工厂供电 防雷、接地与电气安全

第一节过电压与防雷第二节电气装置的接地第三节电气平安与触电急救

第八章防雷、接地与电气平安12/9/20221第1节过电压与防雷一、过电压及雷电的有关概念〔一〕过电压的形式过电压：电气线路或电气设备上出现的超过正常工作电压要求的电压。过电压内部过电压操作过电压谐振过电压外部过电压直接雷击间接雷击12/9/20222〔二〕雷电的形成原理12/9/20223二、防雷设备接闪器---专门用来接受直接雷击的物体。接闪器避雷针避雷线避雷带避雷网1.避雷针避雷针的作用：是引雷。采用镀锌圆或镀锌钢管针长：1m以下时，直径>12mm针长：1～２m时，直径>16mm12/9/20224避雷针保护范围计算滚球法当避雷针高度：避雷针在地面上的保护半径12/9/20225例题：有一座二类防雷建筑物，高10m其屋顶最远的一角距离一高50m的烟囱15m远。烟囱上装有一根2.5m避雷针。试验算此避雷针能否保护该建筑物。解：二类滚球半径为45m假设大于15m，能保护，否那么不能保护12/9/202262.避雷线采用截面不小于镀锌钢绞线3.避雷带和避雷网主要用类保护建筑物特别是高层建筑物。主要用类保护架空线路。以上接闪器均应经引下线与接地装置连接。12/9/20227〔二〕避雷器避雷器应与被保护设备并联,且安装在被保护设备电源侧.避雷器的类型阀式避雷器排气式避雷器保护间隙金属氧化物避雷器12/9/202281、阀式避雷器火花间隙用铜片冲制而成，每对间隙用云母垫圈隔开，在雷电过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片具有非线性特性，正常电压下其电阻很大，而过电压下其电阻就变得很小。阀式避雷器组成由火花间隙和阀片12/9/202292、排气式避雷器〔通称管型避雷器〕组成产气管内部间隙外部间隙适于室外架空场所，主要是架空线路上。12/9/2022103.保护间隙〔羊角避雷器〕只用于室外且负荷不重要的线路上。a)双支柱瓷瓶单间隙b)单支柱瓷瓶单间隙C)双支柱瓷瓶双间隙

12/9/2022114、金属氧化物避雷器无火花间隙只有压敏电阻片的避雷器。压敏电阻片具有理想的阀电阻特性。在正常工频电压下，它呈现极大的电阻，能迅速有效地阻断工频续流。而在雷电过电压作用下，其电阻变的很小，能很好的泄放雷电流。12/9/202212第2节电气装置的接地

一、接地的有关概念1、接地和接地装置电气设备的某局部与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接地极。接地装置人工接地自然接地12/9/2022132、接地电流和对地电压

当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地作半球形散开，称为接地电流。在距单根接地体或接地故障点约20m的地方，散流电阻已趋近于零，即其电位趋近于零，称为电气上的“地〞或“大地〞。电气设备的接地局部，如接地的外壳和接地体等，与零电位的“地〞之间的电位差，就称为接地局部的对地电压。12/9/2022143、接触电压和跨步电压接触电压：电气设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两局部之间出现的电位差。例如人站在发生接地故障的电气设备旁边，手触及设备的金属外壳，那么人手与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压。跨步电压：在接地故障点附近行走时，两脚之间出现的电位差，越靠近接地故障点或跨步越大，跨步电压越大。离接地故障点达20m时，跨步电压为零。接触电压和跨步电压12/9/2022154、工作接地、保护接地和重复接地〔1〕工作接地：〔2〕保护接地：保护接地的型式有两种：①设备的外露可导电局部经各自的接地线(PE线)直接接地。②设备的外露可导电局部经公共的PE线或经PEN线接地，这种接地习惯称为“保护接零〞。12/9/202216必须注意：同一低压配电系统中，不能有的采取保护接地，有的又采取保护接零，否那么当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采取保护接零的设备外露可导电局部将带上危险的电压，12/9/202217〔3〕重复接地:在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线平安可靠，除在电源中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的以下地方进行重复接地：①在架空线路终端及沿线每lkm处；②电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。12/9/202218二、电气装置的接地和接地电阻〔一〕电气装置应接地或接零的金属局部电机、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。户内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电局部的金属遮栏和金属门。配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属柜架和底座。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。12/9/202219〔二〕接地电阻及其要求

接地电阻：接地体的流散电阻与接地线和接地体电阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，因此接地电阻可认为就是接地体的流散电阻。工频接地电阻：工频(50Hz)接地电流流经接地装置所呈现的接地电阻。冲击接地电阻：雷电流流经接地装置所呈现的接地电阻。按规定应满足的条件为：在接地电流通过保护接地时产生的对地电压不应高于平安特低电压50V。因此保护接地电阻应为12/9/202220如果漏电保护断路器的动作电流取30mA(平安电流值)，那么≤50／0.03=1667Ω，一般取≤100Ω，以确保平安。三、接地装置的装设1、自然接地体的利用可作为自然接地体的有：与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋地的非可燃可爆的金属管道及埋地敷设的不少于两根的电缆金属外皮等。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。12/9/202221

2、人工接地体的装设

人工接地体有垂直埋设的和水平埋设的根本结构型式最常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管。为了减少外界温度变化对流散电阻的影响，埋人地下的接地体，其顶面埋设深度不宜小于0.6m。当土壤电阻率偏高时，为降低接地装置的接地电阻，可采用以下措施：采用多支线外引接地装置，深埋式接地体，局部地进行土壤置换及化学处理。

12/9/202222四、接地装置的计算人工接地体工频接地电阻的计算、自然接地体工频接地电阻的计算等，见规程规定五、接地装置的测试1、用电压表、电流表和功率表1被测接地体,2电压极,3电流极12/9/202223第3节电气平安与触电急救

一、电气平安的一般措施保证电气平安的一般措施如下：1．加强电气平安教育，树立“平安第一〞的观点。2．严格执行平安工作规程。工作人员工作中正常活动范围与带电设备的平安距离

电压等级／kV≤10(13.8)20～35

44

60～110

154

220

330

安全距离／m

0.35

O.60

0.90

1.50

2.00

3.00

4.0012/9/202224电流通过人体时，人体内部组织将产生复杂的作用。较大的的电流通过人体所产生的热效应、化学效应和机械效应，将使人的肌体遭受严重的电灼伤、组织炭化坏死及其他难以恢复的永久性伤害。触电以电灼伤者居多,但在特殊场合，人触及高压后，由于不能自主地脱离电源，将导致迅速死亡的严重后果。1.电流对人体的作用人体触电可受到两种伤害：电击：人体的重要器官受到损害〔大脑、心脏、呼吸系统、神经系统〕。多数死亡电伤：人体的局部器官受到损害〔手、脚、胳膊〕。12/9/2022252、触电的危险性取决因素接触电压：越大越危险，平安电压一般为36V，流过人体的电流：越大越危险，平安电流为30mA，50～60Hz的电流危害最严重。触电时间：越长越危险，规定电流乘以时≤30mA·S。还有：人体电阻、触电方式、电流路径、环境、健康状况、情绪好坏等。

安全电压(交流有效值)／V

选用举例

额定值

空载上限值

42

50

在有触电危险的场所使用的手持式电动工具等

36

43

在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等

24

29

12

15

可供某些具有人体可能偶然触及的带电体设备选用

6

812/9/202226进行地电位带电作业时人身与带电体间的平安距离

电压等级／kV

10

35

66

110

220

330

安全距离／m

0.4

0.6

O.7

1.01.8(1.6)

2.6等电位作业人员对邻相导线的平安距离

电压等级／kV

10

35

66

110

220

330

安全距离／m

0.6

0.8

0.9

1.4

2.5

3.5如在高压设备上工作必须遵守的要求：填用工作票、至少应有两人在一起工作。12/9/2022273．严格遵循设计、安装标准。

4．加强运行维护和检修试验工作。5．采用平安电压和符合平安要求的相应电器。6．采用电气平安用具例如操作高压隔离开关和跌开式熔断器的绝缘钩棒(又称令克棒，高压验电器、低压试电笔、绝缘手套、绝缘靴、绝缘地毯、绝缘垫台、临时接地线及“禁止合闸，有人工作〞、“止步，高压危险!〞等标示牌等。高压绝缘钩棒1手柄，2护环，3绝缘杆，4金属钩

12/9/202228b)低压试电笔a)高压验电器1触头，2氖灯，3电容器，4接地螺钉，5绝缘棒，6护环，7绝缘手柄，8炭质电阻，9金属挂钩10弹簧，11观察窗孔。

12/9/2022297．普及平安用电常识

如不得私拉电线、不得长时间超负荷用电、当电线断落在地上不可走近、如遇有人触电，应立即设法使触电者脱离电源或断开电源，并正确进行触电急救。8．正确处理电气失火事故

如带电灭火，应使用二氧化碳(CO2)灭火器、干粉灭火器、干砂等进行。

12/9/202230二、触电的急救处理1、脱离电源在触电者未脱离电源前，救护人员不得直接用手触及触电者。如果触电者是触及低压电，应迅速切断电源或使用绝缘工具、枯燥木棒等不导电物体解脱触电者，也可抓住触电者枯燥而不贴身的衣服将其拖开，可戴绝缘手套或将手用枯燥衣物包起后解脱触电者，也可站在绝缘垫上或干木板上进行救护，最好用一只手进行救护。如果触电者触及高压带电设备，救护人应迅速切断电源，或用适合该电压级的绝缘工具(如高压绝缘棒)解脱触电者，救护人在抢救过程中，应注意保持自身与周围带电局部必要的平安距离。12/9/2022312、急救处理当触电者脱离电源后，应立即根据具体情况，迅速对症救治，同时赶快通知医生前来抢救。1)如果触电者神志尚清醒，那么应使之就地躺平，严密观察，暂时不要让其站立或走动。2)如果触电者伤势严重，心跳和呼吸均已停止，那么在通畅气道后，立即同时进行口对口(鼻)的人工呼吸和胸外按压心脏的人工循环。如果现场仅有一人救护时，可交替进行人工呼吸和人工循环：先胸外按压心脏4～8次，然后口对口(鼻)吹气2～3次，再按压心脏4～8次，又口对口(鼻)吹气2～3次，如此交替反复进行。12/9/2022323、人工呼吸法1)首先解开触电者的衣服、裤带，松开上身，使其胸部能自由扩张。2)使触电者仰卧，不垫枕头，使头先侧向一边，去除其口腔内的血块、假牙及其他异物。如果其舌根下陷，那么应将舌头拉出，使气道通畅。然后将其头部扳正，使之尽量后仰，鼻孔朝天，使气道畅通。3)救护人位于触电者一侧，用一只手捏紧其鼻孔，不使漏气；用另一只手将其下颌拉向前下方，使其嘴巴张开。可在其嘴上盖一层纱布，准备对其吹气。4)向触电者大口吹气，如图8—4a所示。吹气时，要使触电者胸部膨胀。12/9/202233救护人吹气完毕后换气时，应立即离开触电者的嘴巴(或鼻孔)，并放松紧捏的鼻(或嘴)，让其自由排气，如图8—4b所示。按照上述操作要求反复进行，每分钟约12次。对幼小儿童，鼻子不捏紧，可任其自由漏气，而且吹气不能过猛，以免肺包胀破。

图8-4口对口吹气的人工呼吸法

a)贴紧吹气b)放松换气→气流方向

12/9/2022344、胸外按压心脏的人工循环法

1)与人工呼吸法的要求一样