第八章 防雷与接地

第八章接地与防雷第一节接地概述第二节雷电的形成及危害第三节防雷装置第四节输电线路和变电所的防雷第五节工厂供电系统的防雷第六节建筑配电系统的防雷第一节接地概述

大地是无穷大的散流体，无论多高的电压、多大的电流，都不能改变大地始终保持零电位的特性。

将电气设备中带电或不带电的部位与大地连接，称为电气连接，简称接地。1、1接地类型

按接地目的不同，接地可以分为：①工作接地

工作接地是为了保证电力系统、电气设备正常工作而进行的接地，即中性点接地运行方式。例如发电机、变压器的中性点直接接地运行方式。②保护接地③防雷接地④防静电接地

保护接地是将电气设备的金属外壳、配电装置的构架、线路的塔杆等正常情况下不带电，但可能因绝缘损坏而带电的所有部分接地。因为这种接地的目的是保护人身安全，故称为保护接地或安全接地。使防雷保护装置（避雷针、避雷线、避雷网）导泄雷电流的接地。

为了防止静电引起易燃易爆气体或液体发生火灾或爆炸，而对贮气体或液体管道、容器等设置的接地。①工作接地A中性点直接接地电力系统

这种系统中，中性点始终保持零电位。

正常运行时，中性点无电流流过。

单相接地时电源故障相、接地点、大地和中性点的接地线构成短路回路。接地相短路电流很大。

措施：继电保护装置将故障相切除。优点：单相接地时，中性点电位不变；非故障相对地电压为相电压；降低电网绝缘投资。应用在110kV及以上电力网中。B中性点不接地电力系统特点：发生单相接地时，不能构成短路回路，接地相电流是非故障相的零序电容电流之和，较小；电网线电压的大小和相位不变，不必立即切除故障线路；非故障相对地电压上升为线电压，对地绝缘水平需提高，投资较大；故障后，继续运行时间不允许超过2h。应用范围：电压小于500V的装置；3--10kV电力网，且单相接地电流小于30A时；发电机直配系统，接地电流小于5A；35kV电力网，单相接地电流小于10A。C中性点经消弧线圈接地电力系统

根据感性电流对容性电流的补偿程度不同分类：全补偿：感性电流=容性电流欠补偿：感性电流<容性电流过补偿：感性电流>容性电流功能：不接地系统；对地电容；单相接地；故障相接地电流为容性电流；电弧不能熄灭；弧光过电压；影响设备安全，造成系统性事故。装设消弧线圈，构成另一回路；流过故障点电流中增加感性电流分量；它们互相补偿、削弱，减小了接地点电流，电弧易于熄灭，提高了供电可靠性。凡是单相接地电流过大，不满足中性点接地条件的电力网，均可采用此种接线方式。

消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈。②保护接地A人体触电

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，使部分或整个身体遭到电的刺激或伤害，引起电伤或电击，称为触电。

电伤主要是电流对人体外部的物理作用，常见的形式有电灼伤、电烙印以及皮肤中渗入熔化的金属物等。

电击是人体的内部器官受到伤害，如电流作用于人体的神经中枢，使心脏和呼吸机能的正常工作受到破坏，发生抽搐和痉挛、失去知觉等现象，也可能使呼吸器官和血液循环器官的活动停止或大大减弱。B电流强度对人体的危害程度

触电时人体受害的程度与许多因素有关，如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，其中最主要的因素是通过人体电流强度的大小、持续时间。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。按通过人体的电流对人体的影响，将电流大致分为三种：（1）感觉电流它是人体有感觉的最小电流。（2）摆脱电流人体触电后能自主地摆脱电源的最大电流。（3）致命电流在较短的时间内，危及生命的最小电流。

一般情况下通过人体的工频电流超过50mA时，心脏

就会停跳，人就会发生昏迷，很快致死。C保护接地的作用无保护接地时人触及外壳的电流分布

电源的中性点不接地，电机外壳也不接地。

某一相绝缘破坏，发生碰壳时，外壳电压即为相电压。

人若触及外壳即相当于发生单相接地，就会有非故障相的电容电流之和流过人体。

人若触及外壳即相当于发生单相接地，就会有非故障相的电容电流之和流过人体。有保护接地时人触及外壳的电流分布

电源的中性点不接地，电机外壳也不接地。

人若触及外壳即相当于发生单相接地，但是此时非故障相的电容电流之和通过人体和接地电阻两条通路流过。通过人体的电流：

上式说明接地电阻越小，通过人体的电流越小。因此，适当的选择接地装置的接地电阻，就可以保证人身安全。D对接地电阻值的要求

接地的基本概念接地:防雷装置或电气设备与大地之间的电气连接。接地体:埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体，又称接地极，接地线：连接于接地体与电气设备接地部分之间的金属导线｡它分为接地干线和接地支线｡接地装置：接地体和接地线的总合｡

1—垂直接地体;2—接地干线;3—接地支线;4—电气设备;5—水平接地体。流散电流：接地电流流入地下以后,就通过接地体向大地作半球形散开,

这一接地电流就叫做流散电流｡由于半球形面积距离接地体距离越远越大，因此与其对应的单位长度大地电阻越小。在20米以外的地方，该电阻接近于零。因此，可以认为在距离接地体20以外,电流就不再产生电压降了｡或者说,至距离接地体20m处,电压已降为零｡电工上通常所说的“地”就是这里的地｡对地电压就是带电体与电位为零的大地之间的电位差｡

接地电阻的要求大电流接地系统，接地网的接地电压不得超过2000V。因此，接地装置的接地电阻应为：小电流接地系统中，当接地装置仅用于高压设备时，接地网的接地电压不得超过250V。因此，接地装置的接地电阻应为：小电流接地系统中，当接地装置为高低压设备共时，接地网的接地电压不得超过120V。因此，接地装置的接地电阻应为：E跨步电压发生接地故障时，人处于分布电压区域内，有两种方式触及不同电位点而受到电压作用。当人触及漏电外壳，加于人手与脚之间的电压电位差称为接触电压Utou。即通常人站在距离设备水平距离0.8m的地面上，手触及设备所承受的电压。由接触电压引起的触电称为接触电压触电。如设备外壳电位为UE，距离设备0.8m处地面的电压为U，则接触电压为当人在分布电压区域内跨开一步，两脚间（约0.8m）所承受的电压称为跨步电压Us。如该两点的电位分别为U1和U2，则跨步电位为人体所能承受的接触电压和跨步电压的允许值，与通过人体的电流值的大小、持续时间的长短、地面土壤的电阻率和电流流经人体的途径有关。