《接地与防雷》PPT课件.ppt

,第8章接地、接零防雷,第8章 接地、接零与防雷,内容提要,8.1 接地与接零的作用及分类 8.2 电气设备、电子设备的接地 8.3 常见保护接地方式 8.4 民用建筑物的防雷 8.5 特殊建筑物的防雷,第8章接地、接零防雷,内容提要,8.1.1 接地概述 8.1.2 接地类型和作用,8.1 接地与接零的作用及分类,第8章接地、接零防雷,8.1.1 接地概述,所谓接地，简单说来是各种设备外壳与大地的电气连接。要求接地的设备，如电力设备，通信设备，电子设备，防雷装置等。接地示意图，如图8-1所示。 接地的目的是为了使设备正常和安全运行，以及为建筑物和人身的安全准备条件。常用的接地可分为以下各种。接地体周围电场分布，如图8-2所示。,图8-1 接地示意图,图8-2 接地体 周围电场分布,第8章接地、接零防雷,1.系统接地 在电力系统中将其某一适当的点与大地连接，称为系统接地或称工作接地如变压器中性点接地，零线的重复接地等。 电力系统的中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。工作接地指电力系统中性点接地方式，也就是常说的电力系统中性点运行方式。 电力系统中普遍采用的中性点运行方式：中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地等三种。,8.1.2 接地类型和作用（7种接地）,第8章接地、接零防雷,2.设备的保护接地 各种电气设备的金属外壳，线路的金属管，电缆的金属保护层，安装电气设备的金属支架等，由于导体的绝缘损坏可能带电，为了防止这些不带电金属部分产生生过高的对地电压危及人身安全而设置的接地，称为保护接地。 接地保护示意图见图8-3所示。 接零保护示意图见图8-4所示。,8.1.2 接地类型和作用,第8章接地、接零防雷,3.防雷接地 为了使雷电流安全地向大地泄放，以保护被击建筑物或电力设备而采取的接地，称为防雷接地。,8.1.2 接地类型和作用,图8-3 接地保护示意图,图8-4 接零保护示意图,第8章接地、接零防雷,4.屏蔽接地 一方面是为了防止外来电磁波的干扰和侵入，造成电子设备的误动作或通信质量的下降，另一方面是为了防止电子设备产生的高频向外部泄放，需将线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的屏蔽层，屏蔽室的屏蔽网等进行接地，称为屏蔽接地。高层建筑为减少竖井内垂直管道受雷电流感应产生的感应电势，将竖井混凝土壁内的钢筋予以接地，也属于屏蔽接地。,8.1.2 接地类型和作用,第8章接地、接零防雷,5.防静电接地 静电是由于磨擦等原因而产生的积蓄电荷，要防止静电放电产生事故或影响电子设备的工作，就需要有使静电荷迅速向大地泄放的接地，称为防静电接地。 6.等电位接地 医院的某些特殊的检查和治疗室、手术室和病房中，病人所能接触到的金属部分（如床架，床灯，医疗电器等），不应发生有危险的电位差，因此要把这些金属部分相互连接起来成为等电位体并予以接地，称为等电位接地高层建筑中为了减少雷电流造成的电位差，将每层的钢筋网及大型金属物体连接成一体并接地，也是等电位接地。,8.1.2 接地类型和作用,第8章接地、接零防雷,7.电子设备的信号接地及功率接地 电子设备的信号接地（或称逻辑接地）是信号回路中放大器、混频器、扫描电路、逻辑电路等的统一基准电位接地，目的是不致引起信号量的误差功率接地是所有继电器、电动机、电源装置、大电流装置、指示灯等电路的统一接地，以保证在这些电路中的干扰信号泄露到地中，不致于干扰灵敏的信号电路。,8.1.2 接地类型和作用,第8章接地、接零防雷,8.2.2 各种接地的电阻值要求,除另有规定外，电子设备接地电阻值不宜大于4。电子设备接地宜与防雷接地系统共用接地网，接地电阻不应大于1。当电子设备接地与防雷接地系统分开时，两接地网的距离不宜小于10m； 4、电子设备可根据需要采用屏蔽措施。,第8章接地、接零防雷,8.3 常见保护接地方式,内容提要,8.3.1 国际电工委员会（IEC） 8.3.2 IT系统 8.3.3 TT系统 8.3.4 TN系统,第8章接地、接零防雷,8.3.1 国际电工委员会（IEC）,按的标准，低压配电系统根据保护接地的形式不同分为：IT系统，TT系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地（保护接地）；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接（接零保护）。 国际电工委员会（IEC）对系统接地文字符号的意义规定如下： 第一个字母表示电力系统的对地关系： T：一点直接接地； I：所有带电部分与地绝缘或一点经高阻抗接地,第8章接地、接零防雷,8.3.1 国际电工委员会（IEC）,第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系； T：外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关； N：外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接（在交流系统中，接地点通常就是中性点）。 后面还有字母（第三个字母）时，这些字母表示中性线与保护线的组合： S：中性线和保护线是分开的； C：中性线和保护线是合一的。,第8章接地、接零防雷,8.3.1 国际电工委员会（IEC）,第8章接地、接零防雷,8.3.2 TN系统,图8-1(a) TN系统原理,第8章接地、接零防雷,8.3.2 TN系统,图8-1 TNC系统(b),第8章接地、接零防雷,8.3.2 TN系统,图8-1 TN-S系统(c),第8章接地、接零防雷,8.3.2 TN系统,图8-1 TNCS系统(d),第8章接地、接零防雷,如图8-2所示，TT系统的电源中性点直接接地，与用电设备接地无关。PE为保护接地，设备的金属外壳也直接接地，且与电源中性点相连。 TT系统的工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地的接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时，若有人触摸带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻远远小于人体的电阻，因此大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人体起到保护作用。,8.3.2 TT系统,第8章接地、接零防雷,图8-2 TT接地系统,8.3.2 TT系统,第8章接地、接零防雷,但TT系统在确保安全用电方面也存在着不足之处： 1)在采用TT系统的电气设备发生单相碰壳故障时，接地电流并不很大，往往不能使保护装置动作，这将导致线路长期带故障运行。 2)当TT系统中的电气设备只是由于绝缘不良引起漏电时，因漏电电流往往不大（仅为毫安级），不可能使线路的保护装置动作，这也导致漏电设备的金属外壳长期带电，增加了人体触电的危险。,8.3.2 TT系统,第8章接地、接零防雷,3.IT系统 如图8-3所示，IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。,8.3.2 TT系统,第8章接地、接零防雷,图8-3 IT系统,8.3.3 IT系统,第8章接地、接零防雷,IT系统适用于环境条件不良、易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂等。,8.3.3 IT系统,第8章接地、接零防雷,保护接地适用于中性点不接地（对地绝缘）的电网中。在这种电网中凡由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。 但是，在干燥场所，交流额定电压伏以下，直流额定电压1伏及以下的电气设备金属外壳可不接地；以及在干燥且有木质、沥青等不良导电地面的场所，交流额定电压伏及以下，可不接地。,8.3.3 IT系统,第8章接地、接零防雷,1重复接地 如图8-9所示。将零线上的一点或多点与地再次做电气连接称为重复接地。RC表示重复接地的接地电阻，不应大于10欧。例如架空线路沿线每一公里处以及在引入大型建筑物、车间等处的零线都要重复接地。其作用是：降低漏电设备的对地电压；减轻断线时的触电危险和三相负荷不对称时对地电压的危险性；缩短碰壳或接地短路持续时间；改善架空线路的防雷性能。,8.3.4 重复接地与等电位联接,第8章接地、接零防雷,图8-9 工作接地、保护接地、保护接零、重复接地示意图 (a)工作接地、保护接地和重复接地示意图 (b) 保护接地示意图,(a),(b),8.3.4 重复接地与等电位联接,第8章接地、接零防雷,2.等电位联接 建筑物内人员所能接触到的具有金属外壳的设备或构件（如暖气、自来水管道），在常态下一般不会带电。但在漏电时，这些设备或构件的外露金属部分之间所产生的电位差，人一旦接触就会有触电的危险。 为了防止出现这个电位差，用导体将这些金属部分相互联接起来成为等电位体并予以接地，称为等电位联接。如果电气设备少而集中，通常将这些设备以及相距2.5米距离内的水、暖管道等外露可导电部分直接连接起来实现局部等电位联接，消除外来危险故障电压及电磁场干扰。,8.3.4 重复接地与等电位联接,第8章接地、接零防雷,8.4.1 雷电的形成及对建筑物的危害 8.4.2 建筑物落雷的相关因素和 民用建筑的 防雷分类 8.4.3 民用建筑的防雷措施、装置,8.4 民用建筑物的防雷,内容提要,第8章接地、接零防雷,由于电荷的不断积累，不同极性的云块之间的电场强度不断增大，当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成了云间放电。 不同极性的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光和热。放电通道所发出的这种强光，即称之为“闪”； 而放电通道所发出的热，使附近的空气突然膨胀，发出霹雳的轰鸣，即称之为“雷”。,8.4.1 雷电的形成及对建筑物的危害,第8章接地、接零防雷,雷电的形式有线状雷、片状雷和球雷等，如上所说的雷云之间的放电多为“片状雷”，它对地面的影响不大； 而雷云与大地之间的放电则多以线状形式出现而称为“线状雷”。通常雷云的下部带负电，上部带正电，由于雷云电荷的感应，使附近地面感应出相应极性相反的电荷，从而使地面与雷云之间形成强大的电场； 和雷云间放电的现象一样，当某处积聚的电荷密度很大，所形成的电场强度达到空气的临界植时，就为“线状闪电落雷”的发展创造了条件。,8.4.1 雷电的形成及对建筑物的危害,第8章接地、接零防雷,球状雷电是一种特殊的雷电现象，通常简称为球雷。球雷是一种橙或红色似火焰的发光球体，也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的。一般直径约为1020厘米，最大的直径可达一米。存在的时间约百分之几秒到几分钟，一般是35秒。球雷自天空垂直下降后，有时在距地一米左右时沿水平方向，以12米/秒的速度上下移动。有的球雷在距地面0.51米处滚动，或升至23米。球雷下降时有的无声消失，有的发出嘶嘶的声音，遇到物体或电气设备则产生震耳的爆炸声。爆炸后物体受到破坏，伴有臭氧，二氧化氮或硫磺的气味。,8.4.1 雷电的形成及对建筑物的危害,第8章接地、接零防雷,雷电流的热效应主要表现在雷电流通过导体时产生出大量的热能，它能使金属融化、飞溅，从而引起火灾或爆炸。 雷电流的机械能作用能使被击物体破坏，这是由于被击物体缝隙中的气体在雷电流的作用下剧烈膨胀、水分急剧蒸发而引起被击物暴裂。 此外，静电斥力、电磁推力也有很强的破坏作用。前者是指被击物上同种电荷之间的斥力，后者是指雷电流在拐角处或雷电流相平行处的推力。,8.4.1 雷电的形成及对建筑物的危害,第8章接地、接零防雷,2.民用建筑物的防雷分类 根据以上雷电对地物的活动情况一般将民用建筑的防雷分为三类。 （1）一类防雷建筑物： 具有特别重要用途的建筑物。如国家级的会堂、办公建筑、大型展览建筑；特等火车站；国际性的航空港、通讯枢纽、国宾馆、大型旅游建筑物等。 国家级重点文物保护的建筑物和构筑物。 超高层建筑物。,8.4.2 建筑物落雷的相关因素和民用建筑的防雷分类,第8章接地、接零防雷,（2） 二类防雷建筑物： 重要的或人员密集的建筑物。如部、省级的办公楼；省级大型集会、博展、体育、交通、通讯、广播、商业、影剧院建筑等。 省级重点文物保护的建筑物和构筑物。 十九层及以上的住宅建筑和高度超过50米的其它民用和工业建筑。,8.4.2 建筑物落雷的相关因素和民用建筑的防雷分类,第8章接地、接零防雷,（3）三类防雷建筑物： 1）根据建筑物年计算雷击次数为0.01及以上，并结合当地情况确定需要防雷的民用及一般工业建筑物。 式中:N年计算雷击次数； n 年平均雷暴日，根据当地气象台站资料确定； L建筑物的长（m）； b 建筑物的宽（m）；,8.4.2 建筑物落雷的相关因素和民用建筑的防雷分类,第8章接地、接零防雷,a、接闪器是用来吸引雷电的，是直接遭受雷击的部分，所以它是用良导体材料制成，并且安装在建筑物的顶部。接闪器的结构有避雷带、避雷网、避雷针等以及兼作接闪器的金属屋面、金属构件等，接闪器采取镀锌或涂漆等防腐处理。通过引下线与接地装置相连。 b、引下线作用是将接闪器“接”来的雷电流引入大地。它应能保证雷电流通过而不被熔化，一般用圆钢或扁钢制成，其截面应能满足通过的大电流；也可利用建筑物的金属构件，如梁、板、柱以及基础等钢筋混凝土内的钢筋作为防雷引下线，作为防雷引下线的金属构件必须焊接成电气通路，其电阻值应满足接地要求。,8.4.3 民用建筑的防雷措施和防雷装置,防雷接地装置,第8章接地、接零防雷,8.4.3 民用建筑的防雷措施和防雷装置,防雷接地