毕业论文 电气系统的防雷接地保护及电气安全的论述.doc

毕 业 论 文电气系统的防雷、接地保护及电气安全的论述摘要：在电气系统的运行过程中，由于雷击、操作、失误、静电等原因产生危及电气设备绝缘的过电压，严重危害电气系统安全，所以需要进行电气设备的防雷、接地和静电防护；根据雷击对电气系统破坏的机理，提出了外部防雷和内部避雷的综合防雷要求，介绍了防雷保护的设备与措施，阐述了电气系统防雷保护应采取的技术原则和实际措施；同时还需要注意静电的防护，在电气系统运行时，人们得知道触电后应该怎么做才安全。必须认识电流对人体的危害，人体触电的形式和触电后脱离电源的方法，同时还得了解触电后急救的知识。关键词：防雷、接地保护、电气安全、静电防护一、防雷1 雷击的危害通常所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随着巨大的声音。云层之间的放电主要是对飞行器产生危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响。然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大，这是电气防雷设计的主要对象。雷电的危害主要有四个方面：（1）直击雷带电的云层对大地上的某一点发生的猛烈放电现象，称为直击雷。它的破坏力十分巨大，若不能迅速的将其导入大地，可导致放电通道内的物体、火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。（2）雷电波侵入雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此，往往在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。（3）感应过电压雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物顶部接闪器（避雷带、避雷线、避雷网或避雷针）、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。（4）地电位反击如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害电子设备。同时，在未实行等电位连接的导线回路中，可能诱发高电位而产生火花放电的危险。以上四方面中雷电对建筑物的危害主要以后雷电波侵入、感应过电压与地电位反击三者居多，这三者统称为雷电电磁脉冲。据有关统计资料，直击雷的损坏仅占15%，而雷电电磁脉冲的损坏占85%。因此，现代建筑的防雷设计已不同以往，对雷电电磁脉冲的防护必须要加以重视。防雷设备信息时代的今天，电脑网络和通讯设备越来越精密，其工作环境的要求也越来越高，而雷电以及大型电气设备的瞬间过电压会越来越频繁的通过电源、天线、无线电信号收发设备等线路侵入室内电气设备和网络设备，造成设备或元器件损坏，人员伤亡，传输或储存的数据受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿，数据传输中断，局域网乃至广域网遭到破坏。其危害触目惊心，间接损失一般远远大于直接经济损失。防雷设备就是通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。接闪器是避雷针、避雷带(线)、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等的总称。功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置向大地中泄放，以保护建筑物免受雷害。现在常用的接闪器有避雷针、避雷带(线)、避雷网等几种。防雷措施31 电源系统的防雷与过电压保护 由于电力供给是由大楼的建筑物配电室引入的，电源高压端的防雷保护已由电力供电部门实施。因此，对于电源系统的雷电防护，我们采取以下的防雷保护方案：机房低压配电柜系统安装一级间隙放电防雷保护；配电回路设计安装防雷配电柜采取三级防雷保护（安装于 UPS输入端）；UPS电源输出端做一级过电压防雷保护；终端设备电源输入端安装防雷箱进行末级电源防雷防护； 32 UPS电源系统的防雷保护 从机房目前的情况来分析，一般机房均采用大型 UPS不间断电源设备为机房内的部分负载提供安全可靠的供电运行方式，由于UPS是用于为机房内计算机信息系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量用电环境的唯一重要设备，并且是由市电供电输入机房的主要途径，所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的输入和输出端的保护上。 防雷保护设计采取第一级火花间隙放电保护，在UPS电源输入端安装两级半导体过电压防雷保护，在三级雷击电流放电器间安装解耦器来协调各级间对雷电波或浪涌电压的有效吸收和释放。在三级防雷保护中，第一级防护为粗保护，对直击雷进行防护，吸收约90%的大能量雷电流；第二级为中级保护，选用浪涌电压雷电放电器，即半导体放电器，对雷电流进一步吸收；第三级为细保护，同样采用浪涌电压放电器，将残余的雷电流基本吸收，通过地线泄入大地。在第二级及第三级采用过电压保护器件，进行有效的吸收，在第二级将第一级变量解耦后的4000伏残压降至900伏，第三级将第二级变量解耦后的900伏残压限制在550伏以下，同时第三级还将起到吸收线路上的感性负载和容性负载的“通”“断”引起的浪涌电压及对相电压可能的误输入线电压的保护。33终端设备的电源防雷保护 为了确保机房设备万无一失，考虑从电源配电室至机房有一定距离，而感应雷害又无孔不入，同时因考虑到电网的浪涌可能带来对设备的冲击，可在设备电源输入端安装电源防雷箱，实施对终端用电设备的精细防护。同样我们还将采用以上的防护原理对其它重要设备实施同样电源终端的防雷保护，以确保整个电气部分的安全运行。3 综合防雷系统设计3.1 综合防雷设计的六大要素防雷设计是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击危害的因素进行综合防护，才能将雷害减少到最低限度。这种综合防护主要包括接闪、分流（保护）、均压、屏蔽、接地、合理布线，统称为综合防雷六大要素。3.2 综合防雷设计分类传统的防雷方法主要就是直击雷的防护，其技术措施可分为接闪器、引下线、接地体等。其中接闪器可以根据建筑物的地理位置、现有结构、重要程度等，决定是否采用避雷针、避雷带、避雷网或其联合接闪方式。但随着微电子技术高度发展及广泛应用，传统的防雷设计方法已难以满足现代建筑防雷的需要。根据以上综合防雷六要素可以把现代防雷保护分为外部防雷保护(建筑物或设施的直击雷防护)和内部防雷保护(雷电电磁脉冲的防护)两部份，外部防雷系统主要是为了保护建筑物免受直接雷击引起火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止雷电波侵入、雷击感应过电压以及地电位反击电压侵入设备造成的毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。 3.2.1 外部防雷系统及其设计如上面所述外部防雷主要是指防止建筑物或设施（含室外独立电子设备）免遭直击雷的危害，其技术措施有接闪器、引下线、接地体等几种。下面分别阐述它们的类别和具体设计。3.2.1.1接闪器 防雷设备接闪器是避雷针、避雷带(线)、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等的总称。功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置向大地中泄放，以保护建筑物免受雷害。（1）避雷针避雷针是靠把雷雨云所带的异种电荷引导到自身上来，通过良好的接地装置，把雷电流泄入大地，保护建筑物不受雷击的一种金属装置。避雷针保护范围的计算方法：目前关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下几种计算方法：折线法：即单一避雷针的保护范围为一折线圆锥体。曲线法：即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。直线法：是以避雷针的针尖为顶点作一俯角来确定，有爆炸危险的建筑物用45角，对一般建筑物采用60角，实质上保护范围为一直线圆锥体。目前在我国，建筑物防雷设计规范（GB50057-94 2000）采纳了国际电工委员（IEC）推荐的“滚球法”作为避雷针保护范围的计算方法。避雷针的规格：由许多实际调查统计资料表明，避雷针的外表形状与其避雷效果无明显的关系。所以，不必过多考虑采用单针式或者其他形式造型的避雷针。避雷针大多采用圆钢或钢管制成，其直径要求如下：针长1m以下： 圆钢为12mm 钢管为20mm；针长1-2m： 圆钢为16mm 钢管为25mm；烟囱顶上的针： 圆钢为20mm 钢管为40mm（2）避雷带(线)在电力系统中，为了使输电线路少受雷击，采用了在输电线路上方架设平行的钢线避雷的方法。这种架设在输电线路上方的钢线，称之为避雷线。后来在房屋建筑上也推广了这种形式，开始布设在方脊、屋角、房檐等处作雷电保护，现在这种方法已经被避雷带所替代。在房屋建筑屋顶周围，用扁平的金属带做接闪的方法称之为避雷带，它是由避雷线改进而来。在建筑物屋顶上，使用避雷带比避雷针有较多的优点，它可以与楼房顶的装饰结合起来，可以与房屋的外形较好的配合，即美观防雷效果又好。特别是大面积的建筑，它的保护范围大而有效，这是避雷针所无法比的。避雷带一般采用扁钢制作，其截面积不小于48mm2，厚度不应小于4mm，现今的一般做法是不管建筑物属于几类防雷建筑，都采用4X40的镀锌扁钢制作避雷带。根据规定二类防雷建筑避雷带应在整个屋面组成不大于10m10m或12m8m的网格。三类防雷建筑避雷带应在整个屋面组成不大于20m20m或24ml6m的网格。如果同时还有避雷针，则避雷针应用避雷带相互连接。（3）避雷网避雷网是指利用钢筋混凝土结构中的钢筋网作为雷电保护的方法，也叫做暗装避雷网。暗装避雷网是把最上层屋顶作为接闪设备。根据一般建筑物的结构，钢筋距面层只有6-7cm，面层愈薄，雷击点的洞愈小。但有些建筑物的防水层和隔热层较厚，入彀钢筋距面层厚度大于20cm，最好另装辅助避雷网。辅助避雷网一般可用直径为6mm或以上的镀锌圆钢，网格大小可根据建筑物重要性，分别采用5mX5m或10mX10m的圆钢制成。建筑物顶上往往有许多突出物，如金属旗杆、透气管、钢爬梯、金属烟囱、风窗、金属天沟等，都必须与避雷网焊成一体做接闪装置。3.2.1.2引下线连接接闪器与接地装置的金属导体称为引下线。现代建筑多利用建筑物的柱筋作避雷引下线。因为雷击时引下线上有很大的雷电流流过，会对附近接地的设备、金属管道、电源线等产生反击或旁侧闪击，而实践证明这种方法可以减少和避免这种反击。它还比专门引下线有更多的优点，因为柱钢筋与梁、楼板的钢筋都是连接在一起的，和接地网络形成了一个整体的法拉第笼，它们处于等电位状态，雷电流会很快被分散掉，可以避免反击和旁侧闪击的现象发生。规范对引下线的设计有如下要求：表1建筑物防雷等级引下线数量引下线间距离一类防雷建筑2根12m二类防雷建筑2根18m三类防雷建筑2根25m另外，普通引下线采用圆钢时，其直径为不应小于16mm；采用扁钢时，其截面积最小为 48mm2；厚度不小于4mm。装在烟囱上的引下线其尺寸是：圆钢直径大于24mm；扁钢截面积不小于100mm2，厚度为4mm。为便于检查避雷设施连接导体的导电情况和接地体的散流电阻，要在建筑物四周的引下线上做断接卡子，断接卡子距地面最高为1.8M。当利用混凝土柱钢筋做引下线时，因为是从上而下连接一体，因此不能设置断接卡子测试接地电阻。需在柱内做为引下线的钢筋上，距室外地面0.5m处的柱子外侧，另焊一根圆钢(10)引至柱外侧的墙体上，做为防雷测试点。每根引下线处的冲击接地电阻不能大于5。3.2.1.3接地体接地装置应优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋。有钢筋混凝土地梁时，应将地梁内钢筋连成环形接地装置；没有钢筋混凝土地梁时，也可在建筑物周边无钢筋的闭合条形混凝土基础内，用40x4mm镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿，形成环形接地。 当将变压器和柴油发电机的中性点工作接地、电气保护接地和弱电系统工作接地等共用接地装置时，接地电阻值应不大于1。 采用共用接地装置时，弱电系统应将各自设备机房内与建筑物绝缘的接地端子，用25mm2以上的铜芯电缆或导线穿焊接钢管做单独的引下线，在建筑物基础处与接地板相连。弱电系统一般要求接地电阻不大于4，如若设独立的接地系统，其与防雷接地系统的距离要大于20m。 3.2.2 内部防雷系统及其设计构筑和作用于建筑物内部的防雷工程称为内部防雷工程，其系统就是内部防雷系统。建筑物内部防雷工程涉及面较宽，面对的是包括感应雷、传导雷和因线路上浪涌高电压所造成电网波动在内的众多损害，归纳起来危害最大的主要方面是高电压的引入。高电压引入是指雷电高电压通过金属线引导到室内或其他地方造成破坏的雷害现象。高电压引入的电源有三种：其一是直击雷直接击中金属导线，让高压雷电以波的形式沿着导线两边传播而引入室内，即雷电波侵入；第二种是来自感应雷的高电压脉冲，即感应过电压；第三是地电位反击，这种反击会沿着电力系统的零线，保护接地线和各种形式的接地线，以波的形式传入室内或传播到更大的室内范围，造成大面积的危害。针对以上三种雷害内部防雷系统主要有屏蔽、安装防雷器SPD和等电位连接等三种措施。屏蔽措施已经在防雷设计六大要素中有所阐述，下面主要阐述防雷器SPD设计安装和等电位连接。 3.2.2.1 防雷器SPD设计安装SPD中文简称电涌保护器，又称浪涌保护器。根据IEC标准规定，电涌保护器主要是指抑制传导来的线路过电压和过电流的装置。它的组成器件主要包括放电间隙、压敏电阻、二极管、滤波器等。根据构成组件和使用部位的不同，电涌保护器可分为电压开关型SPD、限压型SPD和组合型SPD。而根据应用场合分类，电涌保护器又可分成电力系统SPD和信息系统SPD。一般信息系统SPD由信息系统设计者负责设计选型。这里主要阐述一下电涌保护器在建筑物电力系统防雷设计中的应用。电力系统防雷主要是为了防止雷电波通过电源线路而对计算机及相关设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大，或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，依照建筑物防雷设计规范（GB50057-94 2000）和建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004，应采取分级保护、逐级泄流的原则。其具体设计做法：一是在大楼电源的总进线处安装放电电流较大的一级电源避雷器，这里一般要用三相电压开关型SPD；二是在重要楼层或重要设备电源的进线处加装二或三级电源避雷器，一般用限压型SPD；三是在末端配电处安装四级或称为末端电源避雷器，一般用限压型SPD。究竟要使用几级SPD，可以有建筑防雷等级确定。一般一类防雷建筑需要四级；二类需要三级；三类需要二级。为了确保遭受雷击时，高电压首先经过一级电源避雷器，然后再经过二、三级或末级电源避雷器，一级电源避雷器和二级电源避雷器之间的距离要大于10米，如果两者间距不够，可采用带线圈的防雷箱，这样可以避免二级或三级电源避雷器首先遭受雷击而损坏。这里有三个需要注意的地方：一是电涌保护器与母排连接的导线要短而直，长度不能超过5m，连接线过长可能导致上级SPD还没分流，电涌就串到下级SPD处，导致下级SPD一下子被烧毁；二是SPD安装线路上应该装有过电流保护器，原因是为了防止因SPD老化而造成短路。这里的过电流保护器主要使用断路器，按一般经验做法，二级SPD上的断路器整定电流选40A，三级SPD上的断路器整定电流选32A，末级SPD上的断路器整定电流选25A，而一级SPD无需装设，因为一级SPD使用电压开关型SPD，其内部已有自带的过电流保护器。三是各个SPD都需要与接地装置之间进行等电位连接。（参见附录图纸“系统图”） 3.2.2.2 等电位连接等电位连接是综合防雷系统中的最重要的一项基本措施。GB5005794 2000版里强调了等电位连接在内部防雷中的作用。等电位连接是为减小在需要防雷的空间内发生火灾、爆炸、生命危险的一项很重要的措施，特别是在建筑物内部防雷空间防止发生生命危险的最重要的措施。建筑物的等电位连接设计主要有以下几种：（1）总等电位连接和局部等电位连接总等电位连接MEB的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，它主要通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板(接地母排)将下列导电部分互相连通：进线配电箱的PE(PEN)母排；公用设施的金属管道，如上、下水、煤气等管道；建筑物金属结构；如果做了人工接地，也包括其接地极引线。 建筑物每一电源进线都应做总等电位连接，各个总等电位连接端子板应互相连通。局部等电位连接LEB是指当电气装置或电气装置的某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时，应在局部范围内做的等电位连接。它包括PE母线或PE干线；公用设施的金属管道；如果可能，也包括建筑物金属结构。（2）建筑物内部导电部件的等电位连接等电位连接不仅仅是针对雷电暂态过电压的，还包括其它如工作过电压、操作过电压等暂态过电压的防护，特别是在有过电压的瞬间对人身和设备的安全防护。因此，有必要将建筑物内的设备外壳、水管、暖气片、金属梯、金属构架和其他金属外露部分与共用接地系统做等电位连接。而且需要注意的是，绝不能因检修等原因切断这些连接。但是，对于燃气管道，只在进入建筑物处与接地系统相连，但在每个接头处要有辅助跨接线。因为燃气管道本身不容许有多个接地连接，使其成为接地系统的一部分。（3）信息系统的等电位连接对信息系统的各个外露可导电部件也要建立等电位连接网络，并与共用接地系统相连。接至共用接地系统的等电位连接网络有两种结构：S型（星型）结构和M型（网格型）结构。对于工作频率小于0.1MHZ的电子设备，一般采用S型（星型）结构；对于频率大于10MHZ的电路，一般采用M型（网格型）结构。（4）各楼层的等电位连接将每个楼层的等电位连接与建筑物内的主钢筋相连，并在每个房间或区域设置接地端子，由于每层的所有接地端子彼此相连，而且又与建筑物主钢筋相连，这就使每个楼层成了等电位面。再将建筑物所有接地极、接地端子连接形成等电位空间。最后，将屋顶上的设备和避雷针等与避雷带连接形成屋面上的等电位。（5） 接地网的等电位连接在某中意义上说，建筑物的共用接地系统在大范围内即为等电位连接，比如我们常见的计算机房的工作接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系统的原理就是避免各接地间产生的瞬态过电压差对设备造成影响。因此，钢筋混凝土结构建筑物利用基础钢筋网做接地体，一般要围绕建筑物四周增设环形接地体，并与建筑物被柱内用作引下线的柱筋焊接，这样就大大降低了接地网由于雷电流造成地电位不均衡的概率（参见附录图纸“基础接地平面图”）。综上所述，楼层下部有接地网，楼层里有等电位均压网，楼顶物体与避雷装置连接在一起形成等电位，这样就在电气上成为法拉第笼式结构，人和设备在此环境中绝无雷击危险。因此，等电位连接在建筑物及其电子信息系统中是最重要的一项电气安全措施。另外，为保证等电位连接的可靠导通，等电位连接线和接地母排应分别采用铜线和铜板。等电位连接这一电气安全措施并不需复杂价昂的电气设备，它所耗用的不过是一些导线，不象埋在地下的人工接地极易因受土壤腐蚀而失效(实际上在实施等电位联结的同时也实现了接地，因它所连接的水管和基础钢筋等本身已起到低电阻长寿命的接地作用)，它在保证电气安全上的作用远胜于我们过去习惯采用的专门打入地下的人工接地。在发达国家不要求住户打入人工接地，但住宅楼内如不做总等电位连接和浴室内的局部等电位连接，非但甲方不予验收，当地供电公司也以电气上不安全为由拒绝供电。看来我国的各地气象主管机构和建设主管部门还得要加强新建建筑物中等电位连接一项的审核力度。二、电气装置的接地接地是为防止触电或保护设备的安全,把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线，将电工设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下，是为了保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施利用大地作电流回路接地线。接地的功用除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地外，最大功用为保护使用者不被电击，以 UPS 而言，有些 UPS 会将零线与地线间的电压标示出来，确保产品不会造成对人体的电击伤害。同时避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。 接地装置由接地体和接地线组成。直接与土壤接触的金属导体称为接地体。电工设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。接地体可分为自然接地体和人工接地体两类。 接地电阻一般指接地体上的工频交流或直流电压与通过接地体而流入地下的电流之比。散泄雷电冲击电流时的接地电阻指电压峰值与电流峰值之比，称为冲击接地电阻。接地电阻主要是电流在地下流散途径中土壤的电阻。接地体与土壤接触的电阻以及接地体本身的电阻小得可以忽略。一般情况下，接地装置散泄电流时，离单个接地体20米处的电位实际上已接近零电位。 接地电阻值与土壤电导率、接地体形状、尺寸和布置方式、电流频率等因素有关。通常根据对接地电阻值的要求，确定应埋置的接地体形状、尺寸、数量及其布置方式，对于土壤电阻率高的地区（如山区），为了节约金属材料，可以采取改善土壤电导率的措施，在接地体周围土壤中填充电导率高的物质或在接地体周围填充一层降阻剂（含有水和强介质的固化树脂）等，以降低接地电阻值。接地体流入雷电流时，由于雷电流幅值很大，接地体上的电位很高，在接地体周围的土壤中会产生强烈的火花放电，土壤电导率相应增大，相当于降低了散流电阻。 常用的有保护接地、工作接地、防雷接地和屏蔽接地等。 保护接地 机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分（机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。原因是系统的供电是强电供电（380、220或11OV），通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生（如主机电源故障或其它故障）造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。 工作接地工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地。 除了上述几种接地外，在很多场合下容易引起混乱的还有一个供电系统地，也叫交流电源工作地，它是电力系统中为了运行需要设的接地(如中性点接地）。 防雷接地组成防雷措施的一部分。其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器(包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置。当发生直击雷时，避雷器将雷电引向自身，雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。此外，由于雷电引起静电感应副效应，为了防止造成间接损害，如房屋起火或触电等，通常也要将建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等接地；雷电波会沿着低压架空线、电视天线侵入房屋，引起屋内电工设备的绝缘击穿，从而造成火灾或人身触电伤亡事故，所以还要将线路上和进屋前的绝缘瓷瓶铁脚接地。 屏蔽接地是消除电磁场对人体危害的有效措施，也是防止电磁干扰的有效措施。高频技术在电热、医疗、无线电广播、通信、电视台和导航、雷达等方面得到了广泛应用。人体在电磁场作用下，吸收的辐射能量将发生生物学作用，对人体造成伤害，如手指轻微颤抖、皮肤划痕、视力减退等。对产生磁场的设备外壳设屏蔽装置，并将屏蔽体接地，不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度，达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的，也可以保护屏蔽接地体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。 现代化的电力系统其本身就是强烈的电磁干扰源，主要通过辐射方式干扰该频段内的通信设备。为抑制外部高压输电线路的干扰影响，采用接地措施，常用的接地方式有两种，现分别讨论如下： 分散接地方式分散接地就是将通信大楼的防雷接地、电源系统接地、通讯设备的各类接地以及其他设备的接地分别接入相互分离的接地系统，由于地线系统不断增多，地线间潜在的耦合影响往往难以避免，分散接地反而容易引起干扰。同时主体建筑物的高度不断增加，其接地方式所带的不安全因素也越来越大。当某一设施被雷击中，容易形成地下反击，损坏其他设备。 联合接地方式联合接地方式也称单点接地方式，即所有接地系统共用一个共同的“地”。联合接地有以下一些特点： (1)整个大楼的接地系统组成一个笼式均压体，对于直击雷，楼内同一层各点位比较均匀；对于感应雷，笼式均压体和大楼的框架式结构对外来电磁场干扰也可提供1040dB的屏蔽效果； (2)一般联合接地方式接地电阻非常小，不存在各种接地体之间的耦合影响，有利于减少干扰； (3)可以节省金属材料，占地少。 由上不难看出，采用联合接地方式可以有效抑制外部高压输电线路的干扰。 防静电接地的接地线应串联一个1兆欧的限流电阻,即通过限流电阻与接地装置相连。 三、静电的防护静电和静电的危害静电是一种电能，它存留于物体表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，是通过电子或离子的转换而形成的。静电现象是电荷在产生和消失过程中产生的电现象的总称。如摩擦起电、人体起电等现象。随着科技发展，静电现象已在静电喷涂、静电纺织、静电分选、静电成像等领域得到广泛的有效应用。但在另一方面，静电的产生在许多领域会带来重大危害和损失。静电放电可导致爆炸，；在火药制造过程中由于静电放电(ESD)，造成爆炸伤亡的事故时有发生。静电防护原理不产生静电是不可能的，产生静电不是危害所在，其危害所在于静电积聚以及由此产生的静电放电。静电防护的核心是“静电消除”。(1)对可能产生静电的地方要防止静电积聚。采取措施在安全范围内。(2)对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放。静电防护方法(1)使用防静电材料：金属是导体，因导体的漏放电流大，会损坏器件。另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电，因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料。而是采用表面电阻l105cm以下的所谓静电导体，以及表面电阻1105-1108cm的静电亚导体作为防静电材料。例如常用的静电防护材料是在橡胶中混入导电碳黑来实现的，将表面电阻控制在1106cm以下(2)泄漏与接地：对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，提供静电释放通道。采用埋大地线的方法建立“独立”地线。使地线与大地之间的电阻10。静电防护材料接地方法：将静电防护材料(如于作台面垫、地垫、防静电腕带等)通过1M的电阻接到通向独立大地线的导体上(参见SJT10630-1995)。串接1M电阻是为了确保对地泄放5mA的电流，称为软接地。设备外壳和静电屏蔽罩通常是直接接地，称为硬接地。(3)导体带静电的消除：导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地。放电体卜的电压与释放时间可用下式表示：UT=U0L1/RC式中UT-T时刻的电压(V)U0一起始电压(V)R-等效电阻()C-导体等效电容(pf)一般要求在1秒内将静电泄漏。即1秒内将电压降至1OOV以下的安全区。这样可以防止泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏。若U0=500V，C=200pf，想在1秒内使UT达到100V，则要求R=128109。因此静电防护系统中通常用1M的限流电阻，将泄放电流限制在5mA以下。这是为操作安全设计的。如果操作人员在静电防护系统中，不小心触及到220V工业电压，也不会带来危险。(4)非导体带静电的消除：对于绝缘体上的静电，由于电荷不能在绝缘体上流动，因此不能用接地的方法消除静电。可采用以下措施：(a)使用离子风机离子风机产生正、负离子，可以中和静电源的静电。 (b)使用静电消除剂可用静电消除剂檫洗仪器和物体表面，能消除物体表面静电。(c)控制环境湿度增加湿度可提高非导体材料的表面电导率，使物体表面不易积聚静电。(d)采用静电屏蔽对易产生静电的设备可采用屏蔽罩(笼)，并将屏蔽罩（笼）有效接地。(5)工艺控制：为了在电子产品制造中尽量少的产生静电,控制静电荷积聚，对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放，应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采取有效措施。静电防护器材：(1)人体防静电系统包括防静电腕带、工作服、帽、手套、鞋、袜等(2)防静电地面包括防静电水磨石地面、防静电橡胶地面、PVC防静电塑料地板、防静电地毯、防静电活动地板等。(3)防静电操作系列：包括防静电台垫、防静电包装袋、防静电物流小车、防静电烙铁及工具等。四、电气安全电气危害为防止各种电气事故危害而采取一些列的技术措施。电气事故的危害有直接危害和间接危害两种。直接危害包括触电和电弧烧伤；间接危害包括电气故障造成的大面积停电、火灾等。电气安全技术的内容很多，人们最关心的是人体触电的生理反应、防触电措施、用电设备和电力系统安全运行等问题。人体触电的生理反应 电流通过人体时，会产生各种反应，其中最危险的是电流通过心脏，产生心室颤动，导致死亡。反应的程度与电流种类、电流通过的路径、电流大小、电流通过的时间长短、人体状况等因素有关。 25300Hz的正弦交流电流引起的生理反应最严重，50Hz工频交流电流引起的生理反应是很重的；1000Hz以上的电流引起的生理反应明显减轻；直流和冲击电流引起的生理反应小于工频交流电流。电流从左手到胸部通过人体时危险性最大；从手到手、从手到脚，危险性也很大；从脚到脚，危险性较小。通过人体的电流愈大，生理反应愈严重。按通过人体的工频电流大小(有效值)，可分为感知电流、摆脱电流、致命电流三级。感知电流，是人能感觉的最小电流，成年男性约为1.1mA，成年女性约为O.7mA。摆脱电流，人能自主摆脱电源的最大电流，成年男性约为16mA，成年女性约为10.5mA。从安全考虑，宜取99.5的人都能摆脱的电流作为依据，称为最小摆脱电流，成年男性约为9mA，成年女性约为6mA