第七章-防雷-接地和電氣安全學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第七章第七章-防雷防雷-接地接地(jid)和電氣安全和電氣安全第一頁(yè)，共30頁(yè)。hx為被保護(hù)(boh)物高度，單位m；ha（ha=h-hx）為避雷針的有效高度，單位m；p為高度影響系數(shù)，當(dāng)h30m時(shí)，p=1；當(dāng)30mh120m時(shí)， 避雷針的保護(hù)范圍，以它能夠(nnggu)防護(hù)直擊雷的空間來(lái)表示。單支避雷針的保護(hù)(boh)范圍，應(yīng)按下列方法確定：第1頁(yè)/共29頁(yè)第二頁(yè)，共30頁(yè)。單根避雷線的保護(hù)(boh)范圍：由避雷線向下作與其(yq)垂直面成25角的兩個(gè)斜面，在高度h/2處轉(zhuǎn)折與地面上離避雷線水平距離為h的直線相連的平面，合起來(lái)構(gòu)成屋脊式的保護(hù)范圍。保護(hù)寬度rx可按下式計(jì)算：第2頁(yè)/共

2、29頁(yè)第三頁(yè)，共30頁(yè)。圖圖 避雷器的連接避雷器的連接(linji) (linji) 第3頁(yè)/共29頁(yè)第四頁(yè)，共30頁(yè)。（1）保護(hù)(boh)間隙角形保護(hù)(boh)間隙（羊角避雷器）a)雙支持絕緣子單間隙 b) 單支持絕緣子單間隙 c) 雙支持絕緣子雙間隙 s-保護(hù)(boh)間隙 s1 -主間隙 s2 -輔助間隙保護(hù)(boh)間隙的結(jié)構(gòu) 保護(hù)間隙又稱(chēng)角型避雷器或羊角避雷器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，但保護(hù)性能較差，保護(hù)間隙只用于室外且負(fù)荷不重要的線路上。 第4頁(yè)/共29頁(yè)第五頁(yè)，共30頁(yè)。保護(hù)(boh)間隙工作原理 這種角形保護(hù)間隙(jin x)又稱(chēng)羊角避雷器。其中一個(gè)電極接于線路，另一個(gè)電極接地。當(dāng)

3、線路侵入雷電波引起過(guò)電壓時(shí)，間隙(jin x)擊穿放電，將雷電流泄入大地。為了防止間隙(jin x)被外物（如鳥(niǎo)、獸、樹(shù)枝等）短接而造成短路故障，通常在其接地引下線中還串接一個(gè)輔助間隙(jin x)S2，如圖所示。這樣即使主間隙(jin x)被物短接，也不致造成接地短路。ABCs2s1s1s1主間隙輔助間隙架空線路第5頁(yè)/共29頁(yè)第六頁(yè)，共30頁(yè)。（2）管型避雷器 管型避雷器由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙三部分(b fen)組成。而產(chǎn)氣管由纖維、有機(jī)玻璃或塑料組成。它是一種滅弧能力很強(qiáng)的保護(hù)間隙。 管型避雷器結(jié)構(gòu)示意圖1-產(chǎn)氣管 2-棒形電極 3-環(huán)形電極 4-接地支座 5-管口 6-線路(xi

4、nl) s1-外部間隙 s2-內(nèi)部間隙管型避雷器結(jié)構(gòu)(jigu)管型避雷器工作原理 當(dāng)沿線侵入的雷電波幅值超過(guò)管型避雷器的擊穿電壓時(shí)，內(nèi)、外間隙同時(shí)放電，內(nèi)部間隙的放電電弧使管內(nèi)溫度迅速升高，管子內(nèi)壁的纖維質(zhì)分解出大量高壓氣體，由環(huán)形電極端面的管口5噴出，形成強(qiáng)烈縱吹，使電弧在電流第一次過(guò)零時(shí)就熄滅。這時(shí)外部間隙的空氣迅速恢復(fù)了正常絕緣，使管型避雷器與供電系統(tǒng)隔離。熄弧過(guò)程僅為0.01s。 第6頁(yè)/共29頁(yè)第七頁(yè)，共30頁(yè)。（3）閥式避雷器 閥式避雷器，主要由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷套管內(nèi)?；鸹ㄩg隙用銅片沖制而成。每對(duì)間隙用厚0.51mm的云母墊圈隔開(kāi)。正常情況下，火花間隙能阻斷(z

5、dun)工頻電流通過(guò)，但在雷電過(guò)電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。閥片是用陶料粘固的電工用金剛砂（碳化硅）顆粒制成的。這種閥片具有非線性電阻特性。正常電壓時(shí)，閥片電阻很大，而過(guò)電壓時(shí)，閥片電阻則變得很小。能使雷電流順暢地向大地泄放。當(dāng)雷電過(guò)電壓消失、線路上恢復(fù)工頻電壓時(shí)，閥片電阻又變得很大，使火花間隙的電弧熄滅、絕緣恢復(fù)而切斷工頻續(xù)流，從而恢復(fù)線路的正常運(yùn)行。 閥式避雷器中火花間隙和閥片的多少，與其工作電壓高低成比例。高壓閥式避雷器串聯(lián)很多單元火花間隙，目的是將長(zhǎng)弧分割成多段短弧，以加速電弧的熄滅。但閥電阻的限流作用是加速電弧熄滅的主要因素。 圖 a和b分別是FS4-10型高壓閥式避雷器和FS-

6、0.38型低壓閥式避雷器的結(jié)構(gòu)圖。 圖 高低壓普通閥式避雷器 a) FS4-10型 b) FS-0.38型 1-上接線端子 2-火花間隙 3-云母墊圈(din qun) 4-瓷套管 5-閥電阻片 6-下接線端子第7頁(yè)/共29頁(yè)第八頁(yè)，共30頁(yè)。第8頁(yè)/共29頁(yè)第九頁(yè)，共30頁(yè)。一、接地一、接地(jid)(jid)和接地和接地(jid)(jid)裝置裝置 1、接地的有關(guān)(yugun)概念 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱(chēng)為(chn wi)接地。 埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱(chēng)為(chn wi)接地體或接地極。 專(zhuān)門(mén)為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱(chēng)為人工接地體工接地體。 兼作接地

7、體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱(chēng)為自然接地體自然接地體。 接地線與接地體的組合，稱(chēng)為接地接地裝置裝置。 由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來(lái)的一個(gè)整體，稱(chēng)為接地網(wǎng)接地網(wǎng)。如右圖所示。1接地體，2接地干線，3接地支線，4電氣設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 電氣設(shè)備的接地電氣設(shè)備的接地第9頁(yè)/共29頁(yè)第十頁(yè)，共30頁(yè)。（1）接地電流(dinli)和對(duì)地電壓第10頁(yè)/共29頁(yè)第十一頁(yè)，共30頁(yè)。 跨步電壓：在接地故障點(diǎn)附近(fjn)行走時(shí)，兩腳之間出現(xiàn)的電位差，越靠近接地故障點(diǎn)或跨步越大，跨步電壓越大。離接地故障點(diǎn)達(dá)20m時(shí)，跨步電壓為零。 第11頁(yè)/共29頁(yè)第十二

8、頁(yè)，共30頁(yè)。接地接地(jid)(jid)的種類(lèi)的種類(lèi) 接地接地工作接地工作接地保護(hù)接地保護(hù)接地重復(fù)接地重復(fù)接地二、電氣設(shè)備的接地二、電氣設(shè)備的接地(jid)(jid)種類(lèi)種類(lèi)第12頁(yè)/共29頁(yè)第十三頁(yè)，共30頁(yè)。保護(hù)接地作用(zuyng)的說(shuō)明（在小電流接地系統(tǒng)中）第13頁(yè)/共29頁(yè)第十四頁(yè)，共30頁(yè)。 如圖，設(shè)備外殼未接地時(shí)，當(dāng)絕緣損壞后，人觸及外殼即與故障相對(duì)(xingdu)地電壓接觸，是相當(dāng)危險(xiǎn)的。 有了保護(hù)接地后，則在發(fā)生故障時(shí)設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓將為：EEERIU式中， 為單相接地(jid)電流； 為接地(jid)裝置的接地(jid)電阻。EIER 當(dāng)人觸及設(shè)備外殼時(shí)，接地電流將同

9、時(shí)沿著(yn zhe)接地體和人體兩條通路流過(guò)，流過(guò)人體的電流為：EPEEPRRRII式中， 為人體的電阻； 為接地裝置的接地電阻。ERPR結(jié)論：接地裝置的接地電阻結(jié)論：接地裝置的接地電阻 越小，流過(guò)人體的電流就越小越小，流過(guò)人體的電流就越小。只要適當(dāng)?shù)倪x擇。只要適當(dāng)?shù)倪x擇 ，即可降低或免除人的觸電危險(xiǎn)。，即可降低或免除人的觸電危險(xiǎn)。ERER接地電阻 410第14頁(yè)/共29頁(yè)第十五頁(yè)，共30頁(yè)。TNTN系統(tǒng)系統(tǒng)TNTNC C系統(tǒng)系統(tǒng)TNTNS S系統(tǒng)系統(tǒng)TNTNC CS S系統(tǒng)系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的中性線整個(gè)系統(tǒng)的中性線N N與保護(hù)線與保護(hù)線PEPE是合在一起是合在一起的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相

10、連的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相連 。配電線路中性線配電線路中性線N N與保護(hù)線與保護(hù)線PEPE分開(kāi)，電氣設(shè)分開(kāi)，電氣設(shè)備的金屬外殼接在保護(hù)線備的金屬外殼接在保護(hù)線PEPE上。上。 TN-CTN-C和和TN-STN-S系統(tǒng)的綜合，電氣設(shè)備大部分系統(tǒng)的綜合，電氣設(shè)備大部分采用采用TN-CTN-C系統(tǒng)接線，系統(tǒng)接線，在設(shè)備有特殊要求場(chǎng)合局部采用專(zhuān)設(shè)保在設(shè)備有特殊要求場(chǎng)合局部采用專(zhuān)設(shè)保護(hù)線接成護(hù)線接成TN-STN-S形式形式 1.TN1.TN系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng) (xtng) 對(duì)低壓TN系統(tǒng)，由于其中所有設(shè)備(shbi)的外露可導(dǎo)電部分均接公共PE線或PEN線，是采取保護(hù)接零，因此不存在保護(hù)接地電

11、阻問(wèn)題。第15頁(yè)/共29頁(yè)第十六頁(yè)，共30頁(yè)。第16頁(yè)/共29頁(yè)第十七頁(yè)，共30頁(yè)。2 . T T2 . T T 系 統(tǒng)系 統(tǒng)(xtng) (xtng) 配電系統(tǒng)的中性線配電系統(tǒng)的中性線N N引出引出(yn ch)(yn ch)，但電氣設(shè)備，但電氣設(shè)備的不帶電金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地的不帶電金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地 。圖圖8.19 TT8.19 TT系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)(xtng)第17頁(yè)/共29頁(yè)第十八頁(yè)，共30頁(yè)。3 . I T3 . I T 系 統(tǒng)系 統(tǒng)(xtng) (xtng) 電源小電流電源小電流(dinli)(dinli)接地系統(tǒng)的保護(hù)接地方式，電氣設(shè)備接地系統(tǒng)的保

12、護(hù)接地方式，電氣設(shè)備的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地體接地的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地體接地 。圖圖8.20 8.20 電氣設(shè)備的保護(hù)電氣設(shè)備的保護(hù)(boh)(boh)接地（接地（ITIT系系統(tǒng)）統(tǒng)） 第18頁(yè)/共29頁(yè)第十九頁(yè)，共30頁(yè)。4. 4.重復(fù)重復(fù)(chngf)(chngf)接地接地 在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時(shí)，將零線上的一在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時(shí)，將零線上的一點(diǎn)點(diǎn)(y din)(y din)或多點(diǎn)再次與大地作金屬性連接，稱(chēng)為重復(fù)接地?；蚨帱c(diǎn)再次與大地作金屬性連接，稱(chēng)為重復(fù)接地。 重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生(fshng)碰殼短路時(shí)降低碰殼短路時(shí)

13、降低零線的對(duì)地電壓，減輕觸電的危險(xiǎn)。零線的對(duì)地電壓，減輕觸電的危險(xiǎn)。第19頁(yè)/共29頁(yè)第二十頁(yè)，共30頁(yè)。必須必須(bx)(bx)注意：同一低壓配電系統(tǒng)中，不能有的采取保護(hù)接地，有的注意：同一低壓配電系統(tǒng)中，不能有的采取保護(hù)接地，有的又采取保護(hù)接零，否則當(dāng)采取保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，采又采取保護(hù)接零，否則當(dāng)采取保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，采取保護(hù)接零的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分將帶上危險(xiǎn)的電壓，如上圖所示。取保護(hù)接零的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分將帶上危險(xiǎn)的電壓，如上圖所示。 URRRRIUEEEEEEURRRRIUEEEEEE故障設(shè)備(shbi)對(duì)地電壓：系統(tǒng)(xtng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓：第20頁(yè)/共29頁(yè)第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。第21頁(yè)/共29頁(yè)第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。第22頁(yè)/共29頁(yè)第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。第23頁(yè)/共29頁(yè)第二十四頁(yè)，共30頁(yè)。案例(n l)衣服(y fu)靜電引爆自制氫氣陽(yáng)臺(tái)上被炸壞的天花板第24頁(yè)/共29頁(yè)第二十五頁(yè)，共30頁(yè)。案例靜電引發(fā)油罐車(chē)爆炸第25頁(yè)/共29頁(yè)第二十六頁(yè)，共30頁(yè)。二二. 靜電靜電(jngdin)的防護(hù)的防護(hù)第26頁(yè)/共29頁(yè)第二十七頁(yè)，共30頁(yè)。第27頁(yè)/共29頁(yè)第二十八頁(yè)，共30頁(yè)。公司內(nèi)常用公司內(nèi)