第八章-电气安全接地与防雷2

2022-11-618.1 电气设备接地一一 电流对人体作用及有关概念电流对人体作用及有关概念（一）触电形式（一）触电形式n高压或雷击触电高压或雷击触电-安培级大电流安培级大电流n低压触电低压触电-毫安级电流毫安级电流（二）安全电压（二）安全电压n安全电流值安全电流值 30mAs。n安全电压值安全电压值 50V（三）防护形式（三）防护形式n直接触电防护直接触电防护-裸露导体裸露导体 加防护栏加防护栏n间接触电防护间接触电防护-金属外壳接地金属外壳接地 加接地保护加接地保护2022-11-62接地n接地装置：接地线和接地极组成。接地装置：接地线和接地极组成。n接地电流和对地电压：接地电流和对地电压：n电气上的电气上的“地地”n对地电压：接地部分的对地电压对地电压：接地部分的对地电压UE。n接触电压接触电压Utou、跨步电压、跨步电压Ustep。2022-11-63二二 工作接地与保护接地工作接地与保护接地（一）（一）工作接地工作接地 为保证电力系统和设备正常工作而为保证电力系统和设备正常工作而进行的接地进行的接地n电源中性点的接地电源中性点的接地n防雷设备的接地等防雷设备的接地等（二）（二）保护接地保护接地 为保障人身安全，防止触电而进行的为保障人身安全，防止触电而进行的接地接地 按国际电工委员会按国际电工委员会(IEC)的规定低压的规定低压电网有五种接地方式。电网有五种接地方式。2022-11-64n 按国际电工委员会按国际电工委员会(IEC)的规定低压的规定低压电网有五种接地方式。电网有五种接地方式。n第一个字母表示电源中性点的对地关系；第一个字母表示电源中性点的对地关系；（电力系统的对地关系）（电力系统的对地关系）T T一点直接接地；一点直接接地；I I所有带电部分与地绝缘，或一点经阻所有带电部分与地绝缘，或一点经阻 抗接地。抗接地。2022-11-65n第二个字母表示装置的外露可导电的部分第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系；对地关系；T T外露可导电部分对地直接电气连接，外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；与电力系统的任何接地点无关；N N外露可导电部分与电力系统的接地外露可导电部分与电力系统的接地 点直接电气连接。点直接电气连接。n横线后面的字母横线后面的字母(S、C或或C-S-S)表示保护线表示保护线与中性线的结合情况。与中性线的结合情况。2022-11-661.TN系统(1)TNC系统系统-三相四线三相四线不接地，外壳带电，不接地，外壳带电，I小，保护不起作小，保护不起作用，易触电用，易触电有接地，外壳带电，有接地，外壳带电，I大，保护起作用，大，保护起作用，断路器跳闸，不易触电断路器跳闸，不易触电2022-11-67(1)TNC系统系统-三相四线三相四线nPE与与N合为一根合为一根PEN，投资较省。，投资较省。n设备外露可导电部分均接设备外露可导电部分均接PEN线。线。n在一相接壳或接地故障时过电流保护装置动在一相接壳或接地故障时过电流保护装置动作，将切除故障线路。作，将切除故障线路。nPEN线可能有电流流过，设备外壳正常带对线可能有电流流过，设备外壳正常带对地电压和杂散电流，容易打火引起火灾和爆地电压和杂散电流，容易打火引起火灾和爆炸及可对电子设备产生电磁干扰。炸及可对电子设备产生电磁干扰。n如如PEN线断线，可使接线断线，可使接PEN的设备外露可导的设备外露可导电部分带电，造成人身触电危险；可使单相电部分带电，造成人身触电危险；可使单相设备烧坏。设备烧坏。2022-11-68n在我国低压配电系统中应用普遍，但不在我国低压配电系统中应用普遍，但不适于安全要求高，及抗电磁干扰要求高适于安全要求高，及抗电磁干扰要求高的场所。的场所。适用于工厂配电。适用于工厂配电。2022-11-69(2)TNS系统-三相五线制2022-11-610nPE线与线与N线分开，设备外露可导电部分线分开，设备外露可导电部分均接均接PE线。线。nPE线与线与N线分开线分开,PE线中无电流流过，因线中无电流流过，因此对接此对接PE线的设备无电磁干扰。线的设备无电磁干扰。n在一相接壳或接地故障时过电流保护装在一相接壳或接地故障时过电流保护装置动作，将切除故障线路。置动作，将切除故障线路。nPE线与线与N线分开线分开,投资较投资较TNC高。高。nPE线断线时，正常情况不会使线断线时，正常情况不会使PE的设备的设备外露可导电部分带电，但在有设备发生外露可导电部分带电，但在有设备发生一相接壳故障时，将会带电，危及人身一相接壳故障时，将会带电，危及人身安全。安全。2022-11-611 适于对安全或抗电磁干扰要求高的适于对安全或抗电磁干扰要求高的场所。场所。常用于变压器设在用电建筑物中的常用于变压器设在用电建筑物中的民用建筑供电。民用建筑供电。2022-11-612(3)TNCS2022-11-613该系统前部分全为该系统前部分全为TNC系统，而后边有系统，而后边有一部分为一部分为TNC系统，有一部分为系统，有一部分为TNS系统。系统。n设备外露可导电部分分接设备外露可导电部分分接PEN或或PE线。线。n综合了综合了TNC与与TNS系统的特点。系统的特点。nPE与与N线一旦分开，两者不能在相连。线一旦分开，两者不能在相连。此系统比较灵活，对对安全或抗电此系统比较灵活，对对安全或抗电磁干扰要求高的场所采用磁干扰要求高的场所采用TNS系统，系统，而其它情况则采用而其它情况则采用TNC系统。系统。广泛地应用于分散的民用建筑中，广泛地应用于分散的民用建筑中，特别适合一台变压器供好几幢建筑物用特别适合一台变压器供好几幢建筑物用电的系统电的系统。2022-11-6142.TT系统2022-11-6152.TT系统没有公共的没有公共的PE线，设备外露可导电部分经线，设备外露可导电部分经各自的各自的PE线直接接地。线直接接地。n由于各设备的由于各设备的PE线之间无电磁联系，因线之间无电磁联系，因此互相之间无电磁干扰。此互相之间无电磁干扰。n当发生一相接地故障时则形成单相短路，当发生一相接地故障时则形成单相短路，但短路电流不大，影响保护装置动作，但短路电流不大，影响保护装置动作，此时设备外壳对地电压近此时设备外壳对地电压近110v，危及人，危及人身安全。身安全。n省去了公共省去了公共PE线，较线，较TN经济，但单独装经济，但单独装设设PE线，又增加了麻烦。线，又增加了麻烦。适用于抗电磁干扰要求高的场所及分散适用于抗电磁干扰要求高的场所及分散的用电系统。的用电系统。2022-11-616(3)IT系统2022-11-617(3)IT系统n没有没有N线，不适于接相电压的单相设备线，不适于接相电压的单相设备。n设备外露可导电部分经各自的设备外露可导电部分经各自的PE线直接接线直接接地，互相之间无电磁干扰。地，互相之间无电磁干扰。n发生一相接地故障时三相用电设备仍能继发生一相接地故障时三相用电设备仍能继续工作。续工作。n应装设单相接地保护装置，以便发生一相应装设单相接地保护装置，以便发生一相接地故障时，给予报警信号。接地故障时，给予报警信号。应用于对连续供电要求高及有易燃易爆的应用于对连续供电要求高及有易燃易爆的危险场所。危险场所。2022-11-618三 重复接地 在在TN系统中为确保公共系统中为确保公共PE或或PEN线安全可靠，除电源中性点进行工作接线安全可靠，除电源中性点进行工作接地外，还必需在地外，还必需在PE或或PEN线的下列地方线的下列地方进行必要的重复接地。进行必要的重复接地。n电缆或架空线在引入建筑物或车间处。电缆或架空线在引入建筑物或车间处。n在架空线的干线和分支线的终端及沿线在架空线的干线和分支线的终端及沿线每一公里处。每一公里处。n重复接地虽可使重复接地虽可使PE或或PEN断线，并发生断线，并发生一相接地故障时对人的危险程度大大降一相接地故障时对人的危险程度大大降低，但对人还是有危险，所以，低，但对人还是有危险，所以，PE或或PEN一定要可靠牢固，一定要可靠牢固，不允许装设开关不允许装设开关或熔断器。或熔断器。2022-11-6192022-11-6208.2 过电压与防雷一一 有关概念有关概念（一）内部过电压（一）内部过电压-2.54倍倍UN，作用时间作用时间长长1.操作过电压操作过电压2.不正常状态过电压不正常状态过电压（二）雷电过电压（二）雷电过电压-电压很高可达几十万伏电压很高可达几十万伏1.直击雷过电压直击雷过电压2.感应雷过电压感应雷过电压3.入侵波过电压入侵波过电压2022-11-621（三）雷电的危害（三）雷电的危害1.雷电的雷电的 机械效应机械效应2.雷电的热效应雷电的热效应3.雷电的电磁效应雷电的电磁效应4.雷电的闪络放电雷电的闪络放电2022-11-6228.3 建筑物及变电所设备对雷击的防建筑物及变电所设备对雷击的防护护直击雷的防护直击雷的防护-避雷针、避雷带、避雷网避雷针、避雷带、避雷网感应过电压的防护感应过电压的防护-避雷器避雷器一 防雷设备防雷设备组成：接闪器、引下线和接地装置。组成：接闪器、引下线和接地装置。2022-11-623（一）接闪器（一）接闪器1.避雷针避雷针 宜采用圆钢或焊接钢管，其直径不应小于：宜采用圆钢或焊接钢管，其直径不应小于：1m以下以下：圆钢为圆钢为12mm，钢管为，钢管为20mm。12m：圆钢为圆钢为16mm，钢管为，钢管为 25mm。2022-11-6242.避雷带或避雷网避雷带或避雷网 圆钢直径不应小于圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于扁钢截面不应小于48mm2，厚度不应小，厚度不应小于于4mm。3.避雷线避雷线 截面不应小于截面不应小于35m2 的镀锌钢绞线。的镀锌钢绞线。4.金属屋面金属屋面 除一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑除一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器。物宜利用其屋面作为接闪器。2022-11-625（二）引下线（二）引下线圆钢直径不应小于圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于扁钢截面不应小于48mm2，厚度不应小于，厚度不应小于4mm。2022-11-626（三）接地装置（三）接地装置1.人工接地体人工接地体n垂直接地体宜采用圆钢、钢管或角钢，垂直接地体宜采用圆钢、钢管或角钢，最常用为钢管长最常用为钢管长2.5m，直径，直径50mm。埋。埋藏深度不小于藏深度不小于0.6mn水平接地体宜采用扁钢、圆钢。水平接地体宜采用扁钢、圆钢。n圆钢直径不应小于圆钢直径不应小于10mm。n扁钢截面不应小于扁钢截面不应小于100mm2，厚度不应，厚度不应小于小于4mm。2022-11-627n角钢厚度不应小于角钢厚度不应小于4mm。n钢管厚度不应小于钢管厚度不应小于3.5mm。2.自然接地体自然接地体 兼作接地体用的直接与大地接触的兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、管道和建筑物的钢筋混各种金属构件、管道和建筑物的钢筋混凝土基础等。凝土基础等。对于变配电所，只能利用它本身的对于变配电所，只能利用它本身的建筑钢筋混凝土基础作为自然接地体。建筑钢筋混凝土基础作为自然接地体。2022-11-628（四）避雷器（四）避雷器1.阀式避雷器阀式避雷器n普通型（普通型（FS、FZ 主用于保护变配电所的电气设备。主用于保护变配电所的电气设备。n磁吹型（磁吹型（FCD 主要用于保护绝缘比较薄弱的旋转电机。主要用于保护绝缘比较薄弱的旋转电机。2022-11-6292022-11-6302.管型避雷器（排气式避雷器管型避雷器（排气式避雷器 只用于室外，一般用于架空线上防雷保只用于室外，一般用于架空线上防雷保护。护。3.保护间隙保护间隙 只装于室外且负荷次要的线路上。只装于室外且负荷次要的线路上。4.金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器(压敏电阻避雷器压敏电阻避雷器 广泛用于低压设备的防雷保护，只用于广泛用于低压设备的防雷保护，只用于室内室内。2022-11-6312022-11-6322022-11-633二 变配电所的防雷措施（一）防直击雷（一）防直击雷 如果变配电所在附近高大建筑物上的如果变配电所在附近高大建筑物上的避雷装置保护范围以内，或变配电所本避雷装置保护范围以内，或变配电所本身为室内型时，不必考虑防直击雷。身为室内型时，不必考虑防直击雷。否则装设避雷针。否则装设避雷针。（二）防雷电波侵入（二）防雷电波侵入 主要用来保护变压器，防止雷电波沿高主要用来保护变压器，防止雷电波沿高压线路和低压线路侵入。压线路和低压线路侵入。高压侧装设阀型避雷器。高压侧装设阀型避雷器。低压侧装设阀型避雷器或保护间隙。低压侧装设阀型避雷器或保护间隙。2022-11-6342022-11-635四四 避雷针、避雷线的保护范围计算避雷针、避雷线的保护范围计算 目前采用滚球法计算，是以目前采用滚球法计算，是以hr为半径为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体滚动的轨迹，上触及接闪器动，当球体滚动的轨迹，上触及接闪器顶端，下触及地面，而中间没有触及被顶端，下触及地面，而中间没有触及被保护的建筑物在此针保护范围。保护的建筑物在此针保护范围。n单支避雷器保护范围计算单支避雷器保护范围计算n双支及多支保护范围计算双支及多支保护范围计算n避雷线保护范围计算避雷线保护范围计算