5 供电系统的保护接地与防雷
电气设备防雷及接地
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接触网防雷
接触网防雷的特点:
铁路隧道内接触网对 地的空气间隙太小，规 范 规 定 困 难 值 为 240mm ， 耐 雷 水 平 仅 11kA ， 当 直 击 雷 电 流 或感应雷电流从接触网 流过时。有可能击穿空 气间隙，造成接地短路 . ，引发跳闸。
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⑥保护间隙
与被保护物绝缘并联的空气火花间隙叫 保护 间隙（又叫空气间隙）。 按结构形式可分为棒形、球形和角形三种。
目前3～35kV线路广泛应用的是角形间隙。 角形间隙由两根 φ10 ～ 12mm 的镀锌圆钢弯 成羊角形电极并固定在瓷瓶上，见图a。
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1、吸流变压器的原边应设避雷装置。 2、重雷区及超重雷区，下列重点位置应设避雷装置。 1）分相和站场端部的绝缘关节； 2）长度2000m及以上隧道的两端；
国内接触网防雷现状
3）供电线或AF线连接到接触网上的连接处。
通过规范可以看出，我国电气化铁路接触网防雷工 程设计中，除了通过绝缘子自恢复绝缘外，还在接触网 系统相关位置设置了避雷器以达到防雷的目的。
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有时雷云很低，周围又没有带异性电荷的雷云， 这样有可能在地面凸出物上感应出异性电荷， 在雷云与大地之间形成很大的雷电场。当雷云 与大地之间在某一方位的电场强度达到 25 ～ 30kV/cm 时就开始放电，这就是 直击雷 ，据观 测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。见 图。
1、牵引变电所出口 2、接触网隔离开关两侧 3、架空线与电缆连接处 4、架空线终端 1. 牵引变电所出口 2. 接触网隔离开关两侧 3. 架空线与电缆连接处
防雷接地
1有关概念把电气设备与接地装置连接起来，称为接地。
电气设备的接地是保证人身安全及电气设备正常工作的重要部分，也是防雷技术最重要的环节。
接地按其作用可分为三类：（1）保护接地，指正常情况下将电气设备外壳及不带电金属部分的接地。
如发电机、变压器等电气设备外壳的接地。
（2）工作接地，指电力、通讯等系统中利用大地做导线或为保证其正常运行所进行的接地。
如供电系统中的三相四线制中的地线，某些变压器中性点接地等。
（3）防雷接地，指过电压保护装置或设备的金属结构的接地。
如避雷器的接地、避雷针构架的接地等，也称过电压保护接地。
接地装置由接地体和接地线组成。
接地电阻，指电流通过接地装置流向大地受到的阻碍作用。
在数值上，接地电阻是电气设备的接地体对接地体无穷远处的电压与接地电流之比，即Re＝Uj／Ie式中：Re──接地电阻（Ω）Ie──接地电流（A）Uj──接地体对接地体无穷远处的电压（V）影响接地电阻的主要原因有土壤电阻率、接地体的尺寸、形状及埋入深度、接地线与接地体的连接等。
2防雷接地装置的结构无论是防直击雷或感应雷，最终都是通过接地装置将雷电流送入大地。
所以，没有完善的接地装置是无法完成避雷任务的。
在防雷工程设计、施工、验收中，人们往往习惯单方面追求接地电阻的数值，将接地电阻的大小，作为衡量防雷工程质量的最重要指标，认为接地电阻越小，防雷效果越好，被保护的对象就越安全。
对避雷系统接地装置的接地电阻值有一定的要求是无可非议的，因为接地电阻越小，散流越快，落雷物体高电位保持时间就越短，危险越小，以至于跨步电压、接触电压也越小。
然而，理论和实践证明，接地网的结构较接地电阻更应受到重视。
随着科学技术的飞速发展，人们对现代建筑物这一名词已不陌生。
所谓现代建筑物，即标志着建筑物内有供电、计算机、通讯等系统在运行。
为了这些系统的安全运行，往往需要多种类别的接地装置，怎样合理、科学的处理其相互关系也就成为不可回避的问题。
3独立接地已基本被取代独立接地是指需要接地的系统分别独立地建立接地网，且各接地网之间要求有足够的距离。
防雷,工作,保护接地
3、保护接地系统，在变配电所内适当位置设总等电位铜排，从等电位铜排引出PE强电干线，每层在适当位置设辅助等电位铜排，从辅助等电位铜排引接地线至设备外壳及金属管道等。
4、直流接地系统。直流接地系统基准电位引自总等电位铜排，采用35铜芯绝缘线，穿钢管保护直接引至设备附近，作直流接地用。
5、功率接地。用与相导体等截面的绝缘铜芯线从楼层配电箱与相导体一起引来，在TN-S系统中就是中性线N。
6、屏蔽接地及防静电接地，自总等电位铜排引出PE弱电干线，每层在适当位置设弱电辅助等电位铜排，电子设备的外壳，金属管路的屏蔽及抗静电接地均引起至弱电辅助等电位铜排。
关于接地概念
一、种类
1、防雷接地：
为把雷电迅速引入大地，以防止雷害为目的的接地。
防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。
2、交流工作接地
将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备与大地作金属连接。
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接；也不能与PE线连接。
3、安全保护接地
安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，有PE线连接起来，但严禁将PLeabharlann 线与N线连接。4、直流接地
为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。
接地保护及防雷保护
一、接地保护及防雷保护
（一）接地保护
1、当施工现场设有专供施工用的低压侧为380/220V中性点直接接地的变压器时，其低压侧应采用保护导体和中性导体分离接地系统或电源系统接地，保护导体就地接地系统。
但由同一电源供电的低压系统，不宜同时采用上述两种系统。
2、Ⅰ类电气设备的金属外壳及与该电气设备连接的金属构架，必须采取可靠的接地保护。
3、接零保护应符合下列规定：
（1）架空线路终端、总配电盘及区域配电箱与电源变压器的距离超过50m以上时，其保护零线应作重复接地，接地电阻值不应大于10Ω。
（2）接引至电气设备的工作零线与保护零线必须分开。
保护零线上严禁装设开关或熔断器。
（3）接引至移动式电动工具或手持式电动工具的保护零线必须采用铜芯软线，其截面不宜小于相线的1/3，且不得小于1.5mm2。
4、用电设备的保护地线或保护零线应并联接地，并严禁串联接地或接零。
5、当施工现场不单独装设低压侧为380/220V中性点直接接地的变
压器而利用原有供电系统时，电气设备应根据原系统要求作保护接零或保护接地。
6、保护地线或保护零线应采用焊接、压接、螺栓连接或其他可靠方法连接。
严禁缠绕或钩挂。
7、低压用电设备的保护地线可利用金属构件、钢筋混凝土构件的钢筋等自然接地体，但严禁利用输送可燃液体、可燃气体或爆炸性气体的金属管道作为保护地线。
8、利用自然接地体作保护地线时应符合下列要求：
（1）保证其全长为完好的电气通路。
（2）利用串联的金属构件作保护地线时，应在金属构件之间的串接部位焊接金属连接线，其截面不得小于100mm2。
施工现场临时用电的接地与防雷安全要求（3篇）
施工现场临时用电的接地与防雷安全要求施工现场临时用电的接地和防雷安全是施工现场电气安全的重要组成部分，直接关系到人员生命财产安全。
下面将对施工现场临时用电的接地和防雷安全进行详细介绍。
一、施工现场临时用电的接地要求：1. 临时用电需有专门的接地系统。
施工现场临时用电的接地系统应由独立的接地线路组成，且与主线路接地系统分开。
2. 接地电阻要符合要求。
施工现场临时用电的接地电阻应符合规定，一般要求不大于4Ω，以确保电流能够正常流入地下，保护人员免受电击。
3. 接地电阻应定期检测。
施工现场临时用电的接地电阻应定期检测，并记录检测结果，以确保接地系统正常工作。
4. 临时用电设备要接地。
施工现场临时用电设备的金属外壳和导体应与接地系统连接，以保证临时用电设备的安全使用。
5. 临时用电设备的支架和结构要接地。
施工现场临时用电设备的支架和结构也应接地，以防止因设备支架和结构触电造成的人员伤害。
6. 场地要保持干燥。
施工现场临时用电的接地系统应布设在干燥的场地上，避免潮湿导致的接地电阻增大。
7. 接地线要可靠固定。
施工现场临时用电的接地线应牢固地固定在地面上，以防止接地线被人员或机械设备意外拉断。
二、施工现场临时用电的防雷安全要求：1. 使用防雷设备。
施工现场临时用电的供电设备应配备防雷保护设备，如防雷避雷器、避雷针等，以保护供电设备免受雷击而损坏。
2. 远离高大建筑物和高压设备。
施工现场临时用电设备应尽量远离高大建筑物和高压设备，以避免雷击引起的火灾和爆炸事故。
3. 使用屏蔽线缆。
施工现场临时用电的供电线缆应使用屏蔽线缆，以提高线缆的防雷能力。
4. 避免使用易燃材料。
施工现场临时用电时，应避免使用易燃材料，并要做好防火措施，以防止雷击引发火灾。
5. 避免在雷雨天气施工。
在雷雨天气，应暂停施工现场临时用电工作，以确保施工人员的安全。
6. 定期检查防雷设备。
施工现场临时用电的防雷设备应定期检查，确保其正常工作。
7. 周期性维护。
防雷接地、保护接地、防静电接地常识
防雷接地、保护接地、防静电接地常识防雷接地分为两个概念，一是防雷，防止因雷击而造成损害；二是静电接地，防止静电产生危害。
主要类型一、工厂防雷分为整体结构防雷，就是主厂房防雷，主要基础打接地极、接地带，形成一个接地网，接地电阻小于10欧。
再与主厂房的钢筋或钢构的主体连接。
水泥混凝土屋顶接避雷带或避雷针，墙外地面还得留有接地测试点，钢构应用镀锌扁铁作直接引到屋顶。
二、供电系统接地分为保护接地和工作点接地，保护接地是带电设备外壳接地。
工作点接地指零线接地，接地网做法与避雷接地方式一样，接地电阻小于4欧。
如达不到要求，则应加接地极，条件不好的，应加电解物及（或）更换土壤。
工作接地和保护接地在配电室独立引出，系统可并为一个。
工作方式，如地线和零线分开，也可合为一引到用电系统（或设备）。
接地系统须重复接地。
也有独立分开的方式，TN-S系统。
零地不能再合为一。
三、仪器仪表接地系统。
该系统接地电阻小于1欧，不能与防雷接地连接。
四、防静电接地，如油管等，每隔（弯头）35米就得有一处可靠接地（可系统也可独立），电阻小于30欧。
组成防雷接地装置部分概念：1）雷电接受装置：直接或间接接受雷电的金属杆（接闪器），如避雷针、避雷带（网）、架空地线及避雷器等。
2）引下线：用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。
3）接地线：电气设备、杆塔的接地端子与接地体或零线连接用的正常情况下不载流的金属导体。
4）接地体（极）：埋入土中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体。
分为垂直接地体和水平接地体。
5）接地装置：接地线和接地体的总称。
6）接地网：由垂直和水平接地体组成的具有泄流和均压作用的网状接地装置。
7）接地电阻：接地体或自然接地体的对地电阻的总和，成为接地装置的接地电阻，其数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。
同时接地电阻也是恒量接地装置水平的标志。
防雷分类1）第一类：制造、储存火工品等，因火花引起爆炸，造成巨大破坏和人身伤亡；具有0区或20爆炸危险场所的建筑物；具有1区或21区爆炸危险场所。
供电工程电气供电系统的防雷与接地ppt课件
1-接地体 2-流散电场 3-接地电流的地中电位分布
IE
3 1
2
≈20m
1 2
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（三）接地类型 1. 功能性接地 为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，例如电 源中性点的直接接地或经消弧线圈等的接地，又称工作接地。
2. 保护性接地 为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地。包括：
E E
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1-接地体 2-接地干线 3-接地支线 4-电气设备 5-连接扁钢
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续上页 （二） 接地电流与对地电压 电气设备在发生接地故障时，电流将
通过接地体以半球形向大地中散开，如图 所示。
在距离接地体越远的地方，半球的球 面积越大，其散流电阻越小，相对于接地 点处的电位就越低。
电气设备的接地部分，如：接地的外 露可导电部分和接地体等，与零电位的 “大地”之间的电位差，称为接地部分的 对地电压。
变配电所中一般需要通过装设阀式避雷器或氧化锌避雷器对变压器进 行雷电侵入波的防护。
避雷器的选择，必须使其伏秒特性与变压器伏秒特性合理配合，并且 避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允许的程度。
避雷器应尽可能靠近变压器安装。避雷器接地线应与变压器低压侧 接地中性线及金属外壳连在一起接地。
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1～2km 架空线
安全保护接地
为防止由带电导体的绝缘损坏所造成人体受到 间接电击，而将电气设备的外露可导电部分进 行的接地。
过电压保护接地 为防止过电压对电气设备和人身安全的危害而 进行的接地，如防雷接地。
防静电接地
为了消除静电对电气设备和人身安全的危害而 进行的接地。
3. 功能性与保护性合一的接地(如屏蔽接地)
接地与防雷安全要求(2篇)
接地与防雷安全要求(1)所有电气设备的金属外壳以及和电气设备连接的金属构架等，除有特殊规定外，均应有可靠的接地(零)保护。
(2)在施工现场专用的中性点直接接地的供电系统中，必须采用接零保护，且须设专用保护零线，不得与工作零线共用。
(3)专用保护零线应由工作接地线或由配电室的零线或第一级漏电保护器电源侧的零线引出。
(4)在中性点不直接接地供电系统中，则必须采用接地保护。
(5)所有电气设备的保护零线应以并联方式与零干线连接。
零线上严禁装设开关或熔断器。
(6)严禁利用大地做零线或相线。
(7)重复接地线与保护线相连，与电气设备相连接的保护零线应用截面不小于2.5mm攩2攪的绝缘多股铜线。
保护零线除须在配电室或总配电箱处做重复接地外，还必须在配电线路中间处和末端处作重复接地。
(8)施工现场的塔式起重机，井字架和金属脚手架，当其高度超过20m时，要设置防雷和重复接地装置，其接地电阻不大于10欧姆。
接地与防雷安全要求（2）的重要性不言而喻。
在现代社会的各个领域，都需要接地与防雷措施来保障人们的生命安全和设备设施的正常运行。
无论是居住环境、工业生产还是通信系统，都离不开接地与防雷安全的要求。
首先，接地是指将电气设备或设施与地面之间建立起良好的电气连接。
接地系统的建立可以有效地防止电气设备的漏电、电弧及其他电气故障造成的电击风险，保障人员的人身安全。
同时，接地系统还能确保电气设备的正常运行，提高设备的可靠性和稳定性。
因此，在各类建筑、电气设备安装和工业化生产过程中，接地的规范要求是必不可少的。
其次，防雷安全也是一项非常重要的要求。
雷电是自然界中的一种灾害性天气现象，其高能电流和高电压可能对人类、建筑物和设备造成巨大威胁。
为了防止雷击事故的发生，必须采取一系列防雷措施。
首先，建筑物的外部应设置良好的避雷装置，例如避雷针和避雷网，来导引雷电流到地面；其次，室内的电气设备应当采取屏蔽和防护措施，以防止不必要的雷电干扰和损坏。
施工用电接地与防雷措施
施工用电接地与防雷措施1、在施工现场专用变压器的供电的TN-S接零保护系统中。
所有电气设备的金属外壳与保护零线相接。
专用保护零由工作接地线，配电室的第一级漏电保护器电源侧的零线引出。
施工现场的所有电气设备在正常情况下不带电的外漏导电部分，应做保护接零。
包括以下五个部分：（1）电机、变压器、电器、照明器具、手持电动工具的金属外壳。
（2）电气设备传动装置的金属框架。
（3）配电屏与金属屏的金属框架。
（4）内、外配电装置的金属框架及靠近带电部分的金属围栏及金属门。
（5）电力线路的金属保护管、敷设的钢管（钢索）、起重机轨道、钢管外架等。
2、由于施工现场与其它用电线路共用同一供电系统，电气设各的接地、接零保护应与原系统保持一致。
不得一部分设各做保护接零，另一部分设各做保护接地。
采用TN系统做保护接零时，工作零线(N 线)必须通过总漏电保护器，保护线(PE线)必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处，引出形成局部的TN-S接零保护系统。
3、在TN接零保护系统中，通过总漏电保护器的工作零线与保护零线之间不得再做电气连接。
4、在TN接零保护系统中，PE零线应单独敷设。
重复接地线必须与PE线相连接，严禁与N线相连接。
5、施工现场的临时用电电力系统严禁利用大地做相线或零线。
6、PE线上严禁装设开关或熔断器，严禁通过工作电流，且严禁断线。
7、电气设备不带电的外露可导电部分应作保护接零。
具体为:电机、变压器、电器、照明器具、手持式电动工具的金属外壳、电气设备传动装置的金属部。
8、每隔15米设置一个接地，接地电阻不得大于4Ω。
9、TN系统中的保护零线除必须在配电室或总配电箱处做重复接地外，还必须在配电系统的中间处和末端处做重复接地。
10、在TN系统申，严禁将单独敷设的工作零线再做重复接地。
11、不得采用铝导体做接地体或地下接地线。
垂直接地体宜采用角钢、钢管或光面圆钢，不得采用螺纹钢。
接地可利用自然接地体，但应保证其电气连接和热稳定。
工厂供电系统的防雷和接地
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。
二、雷电的基本知识
1. 雷电现象：雷云放电的过程称为雷电现象。
雷云→雷电先导→迎雷（回击）先导 →主放电阶段 →余辉阶段
2. 雷电流的特性
雷电流波形
➢波头：指雷电流从零上升到最大幅值这一部分，一般只有 1～4μs； ➢波尾：指雷电流从最大幅值 开始，下降到二分之一幅值所 经历的时间，约数十微妙。
雷电流的陡度：指雷电流在 波头部分上升的速度，即
di dt
雷电流波形图
3. 雷电过电压的基本形式
➢直击雷：雷电直接击中电气设备、线路、建筑物等物体。
➢感应雷：由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应或电 磁感应而引起的过电压。
感应雷的形成过程如图所示。
➢雷电波侵入：架空线路 遭到直接雷击或感应雷而 产生的高电位雷电波，沿 架空线侵入变电所或其他 建筑物而造成危险。
1) 避雷针 避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。
针长1m以下时，圆钢直径不小于12 mm，钢管直径不小于20 mm； 针长1～2m时，圆钢直径不小于16mm，钢管直径不小于25mm。
单支避雷针的保护范围
建筑物防雷类别 第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物 第三类防雷建筑物
滚球半径hr（m）
30 45 60
A
(a)
（2）两相触电（相间触电）
C B A C
(b)
A B C
Байду номын сангаас
（3）跨步电压触电
A B C
Ⅰ U
Ⅱ
跨步 电压
20 m
S
（4）接触电压触电
防雷接地与保护接地的区别
根据接地的不同作用，接地分为：1.功能性接地用于保证设备（系统）的正常运行。
或使设备（系统）可靠而正确地实现其功能。
如：(1)工作（系统）接地根据系统运行的需要进行接地，如电力系统的中性点接地、电话系统中将直流电源正极接地等。
（2）信号电路接地设置一个等电位点作为电子设备基准电位，简称信号地。
2.保护性接地以人身和设备的安全为目的的接地。
如：（1）保护性接地电气装置的外露部分、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。
（2）雷电防护接地为雷电防护装置（避雷针、避雷线和避雷器等）向大地泄放雷电流而设的接地，用以消除或减轻雷电危及人身及设备。
此外，还有（3）防静电接地（4）阴极保护接地等。
所以，工作接地属于功能性接地的一种；保护性接地是个大类；防雷接地属于保护性接地的一种；一、静电接地安装基本要求有静电接地要求的管道，各段管子间应导电.当每对法兰或螺纹接头间电阻值超过0.03Ω时，应设导线跨接。
管道系统的对地电阻值超过100Ω时，应设两处接地引线。
接地引线宜采用焊接形式。
有静电接地连接的钛管道及不锈钢管道，导线跨接获接地引线不得与钛管道及不锈钢管道直接连接，应采用钛板或不锈钢板过渡。
用作静电接地的材料或零件，安装前不得涂漆。
导电接触面必须除锈病紧密连接。
静电接地安装完毕后，必须进行测试，电阻值超过规定时，应进行检查与调整。
二、防静电接地系统自建网设备、机组、贮罐、管道等的防静电接地线，应单独与接地体（自然接地体或建筑钢筋环梁）或接地干线相连、连接螺栓不应小于M10，并应有防松装置并涂电力复合脂。
当采用焊接端子连接时不得降低损伤管道强度。
当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时，可不另装跨接线。
在腐蚀条件下安装前，应有两个及两个以上螺栓和卡子之间的接触面去锈和除油污，并应加装防松螺母。
当爆炸危险区内的非金属构架上平行安装的金属管道相互之间的净距离小于100mm时，宜每隔20m用金属线跨接；金属管道相互交叉的净距离小于100mm时，应采用金属线跨接。
太原理工大学 2011级 矿山供电 课堂笔记.
矿山供电课堂笔记第一章绪论1 电力系统的组成：发电厂、电力网、电能用户。
2 发电厂：利用发电机将机械能，热能，核能等转化为电能的工厂。
3 电力网：由若干变电所和各种不同电压等级的电力线路组成的输电、变换、分配电能的网络，是联系发电厂与电能用户的中间环节。
4 电能用户：也称电力负荷，泛指各种场所使用的各种用电设备。
5 供电质量的主要指标：电压、频率、可靠性。
6 电压偏差：电网实际电压与额定电压之差（小于±5%）。
7 300万Kw以上的电力系统频率偏差不超过±0.2Hz，以下不超过±0.5Hz。
8 可靠性：供电系统持续供电的能力。
9 矿山电力负荷的分级：一类负荷（一级用户）：突然中断供电会造成人身伤亡事故或重大设备损坏，给企业造成难以挽回的重大经济损失（应采用两个独立的电源供电）。
例如：主要通风机、立井提升机、主排水设备、瓦斯抽放设备。
二类负荷（二级用户）：突然中断供电会造成大量减产，或停产较长时间才能恢复，给企业造成较大经济损失。
例如：综合机械化采煤设备、生产级环境监测设备、电机车整流设备。
三类负荷（三极用户）：不属于一类、二类负荷的其它负荷。
第二章用户供电系统1 电力负荷：可以指用电设备的功率或电流的大小，也可以指用电设备或用电电流。
2 负荷曲线：负荷大小随时间变化的规律。
3 ：计算X :平均X :额定X4 年最大负荷：一年中能维持30分钟以上的最大用功功率（Kw）。
5 年最大负荷利用小时数 Ay：全年耗电量（Kw.h）。
6 平均负荷：7 三相交流电路功率因素： P-有功功率，kw；Q-无功功率，kvar；s-视在功率，kv.A。
8 自然功率因素：全矿井未经补偿的实际9 提高的意义：①提供可以提高电网的供电能力②减少供电成本③减少线路或变压器上的能量损失④减少线路的电压损失10 平均功率因素（加权平均功率因素）：-某一时间内耗的有功功率 kW.h-某一时间内消耗的无功电能Kvar.h11 人工补偿法提高功率因素：广泛采用并联电容器进行无功功率的补偿。