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1、http:/ 中管网房地产频道 l l防雷、接地与电防雷、接地与电气安全气安全l l第一节第一节 过电压与防雷过电压与防雷l l一一. . 过电压及雷电的有关概念过电压及雷电的有关概念l l二二. . 防雷设备防雷设备l l第二节第二节 电气装置的接地及有关保护电气装置的接地及有关保护l l一一. . 接地的有关概念接地的有关概念l l二二. . 电气装置的接地及其接地电阻电气装置的接地及其接地电阻l l一一. . 电气安全的有关概念电气安全的有关概念l l第三节第三节 电气安全与触电急救电气安全与触电急救l l二二. . 电气安全的一般措施电气安全的一般措施l l三三. . 接地装置的装设与
2、布设接地装置的装设与布设l l四四. . 接地装置的计算接地装置的计算l l三三. . 电气装置的防雷电气装置的防雷l l四四. . 建筑物的防雷建筑物的防雷l l五五. . 接地装置的测试接地装置的测试l l六六. . 低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结l l三三. . 触电的急救处理触电的急救处理l l复习思考题复习思考题l l习习 题题l l五五. . 建筑物电子信息系统的防雷建筑物电子信息系统的防雷http:/ 中管网房地产频道 l l 内容提要：内容提要：本章首先讲述过电压与防雷，包括过电压和雷电的有关概念、防雷设备及电气
3、装置的防雷、建筑物及电子信本章首先讲述过电压与防雷，包括过电压和雷电的有关概念、防雷设备及电气装置的防雷、建筑物及电子信息系统的防雷等；然后讲述电气装置的接地及低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结；最后讲述电气安全与息系统的防雷等；然后讲述电气装置的接地及低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结；最后讲述电气安全与触电急救知识。本章内容贯穿一条触电急救知识。本章内容贯穿一条“ “电气安全电气安全” ” 的主线。的主线。l l 第一节第一节 过电压与防雷过电压与防雷l l 一一. . 过电压及雷电的有关概念过电压及雷电的有关概念l l( (一一) ) 过电压的形式过电压的形式
4、l l 过电压是指在电气线路上或电气设备上出现的超过正常工作电压的对绝缘很有危害的异常电压。在电力系统中，过电压过电压是指在电气线路上或电气设备上出现的超过正常工作电压的对绝缘很有危害的异常电压。在电力系统中，过电压按其产生的原因，可分为内部过电压和雷电过电压两大类。按其产生的原因，可分为内部过电压和雷电过电压两大类。l l 1. 1. 内部过电压内部过电压l l 内部过电压是指由于电力系统本身的开关操作、负荷剧变或发生故障等原因，使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部过电压是指由于电力系统本身的开关操作、负荷剧变或发生故障等原因，使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部出现电磁能量转换、振
5、荡而引起的过电压。内部出现电磁能量转换、振荡而引起的过电压。l l 内部过电压又分操作过电压和谐振过电压等形式。操作过电压是由于系统中的开关操作或负荷剧变而引起的过电压。谐内部过电压又分操作过电压和谐振过电压等形式。操作过电压是由于系统中的开关操作或负荷剧变而引起的过电压。谐振过电压是由于系统中的电路参数（振过电压是由于系统中的电路参数（R R、L L、C C）在不利的组合下发生谐振或由于故障而出现断续性接地电弧所引起的过电压）在不利的组合下发生谐振或由于故障而出现断续性接地电弧所引起的过电压，也包括电力变压器铁心饱和而引起的铁磁谐振过电压。，也包括电力变压器铁心饱和而引起的铁磁谐振过电压。l
6、 l 运行经验证明，内部过电压一般不会超过系统正常运行时相对地（即单相）额定电压的运行经验证明，内部过电压一般不会超过系统正常运行时相对地（即单相）额定电压的3 34 4倍，因此对电力系统和电倍，因此对电力系统和电气设备绝缘的威胁不是很大。气设备绝缘的威胁不是很大。l l 2. 2. 雷电过电压雷电过电压l l 雷电过电压又称大气过电压，也称外部过电压，它是由于电力系统中的线路、设备或建（构）筑物遭受来自大气中的雷雷电过电压又称大气过电压，也称外部过电压，它是由于电力系统中的线路、设备或建（构）筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。击或雷电感应而引起的过电压。 雷电过电压产生的雷电
7、冲击波，其电压幅值可高达雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值可高达1 1亿伏，其电流幅值可高达几十万安，因亿伏，其电流幅值可高达几十万安，因此对供电系统的危害极大，必须加以防护。此对供电系统的危害极大，必须加以防护。l l 雷电过电压有两种基本形式：雷电过电压有两种基本形式：l l (1) (1) 直接雷击直接雷击 它是雷电直接击中电气线路、设备或建（构）筑物，其过电压引起的强大的雷电流通过这些物体放电入它是雷电直接击中电气线路、设备或建（构）筑物，其过电压引起的强大的雷电流通过这些物体放电入地，从而产生破坏性极大的热效应和机械效应，相伴的还有电磁脉冲和闪络放电。这种雷电过电压称为直击雷。地
8、，从而产生破坏性极大的热效应和机械效应，相伴的还有电磁脉冲和闪络放电。这种雷电过电压称为直击雷。l l第八章第八章 防雷、接地与电气安全防雷、接地与电气安全 http:/ 中管网房地产频道 l l 当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到252530kV/cm30kV/cm时，雷云就会开始向这一方位放电，形成一个导电的空时，雷云就会开始向这一方位放电，形成一个导电的空气通道，称为雷电先导。大地感应出的异性电荷集中的上述方位尖端上方，在雷电先导下行到离地面气通道，称为雷电先导。大地感应出的异性电荷集中的上述方位尖端上方，在雷电先导下行到离地面1001003
9、00m300m时，也形时，也形成一个上行的迎雷先导，如图成一个上行的迎雷先导，如图8-1b8-1b所示。当上、下雷电先导相互接近时，正、负电荷强烈吸引中和而产生强大的雷电流所示。当上、下雷电先导相互接近时，正、负电荷强烈吸引中和而产生强大的雷电流，并伴有雷鸣电闪。这就是直击雷的主放电阶段。这时间极短，一般只有，并伴有雷鸣电闪。这就是直击雷的主放电阶段。这时间极短，一般只有5050100100 s s。主放电阶段之后，雷云中的剩余电。主放电阶段之后，雷云中的剩余电荷继续沿着主放电通道向大地放电，形成断续的隆隆雷声。这就是直击雷的余辉放电阶段，时间约为荷继续沿着主放电通道向大地放电，形成断续的隆隆
10、雷声。这就是直击雷的余辉放电阶段，时间约为0.030.030.15s0.15s，电流较，电流较小，约几百安。小，约几百安。l l ( (二二) ) 雷电的形成原理雷电的形成原理l l 1. 1. 直击雷的形成原理直击雷的形成原理l l 雷电是带有电荷的雷电是带有电荷的“ “雷云雷云” ”之间或之间或“ “雷云雷云” ”对大地或物体之对大地或物体之间产生急剧放电的一种自然现象。间产生急剧放电的一种自然现象。l l 关于雷云形成的理论或学说较多，但比较公认的看法关于雷云形成的理论或学说较多，但比较公认的看法是：在闷热的天气里，地面上的水汽蒸发上升，在高空低温是：在闷热的天气里，地面上的水汽蒸发上升
11、，在高空低温影响下水汽凝结成冰晶。冰晶受到上升气流的冲击而破碎分影响下水汽凝结成冰晶。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上升，形成裂。气流挟带一部分带正电的小冰晶上升，形成“ “正雷云正雷云” ”，而，而另一部分较大的带负电的冰晶则下降，形成另一部分较大的带负电的冰晶则下降，形成“ “负雷云负雷云” ”。由于高。由于高空气流的流动，所以正、负雷云均在天空中飘浮不定。据观空气流的流动，所以正、负雷云均在天空中飘浮不定。据观测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。l l 当空中的雷云靠近大地时，雷云与大地之间形成一个当空中的雷云靠近大
12、地时，雷云与大地之间形成一个很大的雷电场。由于静电感应作用，使地面上出现与雷云的很大的雷电场。由于静电感应作用，使地面上出现与雷云的电荷极性相反的电荷，如图电荷极性相反的电荷，如图8-1a8-1a所示。所示。l l (2) (2) 间接雷击间接雷击 它是雷电没有直接击中电力系统中的任何部分，而是由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应或电磁它是雷电没有直接击中电力系统中的任何部分，而是由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应或电磁 感应所产生的过电压。这种雷电过电压，也称为感应雷，或称雷电感应。感应所产生的过电压。这种雷电过电压，也称为感应雷，或称雷电感应。l l 雷电过电压除上述两种雷击形式外，
13、还有一种是由于架空线路或金属管道遭受直接雷击或间接雷击而引起的过电压波雷电过电压除上述两种雷击形式外，还有一种是由于架空线路或金属管道遭受直接雷击或间接雷击而引起的过电压波，沿着架空线路或金属管道侵入变配电所或其他建筑物。这种雷电过电压形式，称为高电位侵入或雷电波侵入。据我国几，沿着架空线路或金属管道侵入变配电所或其他建筑物。这种雷电过电压形式，称为高电位侵入或雷电波侵入。据我国几个大城市统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，占整个雷害事故的个大城市统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，占整个雷害事故的50%50%70%70%，比例很大，因此对雷电波，比例很大，因此对雷电波
14、侵入的防护应予以足够的重视。侵入的防护应予以足够的重视。l l图图8-1 8-1 雷云对大地放电（直击雷）示雷云对大地放电（直击雷）示意图意图l la) a) 负雷云出现在大地建筑物上方时负雷云出现在大地建筑物上方时 l lb) b) 负雷云对建筑物顶部尖端放电时负雷云对建筑物顶部尖端放电时http:/ 中管网房地产频道 l l 雷电先导在主放电阶段前与地面上雷击对象之间的最小空间距离，称为雷电先导在主放电阶段前与地面上雷击对象之间的最小空间距离，称为“ “闪击距离闪击距离” ”，简称，简称“ “击距击距” ”。l l 雷电的闪击距离，与雷电流的幅值和陡度有关。确定直击雷防护范围的雷电的闪击距
15、离，与雷电流的幅值和陡度有关。确定直击雷防护范围的“ “滚球半径滚球半径” ”大小（参看后面表大小（参看后面表8-18-1），就与闪击），就与闪击距离有关。距离有关。l l 2. 2. 感应雷（感应过电压）的形成原理感应雷（感应过电压）的形成原理l l 架空线路在其附近出现对地雷击时，极易产生感应过电压。当雷云出现在架空线路上方时，线路上由于静电感应而积聚架空线路在其附近出现对地雷击时，极易产生感应过电压。当雷云出现在架空线路上方时，线路上由于静电感应而积聚大量异性的束缚电荷，如图大量异性的束缚电荷，如图8-2a8-2a所示。当雷云对地放电或与其他异性雷云中和放电后，线路上的束缚电荷被释放而形
16、成自由所示。当雷云对地放电或与其他异性雷云中和放电后，线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷，向线路两端泄放，形成很高的感应过电压，如图电荷，向线路两端泄放，形成很高的感应过电压，如图8-2b8-2b所示，这就是所示，这就是“ “感应雷感应雷” ”。高压线路上的感应过电压，可高达几十。高压线路上的感应过电压，可高达几十万伏，低压线路上的感应过电压也可达几万伏，对供电系统的危害都很大。万伏，低压线路上的感应过电压也可达几万伏，对供电系统的危害都很大。l l 当强大的雷电流沿着导体如接地引下线泄放入地时，由于雷电流具有很大的幅值和陡度，因此在它周围产生强大的电磁当强大的雷电流沿着导体如接地引下线泄放入地时，由于雷电流具有很大的幅值和陡度，因此在它周围产生强大的电磁场。如果附近有一开口的金属环，如图场。如果附近有一开口的金属环，如图8-38-3所示，则其电磁场将在该金属环的开口（间隙）处感生相当大的电动势而产生火所示，则其电磁场将在该金属环的开口（间隙）处感生相当大的电动势而产生火花放电。这对存放有易燃易爆物品的建筑物是十分危险的。为了防止雷电的电磁感应引起的危险过电压，应该用跨接导体或花放电
