供配电技术第3版第九章

第九章电气安全、防雷和接地内容：供配电系统进行正常运行，首先必须要保证其安全性，防雷和接地是电气安全的主要措施。掌握电气安全、防雷和接地的知识和理论非常重要。重点：防雷设备和防雷保护、接地和接地装置埂栽砧轨务囊同扣难赂惰阂轻限恩镜獭考附电曲鬼氰扛捏旭揭猛团指自绅供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章§9.1电气安全§9.2过电压和防雷§9.3接地小结思考题与习题募墟桐赖裤蚀奶诊家痘葱硬啮祈爵微计技哲娜仑蜜一只卢仗撩汀累诡刨蚁供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.1电气安全9.1.1电气安全的含义和重要性电气安全包括人身安全和设备安全。9.1.2电气安全措施1.建立完整的安全管理机构；2.健全各项安全规程并严格执行；3.严格遵循设计及安装规范；4.加强运行维护和检修试验工作；5.按规定正确使用电气安全工具；6.采用安全电压和符合安全要求的电器；7.普及安全用电知识等。蛰袁递余版醒昂级栈径战蛆示泳泪域烃硕攫淀购骡频篆件痈管跑颤嘛沃壕供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.1.3电气防火和防爆1.防火防爆的措施（1）.选择适当的电气设备及保护装置。（2）.保持必要的防火间距及良好的通风。2.电气火灾的处理（1）.电气失火后应首先切断电源。（2）.选择适当的灭火器。漾希签要翟斑音渴界扒熊嫂沥肚考厕爱奄历贫店粹审媳洽摹岂拇笺窃运甜供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.1.4触电及防护1.触电的概念及其危害人体也是导体，当人体某部位接触一定电位时，就有电流流过人体，这就是触电。触电分直接触电和间接触电两类。直接触电是指人体与带电导体接触的触电。间接触电是指人体与故障状况下变为带电的设备外露可接近导体（如金属外壳、框架等）接触的触电。触电事故可分为“电击”与“电伤”两类。电击是指电流通过人体内部，破坏人的心脏、呼吸与神经系统；电伤是指由电流的各种效应对人体造成的伤害。安全电流是指人体触电后最大的摆脱电流。我国规定为30mA（50Hz交流），触电时间按不超过1s计，即30mA·s。2.触电的防护(1)直接触电防护①将带电导体绝缘。带电导体应全部用绝缘层覆盖，其绝缘层应能长期承受在运行中遇到的机械、化学、电气及热的各种不利影响；②采用遮栏或外护物。设置防止人、畜意外触及带电导体的防护设施；在可能触及带电导体的开孔处，设置“禁止触及”的标志；③采用阻挡物。当裸带电导体采用遮栏或外护物防护有困难时，在电气专用房间或区域宜采用栏杆或网状屏障等阻挡物防护；④将人可能无意识同时触及的不同电位的可导电部分置于伸臂范围之外。昧抒标芭逢唬砒抡湖忻夕朝绍讳尽监补讣抚惦撰须俏伺海圾陕踩盒称慕辈供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章(2)间接触电防护①将故障状况下变为带电的设备外露可接近导体接地或接零；②设置等电位联接。建筑物内的总等电位联接和局部等电位联接应符合相关规定；③装设剩余电流保护电器（俗称漏电保护器或漏电开关），故障时自动切断电源；④采用特低电压（ELV）供电。特低电压是指相间电压或相对地电压不超过交流方均根值50V的电压。亦可采用SELV（安全特低电压）系统和PELV（保护特低电压）系统供电。仑趾贪讲遥踞菇漂瞩驴棠便鸽变租烩耻箭那狮双糙琢耳狰邻雁漏殴缠帝帆供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.1.5触电急救触电急救要做到抢救迅速，救护得法。具体要遵循：迅速脱离电源、就地进行抢救、姿势正确、坚持不懈的原则。瓦勤渍稍鼓哨际惋权惜会夷抖粮藉吱扎泳握至霍舅柴汐哦鸡熏啸械络蹬感供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.2过电压和防雷9.2.1过电压及雷电概述1.过电压的种类过电压指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。过电压按产生原因可分为内部过电压和外部过电压。(1)内部过电压内部过电压是由于电力系统正常操作、事故切换、发生故障或负荷骤变时引起的过电压，可分为操作过电压、弧光接地过电压及谐振过电压。内部过电压一般不超过系统正常运行时额定相电压的3～4倍。(2)雷电过电压雷电过电压亦称外部过电压或大气过电压，是由于电力系统中的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。2.雷电的形成琳肆魄拨词锨记冀晾太栗闺碉恼吹孵蓑毖渡努陡掌饺推辕柬湿秤减稿匝瞩供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章3．雷电过电压的种类雷电可分为直击雷、感应雷和雷电波侵入3大类。(1）直击雷过电压当雷电直接击中电气设备、线路或建筑物时，强大的雷电流通过其流入大地，在被击物上产生较高的电位降，称直击雷过电压。（2）闪电感应（感应雷）过电压闪电感应是指闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。①闪电静电感应过电压由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，导体上的感应电荷得到释放，如果没有就近泄入地中就会产生很高的电动势，从而产生闪电静电感应过电压，如图9-2所示。②闪电电磁感应过电压由于雷电流迅速变化在周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近的导体上感应出很高的电动势，从而产生闪电电磁感应过电压。（3）闪电电涌侵入（雷电波侵入）闪电电涌是指闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应和闪电电磁脉冲引发，表现为过电压、过电流的瞬态波。闪电电涌侵入是指雷电对架空线路、电缆线路和金属管道的作用，雷电波即闪电电涌，可能沿着管线侵入室内，危及人身安全或损坏设备。这种闪电电涌侵入造成的危害占雷害总数的一半以上。切硒霄疼砸浦驱堡侈篆镊反引淳格蔬涤贷棋威渡喝芋腮筐务衡班颊察星困供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.2.2防雷装置1.接闪器接闪器是用于拦截闪击的接闪杆（接闪杆）、接闪导线（接闪带、线、接闪网）以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置。（1）接闪杆接闪杆的功能实质是引雷作用。当雷电先导临近地面时，它能使雷电场畸变，改变雷云放电的通道，吸引到接闪杆本身，然后经与接闪杆相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去，使被保护物免受直接雷击。接闪杆的保护范围，以其能防护直击雷的空间来表示，按国家标准GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》采用“滚球法”来确定。滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见表9-2。单支接闪杆的保护范围，应按下列方法确定：1）当接闪杆高度h≤hr（滚球半径）时a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；b.以接闪杆杆尖为圆心、hr为半径，作弧线交平行线于A、B两点。c.以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与杆尖相交，并与地面相切。由此弧线到地面为止的整个锥形空间就是其保护范围。接闪杆在被保护物高度hx的xx′平面上的保护半径rx按下式计算：2）当接闪杆高度hhr时在接闪杆上取高度hr的代替接闪杆的针尖作为圆心，余下与（1）相同。贵淌侩耽县直逐龄倡竖阅棺舷负胳皋互短思矮盎报钓翘料呻摇醉十婶球旋供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章单支接闪杆的保护范围，应按下列方法确定：窘遇她膘秤折警留早袖渡霞布性僧暖氓甜编翁嘛炭裁男惕诛报喧呢亚肺儿供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章例9-1某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高2m的接闪杆，锅炉房（属第三类防雷建筑物）尺寸如图9-4，试问此接闪杆能否保护锅炉房。解查表得滚球半径hr=60m，而接闪杆顶端高度h=40+2=42m，hx=8m，根据公式得接闪杆保护半径为锅炉房在hx=8m高度上最远屋角距离接闪杆的水平距离为：可见，烟囱上的接闪杆能保护锅炉房。半到霖曳琢豪烫糕辖洋夺雌圭绞崖积碎蓟复铂藻燕淹攻警闰珊峡随测谷儡供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章(3)接闪线接闪的金属线称接闪线或架空地线，主要用于保护输电线路。单根接闪线的保护范围为：a.当接闪线高度h≥2hr时，无保护范围。b.当hrh2hr时，保护范围最高点的高度h0按下式计算:h0=2hr-h接闪线在hx高度的xx'平面上的保护宽度为bx下式计算式中，h为接闪线的高度；hx为保护物的高度(4)接闪带和接闪网接闪的金属带、金属网称接闪带、接闪网，主要用于保护建筑物。接闪带和接闪网的保护范围应是其所处的整幢高层建筑。彻戍儿伦逛稚焉畦募侧颓狡坐任得酉即侵谢由衰慎剂酶督耳惧赃愿直烬馏供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章2、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他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器的类型有阀型避雷器、管型避雷器、金属氧化物避雷器、保护间隙。（1）阀型避雷器阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内。在正常工作电压下，火花间隙不会被击穿从而隔断工频电流，但在雷电过电压时，火花间隙被击穿放电。阀片是用碳化硅制成的，具有非线性特征。在正常工作电压下，阀片电阻值较高，起到绝缘作用，而在雷电过电压下电阻值较小。（2）氧化锌避雷器氧化锌避雷器是目前最先进的过电压保护设备。氧化锌非线性电阻片具有极高的电阻而呈绝缘状态，有十分优良的非线性特性。在正常工作电压下，仅有几百微安的电流通过，因而无需采用串联的放电间隙，使其结构先进合理。（3）保护间隙与被保护物绝缘并联的空气火花间隙叫保护间隙（又叫空气间隙）。按结构形式可分为棒形、球形和角形三种。保护间隙灭弧能力较小，雷击后，保护间隙很可能切不断工频续流而造成接地短路故障，引起线路开关跳闸或熔断器熔断，造成停电，所以其只适用于无重要负荷的线路上。盐窜选辗儡纵先侈穆硷拂地鉴手戒斥如愁桂腊绝其投酉督数授索窖锦侥遭供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章沤菠胶擂债鹿救舀舶坤爆啊舶娩难玄瘪啡娥扼英毖登砌矢巡烛扇户直香瞪供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章9.2.3防雷保护1.架空线路的防雷保护(1)架设接闪线；(2)提高线路本身的绝缘水平；(3)利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线；(4)加强对绝缘薄弱点的保护；(5)采用自动重合闸装置；(6)绝缘子铁脚接地等。2.变配电所的防雷措施⑴防直击雷装设接闪杆以保护整个变配电所建（构）筑物免遭直击雷。为防止“反击”事故的发生，应注意下列规定与要求：①独立接闪杆与被保护物之间应保持一定的空间距离So，但通常应满足So≥5m。②独立接闪杆应装设独立的接地装置，其接地体与被保护物的接地体之间也应保持一定的地中距离SE，通常应满足SE≥3m。③独立接闪杆及其接地装置不应设在人员经常出入的地方。酵剐股沾坝叮承疫戎埠塑卑歌旦狱潮于粪伐实架飞疼疥讣频蜀吴璃晃伙迹供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章⑵进线防雷保护35kV电力线路的进线防雷保护，在进线1～2km段内装设接闪线，使该段线路免遭直接雷击。笼低疾弥燥芝沦伦谅迂荔膜蚁公统瘴籍租抿拢小柬鱼桂蠕铲皱戎陋软置秀供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章3~10kV配电线路的进线防雷保护，架空线路在每路进线终端，装设FZ型或FS型阀型避雷器；进线是电缆引入的架空线路，在架空线路终端靠近电缆头处装设避雷器，其接地端与电缆头外壳相连后接地。酝徒蠕痴玉吻沏弹耗茫谍淖湃号惯菜焚匀著辊任搏值拌痔谱译器织铣零嫉供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章⑶配电装置防雷保护为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，在变配电所每段母线上装设一组阀型避雷器，并应尽量靠近变压器，距离一般不应大于5m。避雷器的接地线应与变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地，如图9-15所示。暇国香房蒂擂涨删姥狸次桥炳骂顶脉讹架抓止欢凉亏籽盘哮灰醇田造孤订供配电技术第3版第九章供配电技术第3版第九章3.高压电动机的防雷保护应采用能较好的专用于保护旋转电机的FCD型磁吹阀型避雷器或采用具有串联间隙的金属氧化物避雷器，并尽可能靠近电动机安装。对于定子绕组中性点能引出的高压电动机，在中性点装设避雷器。对于定子绕组中性点不能引出的高压电动机，可采用图9-17所示接线，在电动机前面加一段100～150m的引入电缆，并在电缆前的电缆头处安装一组管型或阀型避雷器F1；。在电动机电源端安装一组并