电气安全、防雷与接地课件.ppt

1、2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二第第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2006年6月6日星期二8.1 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）2006年6月6日星期二v电气安全措施v建立完整的安全

2、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。2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二v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，

3、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。2006年6月6日星期二表表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，如在锅炉、金属容器内1215人体可能经常触及的带电体设备682006年6月6日星期二v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

4、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。2006年6月6日星期二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

5、、健康状况有关。2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二v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 过电压与防雷过电压与防雷 2006年6月6日星期二过电压过电压内部过电压内部过电压

6、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（大气过电压）压）2006年6月6日星期二内部过电压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。2006年6月6日星期二雷电过电压（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

7、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。2006年6月6日星期二p雷电现象及危害雷电现象及危害 在闷热、潮湿、无风的天气里，接近地面的湿气在闷热、潮湿、无风的天气里，接近地面的湿气受热上升，遇到冷空气凝成冰晶。冰晶受到上升气流受热上升，遇到冷空气凝成冰晶。冰晶受到上升气流的冲击而破碎分裂，气流挟带一部分带正电的小冰晶的冲击而破碎分裂，气流挟带一部分带正电的小冰晶上升，形成上升，形成“正雷云正雷云”，而另一部

8、分较大的带负电的，而另一部分较大的带负电的冰冰 晶则下降，形成晶则下降，形成“负雷云负雷云”。不同电荷云团之间，或云与大地之间产生强烈的放电不同电荷云团之间，或云与大地之间产生强烈的放电现象，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。2006年6月6日星期二p雷电过电压的种类雷电过电压的种类 n直击雷过电压直击雷过电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，称直击直击雷过电压雷过电压。大气过电压大气过电压直击雷直击雷感应雷感应雷2006年6月6日星期二有时雷云很低，周围又没有带异性电荷的雷云，这样

9、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。2006年6月6日星期二2006年6月6日星期二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。2006年6月6日星期二2006年6月6日星期二p防雷保护的措施防雷保护的措施 n防直击

10、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）2006年6月6日星期二v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雷针避雷针，主要用于保护露天变配电设备及建筑物；接闪的金属线称避雷线避雷线或架空地线，主要用于保护输电线路；接闪的金属带、金属网称避雷带避雷带、避雷网，主要用于保护建筑物。2006年6月6日星期二接闪器的工作原理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

11、。v接闪器的实质是引雷 2006年6月6日星期二 避雷针避雷针 避雷针是防止直击避雷针是防止直击雷的有效措施。一定雷的有效措施。一定高度的避雷针（线）高度的避雷针（线）下面，有一个安全区下面，有一个安全区域，此区域内的物体域，此区域内的物体基本上不受雷击。我基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫们把这个安全区域叫做做避雷针的保护范围避雷针的保护范围。2006年6月6日星期二p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“滚球法滚球法”，就是选择一个半径为，就是选择一个半径为hr（滚球半（滚球半径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如果球体径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如

12、果球体只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范围之内。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。2006年6月6日星期二 表7-2 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3055或64第二类防雷建筑物451010或128第三类防雷建筑物602020或24162006年6月6日星期二p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

13、范围单支避雷针的保护范围 2006年6月6日星期二v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。由此弧线起到地面为止的整个锥形空间就是避雷针的保护范围。2006年6月6日星期二避雷针在被保护物高度hx的xx平面上的保护半径rx )2()2(xrxrxhhhhhhrv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。2006年6月6日星期二例v某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高2m的避

14、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。2006年6月6日星期二2006年6月6日星期二v解查表7-2得滚球半径hr=60m，而避雷针顶端高度h=40+2=42m，hx=8m，避雷针保护半径为2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二v对于两支或者两支以上避雷针的保护范围，自学2006年6月6日星期二v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

15、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。2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二v当hrh2hr时，保护范围最高点的高度h0按下式计算 h0=2hr

16、-h v避雷线在hx高度的xx平面上的保护宽度bx按下式计算2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二 避雷带和避雷网避雷带和避雷网 避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对建筑物进行保护。建筑物进行保护。2006年6月6日星期二v避雷带和避雷网的保护范围避雷带和避雷网的保护范围 避雷带和避雷网的保护范围应是其所处的整幢避雷带和避雷网的保护范围应是其所处的整幢高层建筑，为了达到保护的目的，避雷网的网格

17、尺高层建筑，为了达到保护的目的，避雷网的网格尺寸有具体的要求见表寸有具体的要求见表7-2。2006年6月6日星期二 避雷针（线）的接地装置避雷针（线）的接地装置 v避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过10 ；v35kV及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，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独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装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避雷针及接地装置与道路

18、入口等的距离不小于避雷针及接地装置与道路入口等的距离不小于3m。2006年6月6日星期二 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 2006年6月6日星期二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

19、2006年6月6日星期二 管型避雷器管型避雷器 管型避雷器主要用于管型避雷器主要用于变配电所的进线保护变配电所的进线保护和线路绝缘弱点的保和线路绝缘弱点的保护，保护性能较好的护，保护性能较好的管型避雷器可用于保管型避雷器可用于保护配电变压器。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；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2006年6月6日星期二 阀型避雷器阀型避雷器 由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。阀型避由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。阀型避雷器的

20、火花间隙组是由多个单间隙串联组成的。正常运行雷器的火花间隙组是由多个单间隙串联组成的。正常运行时，间隙介质处于绝缘状态，仅有极小的泄漏电流通过阀时，间隙介质处于绝缘状态，仅有极小的泄漏电流通过阀片。当系统出现雷电过电压时，火花间隙很快被击穿，使片。当系统出现雷电过电压时，火花间隙很快被击穿，使雷电冲击电流很容易通过阀性电阻而引入大地，释放过电雷电冲击电流很容易通过阀性电阻而引入大地，释放过电压负荷，阀片在大的冲击电流下电阻由高变低，所以冲击压负荷，阀片在大的冲击电流下电阻由高变低，所以冲击电流在其上产生的压降（残压）较低，此时，作用在被保电流在其上产生的压降（残压）较低，此时，作用在被保护设备

21、上的电压只是避雷器的残压，从而使电气设备得到护设备上的电压只是避雷器的残压，从而使电气设备得到了保护。了保护。2006年6月6日星期二 金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器 金属氧化物避雷器又称金属氧化物避雷器又称压敏避雷器压敏避雷器。它是一种没有火花。它是一种没有火花间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的伏安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速的伏安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速有效地阻断工频电流，因此不需要火花

22、间隙来熄灭由工频有效地阻断工频电流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，续流引起的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，能很好地泄放雷电流。能很好地泄放雷电流。2006年6月6日星期二 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。2006年6月6日星期二作用？作用？2006年6月6日星期二v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

23、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。2006年6月6日星期二n因主间隙暴露在空气中，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。2006年6月6日星期二p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

24、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进出变配电所的一段线路上一段线路上装设；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。2006年6月6日星期二（1）架空线的其它防雷措施）架空线的其它防雷措施 q 提高线路本身的绝缘水平提高线路本身的绝缘水平。可以采用高一级电压的。可以采用高一级电压的绝缘子，以提高线路的防雷水平。绝缘子，以提高线路的防雷水平。q尽量装设自动重合闸装置尽量装设自动重合闸装置。线路发生雷击闪络之所以。线路发生雷击闪络之所以跳闸，是因为闪络造成了稳定的电弧而形成短路。当跳闸，是因为闪络造成了稳定的电弧而形

25、成短路。当线路断开后，电弧即行熄灭，而把线路再接通时，一线路断开后，电弧即行熄灭，而把线路再接通时，一般电弧不会重燃，因此重合闸能缩短停电时间。般电弧不会重燃，因此重合闸能缩短停电时间。q装设避雷器和保护间隙装设避雷器和保护间隙用来保护线路上个别绝缘薄弱用来保护线路上个别绝缘薄弱地点。地点。2006年6月6日星期二 在多雷地区在多雷地区n当变压器采用当变压器采用Y,y0接线时，宜在低压侧装设阀式避雷接线时，宜在低压侧装设阀式避雷器或保护间隙；器或保护间隙；n当变压器低压侧中性点不接地时，应在其中性点装当变压器低压侧中性点不接地时，应在其中性点装设击穿保险器。设击穿保险器。对于重要用户对于重要用

26、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。对于一般用户对于一般用户n可在低压进线第一支持物处装设低压避雷器或击穿可在低压进线第一支持物处装设低压避雷器或击穿保险器。保险器。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：2006年6月6日星期二（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配电线路的进线防雷保护，可以在每路进线终端，配电线路的进线防雷保护，可以在每路进线终端，装设装设FZ型或型或FS型阀型避雷器，

27、以保护线路断路器及隔离开关。型阀型避雷器，以保护线路断路器及隔离开关。如果进线是电缆引入的架空线路，则在架空线路终端靠近电缆如果进线是电缆引入的架空线路，则在架空线路终端靠近电缆头处装设避雷器，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2006年6月6日星期二 为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，对所内设备造为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，对所内设备造成危害，特别是价值最高但绝缘相对薄弱的电力变压器，成危害，特别是价值最高但绝缘相对薄弱的电力变压器，在变在变配电所每段母线上装设一组阀

28、型避雷器，并应尽量靠近变压器，配电所每段母线上装设一组阀型避雷器，并应尽量靠近变压器，距离一般不应大于距离一般不应大于5m。如图如图7.8中的中的F3。避雷器的接地线应与。避雷器的接地线应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 2006年6月6日星期二（3）高压电动机的防雷措施）高压电动机的防雷措施 高压电动机对雷电波侵入的保护应采用高压电动机对雷电波侵入的保护应采用FCD型磁吹阀型避型磁吹阀型避雷器或氧化锌避雷器。雷器或氧化锌避雷器。为了降低沿线路侵入的雷电波

29、波头陡度，减轻其对电动为了降低沿线路侵入的雷电波波头陡度，减轻其对电动机绕组绝缘的危害，可机绕组绝缘的危害，可在电动机进线前面加一段在电动机进线前面加一段100150m的引入电缆，并在电缆前的电缆头处安装一组阀型避雷器，的引入电缆，并在电缆前的电缆头处安装一组阀型避雷器，而在电动机电源端（母线上）安装一组并联有电容器的磁吹而在电动机电源端（母线上）安装一组并联有电容器的磁吹阀型避雷器阀型避雷器，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2006年6月6日星期二（4）建筑物的防雷措施）建筑物的防

30、雷措施 根据发生雷电事故的可能性和后果，将建筑物根据发生雷电事故的可能性和后果，将建筑物分成三类。分成三类。n第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物是制造、使用或储存爆炸物质，因是制造、使用或储存爆炸物质，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第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物是制造、使用或储存爆炸物质，电是制造、使用或储存爆炸物质，电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；筑物；n第三类防雷建筑物第三类防雷建筑物是除第一、二类建筑物以外的爆炸、是除第一、二类建筑物以外的爆炸

31、、火灾危险的场所。火灾危险的场所。2006年6月6日星期二n第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物中有爆炸危险第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物中有爆炸危险的场所，应有的场所，应有防直击雷、防感应雷和防雷电波侵入防直击雷、防感应雷和防雷电波侵入的措的措施。施。n第二类防雷建筑物（除有爆炸危险者外）及第三类防第二类防雷建筑物（除有爆炸危险者外）及第三类防雷建筑物，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。2006年6月6日星期二v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

32、类建筑物宜采用装设在建筑物上的避雷针或避雷网（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。2006年6月6日星期二v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；2006年6月6日星期二v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。2006年6月6日星期二7.3 接地接地 1 1接地的基本概

33、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。2006年6月6日星期二图图7.11 接地电流、

34、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 当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地作半当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地作半球形散开，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。试验表明，在距单根接地体或接地故障点试验表明，在距单根接地体或接地故障点20m左右的地方，左右的地方，实际上散流电阻已趋近于零，电位为零的地方，称为电气上的实际上散流电阻已趋近于零，电位为零的地方，称为电气上的“地地”或或“大地大地”。电气设备的接地部分与零电位的。电气设备的接地部分与零电位的“地地”（大地）之间的电位差，就称为接地部分的（大地）之间的电位

35、差，就称为接地部分的对地电压对地电压，如图中，如图中的的UE。2006年6月6日星期二 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 接触电压接触电压是指设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及是指设备的绝缘损坏时，在身体可同时触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。跨步电压跨步电压是指在故障点附近行走，两脚之间出现的电是指在故障点附近行走，两脚之间出现的电位差。位差。跨步电压的大小与离接地点的远近及跨步的长短有跨步电压的大小与离接地点的远近及跨步的长短有关，离接地点越近，跨步越长，跨步电压就越大。关，离接地点越近，跨步越长，跨步电压就越大。离接地离接地点达点达20

36、m20m时，跨步电压通常为零。时，跨步电压通常为零。2006年6月6日星期二2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2006年6月6日星期二（1）工作接地）工作接地工作接地是为保证电力系统和电气设备达到正常工工作接地是为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地、作要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。防雷装置的接地等。（2）保护接地）保护接地 为了保障人身安全，将电力设备正常情况不带电的为了保障人身安全，将电力设备正常情况不带电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

37、良好的金属连接，称为保护接地。保护接地可分为三种不同类型，即保护接地可分为三种不同类型，即TN系统系统、IT系系统统和和TT系统系统。2006年6月6日星期二TN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

38、-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）保护接地）保护接地 TN系统系统 2006年6月6日星期二2006年6月6日星期二 IT系统系统 电源小电流接地系统的保护接地方式，电气设备的不电源小电流接地系统的保护接地方式，电气设备的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7.14 7.14 电气设备的保护接地（电气设备的保护接地（ITIT系统）系统）2006年6月6日星期二 TT系统系统 配电系统的中性线配电系统的中性线N引出，但电气设备的不带电引出，但电气设备的不带

39、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7.15 TT7.15 TT系统系统2006年6月6日星期二注意：注意：同一低压系统中，不能有的采取保护接地，有的又采取同一低压系统中，不能有的采取保护接地，有的又采取保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，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。中性点不接地系统中的设备不允许采用保护接零。因为任一设中性点不接地系统中的设备不允许采用保护接零。因为任一设备发生碰壳时都将使所有设备外壳上出现近于相电

40、压的对地电备发生碰壳时都将使所有设备外壳上出现近于相电压的对地电压，这是十分危险的。压，这是十分危险的。在中性线上不允许安装熔断器和开关，以防中性线断线，失去在中性线上不允许安装熔断器和开关，以防中性线断线，失去保护接零的作用，为安全起见，中性线还必须实行重复接地，保护接零的作用，为安全起见，中性线还必须实行重复接地，以保证接零保护的可靠性。以保证接零保护的可靠性。2006年6月6日星期二（3）重复接地）重复接地 在中性点直接接地的低压电力网中采用接零时，将在中性点直接接地的低压电力网中采用接零时，将零线上的一点或多点再次与大地作金属性连接，称为零线上的一点或多点再次与大地作金属性连接，称为重

41、复接地重复接地。2006年6月6日星期二（3）重复接地）重复接地 n重复接地可在系统中发生碰壳短路时降低零线的对地重复接地可在系统中发生碰壳短路时降低零线的对地电压，减轻触电的危险。电压，减轻触电的危险。当采用保护接零而零线断裂时，如果在断线后的当采用保护接零而零线断裂时，如果在断线后的电力设备有一相碰壳，则后面的零线会带上相电压，电力设备有一相碰壳，则后面的零线会带上相电压，造成危险。采用了重复接地后，接在断裂处后面的造成危险。采用了重复接地后，接在断裂处后面的所有电气设备外壳上的对地电压所有电气设备外壳上的对地电压UE U，危险危险程度大大降低。程度大大降低。2006年6月6日星期二（4）

42、应该实行接地或接零的设备v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。2006年6月6日星期二（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。2006年6月6日星期二（5）可以不接地或接零的设备n 采用安全电压或低于安全电压的电气

43、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。2006年6月6日星期二（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。2006年6月6日星期二3接地装置的装设接地装置的装设 p接地体是接地装置的主要部分，其选择与装设是接地体是接地装置的主要部分，其选择与装设是能否取得合格接地电阻的关键。能否取得

44、合格接地电阻的关键。（1 1）利用自然接地体）利用自然接地体（2 2）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 2006年6月6日星期二（3 3）接地线）接地线 自然接地线自然接地线。为了节约金属，减少投资，应尽量选择。为了节约金属，减少投资，应尽量选择自然导体作为接地线。如建筑物的金属构架、电梯竖井、自然导体作为接地线。如建筑物的金属构架、电梯竖井、电缆的金属外皮等都可以作为自然接地线。各种金属管道电缆的金属外皮等都可以作为自然接地线。各种金属管道（可燃液体、可燃或爆炸性气体的金属管道除外）可作为（可燃液体、可燃或爆炸性气体的金属管道除外

45、）可作为低压电力设备的自然接地线。低压电力设备的自然接地线。人工接地线人工接地线。为了连接可靠并有一定的机械强度，一。为了连接可靠并有一定的机械强度，一般采用钢作为人工接地线。对于接地体和接地线的截面积般采用钢作为人工接地线。对于接地体和接地线的截面积应符合我国电气规定的最小规格。应符合我国电气规定的最小规格。2006年6月6日星期二4接地电阻的要求接地电阻的要求 接地电阻是接地体的流接地电阻是接地体的流散电阻与接地线和接地体散电阻与接地线和接地体电阻的总和。电阻的总和。由于接地体由于接地体和接地线的电阻相对较小，和接地线的电阻相对较小，可略去不计。因此接地电可略去不计。因此接地电阻可认为就是

46、接地体的流阻可认为就是接地体的流散电阻。散电阻。2006年6月6日星期二5接地电阻的测量接地电阻的测量 （1 1）测量接地电阻的一般原理）测量接地电阻的一般原理 图图7.17 7.17 电流极、电压极电流极、电压极 在两接地体上加一电在两接地体上加一电压压u后，就有电流后，就有电流i通过接通过接地体地体A流入大地后经接地流入大地后经接地体体B构成回路，形成图中构成回路，形成图中所示的电位分布曲线，所示的电位分布曲线，离接地体离接地体A（或或B）20m处电位等于零，即在处电位等于零，即在CD区为电压降实际上等于区为电压降实际上等于零的零电位区。只要测零的零电位区。只要测得接地体得接地体A（或或B

47、）与大与大地零电位的电压地零电位的电压uAC（或或uBD）和电流和电流i，就可以方就可以方便地求出接地体的接地便地求出接地体的接地电阻。电阻。2006年6月6日星期二（2 2）间接法测量接地电阻）间接法测量接地电阻 图图7.18 7.18 接地电阻测量的电极布置方案接地电阻测量的电极布置方案 电压极和电流极为测量用辅电压极和电流极为测量用辅助电极。电压极、电流极与接助电极。电压极、电流极与接地体（接地极）之间的布置方地体（接地极）之间的布置方案有直线布置和等腰三角形布案有直线布置和等腰三角形布置两种。直线布置如图置两种。直线布置如图a所示，所示，取取s13(23)D，D为被测接地为被测接地网的

48、对角线长度；而网的对角线长度；而s12 0.6 s13。等腰三角形布置如图（等腰三角形布置如图（b）所示，取所示，取s12 s13 2D，夹角夹角。30IUR EPUIPR22E2006年6月6日星期二（3 3）直接法测量接地电阻）直接法测量接地电阻 图图7.19 7.19 直接法测量接地电阻的电路直接法测量接地电阻的电路 采用接地电阻测试仪（俗称采用接地电阻测试仪（俗称接地电阻摇表）直接进行测量。接地电阻摇表）直接进行测量。摇测时，先将测试仪的摇测时，先将测试仪的“倍倍率标尺率标尺”开关置于较大倍率挡。开关置于较大倍率挡。首先慢慢转动摇柄，同时调整首先慢慢转动摇柄，同时调整“测量标度盘测量标

49、度盘”，使指针指零，使指针指零（中线），然后加快转速（约（中线），然后加快转速（约为为120r/min），），并同时调整并同时调整“测量标度盘测量标度盘”，使指针指示，使指针指示表盘中线。这时表盘中线。这时“测量标度测量标度”所指示的数值乘以所指示的数值乘以“倍率标尺倍率标尺”的数值，即为接地装置的接地的数值，即为接地装置的接地电阻值。电阻值。2006年6月6日星期二6接地装置的运行与维护接地装置的运行与维护 p运行中的接地装置巡视与检查一般为：运行中的接地装置巡视与检查一般为：n（1 1）检查接地线或接零线与电气设备的金属外）检查接地线或接零线与电气设备的金属外壳以及同接地网的连接处连接是否

50、良好，有无松壳以及同接地网的连接处连接是否良好，有无松动脱落等现象；动脱落等现象；n（2 2）检查接地线有无损伤、碰断及腐蚀等现象；）检查接地线有无损伤、碰断及腐蚀等现象；2006年6月6日星期二6接地装置的运行与维护接地装置的运行与维护 n（3 3）对于移动式电气设备的接地线，在每次使）对于移动式电气设备的接地线，在每次使用前应检查其接地线情况，观察有无断股现象；用前应检查其接地线情况，观察有无断股现象；n（4 4）定期测量接地装置的接地电阻值，测量接）定期测量接地装置的接地电阻值，测量接地电阻要在土壤电阻率最大的季节内进行，即夏地电阻要在土壤电阻率最大的季节内进行，即夏季土壤干燥时期和冬季