工厂供电-第8章-防雷、接地与电气安全.ppt

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1、1,霍平,工厂供电,刘介才,2,本章首先讲述过电压与防雷，包括过电压和雷电的有关概念、防雷设备及电气装置的防雷、建筑物及电子信息系统的防雷等；然后讲述电气装置的接地及低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结；最后讲述电气安全与触电急救知识。本章内容贯穿一条“电气安全”的主线。,工厂供电,第八章 防雷、接地与电气安全,3,第八章 防雷、接地与电气安全,第一节 过电压与防雷,工厂供电,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(一)过电压的形式 过电压是指在电气线路上或电气设备上出现的超过正常工作电压的对绝缘很有危害的异常电压。过电压分为内部过电压和雷电过电压两大类。,内部过电压是

2、指由于电力系统本身的开关操作、负荷剧变或发生故障等原因，使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部出现电磁能量转换、振荡而引起的过电压。内部过电压又分操作过电压和谐振过电压等形式。操作过电压是由于系统中的开关操作或负荷剧变而引起的过电压。谐振过电压是由于系统中的电路参数（R、L、C）在不利的组合下发生谐振或由于故障而出现断续性接地电弧所引起的过电压，也包括电力变压器铁心饱和而引起的铁磁谐振过电压。,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(一)过电压的形式,2.雷电过电压 雷电过电压又称大气过电压，也称外部过电压，它是由于电力系统中的线路、设备或建（构）筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感

3、应而引起的过电压。雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值可高达1亿伏，其电流幅值可高达几十万安，因此对供电系统的危害极大，必须加以防护。,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(一)过电压的形式,雷电过电压的两种基本形式：,(1)直接雷击 它是雷电直接击中电气线路、设备或建（构）筑物，其过电压引起的强大的雷电流通过这些物体放电入地，从而产生破坏性极大的热效应和机械效应，相伴的还有电磁脉冲和闪络放电。这种雷电过电压称为直击雷。,(2)间接雷击 它是雷电没有直接击中电力系统中的任何部分，而是由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应或电磁感应所产生的过电压。这种雷电过电压，也称为感应雷，或

4、称雷电感应。,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(一)过电压的形式,雷电过电压的两种基本形式：,还有一种是由于架空线路或金属管道遭受直接雷击或间接雷击而引起的过电压波，沿着架空线路或金属管道侵入变配电所或其他建筑物。这种雷电过电压形式，称为高电位侵入或雷电波侵入,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(一)过电压的形式,(二)雷电的形成原理,雷电是带有电荷的“雷云”之间或“雷云”对大地或物体之间产生急剧放电的一种自然现象。,1.直击雷的形成原理,在高空中的雷云靠近大地时，雷云与大地之间形成一个很大的雷电场。由于静电感应作用，使地面上出现与雷云的电荷极性相反的电荷，如

5、图a所示。,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到2530kV/cm时，雷云就会开始向这一方位放电，形成一个导电的空气通道，称为雷电先导。大地感应出的异性电荷集中的上述方位尖端上方，在雷电先导下行到离地面100300m时，也形成一个上行的迎雷先导，如图b所示。当上、下雷电先导相互接近时，正、负电荷强烈吸引中和而产生强大的雷电流，并伴有雷鸣电闪。这就是直击雷的主放电阶段。这时间极短，一般只有50100s。主放电阶段之后，雷云中的剩余电荷继续沿着主放电通道向大地放电，形成断续的隆隆雷声。这就是直击雷的余辉放电阶段，时间约为0.030.15s，电流

6、较小，约几百安。,(二)雷电的形成原理,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,2.感应雷（感应过电压）的形成原理 当雷云出现在架空线路上方时，线路上由于静电感应而积聚大量异性的束缚电荷，如图a所示。当雷云对地放电或与其他异性雷云中和放电后，线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷，向线路两端泄放，形成很高的感应过电压，如图b所示，这就是“感应雷。,(二)雷电的形成原理,一.过电压及雷电的有

7、关概念,第一节 过电压与防雷,2.感应雷（感应过电压）的形成原理 高压线路上的感应过电压，可高达几十万伏，低压线路上的感应过电压也可达几万伏，对供电系统的危害都很大。,(二)雷电的形成原理,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,当强大的雷电流沿着导体如接地引下线泄放入地时，由于雷电流具有很大的幅值和陡度，因此在它周围产生强大的电磁场。如果附近有一开口的金属环，如图所示，则其电磁场将在该金属环的开口（间隙）处感生相当大的电动势而产生火花放电。,(二)雷电的形成原理,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(三)雷电的有关名词概念,1.雷电流的幅值和陡度 雷电流是指流入雷击点

8、的电流，它是一个幅值很大、陡度很高的冲击波电流，如图所示。,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,雷电流的幅值 雷电流的幅值，与雷云中的电荷量及雷电放电通道的阻抗值有关。雷电流一般在14s内增长到幅值。雷电流在幅值以前的一段波形称为波头，而从幅值起衰减到 的一段波形称为波尾。,1.雷电流的幅值和陡度,雷电流的陡度 用雷电流波头部分增长的速率来表示，即。,雷电流的陡度，可达 以上。对电气设备绝缘来说，雷电流的陡度越大，产生的过电压越高，对设备绝缘的破坏性也越严重。,(三)雷电的有关名词概念,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,2.年平均雷暴日数,凡有雷电活动的日子，包括

9、看到雷闪和听见雷声，都称为雷暴日。由当地气象台、站统计的多年雷暴日的平均值，称为年平均雷暴日数。年平均雷暴日数不超过15天的地区，称为少雷区。年平均雷暴日数超过40天的地区，称为多雷区。年平均雷暴日数超过90天的地区及雷害特别严重的地区，称为雷电活动特别强烈地区，亦可归入多雷区。,(三)雷电的有关名词概念,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,21,3.年预计雷击次数,年预计雷击次数是表征建筑物可能遭受雷击的一个频率参数。按GB50057-1994建筑物防雷设计规范规定，年预计雷击次数按下式计算：,式中 为年平均雷暴日数，按当地气象台、站资料确定；为与建筑物截收雷击次数相同的等效面

10、积（km2），按GB50057-1994规定的方法计算，此略；K为校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野的孤立建筑物取2，金属屋面的砖木结构建筑物取1.7，位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头地、土山顶部、山谷风口等处的建筑物以及特别潮湿的建筑物，取1.5。,(三)雷电的有关名词概念,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,4.雷电电磁脉冲,雷电电磁脉冲，又称浪涌电压。它是雷电直接击在建筑物的防雷装置上或击在建筑物附近所引起的一种电磁感应效应，绝大多数是通过连接导体使相关联设备的电位升高而产生电流冲击或电磁辐射，使电子信息系统受到干扰。,(

11、三)雷电的有关名词概念,一.过电压及雷电的有关概念,第一节 过电压与防雷,(一)接闪器,接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）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，亦称架空地线。接闪的金属带，称为避雷带。接闪的金属网，称为避雷网。,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,1.避雷针 避雷针的功能是引雷作用，它能对雷电场产生一个附加电场，这附加电场是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的，它使雷电场畸变，将雷云放电的通道，由原来可能向被保护物体发展的方向，吸引到避雷针本身，然后经与避雷针相连的引下线和接地装置，将雷电流泄放到大地中去，使被保护物体免受雷击。避雷针一般采用镀锌圆钢

12、（针长1m以下时直径不小于12mm、针长12m时直径不小于16mm）或镀锌钢管（针长1m以下时内径不小于20mm、针长12m时内径不小于25mm）制成。它通常安装在电杆（支柱）或构架、建筑物上，它的下端要经引下线与接地装置相连。,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,1.避雷针,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,1.避雷针,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,避雷针 避雷针的保护范围，以它能够防护直击雷的空间来表示。,“滚球法”：就是选择一个半径为（滚球半径）的球体，按需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到避雷针（线）或避雷针（线）与地面，而不触及

13、需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,按建筑物防雷类别确定滚球半径和避雷网格尺寸（据GB50057-1994）,避雷针,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,单支避雷针的保护范围，按下列方法确定,避雷针,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,（1）当避雷针高度时1）在距地面处作一平行于地面的平行线。2）以避雷针的针尖为圆心，为半径，作弧线交于平行线的A、B两点。3）以A、B为圆心，为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面上的整个锥形空间，就是避雷针的保护范围。4）避雷针在被保护物高

14、度平面上的保护半径，按下式计算：,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,单支避雷针的保护范围，按下列方法确定,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(2)当避雷针高度 时 在避雷针上取高度 的一点代替单支避雷针的针尖作圆心，其余的作法与上述 时的作法相同。,例1 某厂一座高30m的水塔旁边，建有一水泵房（属第三类防雷建筑物），尺寸如图8-6所示。水塔上安装有一支高2m的避雷针。试问此避雷针能否保护这一水泵房。,(一)接闪器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,2.避雷线,避雷线的功能和原理，与避雷针基本相同。,避雷线一般采用截面不小于35mm2 的镀锌钢绞线，架设在架空线路的上方，以保护架空线路或

15、其他物体（包括建筑物）免遭直接雷击。由于避雷线既是架空，又要接地，因此又称为架空地线。,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(一)接闪器,2.避雷线,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(一)接闪器,2.避雷线,单根避雷线的保护范围，按GB50057-1994规定：当避雷线高度 时，无保护范围。当避雷线的高度 时，应按下列方法确定（参看图）。但要注意，确定架空避雷线的高度时，应计及弧垂的影响。在无法确定弧垂的情况下，等高支柱间的档距小于120m时，其避雷线中点的弧垂宜取2m；档距为120150m时。弧垂宜取3m。,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(1)距地面 处作一平行于地面的平行线。(2

16、)以避雷线为圆心，为半径，作弧线交于平行线的A、B两点。(3)以A、B为圆心，为半径作弧线，该两弧线相交或相切，并与地面相切。从该弧线起到地面止的空间，就是避雷线的保护范围。当 时，保护范围最高点的高度 按下式计算：避雷线在 高度的 平面上的保护宽度 按下式计算：,2.避雷线,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,3.避雷带和避雷网,避雷带和避雷网主要用来保护建筑物特别是高层建筑物，使之免遭直接雷击和雷电感应。,避雷带和避雷网宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径应不小于8mm；扁钢截面应不小于48mm2，其厚度应不小于4mm。当烟囱上采用避雷环时，其圆钢直径应不小于 12mm；扁钢截面应不小

17、于100mm2，其厚度应不小于4mm。,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,避雷网的网格尺寸要求,3.避雷带和避雷网,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,接闪器均应经引下线与接地装置连接。引下线宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢。引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径应不小于10mm，扁钢截面应不小于80mm2。,3.避雷带和避雷网,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(二)避雷器,避雷器（包括电涌保护器）是用来防止雷电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，或用来防止雷电电磁脉冲对电子信息系统的电磁干扰。,避雷器应与被保护设

18、备并联，安装在被保护设备的电源侧，如图所示。,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,避雷器的类型：有阀式避雷器、排气式避雷器、保护间隙、金属氧化物避雷器和电涌保护器等。,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,1.阀式避雷器 阀式避雷器(文字符号FV)，又称为阀型避雷器，主要由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内。火花间隙用铜片冲制而成。,FS4-10型 b)FS-0.38型 1-上接线端子 2-火花间隙 3-云母垫圈 4-瓷套管 5-阀电阻片 6-下接线端子,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,单元火花间隙b)阀电阻片 c)阀电阻特性曲线,火花间隙用铜片冲制而成。每对

19、间隙用厚0.51mm的云母垫圈隔开。,1.阀式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,44,正常情况下，火花间隙能阻断工频电流通过，但在雷电过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片是用陶料粘固的电工用金刚砂（碳化硅）颗粒制成的，如图b所示。这种阀片具有非线性电阻特性。正常电压时，阀片电阻很大，而过电压时，阀片电阻则变得很小，如图c的特性曲线所示。因此阀式避雷器在线路上出现雷电过电压时，其火花间隙被击穿，阀片电阻变得很小，能使雷电流顺畅地向大地泄放。当雷电过电压消失、线路上恢复工频电压时，阀片电阻又变得很大，使火花间隙的电弧熄灭、绝缘恢复而切断工频续流，从而恢复线路的正常运行。,

20、1.阀式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,45,FZ型避雷器内的火花间隙旁边并联有一串分流电阻。并联电阻主要起均压作用，使与之并联的火花间隙上的电压分布比较均匀，从而大大改善了阀式避雷器的保护特性。,1.阀式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,46,FS型阀式避雷器主要用于中小型变配电所，FZ型则用于发电厂和大型变配电站。磁吹型，即FC型磁吹阀式避雷器，其内部附加有磁吹装置来加速火花间隙中电弧的熄灭，从而进一步改善其保护性能，降低残压，专用来保护重要的而绝缘又比较薄弱的旋转电机等。,1.阀式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,

21、阀式避雷器型号的表示和含义：,避雷器型号中的额定电压（单位为kV），现在多按其灭弧电压值（指避雷器在雷电过电压作用下放电终止时的最高电压）来表示。例如FZ-6型，由于其灭弧电压为7.6kV，因此其型号现在多表示为FZ-7.6型。同样，原FZ-10型，现多表示为FZ-12.7型，FZ-35型，现多表示为FZ-41型，等等。,1.阀式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,48,2.排气式避雷器 排气式避雷器（文字符号FE），通称管型避雷器，由产气管、内部间隙和外部间隙等三部分组成，,1-产气管 2-内部棒形电极 3-环形电极s1-内部间隙 s2-外部间隙,(二)避雷器,二.防雷

22、设备,第一节 过电压与防雷,2.排气式避雷器,当线路上遭到雷击或雷电感应时，雷电过电压使排气式避雷器的内、外间隙击穿，强大的雷电流通过接地装置入地。由于避雷器放电时内阻接近于零，所以其残压极小，工频续流极大。雷电流和工频续流使产气管内部间隙发生强烈的电弧，使管内壁材料烧灼产生大量灭弧气体，由管口喷出，强烈吹弧，使电弧迅速熄灭，全部灭弧时间最多0.01s（半个周期）。这时外部间隙的空气迅速恢复绝缘，使避雷器与系统隔离，恢复系统的正常运行。,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,为了保证避雷器可靠地工作，在选择排气式（管型）避雷器时，其开断电流的上限，应不小于安装处短路电流的最大有效值

23、（计入非周期分量）；而其开断电流的下限，应不大于安装处短路电流可能的最小值（不计非周期分量）。,2.排气式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,51,排气式（管型）避雷器全型号的表示和含义：,2.排气式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,52,排气式避雷器具有简单经济、残压很小的优点，但它动作时有电弧和气体从管中喷出，因此它只能用在室外架空场所，主要用在架空线路上。此外，它动作时工频续流很大，相当于相间短路，往往要引起线路开关跳闸，因此对于装有排气式避雷器的线路，宜装设一次自动重合闸装置（ARD），以便排气式避雷器动作引起开关跳闸后能制动重合闸，迅速恢

24、复供电。,2.排气式避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,3.保护间隙 保护间隙（文字符号FG）又称角型避雷器，结构如图。它简单经济，维护方便，但保护性能差，灭弧能力小，容易造成接地或短路故障，使线路停电。因此对于装有保护间隙的线路，一般也宜装设自动重合闸装置，以提高供电可靠性。,双支持绝缘子单间隙 单支持绝缘子单间隙 c)双支持绝缘子双间隙s 保护间隙 s1 主间隙 s2 辅助间隙,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,3.保护间隙 保护间隙的安装，是一个电极接线路，另一个电极接地。但为了防止间隙被外物（如鼠、鸟、树枝等）偶然短接而造成接地或短路故障，没有辅助

25、间隙的保护间隙（如图a、b）必须在其公共接地引下线中间串入一个辅助间隙，如图所示。这样即使主间隙被外物短接，也不致造成接地或短路。,s1 主间隙 s2 辅助间隙,保护间隙只用于室外不重要的架空线路,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,4.金属氧化物避雷器,金属氧化物避雷器（文字符号FMO）按有无火花间隙分两种类型，最常见的一种是无火花间隙只有压敏电阻片的避雷器。压敏电阻片是由氧化锌或氧化铋等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的阀电阻特性。在正常工频电压下，它呈现极大的电阻，能迅速有效地阻断工频续流，因此无须火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧。而在雷电过电压作用下，其

26、电阻变得很小，能很好地泄放雷电流。,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,另一种是有火花间隙且有金属氧化物电阻片的避雷器，其结构与前面讲的普通阀式避雷器类似，只是普通阀式避雷器采用的是碳化硅电阻片，而有火花间隙金属氧化物避雷器采用的是性能更优异的金属氧化物电阻片，具有比普通阀式避雷器更优异的保护性能，且运行更加安全可靠，所以它是普通阀式避雷器的更新换代产品。,4.金属氧化物避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,金属氧化物避雷器全型号的表示和含义：,4.金属氧化物避雷器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,电涌保护器又称为浪涌保护器（缩写SPD），是

27、用于低压配电系统中电子信号设备上的一种雷电电磁脉冲（浪涌电压）保护设备。它与被保护设备并联，接于被保护设备的电源侧，如前图所示。,5.电涌保护器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,电涌保护器按应用性质分，有电源线路电涌保护器和信号线路电涌保护器两种。,信号线路SPD的结构较简单，工作电压较低，放电电流也小得多，但它对传输速度的要求高，要求响应时间（即动作时间）极短。,5.电涌保护器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,5.电涌保护器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,按工作原理分:电压开关型、限压型和复合型 电压开关型SPD是在没有浪涌电压时具有高

28、阻抗，而一旦出现浪涌电压即变为低阻抗，其常用元件有放电间隙或晶闸管、气体放电管等。限压型SPD是在没有浪涌电压时为高阻抗，而出现浪涌电压时，则随着浪涌电压的持续升高，其阻抗也持续降低，以抑制加在被保护设备上的电压，其常用元件为压敏电阻。复合型SPD是开关型和限压型两类元件的组合，兼有两种SPD的性能。,5.电涌保护器,(二)避雷器,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(一)架空线路的防雷措施,(1)架设避雷线(2)提高线路本身的绝缘水平(3)利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线(4)装设自动重合闸装置(5)个别绝缘薄弱地点加装避雷器,1-绝缘子2-架空导线 3-保护间隙 4-接地引下线 5-电杆

29、,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(1)装设避雷针(2)装设避雷线(3)装设避雷器,310kV架空和电缆进线 b)35kV架空和电缆进线FV-阀式避雷器 FE-排气式避雷器 FMO-金属氧化物避雷器,(二)变配电所的防雷措施,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,(二)变配电所的防雷措施,二.防雷设备,第一节 过电压与防雷,为了有效地保护主变压器，阀式避雷器应尽量靠近主变压器安装。,阀式避雷器至310kV主变压器的最大电气距离,(二)变配电所的防雷措施,三.电气装置的防雷,第一节 过电压与防雷,配电变压器的高低压侧均应装设阀式避雷器。变压器两侧的避雷器应与变压器中性点及其金属外壳一同接地，如

30、图,(二)变配电所的防雷措施,三.电气装置的防雷,第一节 过电压与防雷,(三)高压电动机的防雷措施,采用专用于保护对电机用的FCD型磁吹阀式避雷器，或采用有串联间隙的金属氧化物避雷器。定子绕组中性点能引出的高压电动机，在中性点装设磁吹阀式避雷器或金属氧化物避雷器。,三.电气装置的防雷,第一节 过电压与防雷,对定子绕组中性点不能引出的高压电动机，可采用图接线。为降低沿线路侵入的雷电波波头陡度，减轻其对电动机绕组绝缘的危害，在进线上加一段100150m的引入电缆，并在电缆前的电缆头处安装一组普通阀式或排气式避雷器，而在电动机电源端（母线上）安装一组并联有电容器（0.250.5F）的FCD型磁吹阀式

31、避雷器。,(三)高压电动机的防雷措施,三.电气装置的防雷,第一节 过电压与防雷,(一)建筑物的防雷类别,1.第一类防雷建筑物(1)凡制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸会造成巨大破坏和人身伤亡者。(2)具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。(3)具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸会造成巨大破坏和人身伤亡者。,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,2.第二类防雷建筑物(1)制造、使用或储存爆炸物质的建筑物，但电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。(2)具有1区爆炸危险环境的建筑物，但电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和

32、人身伤亡者。(3)具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。(4)工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。(5)预计雷击次数大于0.06次/年的部、省级办公建筑物及其他重要的或人员密集的公共建筑物;预计雷击次数大于0.3次/年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。(6)国家级重要建筑物。,(一)建筑物的防雷类别,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,3.第三类防雷建筑物(1)根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区危险环境。(2)预计雷击次数大于或等于0.06次/年的一般工业建筑物。(3)预计雷击次数大于或等于0.012

33、次/年、且小于或等于0.06次/年的部、省级办公建筑物及其他重要的或人员密集的公共建筑物;预计雷击次数大于或等于0.06次/年、且小于或等于0.3次/年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。(4)在平均雷暴日大于15日/年的地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15日/年的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。(5)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。,(一)建筑物的防雷类别,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,建筑物易受雷击的部位,(二)建筑物的防雷措施,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,1.第一类防雷建筑物的防雷措施,防直击

34、雷 装设独立避雷针或架空避雷线（网），使被保护建筑物及其风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。接闪器接地引下线的冲击接地电阻。当建筑物高于30m时，尚应采取防侧击雷的措施。(2)防雷电感应 建筑物内外的所有可产生雷电感应的金属物件均应接到防雷电感应的接地装置上，其工频接地电阻。,(二)建筑物的防雷措施,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,(3)防雷电波侵入 低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设。在入户端，应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，可采用水泥电杆和铁横担的架空线，并使用一段电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于15m。在电缆

35、与架空线连接处，还应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管及绝缘子铁脚、金具等均应连接在一起接地，其冲击接地电。,1.第一类防雷建筑物的防雷措施,(二)建筑物的防雷措施,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,防直击雷 防雷电感应(3)防雷电波侵入,1.第二类防雷建筑物的防雷措施,(二)建筑物的防雷措施,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,防直击雷 防雷电感应(3)防雷电波侵入,3.第三类防雷建筑物的防雷措施,(二)建筑物的防雷措施,四.建筑物的防雷,第一节 过电压与防雷,(一)建筑物雷电电磁脉冲防护区的划分,建筑物雷电防护区(缩写LPZ)的划分，如图,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节

36、 过电压与防雷,直击雷非防护区（LPZ0A）该区内雷电电磁场没有衰减，各类物体均可能遭到直接雷击，属于完全暴露的不设防区。(2)直击雷防护区（LPZ0B）该区内雷电电磁场没有衰减，但各类物体很少会遭到直接雷击，属于充分暴露的直击雷防护区。(3)第一防护区（LPZ1）该区流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZ0B）减小，雷电电磁场得到了初步的衰减，各类物体不可能遭到直接雷击。(4)第二防护区（LPZ2）该区为进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。(5)后续防护区（LPZn）该区为需再进一步减小雷电电磁脉冲以保护敏感度水平更高的设备的后续防护区。,(一)建筑物雷电电磁脉冲防护区的

37、划分,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,建筑物电子信息系统的综合防雷系统，如图,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,1.等电位联结与共用接地系统要求电子信息系统的机房应设置等电位联结网络。在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）的交界处，应设置总等电位接地端子板，每层楼宜设置楼层等电位接地端子板，电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板。共用接地装置应与总等电位接地端子板连接，通过接地干线引至楼层等电位接地端子板，由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。局部等电位接地端子板

38、应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。接地干线宜采用多股铜芯导线或铜带，其截面不应小于16mm2。接地干线应在电气竖井内明敷，并应与楼层主钢筋作等电位联结。(4)不同楼层的综合布线系统设备间或不同雷电防护区的配线交接间应设置局部等电位接地端子板。楼层配电箱的接地线应采用绝缘铜导线，截面不小于16mm2。(5)防雷接地如与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。(6)接地装置应优先利用建筑物的自然接地体。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,2.屏蔽及合理布线要求(1)电

39、子信息系统设备机房的屏蔽应符合下列规定：1)电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物低层中心部位，其设备应远离外墙结构柱，设置在雷电防护区的高级别区域内。2)金属导体、电缆屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应做等电位联结。3)当电子信息系统设备为非金属外壳、且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时，应设金属屏蔽网或金属屏蔽室。金属屏蔽网和金属屏蔽室应与等电位接地端子板连接。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,2.屏蔽及合理布线要求(2)线缆屏蔽应符合下列规定：1)需要保护的信号电缆，宜采用屏蔽电缆，且应在其屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位联

40、结并接地。2)当采用非屏蔽电缆时，应敷设在金属管道内并埋地引入，金属管道应电气导通，并应在雷电防护区交界处做等电位联结并接地。电缆埋地长度应符合下式要求，且不小于15m：式中 为电缆埋地长度（m）；为电缆埋地处的土壤电阻率(m)。3)当建筑物之间采用屏蔽电缆互联、且电缆屏蔽层能存载可预见的雷电流时，电缆可不敷设在金属管道内。4)光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,2.屏蔽及合理布线要求(3)线缆敷设应符合下列规定：1)电子信息系统线缆主干线的金属线槽宜敷设在电气竖井内。2

41、)电子信息系统线缆与其他管线的间距应符合表的规定。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,电子信息系统线缆与其他管线的净距,2.屏蔽及合理布线要求(3)线缆敷设应符合下列规定：1)电子信息系统线缆主干线的金属线槽宜敷设在电气竖井内。2)电子信息系统线缆与其他管线的间距应符合表的规定。3)布置电子信息系统信号线缆的路径走向时，应尽量减小由线缆本身形成的感应环路面积。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,2.屏蔽及合理布线要求(3)线缆敷设应符合下列规定：4)电子信息系统线缆与电力电缆的间

42、距应符合表的规定。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,2.屏蔽及合理布线要求(3)线缆敷设应符合下列规定：5)电子信息系统线缆与配电箱、变电室、电梯机房、空调机房之间的最小净距宜符合表的规定。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,3.电子信息系统的电源线路中电涌保护器（SPD）的装设要求(1)TN系统中电涌保护器（SPD）的装设要求 电子信息系统设备由TN系统供电时，配电线路通常采用TN-C-S系统的接地型式，在三根相线与PE之间装设SPD，如图。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲

43、的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,3.电子信息系统的电源线路中电涌保护器（SPD）的装设要求(2)TT系统中电涌保护器（SPD）的装设要求 TT系统中的SPD有如图a、b所示两种装设方式。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,3.电子信息系统的电源线路中电涌保护器（SPD）的装设要求(3)IT系统中电涌保护器（SPD）的装设要求 IT系统中SPD的装设，如图。,(二)电子信息系统防雷电电磁脉冲的措施,五.建筑物电子信息系统的防雷,第一节 过电压与防雷,第八章 防雷、接地与电气安全,第二节 电气装置的接地及有关保护

44、,工厂供电,(一)接地和接地装置,电气装置的某部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,接地线与接地体合称接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分接地干线和接地支线，如图。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。,1-接地体

45、2-接地干线 3-接地支线 4-电气设备,(一)接地和接地装置,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,(二)接地电流和对地电压,当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地作半球形散开。这一电流，称为接地电流，用 表示。由于这半球形的球面，距离接地体越远，球面越大，其散流电阻越小，相对于接地点的电位来说，其电位越低，所以接地电流的电位分布如图所示。,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线接地电流 对地电压,在距离接地故障点约20m的地方，散流电阻实际上已接近于零。这电位为零的地方，称为电气上的“地”或“大地”。电气设备

46、的接地部分，例如接地的外壳和接地体等，与零电位的“地”（大地）之间的电位差，就称为接地部分的对地电压，如图中的。,(二)接地电流和对地电压,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线接地电流 对地电压,1.接触电压 接触电压是指设备的绝缘损坏时，在身体可触及的两部分之间出现的电位差，例如人站在发生接地故障的设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压，如图中的 UTOU。,(三)接触电压和跨步电压,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,2.跨步电压 跨步电压是指在接地故障点附近行走时，两脚之间所出

47、现的电位差，如图中的Ustep。在带电的断线落地点附近及雷击时防雷装置泄放雷电流的接地体附近行走时，同样也有跨步电压。越靠近接地点及跨步越长，跨步电压越大。离接地故障点达20m时，跨步电压为零。,(三)接触电压和跨步电压,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,1.工作接地 工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。,(四)工作接地、保护接地和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,2.保护接地与接零 保护接地是为保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地。,(四)工作接地、保护接地

48、和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,保护接地的型式有两种：(1)设备的外露可导电部分经各自的接地线（PE线）直接接地，如TT系统和IT系统中设备外壳的接地。(2)设备的外露可导电部分经公共的PE线（如在TN-S系统）或经PEN线（如在TN-C系统）接地。这种接地型式，我国电工界过去习惯称为“保护接零”。上述的PEN线和PE线就称为“零线”。,2.保护接地与接零,(四)工作接地、保护接地和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,必须注意：同一低压配电系统中，不能有的设备采取保护接地而有的设备又采取保护接零；否则，当采取保护接地的设备发生单相接

49、地故障时，采取保护接零的设备外露可导电部分（外壳）将带上危险的电压，如图所示。,2.保护接地与接零,(四)工作接地、保护接地和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在电源中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地点进行重复接地：(1)在架空线路终端及沿线每隔1km处；(2)电缆和架空线引入车间和其他建筑物处。,3.重复接地,(四)工作接地、保护接地和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,a)没有重复接地的系统中，PE线或PEN线断线时 b)采取重复接地的系统中，PE线或PEN线断线

50、时,3.重复接地,(四)工作接地、保护接地和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,注意：N线不能重复接地，否则系统中所装设的漏电保护不起作用。,3.重复接地,(四)工作接地、保护接地和重复接地,一.接地的有关概念,第二节 电气装置的接地及有关保护,(一)电气装置应该接地或接零的金属部分,GB50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范规定，电气装置的下列金属部分，均应接地或接零：(1)电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等的金属底座和外壳。(2)电气设备的传动装置。(3)屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门。(4)