供电系统的保护接地与防雷(最详细)

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§5.1 供电系统的保护接地
工频接地电阻的计算
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单个接地极的接地电阻 不同类型的单个接 地极的接地电阻计算公式，在设计手册中均有 介绍，如《工厂配电设计手册》。
在工程实际应用中，通常采用的垂直接地 极一般长2.5米，顶端埋于地面之下0.5 ~ 0.7 米。此时单根垂直接地极接地电阻的简化计算 公式为： R K ( )
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一般情况下采用管形接地体较好，其优点是： 1) 机械强度高，可以用机械方法打入土壤中， 施工较简单。 2) 达到同样的电阻值，较其它接地体经济。
3) 容易埋入地下较深处，土壤电阻系数变化较小。 4) 与接地线易于连接，便于检查。 5) 用人工方法处理土壤时，容易加入盐类溶液。
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§5.1 供电系统的保护接地
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自然接地极：地下水管道，非可燃、非爆炸性 液、 气金属管道；建筑物和构筑物的金属结构 和电缆外皮。 人工接地极：可以用垂直埋入地下的钢管、角 钢、槽型钢、工字钢以及水平放臵的扁钢、圆 钢等。
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§5.1 供电系统的保护接地
式中：K——与接地极形状相关的简化计算系数； ρ——土壤电阻率。
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§5.1 供电系统的保护接地
人工接地网接地电阻的计算 在实际的供电系统设 计中，往往单个接地极的
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电气设备从接地极到
20m 以外零电位之间的电位
差，称为接地时的对地电压，
用uE表示。
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§5.1 供电系统的保护接地
接触电压
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根据上述电位分布，在接地回路里，人站 在地面上触及到绝缘损坏的电气装臵时，人体
所承受的电压称为接触电压，用utou表示；
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§5.1 供电系统的保护接地
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在工程设计中通常选用直径50mm、长度2.5m的 钢管作为人工接地极。因为直径小于该值，机 械强度小，容易弯曲，不易打入地下，但直径 大于50mm，散流电阻降低作用不大。 为了减少外界温度、湿度变化对散流电阻的影 响，管的顶部距地面一般要求约为500 ~ 700mm。
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§5.1 供电系统的保护接地
1、电流对人体的危害
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触电是指人体直接接触电气设备的带电部分 或人体不同部位同时接触不同电位时发生的电流 通过人体的现象。电流对人体的伤害程度与通过 人体的电流强度、持续时间、频率、路径及人体
健康状况等因素有关。
当通过人体的工频电流超过50mA时，心脏
§5.1 供电系统的保护接地
跨步电压
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在接地回路里，人的双脚站在不同电位的
地面上时，两脚间(一般跨距为0.8m)所呈现的
电压称为跨步电压，用usp表示。
根据接地装臵周围大地表面形成的电位分 布，距离接地体越近，跨步电压越大。当距接 地极20m外时，跨步电压为零。
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好的电气连接，即为接地。
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§5.1 供电系统的保护接地
2、接地和接地装臵
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具有接地装臵的电气设备，当绝缘损坏，外壳 带电时，人若触及电气设备，接地电流将同时
沿着电气设备的接地装臵和人体两条通路流过，
流过每一条通路的电流值与其电阻的大小成反
比，接地装臵的电阻越小，流经人体的电流也
§5.1 供电系统的保护接地
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接地电阻的组成及电力系统对接地电阻的要求
接地电阻的组成：
1、土壤电阻：土壤电阻的大小用土壤电阻率（1cm3
正立方体土壤的电阻值）表示； 2、接地线：一般为建筑物中的自然导体 3、接地极：工程设计中，接地线电阻很小往往忽略 不计。 接地极可选用自然接地极和人工接地极
越小，当接地装臵的电阻足够小时，流经人体
的电流几乎等于零，因而，人体就能避免触电
的危险。
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§5.1 供电系统的保护接地
接地装臵的构成
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接地装臵是由接地极和接地线所组成。由 若干接地极在大地中相互连接而组成的总体， 称为接地网。
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§5.1 供电系统的保护接地
我国规定触电时间不超过ls的安全电30mA(50Hz)，
并以此规范了我国国家标准GB3805－1983安全电
压等级如下表所示．
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§5.1 供电系统的保护接地
2、接地和接地装臵
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在供电系统中，为了保证电气设备的正常工作，
保障人身安全、防止间接触电而将供电系统中
电气设备的外露可导电部分与大地土壤间作良
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工厂供电
第五章 供电系统的保护接地与防雷
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内容： 供配电系统进行正常运行，首先必须要
保证其安全性，防雷和接地是电气安全的
主要措施。掌握电气安全、防雷和接地的
知识和理论非常重要。
重点： 接地和接地装置
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§5.1 供电系统的保护接地 §5.2 供电系统的防雷保护
§5.1 供电系统的保护接地
接地装臵的散流效应
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根据通过接地极流入大地中工频电流求 得的电阻，称为工频接地电阻； 而根据通过接地极流入大地中冲击电流 求得的电阻，则为冲击接地电阻。
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§5.1 供电系统的保护接地
电气上的“地”电位、接 触电压、跨步电压 通常将距离接地体20m处的 地方称为电气上的“地”电 位。
就会停止跳动，发生昏迷，并出现致命的电烧伤。
工频lOOmA电流通过人体时，很快使人致命。
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§5.1 供电系统的保护接地
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下图是国际电工委员会(IEC)提出的人体触电时 间和通过人体电流(50Hz)对人身肌体反应的曲线。
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§5.1 供电系统的保护接地
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接地装臵的散流效应
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当发生电气设备接地短路时，电流通过接 地极向大地作半球状扩散（接地电流），所形 成的电阻叫散流电阻。 接地电阻是指接地装臵的对地电压与接地电 流之比。由于接地线电阻很小，可忽略不计， 故接地装臵的接地电阻主要是指接地极的对地 电压与接地电流之比。
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