防雷,接地和电气安全课件

第七章防雷，接地和电气安全第一节防雷一，雷电的形成和危害1.雷电的形成————上升的水蒸气形成雷云——雷云与大地凸出物相互接近到一定距离时,将会发生激烈放电

——出现强烈闪光（闪电）——空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声（）2.雷电的危害热性质的破坏作用：巨大的雷电流通过导体,在极短时间内会产生大量热能,易金属熔化飞溅造成火灾和爆炸事故。机械性质的破坏作用：当雷电通过被击物时,在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀,缝隙中的水分剧烈蒸发,致使被击物破坏或爆炸。电性质的破坏作用：雷电引起：a.直击雷遭受直击雷击时产生的过电压b.感应雷雷电对设备、线路或其它物体的静电感应或电磁感应所引起的过电压。c.雷电侵入波在导线上感应产生的冲击电压波，它沿着导线以光速向两侧流动，故又称为过电压行波。过电压和电流成为造成损坏电气设备的绝缘,烧断电线或劈裂等事故。二.防雷保护装置1.避雷针避雷针一般采用镀锌圆钢（针长1m以下时，直径不小于12mm；针长1～2m时，直径不小于16mm），或镀锌钢管（针长1m以下时，直径不小于20mm，针长1～2m时，直径不小于25mm）制成。它通常安装在电杆、构架或建筑物上。它的下端通过引下线与接地装置可靠连接，如图所示。

避雷针的功能实质是引雷作用。它能对雷电场产生一个附加电场（该附加电场是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的），使雷电场畸变，从而改变雷云放电的通道。雷云经避雷针、引下线和接地装置，泄放到大地中去，使被保护物免受直击雷击。hx为被保护物高度，单位m；ha（ha=h-hx）为避雷针的有效高度，单位m；p为高度影响系数，当h≤30m时，p=1；当30m＜h≤120m时，避雷针的保护范围，以它能够防护直击雷的空间来表示。单支避雷针的保护范围，应按下列方法确定：三.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。它一般接于各段母线与架空线的进出口处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备并联。

避雷器的类型有保护间隙，管式避雷器、阀式避雷器、金属氧化物避雷器等。图

避雷器的连接

（1）保护间隙角形保护间隙（羊角避雷器）a)双支持绝缘子单间隙b)单支持绝缘子单间隙c)双支持绝缘子双间隙s-保护间隙s1-主间隙s2-辅助间隙保护间隙的结构保护间隙又称角型避雷器或羊角避雷器，结构简单，维修方便，但保护性能较差，保护间隙只用于室外且负荷不重要的线路上。保护间隙工作原理这种角形保护间隙又称羊角避雷器。其中一个电极接于线路，另一个电极接地。当线路侵入雷电波引起过电压时，间隙击穿放电，将雷电流泄入大地。为了防止间隙被外物（如鸟、兽、树枝等）短接而造成短路故障，通常在其接地引下线中还串接一个辅助间隙S2，如图所示。这样即使主间隙被物短接，也不致造成接地短路。ABCs2s1s1s1主间隙辅助间隙架空线路（2）管型避雷器

管型避雷器由产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成。而产气管由纤维、有机玻璃或塑料组成。它是一种灭弧能力很强的保护间隙。

管型避雷器结构示意图1-产气管2-棒形电极3-环形电极4-接地支座5-管口6-线路s1-外部间隙s2-内部间隙管型避雷器结构管型避雷器工作原理当沿线侵入的雷电波幅值超过管型避雷器的击穿电压时，内、外间隙同时放电，内部间隙的放电电弧使管内温度迅速升高，管子内壁的纤维质分解出大量高压气体，由环形电极端面的管口5喷出，形成强烈纵吹，使电弧在电流第一次过零时就熄灭。这时外部间隙的空气迅速恢复了正常绝缘，使管型避雷器与供电系统隔离。熄弧过程仅为0.01s。雷电危害方式一、接地和接地装置

1、接地的有关概念电气设备的某部分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。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。接地线与接地体的组合，称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。如右图所示。1接地体，2接地干线，3接地支线，4电气设备

第二节电气设备的接地电气设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。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，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压（2）、接触电压和跨步电压

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。接地的种类

接地工作接地保护接地重复接地二、电气设备的接地种类1.工作接地为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而必须进行的一种接地，例如电源中性点（或经消弧线圈）的接地、防雷装置的接地等。各种工作接地有各自的功能！2.保护接地：为了保障人身安全，将电力设备正常情况不带电的外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地。保护接地作用的说明（在小电流接地系统中）TN系统TN－C系统TN－S系统TN－C－S系统整个系统的中性线N与保护线PE是合在一起的，电气设备不带电金属部分与之相连。配电线路中性线N与保护线PE分开，电气设备的金属外壳接在保护线PE上。

TN-C和TN-S系统的综合，电气设备大部分采用TN-C系统接线，在设备有特殊要求场合局部采用专设保护线接成TN-S形式

1.TN系统

对低压TN系统，由于其中所有设备的外露可导电部分均接公共PE线或PEN线，是采取保护接零，因此不存在保护接地电阻问题。

2.TT系统

配电系统的中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地。图8.19TT系统4.重复接地

在中性点直接接地的低压电力网中采用接零时，将零线上的一点或多点再次与大地作金属性连接，称为重复接地。重复接地可在系统中发生碰壳短路时降低零线的对地电压，减轻触电的危险。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，否则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部分将带上危险的电压，如上图所示。故障设备对地电压：系统中性点对地电压：第三节电气安全与防护自学2.产生静电的外因1．紧密的接触和迅速的分离任何物体的表面都是不光滑的，所谓的接触是多点接触，当接触距离小于2.5纳米时，就有电子转移，即形成双电层。若分离得足够快，物体就带电。2．附着带电。某种极性的离子或带电粉尘附着到与地绝缘的固体上，能使该固体带上静电或改变其带电状况。3．感应起电。在工业生产中，存在带静电物体能使附近不相连的导体带电的现象。4．极化起电。绝缘体在静电场内，其内部和表面能出现电荷，是极化作用的结果。5.流动带电流体与管道的摩擦6．喷出带电。粉体、液体和气体从截面很小的开口喷出时，这些流动的物体与喷口激烈的摩擦，同时流体分子之间又相互碰撞，会产生大量的静电。7．飞沫带电。喷在空间的液体，由于扩散和分离，出现了许多小滴组成的新的液面，产生静电。2008年2月18日16日晚10点半，四川温江和宁街景阳巷37号院里传出一声巨响。44岁的杨云出门查看自制氢气瓶的情况，刚走出家门，爆炸突然发生了，杨云当场身亡。温江安监局工作人员分析：是杨云身上所穿腈纶衣服产生静电，引燃了泄漏的氢气导致惨剧发生。案例衣服静电引爆自制氢气阳台上被炸坏的天花板3.静电的危害

１）泄漏法 通过以下设施可将静电向大地泄放。 a)地线：＜１ohm(AC),将静电荷导入大地； b)防静电地板／漆：＜109ohm(105~109),将人体或物体上静电导入地线，必须接地良好； c)防静电桌垫：＜109ohm(105~109)，将人体或物体上静电导入地线，必须接地良好； d)腕带：１x106~1x107ohm，将人体静电引至地线； e)脚带：１x106~1x107ohm，将人体静电引至地线； f)防静电鞋：105~108欧姆,将人体静电引至防静电地板／漆；电地板必须接地良好。g)防静电服：1x105~1x1011ohm,含钢丝,将人体 静电通过腕／脚带导入地线，屏人体静电; 注意：应接触皮肤，洗涤时不能柔搓

泄漏法消散静电一般只适用于导体，对于绝缘体上静