平均雷暴日：年平均雷暴日：每年有雷电的日子（凡有雷电活动的日子，每年有雷电的日子（凡有雷电活动的日子，每年有雷电的日子（凡有雷电活动的日子，每年有雷电的日子（凡有雷电活动的日子，包括听到雷声或看到闪电）。包括听到雷声或看到闪电）。包括听到雷声或看到闪电）。包括听到雷声或看到闪电）。年平均雷暴小时年平均雷暴小时年平均雷暴小时年平均雷暴小时：每年中有雷电的小时数。由当地气象部每

48、年中有雷电的小时数。由当地气象部每年中有雷电的小时数。由当地气象部每年中有雷电的小时数。由当地气象部门统计。门统计。门统计。门统计。一般一般一般一般1 1 1 1个雷暴日折合个雷暴日折合个雷暴日折合个雷暴日折合3 3 3 3个雷暴小时。雷暴日不超过个雷暴小时。雷暴日不超过个雷暴小时。雷暴日不超过个雷暴小时。雷暴日不超过15151515日的日的日的日的为少雷区；超过为少雷区；超过为少雷区；超过为少雷区；超过40404040日的为多雷区。日的为多雷区。日的为多雷区。日的为多雷区。济南的年平均雷暴日为济南的年平均雷暴日为济南的年平均雷暴日为济南的年平均雷暴日为30303030日日日日上一页上一页上一

49、页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 （三）雷击规律（三）雷击规律1、对建筑物，高的尖端的地方易遭受雷击。对建筑物，高的尖端的地方易遭受雷击。2、热而潮湿的环境、山区、热而潮湿的环境、山区、7、8月份，雷电易发生。月份，雷电易发生。3、土壤电阻率低的地方、有利于雷云与大地建成良好通道者、山土壤电阻率低的地方、有利于雷云与大地建成良好通道者、山区的东南坡及山中的平地、变电所或架空线路（地下有金属框的区的东南坡及山中的平地、变电所或架空线路（地下有金属框的地带）容易遭受雷击。地带）容易遭受雷击。（4 4）年预计雷击次数）年预计雷击次数N N：TaTa：年平均雷暴日数。：年平均雷暴日数。

50、AeAe：与建筑物接收雷击次数相同的等效面积，：与建筑物接收雷击次数相同的等效面积，kmkm2 2。K K：修订系数，一般取修订系数，一般取1 1，空旷孤立的建筑物，空旷孤立的建筑物，K=2；金属屋面砖木结构的建筑物金属屋面砖木结构的建筑物K=1.7；位于河边、湖边、土壤潮湿、土壤电阻率低的地方位于河边、湖边、土壤潮湿、土壤电阻率低的地方K=1.5。上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页返回返回返回返回 二、防雷设备二、防雷设备（一）接闪器（一）接闪器 又称受雷装置。专门用来接收直击雷的金属物体，包括：又称受雷装置。专门用来接收直击雷的金属物体，包括：避雷针、避雷带、避雷网和避雷线。