天津大学《工厂供电》第8章_防雷与接地

第8章防雷和接地电力系统自身的安全人员的安全设备的安全8.1雷与防雷设备一、大气电场二、雷电的形成雷电的波形三、雷电的危害形式•直击雷•感应雷：静电感应；电磁感应•侵入波•雷电的机械效应产生的电动力•强大的雷电流产生的热量•雷电的电磁效应产生过电压•雷电的闪络放电四、雷电活动情况及直击雷规律（1）雷暴日、雷暴小时少雷区、多雷区、强雷区（2）雷电活动规律和我国雷电活动情况赤道多于两极、陆地多于海洋、山区多于平原、低纬度高于高纬度（3）直击雷的规律建筑物的位置建筑物的结构建筑物的性质五、防雷方法（1）接闪（2）接地（3）分流（4）均压连接（5）屏蔽（6）躲避六、防雷设备•大电流——避雷针（避雷线、避雷带、避雷网）•过电压——避雷器•两类设备的工作原理：•1、吸引雷，并将雷电流引入大地，从而保护附近的电力设备和建筑物免受直击雷危害构成：接闪器——引下线——接地极•2、避雷器与被保护设备并联，过电压将避雷器击穿对地放电，从而保护了设备的绝缘⒈避雷针采用“滚球法”来确定保护范围。各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30≤5×5或≤6×4第二类防雷建筑物45≤10×10或≤12×8第三类防雷建筑物60≤20×20或≤24×16①单支避雷针的保护范围(2)(2)xrxrxrhhhhhh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h≤hr相同。例1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）尺寸如图，试问此避雷针能否保护锅炉房。解:查表得滚球半径hr=60m，而避雷针顶端高度h=40+2=42m，hx=8m，根据公式得避雷针保护半径为：(2)(2)42(26042)8(2608)27.3xrxrxrhhhhhhm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。22(12100.5)1023.7xxrmr②两支避雷针的保护范围)2(2hhhDr各按单支避雷针保护范围计算)2(2hhhDr保护范围外侧同单支避雷针一样计算在地面每侧的最小保护宽度b0为202(2)()2rDbhh轴线上的保护高度hx为222()()2xrrDhhhhx（2）避雷线单根避雷线的保护范围为：当避雷线高度h≥2hr时，无保护范围。当hrh2hr时，保护范围最高点的高度h0=2hr-h注意：确定架空避雷线的高度时，应考虑弧垂。在无法确定弧垂的情况下，等高支柱间的档距小于120m时，其避雷线中点的弧垂宜选用2m；档距为120～150m时宜选用3m。（1）保护间隙灭弧能力较小，只适用于无重要负荷的线路上。2．避雷器管式避雷器阀式避雷器（2）阀型避雷器阀型避雷器由火花间隙和阀片组成1、上接线端2、火花间隙3、云母片垫圈4、瓷套管5、阀片6、下接线端（3）氧化锌避雷器8.2防雷保护一、架空线路的防雷保护⑴架设避雷线。这是线路防雷的最有效措施，但成本很高，只有66kV及以上线路才沿全线装设。⑵提高线路本身的绝缘水平。⑶利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线。⑷加强对绝缘薄弱点的保护。⑸采用自动重合闸装置。⑹绝缘子铁脚接地。二、变配电所的防雷保护1、防直击雷F1、F2—管形避雷器；F3—阀形管形避雷器2、进线防雷保护3、配电装置防雷保护T—电力变压器F—阀形避雷器三、高压电动机的防雷保护四、建筑物的防雷保护（1）建筑物防雷分类及防雷要求第一类防雷建筑。应有防直接雷、感应雷和雷电侵入波措施。第二类防雷建筑。应有防直接雷和雷电侵入波措施，有爆炸危险的也应有防感应雷措施。第三类建筑物。应有防直接雷和雷电侵入波措施（2）重点部位的防雷措施雷电类型8.3电气安全保护一、接地（1）功能性接地工作接地（2）保护性接地保护接地，过电压接地，防静电接地（3）功能性与保护性合一的接地屏蔽接地1、接地类型2、低压配电系统接地型式（1）TN系统（2）TT系统（3）IT系统（1）接地和接地装置1、接地体；2、接地干线；3、接地支线；4、设备3、接地装置自然接地体、人工接地体（2）接地电流和对地电压接地电流对地电压（3）重复接地4、接地电阻（1）接地电阻的要求接地设施名称接地电阻值（欧姆）3-35KV配电所高低压宜公用接地系统43-35KV线路的电杆、金属杆塔的接地系统30低压配电线路的PE线或PEN线的每一重复接地系统10计算机系统交流工作接地4计算机系统安全保护接地4混合接地最小值，一般为1符合防雷规范（2）接地电阻的计算工频接地电阻工频接地电流流经接地装置所呈现的接地电阻，称工频接地电阻。冲击接地电阻雷电流经接地装置泄放入地时所呈现的接地电阻，称冲击接地电阻。iiRRK至接地极最远端的长度土壤电阻率(欧姆米)100500100020002011.523401.251.92.9601.62.6802.3接地电阻的计算(略)（3）接地电阻的测量接地电阻测量仪，俗称接地摇表高阻区降低接地电阻的措施（1）换土（2）利用接地电阻阻抗剂（3）深埋接地极（4）深井接地加装均压带的环路式接地网变配电所和车间的接地装置二、等电位联接1、总等电位连接2、局部等电位连接MEB—总等电位连接；LEB—局部等电位连接3、等电位连接导线的选择总等电位连接主母线的截面规定不应小于装置中最大PE线截面的一半，但不小于6mm2。采用铜导线，其截面可不超过25mm2。连接两个外露可导电部分的局部等电位线，其截面不应小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面。连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局部等电位连接线，其截面不应小于相应PE线截面的一半。8.4用电安全一、触电及防护1、电流对人体的伤害“电击”是电流通过人体内部，破坏人的心脏、神经系统、肺部的正常工作造成的伤害。心室纤维性颤动（心室纤颤）“电伤”是电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的局部伤害，包括电弧烧伤、烫伤、电烙印、皮肤金属化、电气机械性伤害等。2、触电方式（1）单相触电ABCOCABC(a)(b)（2）两相触电（相间触电）ABCUS跨步电压ⅠⅡ20mABC（3）跨步电压触电BCDD40m以上SOUxg2xgUR0＝Rd2xgU（4）接触电压触电3、人体通过电流能力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。此外，还与人的体重、健康状况有关。（1）将裸露带电部分包以适合的绝缘。（2）设置遮栏或外护物以防止人体与裸露带电部分接触。（3）设置阻挡物以防止人体无意识地触及裸露带电部分（针对专业人员）。（4）将裸露带电部分置于人的伸臂范围(1.25米)以外。（5）装设漏电保护器作为后备保护，其额定动作电流不应超过30mA。直接触电防护措施4、触电防护（1）0类设备（2）Ⅰ类设备（3）Ⅱ类设备（4）Ⅲ类设备间接触电防护措施二、电气防火和防爆1、爆炸性气体环境危险区域的划分0区\1区\2区2、防爆电器设备分为二类Ⅰ类\Ⅱ类最小点燃电流比minimumignitioncurrentratio;MICR:在规定试验条件下，气体、蒸气爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。最大试验安全间隙maximumexperimentalsafegap(MESG)在标准规定试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过25毫米长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔面部分之间的最大间隙。3、Ⅱ类电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物最大试验安全间隙或最小点燃电流比，分为ⅡA，ⅡB，ⅡC三类；并按其最高表面温度分为T1-T6六组。组别引燃温度t(℃)T1450tT2300t≤450T3200t≤300T4135t≤200T5100t≤135T685t≤100类别最大试验安全间隙(MESG)最小点燃电流比(MICR)ⅡA≥0.90.8ⅡB0.5MESG0.90.45≤MICR≤0.8ⅡC≤0.50.454、电气火灾（1）防范A、选用合格的电气设备，线路敷设要合理设计。B、选用正确的过流保护器及漏电保护器。C、认真做好定期检查工作。（2）初期火灾A、首先要切断电源B、选择适当的灭火器（二氧化碳、干粉）。C、小范围带电灭火，可使用干砂覆盖。D、专业灭火人员用水枪灭火时，宜采用喷雾水枪。三、触电急救•脱离电源，拨打急救电话•心肺复苏法