供配电工程实用教案

1、 2021-12-161第八章第八章 防雷、接地与电气防雷、接地与电气(dinq)安全安全n8.3 电气安全电气安全n8.1 过电压与防雷过电压与防雷n8.2 电气装置的接地电气装置的接地第1页/共48页第一页，共49页。 2021-12-1628.1 过电压与防雷过电压与防雷 1内部内部(nib)过电压过电压一、过电压的形式一、过电压的形式(xngsh)(xngsh)操作过电压：因开关操作、负荷剧变、系统故障等原因而引起的操作过电压：因开关操作、负荷剧变、系统故障等原因而引起的过电压。过电压。谐振谐振(xizhn)过电压：因电感、电容等参数在特殊情况下发生谐过电压：因电感、电容等参数在特殊情

2、况下发生谐振振(xizhn)而引起的过电压。而引起的过电压。2外部过电压外部过电压 外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，它是由于电外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，它是由于电力系统的导线或电气设备受到直接雷击或雷电感应而引起的力系统的导线或电气设备受到直接雷击或雷电感应而引起的过电压。过电压。第2页/共48页第二页，共49页。 2021-12-163二、雷电二、雷电(lidin)(lidin)的基本知的基本知识识v主放电阶段：电流主放电阶段：电流(dinli)很大，高很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般达几百千安，但持续时间极短，一般只有只有 50100s。v余辉放电阶段：电流余辉放

3、电阶段：电流(dinli)较小，较小，约几百安，持续时间约为约几百安，持续时间约为0.030.15s。1. 雷电现象雷电现象(xinxing)：雷云放电的过程称为雷电现：雷云放电的过程称为雷电现象象(xinxing)。雷云雷云雷电先导雷电先导迎雷先导迎雷先导主放电阶段主放电阶段 余辉阶段余辉阶段第3页/共48页第三页，共49页。 2021-12-1642. 雷电雷电(lidin)流的特性流的特性n雷电雷电(lidin)流波形（图流波形（图8-1）波头：指雷电波头：指雷电(lidin)流从零上升到最大幅值这一部分，一般流从零上升到最大幅值这一部分，一般只有只有14s；波尾：波尾：指雷电流从最大幅

4、值指雷电流从最大幅值开始，下降到二分之一幅值所开始，下降到二分之一幅值所经历的时间，约数十微妙。经历的时间，约数十微妙。n雷电流的陡度：指雷电流在雷电流的陡度：指雷电流在波头部分上升的速度，即波头部分上升的速度，即 tidd图图8-1 雷电流波形图雷电流波形图第4页/共48页第四页，共49页。 2021-12-1653. 雷电过电压的基本雷电过电压的基本(jbn)形式形式 直击雷：雷电直接击中电气设备、线路、建筑物等物体。直击雷：雷电直接击中电气设备、线路、建筑物等物体。感应感应(gnyng)雷：由雷电对线路、设备或其他物体的静电感雷：由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应应(gnyng)或电

5、磁感应或电磁感应(gnyng)而引起的过电压。而引起的过电压。感应感应(gnyng)雷的形成过程如图雷的形成过程如图8-2所示。所示。雷电波侵入：雷电波侵入：架空线架空线路遭到直接雷击或感应路遭到直接雷击或感应雷而产生的高电位雷电雷而产生的高电位雷电波，沿架空线侵入变电波，沿架空线侵入变电所或其他建筑物而造成所或其他建筑物而造成危险。危险。图图8-2 架空线路上的感应过电压架空线路上的感应过电压第5页/共48页第五页，共49页。 2021-12-1664雷电活动雷电活动(hu dng)强度及直击雷的规强度及直击雷的规律律n雷暴日：一天中只要出现雷暴日：一天中只要出现(chxin)过雷电活动（包

6、括看到雷闪过雷电活动（包括看到雷闪和听到雷声），就算一个雷暴日。和听到雷声），就算一个雷暴日。年平均雷暴日不足年平均雷暴日不足(bz)15日的地区为少雷区；日的地区为少雷区；年平均雷暴日超过年平均雷暴日超过40日的地区为多雷区；日的地区为多雷区；年平均雷暴日超过年平均雷暴日超过90日的地区为雷电活动特别强烈地区。日的地区为雷电活动特别强烈地区。 我国各地区的雷暴日数如表我国各地区的雷暴日数如表8-1所示。所示。表表8-1 我国各地区的年平均雷暴日我国各地区的年平均雷暴日地区地区年平均雷暴日年平均雷暴日地区地区年平均雷暴日年平均雷暴日西北地区西北地区20以下以下长江以南北纬长江以南北纬23线以北

7、线以北4080左右左右东北地区东北地区30左右左右长江以南北纬长江以南北纬23线以南线以南80以上以上华北和中部地区华北和中部地区4045左右左右海南岛、雷洲半岛海南岛、雷洲半岛120130左右左右第6页/共48页第六页，共49页。 2021-12-167n雷电活动雷电活动(hu dng)的规律的规律 热而潮湿热而潮湿(chosh)的地区比冷而干燥的地区雷暴多，且山区的地区比冷而干燥的地区雷暴多，且山区大于平原，平原大于沙漠，陆地大于湖海。大于平原，平原大于沙漠，陆地大于湖海。雷击区的形成与地质结构（即土壤电阻率）、地面上的设施雷击区的形成与地质结构（即土壤电阻率）、地面上的设施情况及地理条件

8、等因素有关。情况及地理条件等因素有关。土壤电阻率小的地方易遭受雷击；土壤电阻率小的地方易遭受雷击；在不同电阻率的土壤交界处易遭受雷击；在不同电阻率的土壤交界处易遭受雷击；山的东坡、南坡较山的北坡、西坡易遭受雷击；山的东坡、南坡较山的北坡、西坡易遭受雷击；山岳山岳(shnyu)地区易遭受雷击。地区易遭受雷击。建筑物的雷击部位与建筑物的高度、长度及屋顶坡度等建筑物的雷击部位与建筑物的高度、长度及屋顶坡度等因素有关。因素有关。 第7页/共48页第七页，共49页。 2021-12-1685雷电雷电(lidin)的危害的危害雷电流的热效应可烧断导线和烧毁电力设备；雷电流的热效应可烧断导线和烧毁电力设备；

9、雷电流的机械效应产生的电动力可摧毁设备、杆塔和建雷电流的机械效应产生的电动力可摧毁设备、杆塔和建筑，伤害人畜；筑，伤害人畜；雷电流的电磁效应可产生过电压，击穿电气设备绝缘，雷电流的电磁效应可产生过电压，击穿电气设备绝缘，甚至引起火灾爆炸，造成人身甚至引起火灾爆炸，造成人身(rnshn)伤亡；伤亡；雷电的闪络放电可烧坏绝缘子，使断路器跳闸或引起火雷电的闪络放电可烧坏绝缘子，使断路器跳闸或引起火灾，造成大面积停电。灾，造成大面积停电。第8页/共48页第八页，共49页。 2021-12-169三、防雷装置三、防雷装置(zhungzh)(zhungzh)防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分防雷装置

10、由接闪器、引下线和接地装置三部分(b fen)组成。组成。u接闪器（受雷装置）：是接受雷电流的金属导体，常用的有避雷接闪器（受雷装置）：是接受雷电流的金属导体，常用的有避雷针、避雷线和避雷网（带）三种类型。针、避雷线和避雷网（带）三种类型。u引下线：应保证雷电流通过时不致熔化，一般引下线：应保证雷电流通过时不致熔化，一般(ybn)用直径不小用直径不小于于10mm的圆钢或截面不小于的圆钢或截面不小于80mm2的扁钢制成。的扁钢制成。u接地装置：埋在地下的接地导线和接地体的总称。接地装置：埋在地下的接地导线和接地体的总称。1. 避雷针避雷针 避雷针避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。通常采用

11、镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。 针长针长1m以下时，圆钢直径不小于以下时，圆钢直径不小于12 mm，钢管直径不小于，钢管直径不小于20 mm；针长针长12m时，圆钢直径不小于时，圆钢直径不小于16mm，钢管直径不小于，钢管直径不小于25mm。 第9页/共48页第九页，共49页。 2021-12-1610p当避雷针高度当避雷针高度(god)hhr时：时：n单支避雷针的保护单支避雷针的保护(boh)范围（图范围（图8-3） 避雷针的保护范围避雷针的保护范围(fnwi)，以它能够防护直击雷的保护，以它能够防护直击雷的保护空间来表示，可按空间来表示，可按“滚球法滚球法”来确定。来确定。 所谓所谓“滚球法

12、滚球法”，就是选择一个半径为，就是选择一个半径为hr（滚球半径滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动。如果球体只接触到避雷针的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动。如果球体只接触到避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。（线）的保护范围之内。在距地面在距地面 hr处作一平行于地面的平行线。处作一平行于地面的平行线。以避雷针的针尖为圆心、以避雷针的针尖为圆心、hr为半径作弧线，交于平行线的为半径作弧线，交于平行线的A、B两点。两点。第10页/共48页第十页，共49页。 2021-12-1611)

13、2()2(xrxrxhhhhhhr避雷针在地面上的保护避雷针在地面上的保护(boh)半径为：半径为：)2(0hhhrr图图8-3 单支避雷针的保护单支避雷针的保护(boh)范围范围与地面相切。从该弧线起与地面相切。从该弧线起到地面为止的整个锥形空到地面为止的整个锥形空间，就是避雷针的保护范间，就是避雷针的保护范围。围。以以A、B为圆心、为圆心、hr 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并为半径作弧线，该弧线与针尖相交并避雷针在避雷针在hx 高度的水平高度的水平(shupng)面上的保护半径面上的保护半径为：为：第11页/共48页第十一页，共49页。 2021-12-1612p当避雷针高度当避雷针高度

14、(god)h hr时：时： 在避雷针上取高度为在避雷针上取高度为hr的一点代替避雷针的针尖作为的一点代替避雷针的针尖作为(zuwi)圆圆心，其余的作法与心，其余的作法与hhr 时相同。时相同。 建筑物的防雷级别是根据其重要性、使用性质以及发生雷击事建筑物的防雷级别是根据其重要性、使用性质以及发生雷击事故的可能性和造成故的可能性和造成(zo chn(zo chn) )后果来划分的，共分为三级：后果来划分的，共分为三级：一级防雷建筑物：一级防雷建筑物：指具有特别重要用途的建筑物，如国家级会指具有特别重要用途的建筑物，如国家级会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑、大型铁路客运站、国际型堂、办公建筑、

15、档案馆、大型博展建筑、大型铁路客运站、国际型航空港、国宾馆、国际港口客运站；国家级重点文物保护建筑物以航空港、国宾馆、国际港口客运站；国家级重点文物保护建筑物以及高度超过及高度超过100m的建筑物等。的建筑物等。第12页/共48页第十二页，共49页。 2021-12-1613二级防雷建筑物，是指重要的或人员密集的大型建筑物，如二级防雷建筑物，是指重要的或人员密集的大型建筑物，如省部级办公楼、会堂、博展、体育、交通、通讯、广播等建省部级办公楼、会堂、博展、体育、交通、通讯、广播等建筑物；省级重点文物保护建筑物；高度超过筑物；省级重点文物保护建筑物；高度超过50m的建筑物以及的建筑物以及大型计算中

16、心和装有重要电子设备的建筑物。大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。三级防雷建筑物，是指预计年雷击次数大于或等于三级防雷建筑物，是指预计年雷击次数大于或等于0.05，或，或经过调查确认经过调查确认(qurn)需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过于建筑群边缘高度超过20m的建筑物；高度为的建筑物；高度为15m及以上的烟及以上的烟囱、水塔等孤立建筑物等。囱、水塔等孤立建筑物等。例例8-1: 某厂一座高某厂一座高30m的水塔旁边的水塔旁边(pngbin)，建有一锅炉房（图，建有一锅炉房（图8-4），水塔上面安装一支），水塔上面安装一支2m高的避雷

17、针，试问该避雷针能否保高的避雷针，试问该避雷针能否保护这一锅炉房？护这一锅炉房？ 第13页/共48页第十三页，共49页。 2021-12-1614n双支等高避雷针的保护双支等高避雷针的保护(boh)范围（图范围（图8-5） 在在hhr的情况下，当的情况下，当D 时，各按单支避雷针时，各按单支避雷针的方法确定；当的方法确定；当D 时，按下述方法确定：时，按下述方法确定：)2(2hhhr)2(2hhhr图图8-4 例例8-1避雷针的保护避雷针的保护(boh)范围范围解：解： m,32m2m30hm8xhm13.23) 8602(8)32602(32xrm13.23m68.185)810(22rm6

18、0rh查表查表8-2得得 因此因此(ync)，避雷针的保护半径为：，避雷针的保护半径为： 8m高度上最远一角距离避雷针的水平距高度上最远一角距离避雷针的水平距离为：离为： 能保护。能保护。 第14页/共48页第十四页，共49页。 2021-12-1615ABCD外的保护范围，按单支避雷针所规定外的保护范围，按单支避雷针所规定(gudng)的方法确的方法确定。定。C、D点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度应按下式计算：宽度应按下式计算：DOCOb0在在AOB轴线上，轴线上，A、B间间的保护范围的保护范围(fnwi)上边线上边线按下式

19、确定：按下式确定：2222)(XDhhhhrrx22)2(Dhhhr图图8-5 双支等高避雷针的保护双支等高避雷针的保护(boh)范围范围第15页/共48页第十五页，共49页。 2021-12-1616两针间两针间ABCD内的保护内的保护(boh)范围，范围，ACO、BCO、ADO、BDO各部分是类同的。各部分是类同的。 以以ACO部分的保护范围为例，按以下部分的保护范围为例，按以下(yxi)方法确定：方法确定： 在在hx和和C点所处的垂直平面点所处的垂直平面(pngmin)上，以上，以hx作为假想作为假想避雷针，按单支避雷针所规定的方法确定（见剖面）。避雷针，按单支避雷针所规定的方法确定（见

20、剖面）。2. 避雷线避雷线 避雷线一般采用截面不小于避雷线一般采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。的镀锌钢绞线。 单根避雷线的保护范围，当避雷线高度单根避雷线的保护范围，当避雷线高度h2hr时，无保护范时，无保护范围。当避雷线高度围。当避雷线高度h2hr时，按下列方法确定（时，按下列方法确定（图图8-6）：）： 第16页/共48页第十六页，共49页。 2021-12-1617在距地面在距地面 hr处作一平行处作一平行(pngxng)于地面的平行于地面的平行(pngxng)线。线。以避雷线尖为圆心、以避雷线尖为圆心、hr为半径作弧线，交于平行为半径作弧线，交于平行(pngxng)线的线的A、B

21、两点。两点。图图8-6 单根避雷线的保护单根避雷线的保护(boh)范围范围a）当）当2hrhhr时时 b）当）当h2hr时时第17页/共48页第十七页，共49页。 2021-12-1618以以A、B为圆心、为圆心、hr为半径为半径(bnjng)作弧线，该两弧线相交或作弧线，该两弧线相交或相切，并与地面相切。从该弧线起到地面止为避雷线的保护范相切，并与地面相切。从该弧线起到地面止为避雷线的保护范围。围。当当2hr hhr 时，保护范围最高点的高度时，保护范围最高点的高度h0按下式计算：按下式计算： hhhr 20避雷线在避雷线在hx高度的水平高度的水平(shupng)面上的保护宽度面上的保护宽度

22、bx按下按下式计算：式计算：)2()2(xrxrxhhhhhhb3. 避雷带和避雷网避雷带和避雷网 避雷带和避雷网主要用于保护高层建筑免遭雷击避雷带和避雷网主要用于保护高层建筑免遭雷击(lij)，通，通常采用圆钢或扁钢焊接而成，并沿房屋边缘或屋顶敷设。常采用圆钢或扁钢焊接而成，并沿房屋边缘或屋顶敷设。 注意：注意：圆钢直径不小于圆钢直径不小于8 mm，扁钢截面不小于，扁钢截面不小于48mm2，厚度不小于，厚度不小于4 mm。当烟囱上采用避。当烟囱上采用避雷环时，圆钢直径不小于雷环时，圆钢直径不小于12 mm，扁钢截面不小于，扁钢截面不小于100mm2，厚度不小于，厚度不小于4 mm。第18页/

23、共48页第十八页，共49页。 2021-12-1619四、供配电系统四、供配电系统(xtng)(xtng)的的防雷措施防雷措施1. 架空架空(jikng)线路的防雷措施线路的防雷措施架设架设(jish)避雷线；避雷线；提高线路本身的绝缘水平；提高线路本身的绝缘水平； 利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线；利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线； 装设自动重合闸；装设自动重合闸； 加强对绝缘薄弱点的保护。加强对绝缘薄弱点的保护。 2. 变配电所的防雷措施变配电所的防雷措施u直击雷的防护措施直击雷的防护措施 变电所应按一级防雷建筑物的标准进行防雷设计。变电所应按一级防雷建筑物的标准进行防雷设计。变电所内

24、的设备和建筑物通常采用独立避雷针或避雷线进行变电所内的设备和建筑物通常采用独立避雷针或避雷线进行直击雷防护直击雷防护 。第19页/共48页第十九页，共49页。 2021-12-1620u“反击反击”现象：当避雷针（线）与附近设施之间的绝缘距现象：当避雷针（线）与附近设施之间的绝缘距离不够离不够(bgu)时，两者之间会发生强烈的放电现象，这时，两者之间会发生强烈的放电现象，这种情况称为种情况称为“反击反击”。 为了防止反击事故的发生，避雷针（线）与附近其他金属导为了防止反击事故的发生，避雷针（线）与附近其他金属导体之间必须保持足够的安全体之间必须保持足够的安全(nqun)距离。距离。独立避雷针（

25、线）及其引下线与其他金属物独立避雷针（线）及其引下线与其他金属物体在空气体在空气(kngq)中的安全距离应满足：中的安全距离应满足： xshhR1 . 03 . 0safS 式中，式中，Rsh为独立避雷针（线）的冲击接为独立避雷针（线）的冲击接地电阻地电阻；hx为被保护物的高度。为被保护物的高度。Ssaf一般不应小于一般不应小于5m。第20页/共48页第二十页，共49页。 2021-12-1621独立避雷针（线）的接地独立避雷针（线）的接地(jid)体与变电所接地体与变电所接地(jid)网网间的最小地中距离应满足：间的最小地中距离应满足：ESshR3 . 0 SE一般一般(ybn)不应小于不应

26、小于3m 。2雷电雷电(lidin)侵入波的防护措施侵入波的防护措施 变电所对于雷电侵入波的过电压保护是利用阀型避雷器以变电所对于雷电侵入波的过电压保护是利用阀型避雷器以及与阀型避雷器相配合的进线段保护。及与阀型避雷器相配合的进线段保护。 u35110 kV变电所的防雷保护方案（变电所的防雷保护方案（图图8-7）u对于容量较小的对于容量较小的35kV变电所，可根据其重要性和雷电活动情况，变电所，可根据其重要性和雷电活动情况，酌情简化进线保护措施；对于有电缆进线段的架空线路，避雷器应酌情简化进线保护措施；对于有电缆进线段的架空线路，避雷器应装设在电缆头附近，其接地端应和电缆金属外皮相连。装设在电

27、缆头附近，其接地端应和电缆金属外皮相连。第21页/共48页第二十一页，共49页。 2021-12-1622在变电所在变电所12km进线段进线段架设架设(jish)避雷线，既避雷线，既可防护直击雷，还可以使可防护直击雷，还可以使感应雷过电压产生在感应雷过电压产生在12km以外。以外。为了降低雷电侵入为了降低雷电侵入(qnr)波的波的幅值，在该线路进线段的首端幅值，在该线路进线段的首端应装设一组管型避雷器应装设一组管型避雷器FA1，且，且其工频接地电阻不宜超过其工频接地电阻不宜超过10。 在靠近隔离开关或断路器在靠近隔离开关或断路器QF2处装设一组管型避雷器处装设一组管型避雷器FA2，以，以防止防

28、止(fngzh)线路上的雷电波侵线路上的雷电波侵入到隔离开关或断路器开路处入到隔离开关或断路器开路处时，由于反射而形成两倍侵入时，由于反射而形成两倍侵入波幅值的电压，损坏隔离开关波幅值的电压，损坏隔离开关或断路器。或断路器。母线上装设阀型避雷器母线上装设阀型避雷器FA3，主要用于保护变压，主要用于保护变压器、电压互感器等所有器、电压互感器等所有高压电气设备。高压电气设备。图图8-7 35110 kV变电所的进线保护方案变电所的进线保护方案第22页/共48页第二十二页，共49页。 2021-12-16238.2 电气电气(dinq)装置的接地装置的接地一、接地的有关一、接地的有关(yugun)(

29、yugun)概念概念1接地装置接地装置接地：电气设备的某部分与大地之间做良好接地：电气设备的某部分与大地之间做良好(lingho)的电气的电气连接。连接。接地体：直接与大地接触的金属导体。接地体：直接与大地接触的金属导体。接地线：连接接地体与电气设备接地部分的金属导体。接地线：连接接地体与电气设备接地部分的金属导体。接地装置：接地装置：接地体与接地线接地体与接地线的总和，称为接地装置。的总和，称为接地装置。接地网：接地网：由若干个接地体在由若干个接地体在大地中相互用接地线连接起来大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网，如的一个整体，称为接地网，如图图8-8所示。所示。图图8-8 接地

30、网示意图接地网示意图1接地体接地体 2接地干线接地干线 3接地支线接地支线 4电气设备电气设备第23页/共48页第二十三页，共49页。 2021-12-16242地和对地电压地和对地电压(diny) 当电气设备发生接地当电气设备发生接地(jid)故故障时，接地障时，接地(jid)电流电流IE通过接地通过接地(jid)体向大地作半球形散开，如体向大地作半球形散开，如图图8-9所示。所示。 电气设备的接地部分与零电位地电气设备的接地部分与零电位地之间的电位差，称为之间的电位差，称为(chn wi)接地接地部分的对地电压，用部分的对地电压，用UE表示。表示。 实践证明：实践证明：在距接地体在距接地体

31、20m以外的地以外的地方，散流电阻已趋近于零，也即电位方，散流电阻已趋近于零，也即电位趋近于零。该电位等于零的地方称为趋近于零。该电位等于零的地方称为电气上的电气上的“地地”或或“大地大地”。 图图8-9 接地电流和对地电压分布图接地电流和对地电压分布图第24页/共48页第二十四页，共49页。 2021-12-16253. 接触接触(jich)电压和跨步电压（图电压和跨步电压（图8-10）接触电压：当电气设备发生接触电压：当电气设备发生(fshng)接地故障时，人体触接地故障时，人体触及的电气设备和大地上任意两点之间的电位差，称为接触电及的电气设备和大地上任意两点之间的电位差，称为接触电压压U

32、tou 。跨步电压：人在接跨步电压：人在接地故障地故障(gzhng)点点附近行走时，两脚附近行走时，两脚之间的电位差，称之间的电位差，称为跨步电压为跨步电压Ustep 。图图8-10 接触电压和跨步电压接触电压和跨步电压第25页/共48页第二十五页，共49页。 2021-12-16264. 接地接地(jid)电阻电阻流散电阻：接地体的对地电压与通过接地体流入地中的电流流散电阻：接地体的对地电压与通过接地体流入地中的电流(dinli)之比，称为流散电阻。之比，称为流散电阻。接地电阻：电气设备接地部分的对地电压与接地电流接地电阻：电气设备接地部分的对地电压与接地电流(dinli)之比，称为接地装置

33、的接地电阻。之比，称为接地装置的接地电阻。工频接地电阻：工频接地电流工频接地电阻：工频接地电流(dinli)流经接地装置所呈现流经接地装置所呈现的接地电阻，称为工频接地电阻，用的接地电阻，称为工频接地电阻，用RE表示；表示；冲击接地电阻：雷电流冲击接地电阻：雷电流(dinli)流经接地装置所呈现的电阻，流经接地装置所呈现的电阻，称为冲击接地电阻，用称为冲击接地电阻，用Rsh表示。表示。第26页/共48页第二十六页，共49页。 2021-12-1627二、接地二、接地(jid)(jid)的类型的类型p工作接地：根据电力系统运行的需要，人为工作接地：根据电力系统运行的需要，人为(rnwi)地将地将

34、电力系统中性点或电气设备的某一部分进行接地。电力系统中性点或电气设备的某一部分进行接地。p保护接地：为保证人身安全、防止触电事故，将电气设备保护接地：为保证人身安全、防止触电事故，将电气设备的外露可导电部分与地作良好的连接。的外露可导电部分与地作良好的连接。 TN系统：系统： TN系统的电源系统的电源(dinyun)中性点直接接地，并引中性点直接接地，并引出有中性线（出有中性线（N线）、保护线（线）、保护线（PE线）或保护中性线（线）或保护中性线（PEN线），电气设备的外露可导电部分与线），电气设备的外露可导电部分与PE线或线或PEN线相连。线相连。 TN-C系统：系统：系统中系统中N线与线与

35、PE线合为一根线合为一根PEN线，所有设备的外线，所有设备的外露可导电部分均接露可导电部分均接PEN线，如图线，如图8-11a所示。所示。 第27页/共48页第二十七页，共49页。 2021-12-1628 TN-S系统：系统中的系统：系统中的N线与线与PE线线完全分开，所有设备的外露可导电完全分开，所有设备的外露可导电(dodin)部分均接部分均接PE线，如图线，如图8-11b所示。所示。TN-C-S系统：系统中前面线路采系统：系统中前面线路采用用TN-C系统，而后面线路部分或系统，而后面线路部分或全部采用全部采用TN-S系统，所有设备的外系统，所有设备的外露可导电露可导电(dodin)部分

36、接部分接PEN线或线或PE线，如图线，如图8-11c所示。所示。图图8-11 TN系统示意图系统示意图a）TN-C系统系统 b）TN-S系统系统 c）TN-C-S系统系统第28页/共48页第二十八页，共49页。 2021-12-1629TT系统：系统：TT系统的电源电源中性点直接系统的电源电源中性点直接(zhji)接地，系统中电气设接地，系统中电气设备的外露可导电部分均经各自的备的外露可导电部分均经各自的PE线分别直接线分别直接(zhji)接地，如图接地，如图8-12所示。所示。IT系统：系统： IT系统的电源系统的中性点不接地或经高阻抗（约系统的电源系统的中性点不接地或经高阻抗（约1000）

37、接地，系统中电气设备的外露可导电部分均经各自的接地，系统中电气设备的外露可导电部分均经各自的PE线分别直接线分别直接(zhji)接地，如图接地，如图8-13所示。所示。 图图8-12 TT系统系统(xtng)示意图示意图图图8-13 IT系统系统(xtng)示意图示意图第29页/共48页第二十九页，共49页。 2021-12-1630p重复接地：在重复接地：在TN系统中，为了避免系统中，为了避免(bmin)PE线或线或PEN线断线断开时系统失去保护作用，除在电源中性点必须采用工作接地外，开时系统失去保护作用，除在电源中性点必须采用工作接地外，PE线或线或PEN线还应在下列地方重复接地：线还应在

38、下列地方重复接地： 在架空线路在架空线路(xinl)末端及沿线每隔末端及沿线每隔1 km处；处；在电缆和架空线路在电缆和架空线路(xinl)引入车间或其它大型建筑物处。引入车间或其它大型建筑物处。 重复接地的作用重复接地的作用(zuyng)可用图可用图8-14说明。说明。 若没有采取重复接地，当发生若没有采取重复接地，当发生PE线或线或PEN线断线，且在断线断线，且在断线的后面又有设备发生一相碰壳时，接在断线后面的所有设备外线的后面又有设备发生一相碰壳时，接在断线后面的所有设备外壳上都将呈现接近于相电压的对地电压，这是很危险的。采取重壳上都将呈现接近于相电压的对地电压，这是很危险的。采取重复接

39、地后，发生同样故障时，设备外壳的对地电压降低了，危险复接地后，发生同样故障时，设备外壳的对地电压降低了，危险程度也大大降低了。程度也大大降低了。 第30页/共48页第三十页，共49页。 2021-12-1631 因此应尽量避免因此应尽量避免PE线和线和PEN线的断线事故，在线的断线事故，在PE线和线和PEN线是一般线是一般(ybn)不允许装设开关或熔断器。不允许装设开关或熔断器。EERR2UUEERER 2UEU 若若 ，则，则 。实际上，由于。实际上，由于 ，所，所以以 ，对人还是有危险的。，对人还是有危险的。 图图8-14 重复接地的作用重复接地的作用(zuyng)说明说明a）无重复接地）

40、无重复接地 b）有重复接地）有重复接地第31页/共48页第三十一页，共49页。 2021-12-1632三、接地装置的装设三、接地装置的装设(zhun(zhun sh)sh)p自然接地体：凡是与大地有可靠接触的金属导体，如埋入地下的自然接地体：凡是与大地有可靠接触的金属导体，如埋入地下的金属管道、建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、电缆金属外皮等金属管道、建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、电缆金属外皮等都可作为自然接地体。都可作为自然接地体。p人工人工(rngng)接地体：采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等钢材制成。接地体：采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等钢材制成。 垂直埋设的接地体：用垂直埋设的接地体：

41、用3850mm的钢管或的钢管或40 40 4mm50505mm的角钢。的角钢。水平水平(shupng)埋设的接地体：用埋设的接地体：用16mm的圆管或的圆管或404mm的扁钢。的扁钢。接地线：用接地线：用204mm404mm的扁钢。的扁钢。说明：说明：接地装置由多根接地体组成，这些接地体可成排布置，也可接地装置由多根接地体组成，这些接地体可成排布置，也可以环形布置。每根接地体长以环形布置。每根接地体长2.5m左右，接地体之间的距离约左右，接地体之间的距离约5m，将各接，将各接地体打入地中后，用圆钢或扁钢连成一体。地体打入地中后，用圆钢或扁钢连成一体。第32页/共48页第三十二页，共49页。 2

42、021-12-1633p接地网的布置：应使接地装置附近的电位分布尽可能均匀，接地网的布置：应使接地装置附近的电位分布尽可能均匀，以降低接触电压以降低接触电压(diny)和跨步电压和跨步电压(diny)，保证人身安全。，保证人身安全。 电力系统电力系统(din l x tn)不同接地装置的接地电阻允许值见书不同接地装置的接地电阻允许值见书中表中表8-3。四、接地四、接地(jid)(jid)电阻的计算电阻的计算1工频接地电阻的计算工频接地电阻的计算u自然接地体接地电阻的计算：可查阅有关设计手册。自然接地体接地电阻的计算：可查阅有关设计手册。u人工接地体接地电阻的计算人工接地体接地电阻的计算单根垂直

43、接地体的接地电阻：单根垂直接地体的接地电阻： 3 . 0)1(ERn根并联垂直接地体的接地电阻：根并联垂直接地体的接地电阻： nRREE)1(9 . 0当有当有n根垂直接地体并联时，根垂直接地体并联时，考虑屏蔽效应影响，引入利用考虑屏蔽效应影响，引入利用系数系数；考虑水平接地体的作考虑水平接地体的作用，垂直接地体可减少用，垂直接地体可减少10%。 第33页/共48页第三十三页，共49页。 2021-12-1634EERRn)1(9 . 02接地装置的设计接地装置的设计(shj)计算计算按设计规范要求按设计规范要求(yoqi)确定所设计变电所的接地电阻允许值确定所设计变电所的接地电阻允许值（查表

44、（查表8-3）；）；实测或估算可以利用的自然接地体的接地电阻实测或估算可以利用的自然接地体的接地电阻RE(nat)；计算需要装设的人工接地体的接地电阻计算需要装设的人工接地体的接地电阻RE(man)； EnatEEnatEmanERRRRR)()()(根据设计根据设计(shj)经验，初步拟订接地体埋设方案，并试选接地经验，初步拟订接地体埋设方案，并试选接地体和连接导线尺寸体和连接导线尺寸;计算单根接地体的接地电阻计算单根接地体的接地电阻RE(1); 按下式计算接地体的数量按下式计算接地体的数量n: 例例8-2 (P195)第34页/共48页第三十四页，共49页。 2021-12-16353.

45、降低土壤降低土壤(trng)电阻率的措施电阻率的措施采用外引式接地装置：将接地体引至附近的水井、泉眼、水沟、采用外引式接地装置：将接地体引至附近的水井、泉眼、水沟、河边、水库边、大树下等土壤电阻率较低的地方，或者河边、水库边、大树下等土壤电阻率较低的地方，或者(huzh)敷敷设水下接地网，以降低接地电阻。设水下接地网，以降低接地电阻。深埋地极法：如果地下较深处的土壤电阻率较低，可用深埋式接深埋地极法：如果地下较深处的土壤电阻率较低，可用深埋式接地体。地体。换土法：用电阻率较低的土壤（如粘土、黑土等）替换原有电阻换土法：用电阻率较低的土壤（如粘土、黑土等）替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地

46、体周围率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.5m以内和接地体的以内和接地体的1/3处。处。化学处理法：在接地体周围加入低电阻率的减阻剂来增加土壤的化学处理法：在接地体周围加入低电阻率的减阻剂来增加土壤的导电性，从而降低其接地电阻。导电性，从而降低其接地电阻。第35页/共48页第三十五页，共49页。 2021-12-1636五、低压配电系统五、低压配电系统(xtng)(xtng)的等电位联的等电位联结结u等电位联结：是使建筑物电气装置的各外露可导电等电位联结：是使建筑物电气装置的各外露可导电(dodin)部分与电气装置外的其他金属可导电部分与电气装置外的其他金属可导电(dodin)部分电位基本相

47、部分电位基本相等的一种电气连接。等的一种电气连接。u采取等电位联结后，可以降低接触电压，保障人身安全。采取等电位联结后，可以降低接触电压，保障人身安全。 总等电位联结（总等电位联结（MEB）：在建筑物进线处，将）：在建筑物进线处，将PE线或线或PEN线与电气装置接地干线、建筑物内的各种线与电气装置接地干线、建筑物内的各种( zhn)金金属管道以及建筑物的金属构件等，都接向总等电位连接端属管道以及建筑物的金属构件等，都接向总等电位连接端子板，使他们都具有基本相等的电位。子板，使他们都具有基本相等的电位。局部等电位联结（局部等电位联结（LEB）：又称辅助等电位联结，是在）：又称辅助等电位联结，是在

48、远离总等电位联结处、非常潮湿、有腐蚀性物质、触电危远离总等电位联结处、非常潮湿、有腐蚀性物质、触电危险性大的局部范围内进行的等电位联结，以作为总等电位险性大的局部范围内进行的等电位联结，以作为总等电位联结的一种补充。联结的一种补充。 第36页/共48页第三十六页，共49页。 2021-12-1637图图8-15 总等电位联结总等电位联结(linji)（MEB）和局部等电位联结）和局部等电位联结(linji)（LEB）第37页/共48页第三十七页，共49页。 2021-12-1638等电位等电位(din wi)联结导线的选择联结导线的选择总等电位联结主母线的截面，不应小于装置中最大总等电位联结主

49、母线的截面，不应小于装置中最大PE线线截面的一半，且不得小于截面的一半，且不得小于6 mm2。如果。如果(rgu)采用铜导线，采用铜导线，其截面可不超过其截面可不超过25 mm2。连接两个外露可导电部分的局部等电位线，其截面不应连接两个外露可导电部分的局部等电位线，其截面不应小于接至该两个外露可导电部分的较小小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面。线的截面。连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局部等连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局部等电位联结线，其截面不应小于相应电位联结线，其截面不应小于相应PE线截面的一半。线截面的一半。PE线、线、PEN线和等电位联结线以及引至接

50、地装置的接地线和等电位联结线以及引至接地装置的接地干线等，在安装竣工后，均应检测其接地是否良好，绝不干线等，在安装竣工后，均应检测其接地是否良好，绝不允许有接触不良现象。允许有接触不良现象。第38页/共48页第三十八页，共49页。 2021-12-1639六、漏电保护器的基本结构六、漏电保护器的基本结构(jigu)(jigu)和原理和原理图图8-16 漏电漏电(lu din)保护器工作原理示意图保护器工作原理示意图正常情况下，通过正常情况下，通过TAN一次侧的一次侧的三相电流相量和等于零，三相电流相量和等于零，TAN的的铁心中没有磁通，其二次侧没有铁心中没有磁通，其二次侧没有电流输出。当被保护

51、电路发生漏电流输出。当被保护电路发生漏电或有人触电时，由于漏电电流电或有人触电时，由于漏电电流的存在，通过的存在，通过TAN一次侧的三相一次侧的三相电流相量不等于零，电流相量不等于零，TAN中产生中产生零序磁通，其二次侧有电流输出，零序磁通，其二次侧有电流输出，经放大器放大后，驱动经放大器放大后，驱动(q dn)低压断路器低压断路器QF的脱扣线圈的脱扣线圈YR，使断路器使断路器QF自动跳闸。自动跳闸。 图图8-16是电流动作型漏电断路器的工作原理示意图。是电流动作型漏电断路器的工作原理示意图。 第39页/共48页第三十九页，共49页。 2021-12-16408.3 电气电气(dinq)安全安

52、全 一、电气安全的有关一、电气安全的有关(yugun)(yugun)概概念念n电流电流(dinli)对人体的作用对人体的作用伤害程度与电流大小的关系：伤害程度与电流大小的关系：通过人体的电流愈大，人体的通过人体的电流愈大，人体的生理反应愈明显，伤害愈严重。生理反应愈明显，伤害愈严重。感知电流：感知电流：指电流通过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流值指电流通过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流值与时间因素无关。与时间因素无关。摆脱电流：摆脱电流：指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。摆指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。摆脱电流值也与时间无关。脱电流值也与时间无关。室颤电流：室颤电

53、流：指引起心室颤动的最小电流。室颤电流与电流持指引起心室颤动的最小电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。续时间关系密切。第40页/共48页第四十页，共49页。 2021-12-1641 图图8-17是国际电工委员会（是国际电工委员会（IEC）提出的人体触电）提出的人体触电(ch din)时间和通过人体电流（时间和通过人体电流（50Hz）对人身肌体反应的曲线。）对人身肌体反应的曲线。 我国一般采用我国一般采用30mA（50Hz）作为）作为安全电流值，但其安全电流值，但其触电时间不得超过触电时间不得超过(chogu)1s，因此，因此这安全电流值也称这安全电流值也称为为30mAs。图图8-17 人体

54、触电时间和通过人体电流对人身肌体反应人体触电时间和通过人体电流对人身肌体反应(fnyng)的曲线的曲线伤害程度与电流持续时间的关系：伤害程度与电流持续时间的关系：通过人体电流的持续时通过人体电流的持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。第41页/共48页第四十一页，共49页。 2021-12-1642伤害程度伤害程度(chngd)与电流通经的关系：与电流通经的关系： 电流通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会使心脏停止跳电流通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会使心脏停止跳动动(tiodng)；电流通过中枢神经，会引起中枢神经严重失调而导致死亡；电流通过中枢神经，会引起中枢神经严重失调而导致死亡；电流通过头部会使人昏迷，电流较大时会对脑组织产生严重电流通过头部会使人昏迷，电流较大时会对脑组织产生严重损坏而导致死亡；损坏而导致死亡；电流通过脊髓会使人瘫痪等。电流通过脊髓会使人瘫痪等。伤害程度与电流种类的关系：直流电流、交流电流、高频电伤害程度与电流种类的关系：直流电流、交流电流、高频电流、静电电荷以及特殊波形电流对人体都有伤害作用，通常流、静电电荷以及特殊波形电流对人体都有伤害作用，通常(tngchng)以以5060Hz的工频电