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1、课题十 防雷与接地,主要内容,第一节 雷电的形成及危害第二节 防雷措施和防雷装置第三节 人工接地装置,一、背景引入：说说下面的图片，你看到了什么？,二、布置学习任务：阅读教材完成下列任务,1、雷电是怎样形成的？2、雷电有哪些危害？,三、完成学习任务指引,（一）雷电的形成,1、雷电的成因,雷电产生原因的解释很多，现象也比较复杂。一般来说雷电产生与发展有以下几个阶段：,雷云 导电通道 先导放电 主放电阶段（回击放电）,雷电形成过程,雷云放电,（二）雷电过电压,雷电过电压又称为大气过电压或外部过电压，它是由于变配电系统内的设备或建筑物遭受到来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。 雷电过电压有两种
2、基本形式：一种是直击雷或直接雷击；另一种雷电过电压称为雷电感应或感应雷。,（三）雷电的危害,热效应造成燃烧,热效应和机械效应损坏设备,一、背景引入：说说下面的图片，你看到了什么？,二、布置学习任务：阅读教材完成下列任务,1、防雷措施有哪些？2、防雷装置有哪些？其结构如何？,三、完成学习任务指引,（一）输电线路的防雷,1、架设避雷线2、降低杆塔接地电阻3、架设耦合地线4、采用不平衡绝缘方式5、装设自动重合闸6、采用消弧线圈接地方式7、装设管型避雷器8、加强绝缘,线路上防雷,装设避雷针或避雷线对直击雷进行防护，是非常可靠的。由于线路落雷次数多，所以沿线路侵入雷电波所形成的雷害事故相对比较频繁，这一
3、方面主要依靠设置阀式避雷器来保护。对直击雷和线路侵入冲击波的防护应考虑： （1）对直击雷的防护；（2）对线路侵入冲击波的防护； （3）变电所防雷的进线段保护。,（二）工厂变电所的防雷,变电站安装避雷器,检查线路接地电阻,建筑物低压进线对高电位引入的防护方法较多，现仅列出以下的两个方面： （1）架空线进线的处理； （2）采用电缆段进线。,（三）厂建筑物低压进线对高电位引入的防护,采用电缆进线可以有效防雷,（四）建筑物的防雷分级,建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类： 1、一类防雷建筑物 如制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物等。
4、,化工厂,2、二类防雷建筑物 如国家级重点文物保护的建筑物，国家级的会堂、办公建筑物、大型博览展览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆等。,重点博物馆,3、三类防雷建筑物,省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆 ，省级办公建筑物及其他总要或人员密集的公共建筑物等。,省级车站,（五）年平均雷暴日数和年预计雷击次数,民用建筑的防雷措施，原则上是以防直击雷为主要目的，防止直击雷的装置一般由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。 1、接闪器 接闪器包括直接接受雷击的避雷针、避雷线、避雷带、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。接闪器总是高出被保护物的，是与雷电流直接接触的导体。,2、引下线 引下
5、线是连接接闪器和接地装置的金属导线，其作用是将接闪器与接地装置连接在一起，使雷电流构成通路。 3接地装置 接地装置是接地体和接地线的总和。接地体是埋入土壤中或混凝土基础中作散流作用的导体，包括垂直接地体和水平接地体两部分。接地线是指从引下线到断线卡或换线处至接地体的连接导体，应与水平接地体等截面。,接闪器,引下线,接地体,一）避雷针,防雷装置,1、用途,为了防止设备免受直接雷击，通常采用装设避雷针或避雷线的措施，避雷针高于被保护物，其作用是将雷电吸引到避雷针本身上来并安全地将雷电流引入大地，从而保护了设备。,（1）单支避雷针,2、避雷针的保护范围,按下式计算 ：,P计算如下：,（2）双支等高避
6、雷针,截面中高度为hx的水平面上保护范围的一侧宽度可按下式计算 ：,两针外侧的保护范围可按单针计算方法确定，两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定，O点的高度按下式计算,（ 3）两支不等高避雷针,其保护范围按下法确定，两针内侧的保护范围先按单针作出高针1的保护范围，然后经过较低针2的顶点作水平线与之交于点3，再设点3为一假想针的顶点，作出两等高针2和3的保护范围。两针外侧的保护范围仍按单针计算。,二）避雷线（又称架空地线）,1、用途,避雷线主要用于保护线路，也可用以保护发电厂、变电所。,2、保护范围,单根避雷线的保护范围按下式计算：,单跟避雷线保护范围图如下：,
7、双跟避雷线保护范围图如下：,两不等高避雷线的保护范围可按两不等高避雷针的保护范围的确定原则求得。,外侧的保护范围应按单线计算，两线横截面的保护范围可以通过两线1、2点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧所确定，O点的高度应按下式计算。,三）避雷器,避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。保护间隙和管型避雷器主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段的保护。阀型避雷器用于变电所和发电厂的保护。,1、保护间隙与管型避雷器,保护间隙由两个电极（即主间隙和辅助间隙）组成，常用的角型间隙及其与保护设备相并联的接线如图所
8、示,管型避雷器实质上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙 ，原理结构见图 ：,2、阀型避雷器,阀型避雷器分普通型和磁吹型两类，基本元件为间隙和非线性电阻，间隙和非线性电阻元件（又称阀片）相串联。如图所示：,3、氧化锌避雷器,氧化锌避雷器，其阀片以氧化锌为主要材料，附以少量精选过的金属氧化物，在高温下烧结而成。氧化锌具有很理想的非线性伏安特性。如图所示：,一、背景引入：说说下面的图片，你看到了什么？,二、布置学习任务：阅读教材完成下列任务,1、人工接地装置有哪些？2、对接地装置的接地电阻有何要求？,三、完成学习任务指引,这是针对防雷保护的需要而设置，目的是减小雷电流通过接地装置时的地电位升高。主要特
9、点是雷电流的幅值大和雷电流的等值频率高。,高压输电线路在每一杆塔下一般都设有接地装置，并通过引线与避雷线相连，其目的是使击中避雷线的雷电流通过较低的接地电阻而进入大地。 高压线路杆塔都有混凝土基础，它也起着接地体的作用，称为自然接地电阻。大多数情况下单纯依靠自然接地电阻是不能满足要求的，需要装设人工接地装置。,1、输电线路的防雷接地,电杆本身就是接地体,变电所的接地网的等效接地电阻一般应在0.55 之间，以满足工作及安全接地的要求。,一般是根据安全和工作接地要求敷设一个统一的接地网，然后在避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷接地的要求。接地网的总接地电阻可按下式估算：,2、变电所的防雷接地,接地电阻测量仪,测量接地网电阻,3、人工接地装置技术要求,1)最基本的措施是增加接地体的个数或者适当地增加接地体的长度。2)在土壤电阻率较高的地层，当接地电阻达不到要求时，可在每一支接地体周围堆填化学填料，以改善接地体的散流条件，从而降低散流电阻。,增加接地网长度,3)在土壤电阻率很高的沙石地层，装接接地体时，要降低接地电阻可采用土壤置换法。,4)有些区域往往存在需要接地处的土壤电阻率极高，而离之不远的地方的土壤电阻率较低。,4、人工接地装置安装工艺流程,图10-7人工接地装置安装工艺流程,知识拓展：防雷小常识,
