ch08防雷、接地和电气安全(精品).ppt
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1、第9章 防雷、接地和电气安全防雷、接地和电气安全 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计9.2电气装置接地电气装置接地9.3静电及其防护静电及其防护9.4 电气安全与触电急救电气安全与触电急救小结小结9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 9.1.1 9.1.1 过电压及雷电的有关概念过电压及雷电的有关概念1 1雷电与过电压雷电与过电压 防防雷雷就就是是防防御御过过电电压压,过过电电压压是是指指电电气气设设备备或或线线路路上上出出现现超超过过正正常常工工作作要求的电压升高。要求的电压升高。雷电过电压又称大气过电压或外部过电压,是指电力系统的设备或建雷电过电压又称大气
2、过电压或外部过电压,是指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。雷电过电压(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。雷电过电压一般分为直击雷、间接雷击和雷电侵入波三种类型。一般分为直击雷、间接雷击和雷电侵入波三种类型。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 1 1)直击雷直击雷 是指雷电直接击中电气设备、线路或建构筑物,其过电压引起强大的雷电流是指雷电直接击中电气设备、线路或建构筑物,其过电压引起强大的雷电流通过这些物体放电入地。通过这些物体放电入地。经验表明,直击雷击时雷电流可高达几百千安,雷电电压可达几百万伏。遭经验表明,直
3、击雷击时雷电流可高达几百千安,雷电电压可达几百万伏。遭受直击雷击时均难免灾难性结果。因此必须采取防御措施。受直击雷击时均难免灾难性结果。因此必须采取防御措施。2)间接雷击间接雷击又简称感应雷,是雷电对设备、线路或其它物体产生静电感应或电磁感应所又简称感应雷,是雷电对设备、线路或其它物体产生静电感应或电磁感应所引起的过电压。引起的过电压。3)雷电侵入波)雷电侵入波由于架空线路或金属管道对雷电有传导作用,当架空线路或金属管道遭受直由于架空线路或金属管道对雷电有传导作用,当架空线路或金属管道遭受直击雷或感应雷时,雷电波就会沿着这些管线以光速向两侧流动,从而侵入变配电击雷或感应雷时,雷电波就会沿着这些
4、管线以光速向两侧流动,从而侵入变配电所或其他建筑物内,产生很高的过电压。据统计,雷电侵入波造成的雷害事故,所或其他建筑物内,产生很高的过电压。据统计,雷电侵入波造成的雷害事故,要占所有雷害事故的要占所有雷害事故的50%70%。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 2 2 雷电形成及有关概念雷电形成及有关概念雷雷电电是是带带有有电电荷荷的的“雷雷云云”之之间间、“雷雷云云”对对大大地地或或物物体体之之间间产产生生急急剧剧放放电的一种自然现象。据观测,在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。电的一种自然现象。据观测,在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。1 1)直击雷的形成)直击雷的形成
5、9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 2 2)感应雷的形成)感应雷的形成 感应雷侵入建筑物感应雷侵入建筑物 a)a)雷云在线路上方时雷云在线路上方时 b)b)雷对地或其他放电时雷对地或其他放电时 开口金属环上的雷电感应过电压开口金属环上的雷电感应过电压 9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 9-49-4避雷针结构示意图避雷针结构示意图1-避雷针避雷针2-引下线引下线3-接地装置接地装置图图9-5避雷器装置示意图避雷器装置示意图1-架空线路架空线路2-避雷器避雷器3-接地体接地体4-电力变压器电力变压器9.1.2 9.1.2 防雷设计防雷设计1 1 防雷装
6、置防雷装置 防防雷雷装装置置是是接接闪闪器器、避避雷雷器器、引引下下线线和和接接地地装装置置等等的的总总和和。如如图图所所示示为为不同的防雷装置的设置组合。不同的防雷装置的设置组合。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 (1 1)接闪器接闪器 是专门用来接受直击雷的金属物体。接闪的金属杆称为避雷针;接闪的金属是专门用来接受直击雷的金属物体。接闪的金属杆称为避雷针;接闪的金属线称为避雷线,或称为架空地线;接闪的金属带、网称为避雷带、避雷网。线称为避雷线,或称为架空地线;接闪的金属带、网称为避雷带、避雷网。1 1)避雷针)避雷针避雷针常用在屋面较小建筑物、构筑物上,有些室外低矮
7、的大型设备附近,避雷针常用在屋面较小建筑物、构筑物上,有些室外低矮的大型设备附近,一般在地面上设置独立的避雷针。一般在地面上设置独立的避雷针。避雷针一般采用镀锌圆钢(针长避雷针一般采用镀锌圆钢(针长1m1m以下时,直以下时,直径不小于径不小于12mm12mm;针长针长1 12m2m时,直径不小于时,直径不小于16mm16mm),),或镀锌钢管(针长或镀锌钢管(针长1m1m以下时,以下时,直径不小于直径不小于20mm20mm,针长针长1 12m2m时,直径不小于时,直径不小于25mm25mm)制成。它通常安装在电杆、制成。它通常安装在电杆、构架或建筑物上。它的下端通过引下线与接地装置可靠连接,如
8、图所示。构架或建筑物上。它的下端通过引下线与接地装置可靠连接,如图所示。避雷针避雷针引下线引下线断接卡子断接卡子(测试点)(测试点)接地体接地体接地线接地线9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 2 2)避雷线)避雷线 避雷线一般用截面不小于避雷线一般用截面不小于50mm50mm2 2的镀锌钢铰线或铜绞线,架设在架空的镀锌钢铰线或铜绞线,架设在架空线上面,以保护架空线免遭直接雷击。由于避雷线既是架空的又是接地线上面,以保护架空线免遭直接雷击。由于避雷线既是架空的又是接地的,也称为架空地线。的,也称为架空地线。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 3 3)避
9、雷网和避雷带)避雷网和避雷带避雷带(网)常设置在屋面较大的建筑物上,沿建筑物易受雷击的部位(如避雷带(网)常设置在屋面较大的建筑物上,沿建筑物易受雷击的部位(如屋脊、屋角等)装设成屋脊、屋角等)装设成闭合的环形(网格形状)导体闭合的环形(网格形状)导体,用来保护建筑物免遭直击用来保护建筑物免遭直击雷击和感应雷击。雷击和感应雷击。每栋建筑至少要有每栋建筑至少要有2根引下线与接地装置可靠地连接。根引下线与接地装置可靠地连接。避雷网和避雷带宜采用圆钢和扁钢,优先采用圆钢。圆钢直径不小于避雷网和避雷带宜采用圆钢和扁钢,优先采用圆钢。圆钢直径不小于8mm,扁钢截面不小于扁钢截面不小于50mm2,其厚度不
10、小于,其厚度不小于4mm。避雷网的网络尺寸要求应符合下。避雷网的网络尺寸要求应符合下表的规定。表的规定。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 表表9-19-1按建筑物防雷类别确定滚球半径和避雷网格尺寸按建筑物防雷类别确定滚球半径和避雷网格尺寸建筑物防雷类建筑物防雷类别别滚球半径()滚球半径()避雷网格尺寸避雷网格尺寸()(不大于)()(不大于)第一类防雷建第一类防雷建筑物筑物30305555或或6464第二类防雷建第二类防雷建筑物筑物454510101010或或128128第三类防雷建第三类防雷建筑物筑物606020202020或或241624169.1 9.1 过电压、防
11、雷及其设计过电压、防雷及其设计 (2 2)引下线)引下线是将接闪器接到的雷电流可靠引入接地体泄放电流的通道。引下线的材料多是将接闪器接到的雷电流可靠引入接地体泄放电流的通道。引下线的材料多采用镀锌扁钢或圆钢,优先采用圆钢,其尺寸要求与避雷带(网)相同。图为利采用镀锌扁钢或圆钢,优先采用圆钢,其尺寸要求与避雷带(网)相同。图为利用柱筋作为引下线时,并在柱筋上设置接地电阻测试点。用柱筋作为引下线时,并在柱筋上设置接地电阻测试点。引下线引下线引下线引下线测试点测试点高层建筑的外墙有高层建筑的外墙有大量的金属门窗等金属大量的金属门窗等金属导体,易遭受雷击,称导体,易遭受雷击,称为侧雷击。为侧雷击。为防
12、止侧雷击,将为防止侧雷击,将建筑物外墙圈梁内敷设建筑物外墙圈梁内敷设钢筋与引下线连接成环钢筋与引下线连接成环形导体,称均压环。形导体,称均压环。外墙的金属导体与外墙的金属导体与附近的均压环连接,可附近的均压环连接,可以有效防止侧雷击。以有效防止侧雷击。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 避雷带避雷带(网网)引下线引下线(柱筋)(柱筋)测试点测试点接地体接地体(基础筋基础筋)接地线接地线(地梁筋地梁筋)均压环均压环(梁筋)(梁筋)9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 (3 3)避雷器避雷器 避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它避雷器
13、是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内,以免危及被保护设备的绝缘,如图所示。建筑物内,以免危及被保护设备的绝缘,如图所示。避雷器主要有阀式避雷器、排气式避雷器、角型避雷器和金属氧化避雷器主要有阀式避雷器、排气式避雷器、角型避雷器和金属氧化物避雷器等几种。物避雷器等几种。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 9.1.3 9.1.3 雷的防御雷的防御1 1、直击雷的防御、直击雷的防御防御直击雷的方法:防御直击雷的方法:(1 1)装设独立的避雷针;)装设独立的避雷针;(2 2)在建筑物上装设避雷针;)在建筑物上装设避雷针;(3 3)在架空线路上架设避雷线;)
14、在架空线路上架设避雷线;(4 4)在建筑物屋面铺设避雷带或避雷网。)在建筑物屋面铺设避雷带或避雷网。所有防雷装置都须有可靠的引下线与合格的接地装置相焊连。除独立的避雷所有防雷装置都须有可靠的引下线与合格的接地装置相焊连。除独立的避雷针外,建筑物上的防雷引下线应不少于两根。针外,建筑物上的防雷引下线应不少于两根。为保证安全,防直击雷的独立避雷针的接地装置与被保护物(如建筑物和配为保证安全,防直击雷的独立避雷针的接地装置与被保护物(如建筑物和配电装置)及其接地装置之间应有一定的安全距离。电装置)及其接地装置之间应有一定的安全距离。1 1)独立避雷针及其引下线与被保护物在空气中的水平间距)独立避雷针
15、及其引下线与被保护物在空气中的水平间距s s0 0,一般不小于,一般不小于5m5m;2 2)独立避雷针的接地装置与被保护物主接地网独立避雷针的接地装置与被保护物主接地网在地下的水平距离在地下的水平距离S SE E,一般不小,一般不小于于3m3m。9.1 9.1 过电压、防雷及其设计过电压、防雷及其设计 2、感应雷的防御、感应雷的防御防御感应雷的方法如下:防御感应雷的方法如下:(1 1)在建筑物屋面沿周在建筑物屋面沿周边装设避雷带,每隔边装设避雷带,每隔2020米米左右引出接地线一根。左右引出接地线一根。(2 2)建建筑筑物物内内所所有有金金属属物物如如设设备备外外壳壳、管管道道、构构架架等等均
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