第8章 电气安全与防雷接地PPT演示课件

第8章电气安全与防雷接地,电力已经成为国民经济和人民生活的二次能源。在用电的时候，必须防止触电事故的发生，以保证人身、电气设备、供电系统三方面的安全。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。,1,8.1电气安全及触电常识,电气安全包括供电系统的安全、用电设备的安全和人身安全等三个方面。要保证安全用电必须采用相应的安全措施。电气工作人员应掌握必要的触电急救技术，一旦发生人身触电事故，便于现场急救。,2,8.1.2电气防火和防爆,1电气火灾和爆炸产生的原因2防火防爆的措施3电气火灾的特点4电气失火的处理,3,8.1.1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、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用具。（6）采用安全电压和符合安全要求的电器。,4,8.1.2电气防火和防爆,1电气火灾和爆炸产生的原因（1）短路。当线路发生短路故障时，线路中的电流增大为额定电流的数倍甚至十几倍，使电气设备温度急剧上升。（2）接触不良。电器连接部分常用焊接或螺栓连接。（3）过负荷。由于线路设计没有考虑足够的裕度或者设备故障运行都可能会使电力系统过负荷运行，会导致电气设备的运行温度过高而引起电气火灾。（4）散热不良。,5,8.1.3人体触电的类型与原因,人体触电的类型与原因:在生产和生活中，人们时常与电打交道，如果不注意安全，可能造成人身触电伤亡或电气设备损坏事故。1.人体触电事故类型:当人体接触带电体或人体与带电体之间产生闪络放电，并有一定电流通过人体，导致人体伤亡现象，称之为触电。,6,2.人体触电事故原因,首先是违反安全工作规程，如在全部停电和部分停电的电气设备上工作，未落实相应的技术措施和组织措施，导致误触带电部分。其次是运行维护工作不及时，如架空线路断线导致误触电；其三是设备安装不符合要求，主要表现在进行室内外配电装置的安装时，不遵守国家电力规程有关规定，野蛮施工，偷工减料，采用假冒伪劣产品等，均是造成事故的原因。,7,3.电流强度对人体的危害程度,（1）感觉电流（2）摆脱电流（3）致命电流感觉电流：引起人的感觉的最小电流，称为感觉电流。实验表明，成年男性的平均感觉电流约为1.1mA；成年女性的平均感觉电流约为0.7mA。,8,8.1.4触电救护,因某种原因，发生人员触电事故时，对触电人员的现场急救，是抢救过程的一个关键。如果能正确并及时地处理，就可能使因触电而假死的人获救；反之则可能带来不可弥补的后果。因此，从事电气工作的人员必须熟悉和掌握触电急救技术。,9,1.脱离电源,（1）如果电源开关就在附近，应迅速切断电源。（2）如果电源开关不在附近，可用电工钳等利器切断电源线。（3）如果导线搭落在触电者的身上或压在身下时，想法使其脱离电源。（4）触电者的衣服如果是干燥的且无紧缠在身上，救护者设法使触电者脱离电源，单手操作为宜。（5）是高压触电，通知有关部门断电或设法投掷探导线，使线路短路从而切断电源，不要盲目地去救人。,10,2.脱离电源,触电者脱离电源后，应立即移至干燥通风的场所，通知医务人员到现场并作好送往医院的准备工作，同时根据不同的症状进行现场急救。,11,8.2过电压和防雷,过电压和雷击而引起的事故也日益增多。据有关资料统计，瑞士由于过电压和雷击而引起的事故占所有事故的51%，日本50%以上的电力系统故障是由于雷击输电线路引起的。在中国，遭到过电压和雷击引起断路器跳闸占整个电网跳闸总数的7080以上。,12,8.2.1过电压的概念,电力系统过电压的概念是：当峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压时的工况称为过电压。电力系统中因运行操作、雷击和故障等原因，经常会发生过电压的问题。减少或避免过电压引发的事故是电力工作者面临的一项长期任务。,13,1内部过电压,内部过电压是由于电网中的开关操作（如分、合闸或自动重合闸动作）、事故（如接地、断线）或其他原因，引起电力系统的状态突然从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程中出现的过电压。这种过电压是由于系统内部原因而造成并且能量又来自电网本身，所以叫内部过电压。内部过电压又可以分为工频过电压，操作过电压和谐振过电压等。,14,2外部过电压,外部过电压又被称为大气过电压或雷电过电压，这种过电压是由于雷击等原因造成，且能量又来自电网外部的冲击波影响，所以称外部过电压。外部过电压又分为:直击雷过电压侵入雷电压和感应雷过电压,15,8.2.2雷电的形成以及分类,雷电可分为直击雷、感应雷和雷电侵入波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入大地，在被击物上产生较高的电位降，称直击雷过电压。（2）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。（3）雷电侵入波由于直击雷或感应雷而产生的高电压雷电波，沿架空线路或金属管道侵入变配电所或用户，称雷电侵入波。,16,3.雷电的危害,雷电形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它的放电过程中伴随着静电感应效应、电磁感应效应、热效应、机械效应、冲击波效应和电动力效应等，可产生极大的破坏力。雷电可造成设备和设施损坏，引起大规模停电和造成人身事故，其破坏是综合性的，就其破坏的作用看，雷电的危害主要有以下几方面。（1）雷电的热效应（2）雷电的机械效应（3）雷电的闪络放电,17,雷云放电及雷电流波形图,18,8.3防雷设备以及防雷保护,1.建筑物的防雷概述建筑物按其防雷的要求，可分为三类。第一类建筑物：凡存放爆炸性物品，或在正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花而爆炸的建筑物，会造成巨大破坏和人身伤亡的。第二类建筑物：重要的或人员密集的大型建筑物。第三类建筑物：凡不属于第一、二类建筑物又需要作防雷保护的建筑。,19,2.防雷设备,（1）避雷针避雷针的功能实质是引雷作用。由于避雷针安装高度高于被保护物，因此当雷电先导临近地面时，它能使雷电场畸变，改变雷电先导的通道方向，吸引到避雷针本身，然后经与避雷针相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去。,20,避雷针,避雷针能否对被保护物进行保护，被保护物是否在其有效的保护范围内是很重要的。避雷针的保护范围，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。式中：hr为滚球半径,21,例8-1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8-6所示，试问此避雷针能否保护锅炉房。解查表8.3得，滚球半径60m，而避雷针顶端高度h=40+2=42m，hr=8根据式（8-1）得避雷针保护半径为锅炉房在=8高度上最远屋角距离避雷针的水平距离为,22,单支避雷针的保护范围例8-1避雷针的保护范围,23,（2）避雷线单支避雷针的保护范围,当单根避雷线高度h2hr时，无保护范围。当避雷线的高度h2hr时，保护范围如图所示，保护范围应按以下方法确定。,24,（3）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。（4）引下线引下线的主要作为接闪器引下的雷电流的流通通道，它是防雷装置的重要组成部分，必须极其可靠地按规定安装，以保证其正常工作，保证防雷的效果。,25,（5）接地装置,接地装置主要是向大地泻放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高。接闪器的接地装置除了必须满足一般的接地要求外，还必须注意以下几点：1）接地装置和引下线必须用金属焊接。2）独立避雷针必须布设独立的接地装置，并须注意在土壤电阻率不大于的地区，接地电阻不宜大于。3）独立避雷针及其接地装置与道路和建筑物的距离不应小于3m。4）其他接地体与独立避雷针的接地体之间的距离应大于3m。,26,3避雷器,即使采用了接闪器对直接雷击进行了防护，但仍然不能完全排除电力设备绝缘上出现危险过电压的可能性。从输电线路上也可能有危及设备绝缘的过电压波传入发电厂和变电站。需要一种能限制过电压幅值的保护装置，统称为避雷器。,27,4电涌保护器,电涌保护器（SPD），也称浪涌保护器：用于限制瞬态过电压、泄放电流的器件。按用途分为：电源型电涌保护器、信号型电涌保护器、天馈型电涌保护器，具体可看图,（a）电源电涌保护器（b）信号电涌保护器（c）天馈电涌保护器,28,8.3.2电力系统防雷保护,1.架空线路的防雷保护（1）装设避雷线防线路遭受直击雷击（2）降低接地电阻（3）加强线路绝缘或装设避雷器以防线路闪络（4）采用自动重合闸装置（ARD）（5）低压架空线路的保护,29,2.变配电所的防雷保护,（1）防直击雷（2）防雷电波的侵入,610kV防雷电波侵入接线示意图图变压器的防雷保护,30,（3）高压电动机的防雷保护,对高压电动机采用如下的防雷措施：对定子绕组中性点能引出的大功率高压电动机，在中性点加装相电压磁吹阀式避雷器（FCD型）或金属氧化物避雷器；对中性点不能引出的电动机，目前普遍采用FCD磁吹阀式避雷器与电容C并联的方法来保护；,高压电动机防雷保护的接线示意图,31,8.4接地与接地保护,8.4.1接地保护为防止因电气设备绝缘损坏而遭受触电的危险，将电气设备的金属外壳与接地体相连接，称为接地保护，其原理如图8.14所示。,接地保护原理,32,8.4.2接地的类型和接地装置,1接地的类型按其功能可分为工作接地、保护接地、雷电保护接地以及静电接地四种方式。,工作接地、保护接地、重复接地示意图,33,2接地装置以及散流现象,接地体或接地极：埋入大地与土壤直接接触的金属物体。接地线：连接接地体及设备接地部分的导线。接地装置：接地线与接地体总称。接地网：由若干接地体在大地中互相连接而组成的总体。,34,3重复接地,在中性点直接接地的TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还必须在PE线PEN线的一些地方进行多次接地，这就是所谓重复接地。,重复接地示意图,35,同一系统中采用不同保护措施的危险性,在同一个保护系统中，不允许一部分电气设备采用TN制，而将另一部分设备采用TT制。,36,4等电位防雷接地,（1）等电位接地防直击雷（a）无等电位防雷接地（b）有等电位防雷接地,37,建筑物内设备受雷击分析示意图,38,独立接地系统的设备电位差图,39,等电位防雷接地图,40,小结,1.电气安全：包括供电系统的安全、用电设备的安全和人身安全等三个方面。2.电气安全措施3.触电：当人体接触带电体或人体与带电体之间产生闪络放电，并有一定电流通过人体，导致人身伤亡现象，称之为触电。4.电气火灾的特点：着火的电气设备可能是带电的，如不注意可能引起触电事故，应尽快切断电源。5.电气失火的处理：（1）小范围带电灭火，可使用干砂覆盖。（2）选择适当的灭火器。,41,6.电流强度对人体的危害程度：通过人体的电流强度、持续时间，电压高低、频率高低、电流通过人体的途径以及人体的健康状况等。最主要的因素是通过人体电流强度数值的大小。当通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显，致命的危险性也就越大。将电流大致分为三种。感觉电流、摆脱电流、致命电流。7.摆脱电流：人体触电时能摆脱的最大电流，中国规定为30mA，且不超过1s。8.电力系统过电压的概念是：当峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压时的工况称为过电压。一般分为内部过电压和外部过电压两种。9.雷电可分为直击雷、感应雷和雷电侵入波3大类。10.雷电形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它的放电过程中会产生极大的破坏力，雷电的危害主要是以下几方面：（1）雷电的热效应，（2）雷电的机械效应，（3