防雷与接地powerpoint图片专讲学习课件

1、主要内容： 围绕工业与民用电力装置的防雷保护和接地装置的运行与设计问题，介绍雷电的产生和发展的物理过程、常用的防雷保护装置、架空线路和变配电所的防雷措施、接地和接零的基本概念和计算。八、防雷与接地莆田学院现代教育技术中心 03年9月主要内容：八、防雷与接地莆田学院现代教育技术中心 03年9主要内容：过电压与防雷 过电压； 防雷措施； 防雷保护；电气装置接地；触电急救。防雷与接地莆田学院现代教育技术中心 03年9月主要内容：防雷与接地莆田学院现代教育技术中心 03年9月过电压及其分类 过电压：在电气设备或线路上出现的超出正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。 大气过电压（外部过电压/雷电过电压）

2、过电压 操作过电压 内部过电压 弧光接地过电压 谐振过电压过电压及其分类 过电压：在电气设备或线路上出现的超出正常工作过电压及其分类 大气过电压大气过电压又称雷电过电压，是由于电力系统的设备或建(构)筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压，因其能量来自系统外部，故又称为外部过电压。雷电过电压有两种基本形式：直击雷过电压和感应雷过电压 。过电压及其分类 大气过电压过电压及其分类直击雷过电压雷云雷电先导 迎雷先导 主放电阶段 余辉放电 主放电电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般只有 50100s。 余辉放电阶段电流较小，约几百安，持续时间约为0.030.15s。过电压及其分类直击

3、雷过电压过电压及其分类感应雷过电压所谓感应雷过电压，是指当架空线附近出现对地雷击时，在输电线路上感应的雷电过电压。 过电压及其分类感应雷过电压过电压及其分类雷电的危害电动力效应热效应电磁效应闪络放电：烧毁绝缘子，使断路器跳闸或引起火灾。过电压及其分类雷电的危害过电压及其分类防雷设备的组成避雷针（避雷器）：专门防止雷电的装置引下线接地装置过电压及其分类防雷设备的组成过电压及其分类避雷针作用：吸引雷，并将雷电流通过避雷针安全引入大地，保护避雷针附近的电力设备和建筑物免受直击雷的危害。组成：金属杆接地线接地体过电压及其分类避雷针过电压及其分类避雷线架设在架空线路上面，保护架空线路，既架空又接地，原理

4、与避雷针相同。避雷带和避雷网避雷带和避雷网主要用来保护其所处的整幢高层建筑物免遭雷击。过电压及其分类避雷线感应雷过电压的防护避雷器 用途： 防止雷电产生的过电压波侵入变电所或设备，与保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。保护原理： 当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙被击穿，使过电压直接对大地放电，保护设备的绝缘。 感应雷过电压的防护避雷器 感应雷过电压的防护避雷器分类：阀型避雷器 组成：火花间隙和阀片 原理：出现过电压时阀片变为低阻金属氧化物避雷器 组成：由氧化锌电阻片串联组成 原理：出现过电压时电阻片变为低阻 特点：较为先进 保护对象：变压器、发电机、高压开关保护间隙

5、原理：间隙击穿 特点：简单经济、维修方便，但保护性能差、灭弧能力弱 保护对象：室外负荷不重的线路感应雷过电压的防护避雷器分类：感应雷过电压的防护阀型避雷器 阀型避雷器由装在密封磁套管中的火花间隙组和具有非线性电阻特性的阀片串联组成。 感应雷过电压的防护阀型避雷器 感应雷过电压的防护 火花间隙组是根据额定电压的不同采用若干个单间隙叠合而成。 每个间隙由两个黄铜电极和一个云母垫圈组成。由于两黄铜电极间间距小，面积较大，因而电场较均匀，可得到较平缓的放电伏秒特性。 单个平板型火花间隙1黄铜电极；2云母片感应雷过电压的防护 火花间隙组是根据额定电压的不同采用感应雷过电压的防护阀片是由金刚砂（SiC）和

6、结合剂在一定的高温下烧结而成，具有良好的非线性特性和较高的通流能力。阀片的电阻值随着所加电压变化而变化，当阀片上所加电压增大时，电阻值减小；当阀片上电压减小时，电阻值增大。这样，在通过较大雷电流时，使避雷器上出现的残压不会过高，对较小的工频续流又能加以限制，为火花间隙的切断续流创造了良好的条件。 由于阀型避雷器具有伏秒特性比较平缓，残压较低的特点，因此，常用来保护变电所中的电气设备。感应雷过电压的防护阀片是由金刚砂（SiC）和结合剂在一定的高感应雷过电压的防护金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器又称压敏避雷器。它在结构上没有火花间隙，由氧化锌或氧化铋等金属氧化物烧结而成的压敏电阻片（阀片）组成。这

7、种避雷器的阀片具有优异的非线性伏安特性，在工频电压下，阀片具有极大的电阻，呈绝缘状态，能迅速有效的阻断工频续流，因此无需火花间隙来熄灭工频电压引起的电弧；当电压超过一定值（称为起动电压）时，阀片“导通”，呈低阻状态，将大电流泄入地中；当危险过电压消失以后，阀片迅速恢复高阻绝缘状态。 金属氧化物避雷器具有无间隙、无续流、通流量大、残压低、体积小、重量轻等优点，因此很有发展前途，世界上许多国家都已用它取代了碳化硅阀式避雷器。 感应雷过电压的防护金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器具有无间隙感应雷过电压的防护保护间隙 保护间隙又称放电间隙，是最简单的防雷保护装置，它由主间隙S1、辅助间隙S2和支持瓷瓶组

8、成。主间隙按结构型式不同，分为棒型、环型和角型。 保护间隙构造简单，成本低廉，维护方便，但由于无专门灭孤装置，灭弧能力很差。规程规定，在具有自动重合闸的线路中和管型避雷器或阀型避雷器的参数不能满足安装地点的要求时，可以采用保护间隙。感应雷过电压的防护保护间隙保护间隙构造简单，成本低廉，维护方供配电系统的防雷保护 架空线路的防雷措施（1）架设避雷线：有效但成本高，一般用于66KV以上线路； （2）提高线路本身的绝缘水平：10KV以下的架空线路，绝缘子采用高一电压等级； （3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 （4）加强绝缘弱点的保护 （5）装设自动重合闸装置 供配电系统的防雷保护 架空线路的防

9、雷措施供配电系统的防雷保护变配电所的防雷措施 变配电所的直击雷保护 变电所内如下设备和建筑物应该有直击雷保护装置：（1）屋外的配电装置（包括母线廊道、架空母线桥、软连线等）；（2）遭受雷击后可能引起火灾的建筑物，例如露天的油箱和油设备等建筑物以及易燃材料的仓库；（3）有爆炸危险的建筑物，例如氢气设备和乙炔发生装置等；（4）雷击后可能引起力学性能破坏的高大建筑物，例如烟囱、冷却塔和变压器修理间等。供配电系统的防雷保护变配电所的防雷措施 供配电系统的防雷保护235110kV变电所的进线保护进线保护的目的在于防止线路上落雷后雷电波侵入变电所，危害变电所的配电装置。 不采用全线装设避雷线的线路，可以在

10、进线段12km内架设避雷线，防护直接雷击，还可以使感应雷过电压产生在12km以外，靠进线段本身的阻抗起限流作用，降低雷电冲击波的幅值和陡度。 为了限制线路上遭受直击雷产生的高电压，该线路进线段的首端，装设一组管型避雷器F1，且其工频接地电阻应在10以下。 在靠近隔离开关或断路器QF1处装设一组管型避雷器F2，防止线路上的雷电波侵入到隔离开关或断路器开路处由于反射而形成两倍侵入波幅值的电压，损坏隔离开关或断路器。F2的外间隙应调整于正常运行时不被击穿。 阀型避雷器F3保护价值高而绝缘相对薄弱的变压器。 播放动画供配电系统的防雷保护235110kV变电所的进线保护不采接地与接零接地与接零的类型 按

11、接地目的和作用不同，可分为工作接地和保护接地两大类。电力系统由于运行和安全的需要，常将发电机和变压器的中性点以及避雷器、避雷针的接地端与大地连接，称为工作接地。为避免触电事故的发生，保障人身安全而将电气设备的金属外壳进行接地，称为保护接地。 接地与接零接地与接零的类型 9.5 接地与接零根据保护接地的实现方式又可以分为IT系统、TN系统以及TT系统。1IT系统在中性点不接地的三相三线制低压系统中，将电气设备正常情况下不带电的外露可导电部分（金属外壳和构架等）与接地体之间作很好的金属连接，称为IT系统。 9.5 接地与接零根据保护接地的实现方式又可以分为IT系统接地与接零如果电气设备的外壳未接地

12、，当电气设备发生一相碰壳而使其外壳带电时，人体触及外壳，则电流经人体而构成通路，造成触电危险。 如果设备外壳接地，则由于人体电阻远远大于接地电阻，即使人体触及外壳，流经人体的电流较小，没有多大危险。 接地与接零如果电气设备的外壳未接地，当电气设备发生一相碰壳而接地与接零2TN系统 TN系统适用于中性点接地的三相四线制的低压系统，该系统将电气设备的金属外壳经公共的保护线（PE线，protective earthing）或保护中性线（PEN线，又称零线）与系统中性点相连接地。 当电气设备发生一相碰壳时，短路电流经外壳和零线构成回路，回路中相线、零线和设备外壳阻抗很小，短路电流很大，令线路上的熔断器

13、迅速熔断，切除故障。 接地与接零2TN系统 当电气设备发生一相碰壳时，短路电流经接地与接零3TT系统 TT系统适用于中性点直接接地的三相四线制系统，电气设备的金属外壳均各自单独接地，该接地点与系统接地点无关。 当发生接地故障时，故障点对地电压将为110V，通过人体的电流将达0.10.2A，显然不能保证人身安全。因此，TT系统中应该装设漏电保护装置。 接地与接零3TT系统 当发生接地故障时，故障点对地电压将为接地与接零重复接地在TN系统中，当PE线或PEN线断线且有设备发生单相碰壳时，接在断线处后面的设备外壳上出现接近于相电压的对地电压，存在触电危险。因此，为了进一步提高安全可靠性，除系统中性点

14、进行工作接地外，还必须在以下地点重复接地。(1)架空线路末端及沿线每隔1km处；(2)电缆和架空线引入车间和大型建筑物处。 接地与接零重复接地接地与接零接地装置 1.接地装置的构成 接地装置由接地体和接地线两部分构成。接地体分为水平接地体和垂直接地体。 垂直接地体通常采用直径50mm，长22. 5m的钢管或50505mm，长2.5m的角钢，打入地中与大地直接相连。 水平接地体一般采用扁钢或角钢，将垂直接地体连接起来。连接于接地体与电气设备金属外壳之间的金属导线，称为接地线。接地线通常采用254mm或404mm的扁钢或直径16mm的圆钢。 接地与接零接地装置 接地与接零2.接地装置的散流效应 当

15、电气设备发生接地故障时，电流经接地装置是以半球面形状向大地散开的，称为散流效应。在距接地体20m左右处，散流电阻趋近于零，该处电位也接近于零，称为电气上的“地”。 接地与接零2.接地装置的散流效应 接地与接零3.接触电压与跨步电压 由于接地装置散流效应，当电气设备发生单相碰壳或接地故障时，在接地点周围的地面就会有对地电位分布。电气设备的接地部分与20m外的零电位之间的电位差U1，称为接地部分的“对地电压”。此时，若人站在该设备旁，手接触到设备外壳，则人手与脚之间呈现出的电位差U2称为“接触电压”。跨步电压是指在接地故障点附近行走，两脚之间所出现的电位差。图9.5.6 对地电压、接触电压和跨步电

16、压接地与接零3.接触电压与跨步电压 图9.5.6 对地电压、接地与接零4对接地电阻的要求接地电阻是指接地体的散流电阻与接地线和接地体电阻的总和。 表9.5.1接地电阻的允许值电力装置所在电力系统接地电阻允许值（）1000V以上的中性点接地系统RE0.51000V以上的中性点不接地系统RE250V/IE101000V以下中性点不接地系统RE41000V以下中性点直接接地系统RE4接地与接零4对接地电阻的要求表9.5.1接地电阻的允许值接地与接零应接地或接零的设备： 凡是因绝缘损坏而可能带有危险高压的电气设备及电气装置的金属外壳均应接地或接零。 电动机、变压器、高压开关的外壳；电缆的金属外壳；避雷

17、针、避雷器；互感器的二次线圈；接地与接零应接地或接零的设备：井下供电安全隐患：1、电火灾；2、电气设备爆炸；3、触电井下安全隐患莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下供电安全隐患：井下安全隐患莆田学院现代教育技术中心 0井下安全隐患：电火灾电火灾产生的原因：1、电网过流；2、电网漏电点产生电火花，引燃瓦斯和煤尘；3、导线、元器件接触不良，接触电阻过高，电流流过产生高温；4、井下照明灯上覆盖的煤尘使灯具散热不良，温度升高而引起火灾；5、架线电机车电弧引燃木支护棚莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：电火灾电火灾产生的原因：莆田学院现代教育技术中井下安全隐患：电火灾电火灾的预防措施：

18、1、合理选择电气设备的容量及电缆截面；2、对输电线路和用电设备设过流保护；3、采用合格的矿用阻燃橡套电缆；4、电缆不准盘圈、成堆或压埋送电以防散热不良；5、加强对电缆接线盒中接头的检查，以防接触不良；6、经常清理井下照明灯罩的灰尘；7、配备足够的消防灭火器材；8、严禁违章指挥、违章作业。莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：电火灾电火灾的预防措施：莆田学院现代教育技术中井下安全隐患：电火灾井下火灾的监测：1、通过监测电缆线温度来监测火灾；2、通过监测甲烷、一氧化碳、氧气等来监测火灾；莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：电火灾井下火灾的监测：莆田学院现代教育技术中心井下

19、安全隐患：电火灾井下电火灾的扑灭： 电气设备着火后往往都带电，故不能用普通的泡沫灭火器或用水来灭火。正确的扑灭方法是：将着火的电气设备或电缆的电源切断，再用沙子或干粉灭火器扑灭火灾。莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：电火灾井下电火灾的扑灭：莆田学院现代教育技术中井下安全隐患：设备爆炸1、隔爆外壳2、本质安全型莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：设备爆炸1、隔爆外壳莆田学院现代教育技术中心 井下安全隐患：触电触电电击：指电流通过人体内部，造成人体内部器官的损伤和破坏；电伤：指强电流瞬间通过人体的某一局部或电弧对人体表面的烧伤。 在触电死亡事故统计中多数是由电击造成的

20、，电伤触电只要烧伤面积不大一般没有生命危险，所以电击的危险高于电伤。莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电触电电击：指电流通过人体内部，造成电伤：指井下安全隐患：触电流过人体电流造成的伤害：电流/mA50Hz交流电直流电0.6-1.5有感觉无感觉2-3手指有强烈麻刺感无感觉5-7手部痉挛刺痛、灼热8-10手指尖部到腕部很痛热感增强20-30不能摆脱导体，呼吸困难手部肌肉收缩但不强烈30-50心跳不规则手部肌肉收缩50-80呼吸麻痹，心室颤动手部痉挛，呼吸困难90-100持续3秒以上心脏停止跳动呼吸困难300及以下作用时间0.15秒以上，呼吸和心脏麻痹，肌肉组织遭到电流的热破坏工

21、频电流的极限安全电流值为30mA.莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电流过人体电流造成的伤害：电流/mA50Hz井下安全隐患：触电 人体电阻包括两部分，即体内电阻和皮肤电阻。 体内电阻是由肌肉组织、血液、神经等组成，其值较小，且基本上不受外界条件的影响。 皮肤电阻是指皮肤表面角质层的电阻，它是人体电阻的主要部分，数值变化较大。 当皮肤干燥、完整时，人体电阻可达10千欧以上，当受潮或损伤时，会降到1千欧左右，如皮肤完全遭到破坏，人体电阻下降到600800欧。莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电 人体电阻包括两部分，即体内电阻和井下安全隐患：触电人体触电电压和触

22、电持续时间： 安全额定电压等级：42V、36V、24V、12V、6V，一般工矿企业安全电压采用36V。 触电持续时间：指从触电瞬间开始到人体脱离电源的时间。触电持续时间越长，对人体引起的热伤害、化学伤害、生理伤害越严重。随着电流在人体内持续时间的增加，人体发热出汗，人体电阻会逐渐减少，因而触电电流增大。莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电人体触电电压和触电持续时间：莆田学院现代教井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代教育技术中心 03年9月井下安全隐患：触电莆田学院现代