电气安全、防雷与接地培训课件(ppt 93页)

2006年6月6日星期二
解 查表7-2得滚球半径hr=60m，而避雷 针顶端高度h=40+2=42m，hx=8m， 避雷针保护半径为
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现锅炉房在hx=8m 高度上最远屋角距离避雷 针的水平距离为： 由此可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。
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对于两支或者两支以上避雷针的保护范
线交平行线于A、B两点； c. 以A、B为圆心， hr为半径作弧线，该弧
线与针尖相交，并与地面相切。由此弧线起 到地面为止的整个锥形空间就是避雷针的保 护范围。
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避雷针在被保护物高度hx的xx′平面上的 保护半径rx
r xh (2 h r h )h x (2 h r h x )
行线的A、B两点。 ③以A、B为圆心，hr为半径作弧线，这两条
弧线相交或相切，并与地面相切。这两条弧 线与地面围成的空间就是避雷线的保护范围。
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当hr<h<2hr时，保护范围最高点的高度h0 按下式计算 h0 =2hrh
避雷线在hx高度的xx′平面上的保护宽度bx 按下式计算
围，自学
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②避雷线
避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电 装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的
接地导线、接地引下线和接地体等组成，因 而也称“架空地线”。它的作用和避雷针一
样，将雷电引向自身，并安全导入大地，使 其保护范围内的导线或设备免遭直击雷。
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关于两根等高避雷线的保护范围，可参看有 关国标或相关设计手册。
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③ 避雷带和避雷网
避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分 上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对 建筑物进行保护。
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避雷带和避雷网的保护范围
避雷带和避雷网的保护范围应是其所处的整幢 高层建筑，为了达到保护的目的，避雷网的网格尺 寸有具体的要求见表7-2。
当避雷针高度h>hr时
在避雷针上取高度hr的一点代替避雷针
的针尖作为圆心。余下作法与避雷针高 度h≤hr相同。
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例
某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支 高2m的避雷针，锅炉房（属第三类防雷 建筑物）尺寸如下图，试问此避雷针能否 保护锅炉房。
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直接触电防护 这是指对直接接触正常带电
部分的防护，例如对带电体加隔离栅栏或加 保护罩，使用绝缘物等。
间接触电防护 这是指对故障时可带危险电
压而正常时不带电的外露可导电部分（如金 属外壳、框架等）的防护，例如将正常不带 电的外露可导电部分接地，并装设接地故障 保护装置，故障时可自动切断电源。
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按规定正确使用电气安全用具
电气安全用具分绝缘安全用具和防护安全 用具，绝缘安全用具又分为基本安全用具 和辅助安全用具两类。
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采用安全电压和符合安全要求的电器
为防止触电事故而采用的由特定电源供电
的电压系列，称为安全电压。
对于容易触电及有触电危险的场所，应按 表7-1的规定采用相应的安全电压。
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感应雷和入侵雷防护
图7.4 避雷器的连接
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避雷器是用来防止 线路的感应雷及沿线路 侵入的过电压波对变电 所内的电气设备造成的 损害。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
管形避雷器 阀形避雷器 金属氧化物避雷器
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雷电过电压（外部过电压、大气过电压）
雷电过电压是由于电力系统中的设备或建筑物遭 受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。
雷电冲击波的电压幅值可高达1亿伏，其电流幅
值可高达几十万安，对电力系统的危害远远超过 内部过电压。其可能毁坏电气设备和线路的绝缘，
烧断线路，造成大面积长时间停电。因此，必须 采取有效措施加以防护。
我国规定为30mA（50Hz交流），触电时间 按不超过1s计，即30mA·s。 电流对人体的危害程度与触电时间、电流的 大小和性质以及电流在人体中的路径有关， 触电时间越长，电流越大，频率接近工作频 率，电流流过心脏最为危险。此外，还与人 的体重、健康状况有关。
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触电的防护
8.1 电气安全
电气安全的含义
电气安全包括人身安全和设备安全两
个方面。
人身安全是指电气从业人员或其他人员
的安全；
设备安全是指包括电Baidu Nhomakorabea设备及其所拖动
的机械设备的安全。
电气安全的重要性（略）
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电气安全措施 建立完整的安全管理机构； 健全各项安全规程，并严格执行； 严格遵循设计、安装规范；
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④ 避雷针（线）的接地装置
避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过10 Ω ； 35kV及以下变配电所的避雷针应单独装设支架， 避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于5m； 独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置 与变配电所接地网间的地中距离不应小于3m； 避雷针及接地装置与道路入口等的距离不小于 3m。
电气设备、线路的设计、安装，应严格遵 循相关的国家标准，做到精心设计，按图 施工，确保质量，绝不留下事故隐患。
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加强运行维护和检修试验工作
应定期测量在用电气设备的绝缘电阻及接 地装置的接地电阻，确保处于合格状态； 对安全用具、避雷器、保护电器，也应定 期检查、测试，确保其性能良好、工作可 靠。
电压，称感应雷过电压，如图7-2所示。
架空线路上的感应过电压可达几万甚至几十 万伏，对供电系统的危害很大。
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防雷保护的措施
防直击雷保护
用接闪器、引下线、接地体三部分组成的避雷装置。
避避雷雷针针
接闪器
避雷线
避雷网（带）
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雷电现象及危害
在闷热、潮湿、无风的天气里，接近地面的湿气 受热上升，遇到冷空气凝成冰晶。冰晶受到上升气流 的冲击而破碎分裂，气流挟带一部分带正电的小冰晶 上升，形成“正雷云”，而另一部分较大的带负电的 冰 晶则下降，形成“负雷云”。 不同电荷云团之间，或云与大地之间产生强烈的放电
电伤是指由电流的热效应、化学效应或机械效 应对人体造成的伤害，它可伤及人体内部，甚 至骨骼，还会在人体体表留下诸如电流印、电 纹等触电伤痕。
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触电事故引起死亡大都是由于电流刺激人体 心脏，引起心室的纤维性颤动、停搏和电流 引起呼吸中枢麻痹，导致呼吸停止而造成的。
安全电流是指人体触电后最大的摆脱电流。
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内部过电压
内部过电压是由于电力系统正常操作、事故切换、 发生故障或负荷骤变时引起的过电压。
分为操作过电压、弧光接地过电压及谐振过电压。
内部过电压的能量来自于电力系统本身，经验证
明，内部过电压一般不超过系统正常运行时额定 相电压的3～4倍，对电力线路和电气设备绝缘的
威胁不是很大。
8.2 过电压与防雷
过电压及雷电概述 过电压的种类
过电压是指在电气设备或线路上出现的
超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁 的电压。
过电压按产生原因可分为内部过电压和 雷电过电压。
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过电压
内部过电压 雷电过电压
供电系统中开关操作、负荷骤 变或由于故障而引起的过电压
雷电引起的过电压（大气过电 压）
普及安全用电知识。
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表7-1 安全电压
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触电及防护 触电的概念及其危害
人体也是导体，当人体不同部位接触不同 电位时，就有电流流过人体，这就是触电。
触电事故可分为“电击”与“电伤”两类。
电击是指电流通过人体内部，破坏人的心脏、 呼吸系统与神经系统，重则危及生命；
接闪器是用来接受直接雷击的金属物体。
接闪的金属杆称为避雷针，主要用于保护露 天变配电设备及建筑物；
接闪的金属线称避雷线或架空地线，主要用 于保护输电线路；
接闪的金属带、金属网称避雷带、避雷网， 主要用于保护建筑物。
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接闪器的工作原理
利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自 身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大 地，使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击。
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③ 金属氧化物避雷器
金属氧化物避雷器又称压敏避雷器。它是一种没有火花
间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌 等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想 的伏安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速 有效地阻断工频电流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频 续流引起的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小， 能很好地泄放雷电流。
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7-1。
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感应雷过电压 当雷云在架空线路上方时， 使架空线路感应出异性电荷。雷云对其他物 体放电后，架空线路上的电荷被释放，形成 自由电荷流向线路两端，产生电位很高的过
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表7-2 各类防雷建筑物的滚球半径和 避雷网格尺寸
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单支避雷针的保护范围
图7-3 单支避雷针的保护范围
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当避雷针高度h≤hr时
a. 距地面hr 处作一平行于地面的平行线； b. 以避雷针的针尖为圆心、 hr为半径，作弧
单根避雷线的保护范围
当避雷线高度h≥2hr时，无保护范围。 当避雷线的高度h<2hr时，保护范围如图7-4
所示。
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避雷线的高度h<2hr时，保护范围的确定：
①距地面hr处作一平行于地面的平行线。 ②以避雷线为圆心，hr为半径作弧线交于平
接闪器的实质是引雷
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① 避雷针
避雷针是防止直击 雷的有效措施。一定 高度的避雷针（线） 下面，有一个安全区 域，此区域内的物体 基本上不受雷击。我 们把这个安全区域叫 做避雷针的保护范围。
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避雷针的保护范围用“滚球法”来确定。
“滚球法”，就是选择一个半径为hr（滚球半 径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如果球体 只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保 护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范 围之内。 滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见表7-2。
章电气安全、防雷与接地
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。
因此掌握电气安全、防雷和接地的设
计方法也非常重要。
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第8章 电气设备的防雷与接地
8.1 电气安全 8.2 过电压和防雷 8.3 电气装置的接地
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现象，并伴随强烈的闪光和轰鸣，这就是雷电现象。
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雷电过电压的种类
大气过电压
直击雷 感应雷
直击雷过电压 当雷电直接击中电气设备、 线路或建筑物时，强大的雷电流通过其流入大
地，在被击物上产生较高的电位降，称直击 雷过电压。
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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
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① 管型避雷器
管型避雷器主要用于 变配电所的进线保护 和线路绝缘弱点的保 护，保护性能较好的 管型避雷器可用于保 护配电变压器。
图7.5 管型避雷器结构示意图
1—产气管；2—胶木管；3—棒形电极；4—环形电极；5—动作指示器；s1—内间隙；s2—外间隙
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② 阀型避雷器
由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。阀型避 雷器的火花间隙组是由多个单间隙串联组成的。正常运行 时，间隙介质处于绝缘状态，仅有极小的泄漏电流通过阀 片。当系统出现雷电过电压时，火花间隙很快被击穿，使 雷电冲击电流很容易通过阀性电阻而引入大地，释放过电 压负荷，阀片在大的冲击电流下电阻由高变低，所以冲击 电流在其上产生的压降（残压）较低，此时，作用在被保 护设备上的电压只是避雷器的残压，从而使电气设备得到 了保护。