天津大學《工廠供電》第8章防雷與接地

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1、第 8章 防 雷 和 接 地 電 力 系 統(tǒng) 自 身 的 安 全人 員 的 安 全設 備 的 安 全 8.1 雷 與 防 雷 設 備一 、 大 氣 電 場 二 、 雷 電 的 形 成 雷 電 的 波 形 三 、 雷 電 的 危 害 形 式 直 擊 雷 感 應 雷 ： 靜 電 感 應 ； 電 磁 感 應 侵 入 波 雷 電 的 機 械 效 應 產(chǎn) 生 的 電 動 力 強 大 的 雷 電 流 產(chǎn) 生 的 熱 量 雷 電 的 電 磁 效 應 產(chǎn) 生 過 電 壓 雷 電 的 閃 絡 放 電 四 、 雷 電 活 動 情 況 及 直 擊 雷 規(guī) 律（ 1） 雷 暴 日 、 雷 暴 小 時少 雷 區(qū) 、 多

2、 雷 區(qū) 、 強 雷 區(qū)（ 2） 雷 電 活 動 規(guī) 律 和 我 國 雷 電 活 動 情況赤 道 多 于 兩 極 、 陸 地 多 于 海 洋 、 山 區(qū)多 于 平 原 、 低 緯 度 高 于 高 緯 度 （ 3） 直 擊 雷 的 規(guī) 律建 筑 物 的 位 置建 筑 物 的 結 構建 筑 物 的 性 質 五 、 防 雷 方 法（ 1） 接 閃（ 2） 接 地（ 3） 分 流（ 4） 均 壓 連 接（ 5） 屏 蔽（ 6） 躲 避 六 、 防 雷 設 備 大 電 流 避 雷 針 （ 避 雷 線 、 避 雷 帶 、 避雷 網(wǎng) ） 過 電 壓 避 雷 器 兩 類 設 備 的 工 作 原 理 ： 1、

3、吸 引 雷 ， 并 將 雷 電 流 引 入 大 地 ， 從 而 保護 附 近 的 電 力 設 備 和 建 筑 物 免 受 直 擊 雷 危 害 構 成 ： 接 閃 器 引 下 線 接 地 極2、 避 雷 器 與 被 保 護 設備 并 聯(lián) ， 過 電 壓 將 避 雷器 擊 穿 對 地 放 電 ， 從 而保 護 了 設 備 的 絕 緣 避 雷 針采 用 “ 滾 球 法 ” 來 確 定 保 護 范 圍 。各 類 防 雷 建 筑 物 的 滾 球 半 徑 和 避 雷 網(wǎng) 格 尺 寸建 筑 物 防 雷 類 別 滾 球 半 徑 h r（ m） 避 雷 網(wǎng) 格 尺 寸 （ m）第 一 類 防 雷 建 筑 物 3

4、0 5 5或 6 4第 二 類 防 雷 建 筑 物 45 10 10或 12 8第 三 類 防 雷 建 筑 物 60 20 20或 24 16 單 支 避 雷 針 的 保 護 范 圍 (2 ) (2 )x r x r xr h h h h h h 當 避 雷 針 高 度 hhr時 ， 在 避 雷 針 上 取 高 度 hr的一 點 代 替 避 雷 針 的 針 尖 作 為 圓 心 。 余 下 作 法 與避 雷 針 高 度 h hr相 同 。 例 1 某 廠 鍋 爐 房 煙 囪 高 40m， 煙囪 上 安 裝 一 支 高 2m的 避 雷 針 ， 鍋爐 房 （ 屬 第 三 類 防 雷 建 筑 物 ）

5、尺寸 如 圖 ， 試 問 此 避 雷 針 能 否 保 護鍋 爐 房 。解 :查 表 得 滾 球 半 徑 hr=60m， 而避 雷 針 頂 端 高 度 h=40+2=42m，hx=8m， 根 據(jù) 公 式 得 避 雷 針 保 護半 徑 為 ：(2 ) (2 )42 (2 60 42) 8 (2 60 8) 27.3x r x r xr h h h h h hm 現(xiàn) 鍋 爐 房 在 hx=8m 高 度 上 最 遠 屋 角 距 離 避 雷 針 的 水 平距 離 為 ： 由 此 可 見 ， 煙 囪 上 的 避 雷 針 能 保 護 鍋 爐 房 。 2 2(12 10 0.5) 10 23.7x xr m

6、r 兩 支 避 雷 針 的 保 護 范 圍)2(2 hhhD r 各 按 單 支 避 雷 針 保 護 范 圍 計 算)2(2 hhhD r 保 護 范 圍 外 側 同 單 支 避 雷 針 一 樣 計 算在 地 面 每 側 的 最 小 保 護 寬 度 b0 為 20 2(2 ) ( )2r Db h h 軸 線 上 的 保 護 高 度 hx 為 2 2 2( ) ( )2x r r Dh h h h x （ 2） 避 雷 線單 根 避 雷 線 的 保 護 范 圍 為 ：當 避 雷 線 高 度 h 2hr時 ， 無 保 護 范 圍 。當 h rh2hr時 ， 保 護 范 圍 最 高 點 的 高 度

7、 h0=2hr-h 注 意 ： 確 定 架 空 避 雷 線 的 高 度 時 ， 應 考 慮 弧垂 。 在 無 法 確 定 弧 垂 的 情 況 下 ， 等 高 支 柱 間的 檔 距 小 于 120m時 ， 其 避 雷 線 中 點 的 弧 垂 宜選 用 2m； 檔 距 為 120 150m時 宜 選 用 3m。 （ 1） 保 護 間 隙 滅 弧 能 力 較 小 ， 只 適 用 于 無 重 要 負 荷 的 線 路 上 。2 避 雷 器 管 式 避 雷 器閥 式 避 雷 器 （ 2） 閥 型 避 雷 器閥 型 避 雷 器 由 火 花 間 隙 和 閥 片 組 成 1、 上 接 線 端 2、火 花 間 隙

8、 3、云 母 片 墊 圈 4、瓷 套 管 5、 閥片 6、 下接 線 端 （ 3） 氧 化 鋅 避 雷 器 8.2 防 雷 保 護 一 、 架 空 線 路 的 防 雷 保 護 架 設 避 雷 線 。 這 是 線 路 防 雷 的 最 有 效 措 施 ， 但 成 本很 高 ， 只 有 66kV及 以 上 線 路 才 沿 全 線 裝 設 。 提 高 線 路 本 身 的 絕 緣 水 平 。 利 用 三 角 形 排 列 的 頂 線 兼 做 防 雷 保 護 線 。 加 強 對 絕 緣 薄 弱 點 的 保 護 。 采 用 自 動 重 合 閘 裝 置 。 絕 緣 子 鐵 腳 接 地 。 二 、 變 配 電 所

9、 的 防 雷 保 護1、 防 直 擊 雷 F1、 F2管 形 避 雷 器 ； F3閥 形 管 形 避 雷 器2、 進 線 防 雷 保 護 3、 配 電 裝 置 防 雷 保 護 T電 力 變 壓 器 F閥 形 避 雷 器 三 、 高 壓 電 動 機 的 防 雷 保 護 四 、 建 筑 物 的 防 雷 保 護（ 1） 建 筑 物 防 雷 分 類 及 防 雷 要 求第 一 類 防 雷 建 筑 。 應 有 防 直 接 雷 、 感 應 雷 和 雷 電 侵入 波 措 施 。第 二 類 防 雷 建 筑 。 應 有 防 直 接 雷 和 雷 電 侵 入 波 措 施 ，有 爆 炸 危 險 的 也 應 有 防 感

10、應 雷 措 施 。第 三 類 建 筑 物 。 應 有 防 直 接 雷 和 雷 電 侵 入 波 措 施 （ 2） 重 點 部 位 的 防 雷 措 施 雷 電 類 型 8.3 電 氣 安 全 保 護一 、 接 地（ 1） 功 能 性 接 地 工 作 接 地（ 2） 保 護 性 接 地 保 護 接 地 ， 過 電 壓 接 地 ， 防 靜 電 接 地（ 3） 功 能 性 與 保 護 性 合 一 的 接 地 屏 蔽 接 地1、 接 地 類 型 2、 低 壓 配 電 系 統(tǒng) 接 地 型 式 （ 1） TN系 統(tǒng) （ 2） TT系 統(tǒng) （ 3） IT系 統(tǒng) （ 1） 接 地 和 接 地 裝 置1、 接 地

11、體 ； 2、 接 地 干 線 ； 3、 接 地 支 線 ； 4、 設 備3、 接 地 裝 置自 然 接 地 體 、 人 工 接 地 體 （ 2） 接 地 電 流 和 對 地 電 壓 接 地 電 流對 地 電 壓 （ 3） 重 復 接 地 4、 接 地 電 阻（ 1） 接 地 電 阻 的 要 求接 地 設 施 名 稱 接 地 電 阻 值 （ 歐姆 ）3-35K V配 電 所 高 低 壓 宜 公 用 接 地 系 統(tǒng) 43-35K V線 路 的 電 桿 、 金 屬 桿 塔 的 接 地 系 統(tǒng) 30低 壓 配 電 線 路 的 PE線 或 PEN線 的 每 一 重 復 接 地 系 統(tǒng) 10計 算 機 系

12、 統(tǒng) 交 流 工 作 接 地 4計 算 機 系 統(tǒng) 安 全 保 護 接 地 4 混 合 接 地 最 小 值 ， 一 般 為 1符 合 防 雷 規(guī) 范 （ 2） 接 地 電 阻 的 計 算工 頻 接 地 電 阻 工 頻 接 地 電 流 流 經(jīng) 接 地 裝 置所 呈 現(xiàn) 的 接 地 電 阻 ， 稱 工 頻 接 地 電 阻 。沖 擊 接 地 電 阻 雷 電 流 經(jīng) 接 地 裝 置 泄 放 入 地時 所 呈 現(xiàn) 的 接 地 電 阻 ， 稱 沖 擊 接 地 電 阻 。 i iRR K至 接 地 極 最 遠 端的 長 度 土 壤 電 阻 率 (歐 姆 米 )200020 1 1.5 2 340 1.25

13、1.9 2.960 1.6 2.680 2.3 接 地 電 阻 的 計 算 (略 ) （ 3） 接 地 電 阻 的 測 量 接 地 電 阻 測 量 儀 ， 俗 稱 接 地 搖 表 高 阻 區(qū) 降 低 接 地 電 阻 的 措 施（ 1） 換 土（ 2） 利 用 接 地 電 阻 阻 抗 劑（ 3） 深 埋 接 地 極（ 4） 深 井 接 地 加 裝 均 壓 帶 的 環(huán) 路 式 接 地 網(wǎng) 變 配 電 所 和 車 間 的 接 地 裝 置 二 、 等 電 位 聯(lián) 接1、 總 等 電 位 連 接2、 局 部 等 電 位 連 接MEB總 等 電 位 連 接 ； LEB局 部 等 電 位 連 接 3、 等

14、電 位 連 接 導 線 的 選 擇總 等 電 位 連 接 主 母 線 的 截 面 規(guī) 定 不 應 小 于 裝 置 中 最 大PE線 截 面 的 一 半 ， 但 不 小 于 6mm2。 采 用 銅 導 線 ， 其 截面 可 不 超 過 25mm2。連 接 兩 個 外 露 可 導 電 部 分 的 局 部 等 電 位 線 ， 其 截 面 不 應小 于 接 至 該 兩 個 外 露 可 導 電 部 分 的 較 小 PE線 的 截 面 。連 接 裝 置 外 露 可 導 電 部 分 與 裝 置 外 可 導 電 部 分 的 局 部 等電 位 連 接 線 ， 其 截 面 不 應 小 于 相 應 PE線 截 面

15、的 一 半 。 8.4 用 電 安 全一 、 觸 電 及 防 護1、 電 流 對 人 體 的 傷 害“ 電 擊 ” 是 電 流 通 過 人 體 內 部 ， 破 壞 人 的 心 臟 、神 經(jīng) 系 統(tǒng) 、 肺 部 的 正 常 工 作 造 成 的 傷 害 。心 室 纖 維 性 顫 動 （ 心 室 纖 顫 ）“ 電 傷 ” 是 電 流 的 熱 效 應 、 化 學 效 應 或 機 械 效應 對 人 體 造 成 的 局 部 傷 害 ， 包 括 電 弧 燒 傷 、 燙傷 、 電 烙 印 、 皮 膚 金 屬 化 、 電 氣 機 械 性 傷 害 等 。 2、 觸 電 方 式（ 1） 單 相 觸 電 A B C

16、O C A B C (a) (b) （ 2） 兩 相 觸 電 （ 相 間 觸 電 ） A B C U S 跨步電壓 20 m A B C （ 3） 跨 步 電 壓 觸 電 B C D D 40 m 以上 SO Uxg 2xgU R0Rd 2xgU （ 4） 接 觸 電 壓 觸 電 3、 人 體 通 過 電 流 能 力 電 流 對 人 體 的 危 害 程 度 與 觸 電 時 間 、 電 流 的 大 小和 性 質 以 及 電 流 在 人 體 中 的 路 徑 有 關 。 此 外 ， 還與 人 的 體 重 、 健 康 狀 況 有 關 。 （ 1） 將 裸 露 帶 電 部 分 包 以 適 合 的 絕 緣

17、 。 （ 2） 設 置 遮 欄 或 外 護 物 以 防 止 人 體 與 裸 露 帶 電 部分 接 觸 。（ 3） 設 置 阻 擋 物 以 防 止 人 體 無 意 識 地 觸 及 裸 露 帶電 部 分 （ 針 對 專 業(yè) 人 員 ） 。 （ 4） 將 裸 露 帶 電 部 分 置 于 人 的 伸 臂 范 圍 (1.25米 )以 外 。 （ 5） 裝 設 漏 電 保 護 器 作 為 后 備 保 護 ， 其 額 定 動 作電 流 不 應 超 過 30mA。直 接 觸 電 防 護 措 施 4、 觸 電 防 護 （ 1） 0類 設 備 （ 2） 類 設 備 （ 3） 類 設 備 （ 4） 類 設 備間 接

18、 觸 電 防 護 措 施 二 、 電 氣 防 火 和 防 爆1、 爆 炸 性 氣 體 環(huán) 境 危 險 區(qū) 域 的 劃 分 0區(qū) 1區(qū) 2區(qū)2、 防 爆 電 器 設 備 分 為 二 類 類 類 最 小 點 燃 電 流 比minimum ignition current ratio;MICR : 在 規(guī) 定 試 驗 條 件 下 ， 氣 體 、 蒸 氣 爆 炸 性 混 合 物 的 最 小點 燃 電 流 與 甲 烷 爆 炸 性 混 合 物 的 最 小 點 燃 電 流 之 比 。 最 大 試 驗 安 全 間 隙maximum experimental safe gap(MESG) 在 標 準 規(guī) 定 試

19、 驗 條 件 下 ， 殼 內 所 有 濃 度 的 被 試 驗 氣 體或 蒸 汽 與 空 氣 的 混 合 物 點 燃 后 ， 通 過 25毫 米 長 的 接 合 面 均不 能 點 燃 殼 外 爆 炸 性 氣 體 混 合 物 的 外 殼 空 腔 面 部 分 之 間 的最 大 間 隙 。 3、 類 電 氣 設 備 ， 按 其 適 用 于 爆 炸 性 氣 體 混 合 物 最 大 試驗 安 全 間 隙 或 最 小 點 燃 電 流 比 ， 分 為 A， B， C 三類 ； 并 按 其 最 高 表 面 溫 度 分 為 T1-T6六 組 。 組 別 引 燃 溫 度 t( ) T1 450tT2 300t450

20、T3 200t300 T4 135t200T5 100t135T6 850.8 B 0.5MESG0.9 0.45MICR0.8 C 0.5 0.45 4、 電 氣 火 災（ 1） 防 范A、 選 用 合 格 的 電 氣 設 備 ， 線 路 敷 設 要 合 理 設 計 。B、 選 用 正 確 的 過 流 保 護 器 及 漏 電 保 護 器 。 C、 認 真 做 好 定 期 檢 查 工 作 。 （ 2） 初 期 火 災 A、 首 先 要 切 斷 電 源 B、 選 擇 適 當 的 滅 火 器 （ 二 氧 化 碳 、 干 粉 ） 。C、 小 范 圍 帶 電 滅 火 ， 可 使 用 干 砂 覆 蓋 。D、 專 業(yè) 滅 火 人 員 用 水 槍 滅 火 時 ， 宜 采 用 噴 霧 水 槍 。 三 、 觸 電 急 救 脫 離 電 源 ， 撥 打 急 救 電 話 心 肺 復 蘇 法