供配电第9章课件

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1、第九章 电电气安全、防雷和接地内容： 供配电电系统进统进 行正常运行，首 先必须须要保证证其安全性，防雷和接地 是电电气安全的主要措施。掌握电电气安 全、防雷和接地的知识识和理论论非常重 要。重点： 接地和接地装置 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.1 9.1 电气安全电气安全 9.2 9.2 过电压和防雷过电压和防雷 9.39.3 电气装置的接地电气装置的接地 小结小结 思考题与习题思考题与习题 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.1 电气安全 9.1.1 电气安全的含义和重要性 电

2、气安全包括人身安全和设备安全。9.1.2 电气安全措施1.建立完整的安全管理机构；2.健全各项安全规程并严格执行；3.严格遵循设计及安装规范；4.加强运行维护和检修试验工作；5.按规定正确使用电气安全工具；6.采用安全电压和符合安全要求的电器；7.普及安全用电知识等。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.1.3 电气防火和防爆1.防火防爆的措施（1）.选择适当的电气设备及保护装置。（2）.保持必要的防火间距及良好的通风。2.电气火灾的处理（1）.电气失火后应首先切断电源。（2）.选择适当的灭火器。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章

3、 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.1.4 触电及防护1.触电的概念及其危害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。触电分直接触电和间接触电两类。触电事故可分为“电击”与“电伤”两类。电击是指电流通过人体内部，破坏人的心脏、呼吸与神经系统；电伤是指由电流的各种效应对人体造 成的伤害。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。 2.触电的防护(1)直接触电防护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。(2)间接触电防护指对故障时可带危险电压而正常时不带电的

4、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。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.1.5、触电急救触电急救要做到抢救迅速，救护得法。 具体要遵循： 迅速脱离电源、就地进行抢救、姿势正确、 坚持不懈的原则。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.2 过电压和防雷9.2.1 过电压及雷电概述 1.过电压的种类过电压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

5、压和外部过电压。 (1) 内部过电压 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， 可分 为操作过电压、弧光接地过电压及谐振过电 压。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。 (2)雷电过电压 雷电过电压亦称外部过电压或大气过电压，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。 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.2.2 防雷设备 1.接闪器接闪器是用来接受直接雷击的金属物体。（1）避雷针接闪的金属杆称为避雷针，主要用于保护露天变配电设备及建筑物。避雷针的保护

6、范围，以其能防护直击雷的空间来表示，按新颁国家标准采用“ 滚球法”来确定。滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见表9-2。单支避雷针的保护范围，应按下列方法确定：1）当避雷针高度hhr（滚球半径）时a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；b.以避雷针针尖为圆心、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。由此弧线到地面为止的整个锥形空间就是其保护范围。避雷针在被保护物高度hx的xx平面上的保护半径rx按下式计算： 2）当避雷针高度hhr时在避雷针上取高度hr的代替避雷针的针尖作为圆心，余下与（1）相同。第一章 第二章 第三章 第四

7、章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章单支避雷针的保护范围，应按下列方法确定：第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章例9-1 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9-4，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 锅炉房在hx=8m 高度上最远屋角距离避雷针的水平距离为：可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九

8、章 第十章第十一章(2)避雷线接闪的金属线称避雷线或架空地线，主要用于保护输电线路。 单根避雷线的保护范围为：a.当避雷线高度h2hr时，无保护范围。 b.当hrh2hr时，保护范围最高点的高度h0按下式计算:h0=2hr-h避雷线在hx高度的xx平面上的保护宽度为bx下式计算式中，h为避雷线的高度；hx为保护物的高度 (3)避雷带和避雷网接闪的金属带、金属网称避雷带、避雷网，主要用于保护建筑物 。避雷带和避雷网的保护范围应是其所处的整幢高层建筑。 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章2、避雷器避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电

9、所或其他建筑 物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器的类型有阀型避雷器、排气式避雷器、金属氧化物避雷器、保护 间隙。 （1）阀 型避雷器阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内 。在 正常工作电压下，火花间隙不会被击穿从而隔断工频电流，但在雷电 过电压时，火花间隙被击穿放电。阀片是用碳化硅制成的，具有非线性特 征。在正常工作电压下，阀片电阻值较高，起到绝缘作用，而在雷电过电 压下电阻值较小。 （2）氧化锌避雷器 氧化锌避雷器是目前最先进的过电压保护设备。氧化锌非线性电阻片 具有极高的电阻而呈绝缘状态，有十分优良的非线性特性。在正常工作电 压下，仅有几百微安的电流通过，因而无需采用串联

10、的放电间隙，使其 结构先进合理。 （3）保护间隙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）。 按结构形式可分为棒形、球形和角形三种。保护间隙灭弧能力较小，雷击 后，保护间隙很可能切不断工频续流而造成接地短路故障，引起线路开关 跳闸或熔断器熔断，造成停电，所以其只适用于无重要负荷的线路上。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章避雷器第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章9.2.3 防雷保护1.架空线路的防雷保护(1)架设避雷线；(2)提高线路本身的绝缘水平；(3)利用三角形排列的顶线兼

11、做防雷保护线；(4)加强对绝缘薄弱点的保护；(5)采用自动重合闸装置；(6)绝缘子铁脚接地等。2.变配电所的防雷措施 防直击雷装设避雷针以保护整个变配电所建（构）筑物免遭直击雷。 为防止“反击”事故的发生，应注意下列规定与要求：独立避雷针与被保护物之间应保持一定的空间距离So，但通常应满足So5m 。独立避雷针应装设独立的接地装置，其接地体与被保护物的接地体之 间也应保持一定的地中距离SE，通常应满足 SE3m 。独立避雷针及其接地装置不应设在人员经常出入的地方。 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章 进线防雷保护 35kV电力线路的进线防雷保

12、护，在进线12km段内装设避雷线，使该段线路免遭直接雷击。 310kV配电线路的进线防雷保护，架空线路在每路进线终端， 装设FZ型或FS型阀型避雷器；进线是电缆引入的架空线路，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。 配电装置防雷保护 为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，在变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5m 。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9-15所示。 3.高压电动机的防雷保护应采用能较好的专用于保护旋转电机的FCD型磁吹阀型避雷器或采用具 有串联间隙的金属氧化物避雷器，并

13、尽可能靠近电动机安装。对于定子绕组中性点能引出的高压电动机，在中性点装设避雷器。对于定子绕组中性点不能引出的高压电动机，可采用图9-17所示接线， 在电动机前面加一段 100150m的引入电缆，并在电缆前的电缆头处安装一组 管型或阀型避雷器F1；。在电动机电源端安装一组并联有电容器（0.250.5F ）的FCD型磁吹阀型避雷器。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章4.建筑物的防雷措施（1）建筑物防雷分类及防雷要求建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的概率和后 果，按对防雷的要求分成三类。凡在存放爆炸物品或正常情况下能形成 爆炸性混合物，因

14、电火花而会发生爆炸，致使房屋毁坏和造成人身伤亡 者属第一类防雷建筑。应有防直接雷、感应雷和雷电侵入波措施。制造 、使用或储存爆炸物质的建筑物，但电火花不易引起爆炸或不致引起巨 大破坏或人身事故，或国家级重要建筑物，属第二类防雷建筑。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。不属第 一、二类建筑物但需实施防雷保护者，如住宅、办公楼、高度在15m以 上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物属于第三类建筑物。应有防直接雷 和雷电侵入波措施。（2）建筑物防雷措施防直击雷第一、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

15、围内。 第三类建筑物宜采用装设在建筑物上的避雷针或避雷带或其混 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。高层建筑物装设避 雷带和避雷网。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；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。建筑物容易遭受雷击的部位与屋顶的坡度有关：平屋顶或坡度不大于1/

16、10的屋顶，易受雷击的部位为檐角、女儿墙、屋 檐；坡度大于1/10而小于1/2的屋顶，易受雷击的部位为屋角、屋脊、檐角 、屋檐；坡度大于或等于1/2的屋顶，易受雷击的部位为屋角、屋脊、檐角。 对一、二级防雷建筑物， 当建筑物高度超过30m时 ，30m及以上部分应采取 防侧击雷和等电位措施。 可利用建筑物外圈的楼层 圈梁内的主筋作均压环防 侧击雷，既节约材料又可 达到防雷的目的。9.3 电气装置的接地9.3.1 接地概述 接地和接地装置 电气设备的某部份与大地之间做良好的电气连接称接地。埋入地中并 直接 与土壤相接触的金属导体，称接地体或接地极。电气设备应接地部分 与接地体（极）相连接的金属导体（线）称为接地线。接地体与接地线总称接地 装置。由若干接地体在大地中用接地线相互连接起来的一个整体，称为接地网。第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章2接地电流和对地电