供配电技术第3版第九章.ppt

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1、第九章 电气安全、防雷和接地,内容：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。掌握电气安全、防雷和接地的知识和 理论非常重要。重点：防雷设备和防雷保护、接地和接地装置,9.1 电气安全9.2 过电压和防雷 9.3 接地小结思考题与习题,9.1电气安全,9.1.1 电气安全的含义和重要性 电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。

2、,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。,9.1.4 触电及防护,1.触电的概念及其危害人体也是导体，当人体某部位接触一定电位时，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。直接触电是指人体与带电导体接触的触电。间接触电是指人体与故障状况下变为带电的设备外露可接近导体（如金属外壳、框架等）接触的触电。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

3、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 将带电导体绝缘。带电导体应全部用绝缘层覆盖，其绝缘层应能长期承受在运行中遇到的机械、化学、电气及热的各种不利影响；采用遮栏或外护物。设置防止人、畜意外触及带电导体的防护设施；在可能触及带电导体的开孔处，设置“禁止触及”的标志；采用阻挡物。当裸带电导体采用遮栏或外护物防护有困难时，在电气专用房间或区域宜采用栏杆或网状屏障等阻挡物防护；将人可能无意识同时触及的不同电位的可导电部分置于伸臂范围之外。,(2)间接触电防护,将故障状况下变为带

4、电的设备外露可接近导体接地或接零；设置等电位联接。建筑物内的总等电位联接和局部等电位联接应符合相关规定；装设剩余电流保护电器（俗称漏电保护器或漏电开关），故障时自动切断电源；采用特低电压（ELV）供电。特低电压是指相间电压或相对地电压不超过交流方均根值50V的电压。亦可采用SELV（安全特低电压）系统和PELV（保护特低电压）系统供电。,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。,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

5、的电压。过电压按产生原因可分为内部过电压和外部过电压。(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。2.雷电的形成,3雷电过电压的种类,雷电可分为直击雷、感应雷和雷电波侵入3大类。(1）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，称直击雷过电压。（

6、2）闪电感应（感应雷）过电压 闪电感应是指闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。闪电静电感应过电压 由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电 时，先导通道中的电荷迅速中和，导体上的感应电荷得到释放，如果没有就近泄入 地中就会产生很高的电动势，从而产生闪电静电感应过电压，如图9-2所示。闪电电磁感应过电压 由于雷电流迅速变化在周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近的导体上感应出很 高的电动势，从而产生闪电电磁感应过电压。（3）闪电电涌侵入（雷电波侵入）闪电电涌是指闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应和闪电电磁脉冲引

7、 发，表现为过电压、过电流的瞬态波。闪电电涌侵入是指雷电对架空线路、电缆线路和金属管道的作用，雷电波即闪电电涌，可能沿着管线侵入室内，危及人身安全或损坏设备。这种闪电电涌侵入造成的危害占雷害总数的一半以上。,9.2.2 防雷装置,1.接闪器接闪器是用于拦截闪击的接闪杆（接闪杆）、接闪导线（接闪带、线、接闪网）以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置。（1）接闪杆 接闪杆的功能实质是引雷作用。当雷电先导临近地面时，它能使雷电场畸变，改变雷云放电的通道，吸引到接闪杆本身，然后经与接闪杆相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去，使被保护物免受直接雷击。接闪杆的保护范围，以其能防护直击雷的

8、空间来表示，按国家标准GB50057-2010建筑物防雷设计规范采用“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。单支接闪杆的保护范围，应按下列方法确定：1）当接闪杆高度hhr（滚球半径）时 a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；b.以接闪杆杆尖为圆心、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，该弧线与杆尖相交，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。接闪杆在被保护物高度hx的xx平面上的保护半径rx按下式计算：2）当接闪杆高度hhr时 在接闪杆上取高度hr的代替接闪杆的针尖作为圆心，余下与（1）相同。,例9-1,单

9、支接闪杆的保护范围，应按下列方法确定：,例9-1某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高2m的接闪杆，锅炉房（属第三类 防雷建筑物）尺寸如图9-4，试问此接闪杆能否保护锅炉房。,解查表得滚球半径hr=60m，而接闪杆顶端高度 h=40+2=42m，hx=8m，根据公式得接闪杆保护半径为 锅炉房在hx=8m 高度上最远屋角距离接闪杆的水平距离为：可见，烟囱上的接闪杆能保护锅炉房。,(3)接闪线,接闪的金属线称接闪线或架空地线，主要用于保护输电线路。单根接闪线的保护范围为：a.当接闪线高度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 接闪线在h

10、x高度的xx平面上的保护宽度为bx下式计算 式中，h为接闪线的高度；hx为保护物的高度(4)接闪带和接闪网接闪的金属带、金属网称接闪带、接闪网，主要用于保护建筑物。接闪带和接闪网的保护范围应是其所处的整幢高层建筑。,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、管型避雷器、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

11、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。,9.2.3 防雷保护,1.架

12、空线路的防雷保护(1)架设接闪线；(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 装设接闪杆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：独立接闪杆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。独立接闪杆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。独立接闪杆及其接地装置不应设在人员经常出入的地方。,进线防雷保护 35kV电力线路的进线防雷

13、保护，在进线12km段内装设接闪线，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，并尽

14、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。,4.建筑物的防雷措施,1建筑物年预计雷击次数建筑物年预计雷击次数N应按下式计算 N=k Ng Ae(9-7)式中：k为校正系数，在一般情况下取1，位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物及特别潮湿的建筑物取1.5，金属屋面没

15、有接地的砖木结构建筑物取1.7，位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2；Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/)；Ae为与建筑物接收相同雷击次数的等效面积（）。雷击大地的年平均密度应按当地气象台、站资料确定。若无资料，可按下式计算：Ng=0.1T d(9-8)式中：Td 为年平均雷暴日(d/a)，根据当地气象台、站资料确定。与建筑物接收相同雷击次数的等效面积Ae应为其实际平面面积向外扩大后的面积，如图9-16中周边虚线所包围的面积，L、W、H分别为建筑物的长、宽、高(m)，D为其每边的扩大宽度和四角圆弧的半径(m)。,当建筑物的高小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算：,

16、图9-17 建筑物接收相同雷击次数的等效面积,2建筑物的防雷分类和基本要求（1）建筑物的防雷分类建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按对防雷的要求分成三类。在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。具有0 区或20 区爆炸危险场所的建筑物；具有1 区或21 区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：国家级重点文物保护的建筑物；国家级的会堂、办公建筑物

17、、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场（不包含停放飞机的露天场所和跑道）、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物；国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物；国家特级和甲级大型体育馆；制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；,具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有2 区或22 区爆炸危险场所的建筑物；有爆炸危险的露天钢质封闭气罐；预计雷击次数大于0.05 次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所；预计雷

18、击次数大于0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物：省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆；预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所；预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物；在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑

19、物。,（2）建筑物的防雷基本要求 各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置并应采取防闪电电涌侵入的措施。第一类防雷建筑物和项规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。各类防雷建筑物应设内部防雷装置。在建筑物的地下室或地面层处，建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统和进出建筑物的金属管线应与防雷装置做防雷等电位连接。外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间尚应满足间隔距离的要求。规定的第二类防雷建筑物应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物，当其建筑物内系统所接设备的重要性高以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌满足不了要求时也应采取防雷击电磁脉冲的措施。建筑物容易遭受

20、雷击的部位与屋面的坡度有关，如图9-17所示。平屋面或坡度不大于1/10的屋面，易受雷击的部位为檐角、女儿墙、屋檐，分别见图9-17（a）、（b）；坡度大于1/10而小于1/2的屋面，易受雷击的部位为屋角、屋脊、檐角、屋檐，见图9-17（c）；坡度大于或等于1/2的屋面，易受雷击的部位为屋角、屋脊、檐角，见图9-17（d）。,3建筑物的防雷措施（1）第一类防雷建筑物防雷措施防直击雷措施：要求装设独立接闪杆或架空接闪线或接闪网，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。独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑

21、扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。独立接闪杆和架空接闪线或接闪网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离不得小于3m。独立接闪杆、架空接闪线或接闪网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10。当建筑物高于30m时，应采取防侧击雷的措施。,（2）第二类防雷建筑物防雷措施防直击雷措施：宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，或由其混合组成的接闪器。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。接闪器之间应互相连接。专设引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀对称分布，其间距沿周长计算不应大于

22、18m。每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10。外部防雷装置的接地应和防闪电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线作等电位联接。建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。当建筑物高于45m时，应采取防侧击雷的措施。防闪电感应措施：建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接到防雷装置或共用接地装置上。建筑物内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。项规定的第二类防雷建筑物内的平行敷设的管道、构架、电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时，应采用金属条跨接，跨接点的间距不应大于30m。低压电源线路引入的总电源箱、配电柜处装设

23、级试验的电涌保护器。共用接地装置的电阻按50HZ电气装置的接地电阻确定，不应大于按人身安全确定的接地电阻值。,防闪电电涌侵入措施：在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设级试验的电涌保护器。配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，应在变压器高压侧装设避雷器，在变压器低压侧的配电屏上，当有线路引出本建筑物时，应在母线上装设级试验的电涌保护器，无线路引出本建筑物时，应在母线上装设级试验的电涌保护器。（3）第三类防雷建筑物防雷措施防直击雷措施：宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，或由其混合组成的接闪器。接闪器之间应互相连接。专设引下线不

24、应少于两根，并应沿建筑物四周均匀对称分布，其间距沿周长计算不应大于25m。每一引下线的冲击接地电阻不宜大于30。防雷装置的接地应电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线作等电位联接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线和接地装置。当建筑物高于60m时，应采取防侧击雷的措施。防闪电感应措施：防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线做等电位连接。防闪电电涌侵入措施：为防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击，在低压电源线路引入的总配电

25、箱、配电柜处，装设级试验的电涌保护器；配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在变压器低压侧的配电屏上，装设级试验的电涌保护器。,9.3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。,2接地电流和对地电压,电气设备发生接地故障时，电流经接地装置流入大地并作半球形散开，这一 电流称接地电流。电气设备接地部分与零电位的“大地”之间

26、的电位差，称对地电压，如图9-19中的UE。,3接触电压和跨步电压,当电气设备绝缘损坏时，人站在地面上接触该电气设备，人体所承受的电位差称接触电压Utou。在接地故障点附近行走，人的双脚（或牲畜前后脚）之间所呈现的电位差称 跨步电压Ustep。,4工作接地、保护接地、重复接地,(1)工作接地 在正常或故障情况下为了保证电气设备可靠地运行，而将电力系统中某一点接地称 为工作接地。例如电源（发电机或变压器）的中性点直接（或经消弧线圈）接地，电压互感器一 次侧线圈的中性点接地，防雷设备的接地。(2)保护接地 在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接 地。例如电气设备上

27、与带电部分相绝缘的金属外壳接地。低压配电系统的保护接地按接地形式，分为TN系统、TT系统和IT系统三种。TN系统TN系统是指电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护导体与该接地点相连接。TN系统分为:TN-S系统 整个系统的中性导体（N线）与保护导体（PE线）是分开的，如图9-21（a）所示；TN-C系统 整个系统的中性导体与保护导体是合一的，如图9-21（b）所示；TN-C-S系统 系统中有一部分线路的中性导体与保护导体是合一的，称为保护中性导体（PEN线），如图9-21（c）所示。TN系统中，设备外露可接近导体通过保护导体或保护中性导体接地，这种接地形式我国习惯称为“保护接

28、零”。,图,TN系统,TT系统电力系统中有一点直接接地，电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极,IT系统电力系统与大地间不直接连接，属于三相三线制系统，电气装置的外露可接近导体，通过保护接导体与接地极连接。,必须指出，在同一低压配电系统中，保护接地与保护接零不能混用。否则当采取保护接地的设备 发生单相接地故障时，危险电压将通过大地串至零线以及采用保护接零的设备外壳上。,(3)重复接地 将零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接，称重复接地。,5.应该实行接地或接零的设备,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

29、中包括：电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等的金属底座和外壳；电气设备的传动装置；屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门；配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架和底座；交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管；电缆桥架、支架和井架；装有避雷线的电力线路杆塔；装在配电线路杆上的电力设备；在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔；电除尘器的构架；11封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分；12六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体；13电热

30、设备的金属外壳；14控制电缆的金属护层；15互感器的二次绕组。,6.可以不接地或接零的设备 在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压为380V及以下或直流额定电压为440V及以下的电气设备的外壳；但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地；在干燥场所，交流额定电压为127V及以下或直流额定电压为110V及以下的电气设备的外壳；安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子的金属底座等；安装在已接地金属构架上的设备，如穿墙套管等；额定电压为220V及以下的蓄电池室内的金属支

31、架；由发电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道；与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳,9.3.2.接地装置,自然接地体 凡是与大地有可靠而良好接触的设备或构件，大都可用作自然接地体，如：与大地有可靠连接的建筑物的钢结构、混凝土基础中的钢筋 敷设于地下而数量不少于两根的电缆金属外皮。敷设在地下的金属管道及热力管道。输送可燃性气体或液体（如煤气、石油）的金 属管道除外。人工接地体 自然接地体不能满足接地要求或无自然接地体时，应装设人工接地体。人工接地体大 多采用钢管、角钢、圆钢和扁钢制作。一般情况下，人工接地体都采取垂直敷设或水 平敷设。变配电所和车间的接地装置 在变配

32、电所及车间内，应尽可能采用“环路式”接地装置，即在变配电所和车间建筑物 四周，距墙脚23m打入一圈接地体，再用扁钢连成环路，外缘各角应做成圆弧形，圆弧半径不宜小于均压带间距的一半。在环路式接地装置范围 内，每隔510m宽度增设一条水平接地带作为均压带。在经常有人出入的地方，应加装“帽檐式”均压带或采用高绝缘路面。,加装均压带的环路式接地网,9.3.3 接地电阻,接地电阻RE的要求 电压为1000V以上的中性点接地系统 电压为1000V以上的中性点不接地系统 接地装置单独用于1000V以上的电气设备时 同时 接地装置与1000V以下的电气设备公用时，电压为1000V以下的中性点不接地系统 对于总

33、容量不超过100KVA的变压器或发电机供电的小型供电系统 电压为1000V以下的中性点接地系统 对总容量不超过100KVA的小系统,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。工频接地电阻按表9-4中的公式进行计算。,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。冲击接地电阻REsh可按下式计算：式中，RE为工频接地电阻；为换算系数，le为接地体的有效长度，可按 下式计算：le=式中，为敷设接地体处的土壤电阻率()。图9-26 确定换算系数A的曲线接地体的长度和有效长度计量如图9-27所示。单根接地体时，为其实际长度；有分

34、支线的接地体，为其最长分支线的长度；环形接地体，为其周长的一半。一般 e，因此/e1。若 e，取=e，即A=1，。,（3）接地装置的计算,在已知接地电阻要求值的前提下，所需接地体根数的计算可 按下列步骤进行：a.按设计规范要求确定允许的接地电阻RE。b.实测或估算可以利用的自然接地体的接地电阻RE（man）。c.计算需要补充的人工接地体的接地电阻 若不考虑自然接地体，则RE（man）=RE d.初步安排接地体的布置、确定接地体和连接导线的尺寸。e.计算单根接地体的接地电阻RE（1）。f.用逐步渐近法计算接地体的数量 g.校验短路热稳定度。由于钢线的热稳定系数C=70，因此接地钢线的最小允许截面

35、（mm2）为：IK（1）为单相接地短路电流；tK为短路电流持续时间（s）。,例9-2,例9-2 某车间变电所变压器容量为630kVA。电压为10/0.4kV，结线组为Yyno，与变压器高压侧有电联系的架空线路长100km，电缆线路长10km，装设地土质 为黄土，可利用的自然接地体实测为20，试确定此变电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢。,解：（1）确定接地电阻要求值 接地电流为：按附录表18-1可确定此变电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两 个条件：RE120/IE=120/12.9=9.3 RE4 比较上两式，总接地电阻应满足RE4。（2）计算需要补充的人工接地体的接地电阻,（3）接

36、地装置方案初选,采用“环路式”接地网，初步考虑围绕变电所建筑四周，打入一圈钢管接地 体，钢管直径50mm，长2.5m，间距为7.5m，管间用404mm2的扁钢连 接。（4）计算单根钢管接地电阻 查附录表18-2得黄土的电阻率=200m 单根钢管接地电阻RE(1)200/2.5=80（5）确定接地钢管数和最后接地方案 根据RE(1)/RE(man)=80/5=16，但考虑到管间屏蔽效应，初选24根钢管作 接地体。以n=24和a/l=3去查附录表 18-3，得E0.70。因此 考虑到接地体的均匀对称布置，最后确定用24根直径50mm，长2.5m的钢 管作接地体，管间距7.5m，用404mm2的扁钢

37、连接，环形布置，附加均 压带。,接地电阻的测量,接地装置施工完成后使用之前应测量接地电阻的实际值，以判断其是否符合要求。若不符合要求，则需补打接地极。接地电阻的测量有电桥 法、补偿法、电流电压表法和接地电阻测量仪法。,9.3.4 低压配电系统的等电位连接,多个可导电部分间为达到等电位进行的联结称为等电位联结。等电位联结可以更有效地降低接触电压值，还可以防止由建筑物外传入的故障电压对人身造成危害，提高电气安全水平。等电位联结的分类 按用途分类 等电位联结分为保护等电位联结（protective-equipotential bonding）和功能等电位联结（functional-equipoten

38、tial bonding）。保护等电位联结是指为了安全目的进行的等电位联结。功能等电位联结是指为保证正常运行进行的等电位联结。按位置分类 等电位联结分为总等电位联结（main equipotential bonding，缩写MEB）、辅助等电位联结（supplementary equipotential bonding，缩写SEB）和局部等电位联结（local equipotential bonding，缩写LEB）。接地可视为以大地作为参考电位的等电位联结，为防电击而设的等电位联结一般均做接地，与地电位一致，有利于人身安全。,（1）总等电位联结 总等电位联结是在保护等电位联结中，将总保护导体

39、、总接地导体或总接地端子、建筑物内的金属管道和可利用的建筑物金属结构等可导电部分连接到一起，使他们都具有基本相等的电位，如图9-29所示。,建筑物内的总等电位联结，应符合下列规定：每个建筑物中的总保护导体（保护导体、保护接地中性导体）、电气奘置总 接地导体或总接地端子排、建筑物内的金属管道（水管、燃气管、采暖和空调 管道等）和可接用的建筑物金属结构部分应做总等电位联结；来自建筑物外部 的可导电部分，应在建筑物内距离引入点最近的地方做总等电位联结；总等电位联结导体应符合相关规定。（2）辅助等电位联结 辅助等电位联结是在导电部分间用导体直接连接，使其电位相等或接 近，而实施的保护等电位联结。（3）

40、局部等电位联结 局部等电位联结是在一局部范围内将各导电部分连通，而实施的保护 等电位联结。总等电位联结虽能大大降低接触电压，但如果建筑物离电源较远，建筑物内保 护线路过长，则保护电器的动作时间和接触电压都可能超过规定的限值。这时应 在局部范围内在做一次局部等电位联结，作为总等电位连接的一种补充，见图9-29。通常在容易触电的浴室、卫生间及安全要求极高的胸腔手术室等地，宜作局 部等电位连接。,图9-29 总等电位联接和局部等电位联接 MEB总等电位联接 LEB局部等电位联接,2等电位联结导体的选择,（1）总等电位联结用保护联结导体的截面积，不应小于保护线路的最大保护导（PE线）截面积的1/2，其

41、保护联结导体截面积的最小值和最大值应符合表9-8的规定。（2）辅助等电位联结用保护联结导体的截面积符合下列规定：联结两个外露可导电部分的保护联结导体，其电导不应小于接到外露可导电部分的较小的保护导体的电导；联结外露可导电部分和装置外可导电部分的保护联结导体，其电导不应小于相应保护导体截面积1/2的导体所具有的电导；单独敷设的保护联结导体的截面积应符合：有机械损伤防护时，铜导体不应小于2.5，铝导体不应小于16；无机械损伤防护时，铜导体不应小于4，铝导体不应小于16。（3）局部等电位联结用保护联结导体的截面积应符合下列规定：保护联结导体的电导不应小于局部场所内最大保护导体截面积1/2的导体所具有

42、的电导；保护联结导体采用铜导体时，其截面积最大值为25；采用其他金属导体时，其截面积最大值应按其载流量与25铜导体的载流量相同确定；单独敷设的保护联结导体的截面积应符合：有机械损伤防护时，铜导体不应小于2.5，铝导体不应小于16；无机械损伤防护时，铜导体不应小于4，铝导体不应小于16。,小结,本章介绍了电气安全、过电压和接地,主要讲述防雷设备和防雷措施、接 地装置和计算。1.电气安全包括人身安全和设备安全两个方面。必须采取切实有效的措施，杜绝事故的发生，防止触电事故。2.过电压按产生原因可分为内部过电压和雷电过电压。雷电过电压主要 有直击雷过电压、感应雷过电压和雷电侵入波三种形式。防雷设备有

43、接闪器和避雷器。一套完整的避雷设备有接闪器或避雷器、引下线和 接地装置三部分组成。接闪器防直击雷，避雷器防感应雷和雷电侵入 波。接闪器有接闪杆、接闪线、接闪带、接闪网，避雷器有阀型避雷 器、管型避雷器、金属氧化物避雷器、保护间隙。掌握单支接闪杆 的保护范围的计算，架空线路的防雷保护，变配电所的防雷保护，高 压电动机的防雷保护和建筑物的防雷保护。,3.接地按功能分有工作接地、保护接地和重复接地三种。低压配电系统 的保护接地按接地形式，分为TN系统、TT系统和IT系统三种。,工作接地是指因正常工作需要而将电气设备的某点进行接地；保护接地是指将 设备外壳进行接地。将零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接，称 重复接地。保护接地有两种形式：一种是设备外露可导电部分经各自的接地装置单独接 地；另一种是设备外露可导电部分公共PE线或PEN线接地即保护接零。接地电 阻应满足要求，设计接地装置时，应首先考虑自然接地体，再装设人工接地 体。采用接地故障保护时，应在建筑物内作等电位连接。采取等电位联接后，可以 降低接触电压，保障人员安全。,习题1、电气安全包括 和 两个方面。2、触电急救要遵循、的原则。3、一个完整的防雷设备由、和 组成。答案：1：人身安全、设备安全 2：迅速脱离电源、就地进行抢救、姿势正确、坚持不懈 3：避雷器、引下线、接地装置,返回,