電氣安全接地與防雷.ppt

第8章 電氣安全、接地與防雷,工廠供電,天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 自動(dòng)化工程系,2,本章首先介紹電流對(duì)人體的作用及電氣安全和觸電急救的有關(guān)知識(shí)，然后介紹接地的有關(guān)概念及接地裝置的裝設(shè)、計(jì)算與測(cè)試，并講述低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)與等電位聯(lián)結(jié)，最后介紹過(guò)電壓和雷電的有關(guān)概念及常用的防雷設(shè)備和防雷措施。,3,第8章 工廠供電系統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù),8.1 電流對(duì)人體的作用及有關(guān)概念,8.2 電氣安全與觸電急救,8.3 電氣裝置的接地,8.4 過(guò)電壓與防雷,4,8.1 電流對(duì)人體的作用及有關(guān)概念,8.1.1 電流對(duì)人體的作用,一、電流對(duì)人體的作用 電流通過(guò)人體時(shí)，人體內(nèi)部組織將產(chǎn)生復(fù)雜的作用。,雷擊和高壓觸電,低壓觸電,人體觸電有兩種情況,5,安全電流-人體觸電后最大的擺脫電流。,8.1.2 安全電流及其有關(guān)因素,安全電流主要與下列因素有關(guān),觸電時(shí)間 電流性質(zhì) 電流路徑 體重和健康狀況,6,8.1.3安全電壓和人體電阻,安全電壓-不致使人直接致死或致殘的電壓,（下限1700） 人體允許持續(xù)觸電的安全電壓為：,人體電阻,體內(nèi)電阻 約500,皮膚電阻 約2000,7,8.1.4直接觸電防護(hù)和間接觸電防護(hù),直接觸電防護(hù)-指對(duì)直接接觸正常帶電部分的防 護(hù)，例如對(duì)帶電導(dǎo)體加隔離柵欄或加防護(hù)罩 間接觸電防護(hù)-指對(duì)故障時(shí)可帶危險(xiǎn)電壓而正常 時(shí)不帶電的外露可導(dǎo)電部分（如金屬外殼、框架 等）的防護(hù)，例如將正常不帶電的外露可導(dǎo)電部 分接地，并裝設(shè)接地故障保護(hù)，用以切斷電源或 發(fā)出報(bào)警信號(hào)等。,8,8.2 電氣安全與急救,8.1.1 電氣安全的一般措施,要有必要的安全知識(shí),安裝保護(hù)設(shè)備,創(chuàng)造不導(dǎo)電環(huán)境：絕緣、屏護(hù)、間距,9,8.2.2觸電的急救處理,立即采取相應(yīng)的急救措施：口對(duì)口（或口 對(duì)鼻）人工呼吸法、胸外心臟擠壓法,迅速切斷電源,觸電程度輕重的判斷,10,11,（c）檢查心跳,（a）檢查瞳孔,（b）檢查呼吸,12,（c）觸電者呼氣姿態(tài),（a）觸電者平臥姿勢(shì),（b）急救者吹氣方法,13,急救者跪跨位置,急救者壓胸的手掌位置,擠壓方法示意,突然放松示意,14,8.3 電氣裝置的接地,8.3.1 接地的有關(guān)概念,接地 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接。,接地體 埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體,人工接地體,自然接地體,接地線 連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體,15,接地裝置 接地線與接地體合稱 接地電流 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，電流就通過(guò)接地體向大地 作半球形散開(kāi)，該電流為接地電流。 對(duì)地電壓 電氣設(shè)備的接地部分與零點(diǎn)位的“地”之間的電位差。 接觸電壓 設(shè)備的絕緣損壞時(shí)，在身體可同時(shí)觸及的兩部分之間出 現(xiàn)的電位差。 跨步電壓 在接地故障點(diǎn)附近行走，兩腳之間所出現(xiàn)的電位差。 工作接地 為保證電力系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的一種 接地。(例如電源中性點(diǎn)的接地，防雷裝置的接地等),保護(hù)接地 為保障人身安全、防止間接觸電而將設(shè)備的外露可 導(dǎo)電部分接地。 重復(fù)接地 在TN系統(tǒng)中，為確保公共PE線或PEN線安全可靠， 除中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還應(yīng)該在架空線或進(jìn) 入建筑物處進(jìn)行重復(fù)接地。,16,跨步電壓,17,8.3.2 電氣裝置的接地和接地電阻,電氣裝置應(yīng)接地或接零的金屬部分 電氣裝置可不接地或接零的金屬部分 接地電阻及其要求,8.3.3 電氣裝置的裝設(shè),自然接地體的利用 人工接地體的裝設(shè) 防雷裝置的接地要求,18,8.4 過(guò)電壓與防雷,8.4.1過(guò)電壓及防雷的有關(guān)概念,（一）過(guò)電壓的形式 內(nèi)部過(guò)電壓 雷電過(guò)電壓 1.直擊雷過(guò)電壓 2.感應(yīng)雷過(guò)電壓 3.入侵波過(guò)電壓（雷電波侵入）,19,（二）雷電的形成,（三）雷電的危害,1.雷暴日 多雷區(qū)：雷暴日大于40的為多雷區(qū)。 少雷區(qū)：雷暴日小于15的為少雷區(qū)。 2.雷擊次數(shù),（四）雷電活動(dòng)情況,20,1.避雷針 宜采用圓鋼或焊接鋼管，其直徑不應(yīng)小于： 1m以下 ： 圓鋼為12mm，鋼管為20mm。 12m： 圓鋼為16mm，鋼管為 25mm。,8.4.2 防雷設(shè)備,（一）接閃器,2.避雷帶或避雷網(wǎng) 圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm。 扁鋼截面不應(yīng)小于48m2，厚度不應(yīng)小于4mm。 3.避雷線 截面不應(yīng)小于35m2 的鍍鋅鋼絞線。 4.金屬屋面 除一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器。,21,圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm。 扁鋼截面不應(yīng)小于48m2，厚度不應(yīng)小于4mm。,（二）引下線,1.人工接地體 垂直接地體宜采用圓鋼、鋼管或角鋼，最常用為鋼管長(zhǎng)2.5，直徑50mm。 水平接地體宜采用扁鋼、圓鋼。 圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm。 扁鋼截面不應(yīng)小于100m2，厚度不應(yīng)小于4mm。,（三）接地裝置,角鋼厚度不應(yīng)小于4mm。 鋼管厚度不應(yīng)小于3.5mm。,22,2.自然接地體 兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、管道和建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等。 對(duì)于變配電所，只能利用它本身的建筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為自然接地體。,在高層建筑中，推薦利用柱子、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線和接地裝置。主要優(yōu)點(diǎn)： (1)接地電阻低。 (2)電位分布均勻，均壓效果好。 (3)施工方便可省去大量土方挖掘工程量。 (4)節(jié)約鋼材。 (5)維護(hù)工程量少。,23,1.閥式避雷器 普通型（FS、FZ 主用于保護(hù)變配電所的電氣設(shè)備。 磁吹型（FCD 主要用于保護(hù)絕緣比較薄弱的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。,（四）避雷器,高低壓閥式避雷器,a)FS4-10型,b)FS-0.38型,1-上接線端子,2-火花間隙,3-云母墊圈,4-瓷套管,5-閥片,6-下接線端子,24,2.管型避雷器（排氣式避雷器 只用于室外，一般用于架空線上防雷保護(hù)。 3.保護(hù)間隙(又稱角型避雷器或羊角避雷器) 只裝于室外且負(fù)荷次要的線路上。 4.金屬氧化物避雷 器(壓敏電阻避 雷器廣泛用 于低壓設(shè)備的 防雷保護(hù)，只 用于室內(nèi)。,25,26,1.一類防雷建筑物 具有特別重要用途的建筑物。 國(guó)家級(jí)文物保護(hù)的建筑物及構(gòu)筑物。 超高層建筑物，如40層及以上的住宅建筑、高度超過(guò)100m的其它建筑。,8.4.2 民用建筑物的防雷等級(jí)及措施,（一）防雷等級(jí),27,重要的或人員密集的大型建筑。 省級(jí)文物保護(hù)的建筑物及構(gòu)筑物。 19層及以上的住宅建筑和高度超過(guò)50m的其它建筑。 省級(jí)及以上的大型計(jì)算中心和裝有重要電子設(shè)備的建筑物。,2.二類防雷建筑物,10至18層的普通住宅。 高度不超過(guò)50 m的教學(xué)樓、普通旅館、辦公樓、圖書(shū)館等建筑。,3.三類防雷建筑物,28,1.一類防雷建筑及二類防雷建筑物中有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施。 (1)防直接雷 采用避雷針，避雷帶或避雷網(wǎng)。 接閃器：避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)。 接閃器引來(lái)雷電流，通過(guò)引下線和接地體安全地引導(dǎo)入地， 使接閃器下面一定范圍內(nèi)的建筑物免遭直接雷擊。,（二）建筑物的防雷措施,29,(2)防間接(感應(yīng))雷 通過(guò)將建筑物的金屬屋頂、房屋中的大型金屬物品，全部加以良好的接地處理來(lái)消除。 防雷裝置與建筑物內(nèi)外電氣設(shè)備、電線或其它金屬線的絕緣距離應(yīng)符合防雷的安全距離。 將相互靠近的金屬物體全部可靠地連成一體并加以接地的辦法來(lái)消除。,(3)防高電位侵入 在整個(gè)雷害事故中占5070 。 配電線路全部采用地下電纜; 進(jìn)戶線采用50100m長(zhǎng)的一段電纜; 在架空線進(jìn)戶之處，加裝避雷器或放電保護(hù)間隙。,30,2.二類、三類建筑物，防直擊雷和防雷電波侵入的措施。 3.不屬一、二、三類建筑物，應(yīng)有防雷電波侵入的措施。 4.易遭雷擊的部位（與屋頂?shù)钠露扔嘘P(guān)）裝設(shè)避雷針或避雷帶、避雷網(wǎng)。,31,（三）具體實(shí)施 1.防直擊雷 (1)接閃器：,凸出屋面的物體，沿四周設(shè)避雷帶；在屋面接閃器保護(hù)范圍之外的物體，包括其低層的群房都應(yīng)裝設(shè)避雷帶；屋面上的金屬物體應(yīng)與屋面避雷帶相連。,在易遭雷擊的屋角、屋脊、女兒墻、屋面四周的檐口設(shè)254mm2的鍍鋅扁鋼或12的鍍鋅圓鋼避雷帶，并在屋面設(shè)置不大于10m 10m(一類建筑物)/ 15m 15m(二類建筑物)/ 20m 20m(三類級(jí)建筑物)的254mm2的鍍鋅扁鋼的網(wǎng)格，與避雷帶相連，作為防直擊雷的接閃器。,32,沿外墻明敷時(shí)按引下線的要求；沿外墻明敷時(shí),引下線截面加大一級(jí)。 優(yōu)先考慮利用柱內(nèi)鋼筋，當(dāng)柱內(nèi)鋼筋直徑為16mm及以上時(shí)，應(yīng)利用其中兩根綁扎或焊接作為一組引下線；當(dāng)柱內(nèi)鋼筋直徑為10mm及以下時(shí)，應(yīng)利用其中四根綁扎或焊接作為一組引下線。,（2）引下線,采用人工引下線應(yīng)在1.7m左右，設(shè)引下線斷接卡，以便測(cè)量接地電阻。 利用柱內(nèi)鋼筋作為引下線時(shí)，頂部及室外離地0.3m處各預(yù)埋與主筋相連的鋼板，上部與避雷帶相連，下部用作外形接地極或測(cè)量接地電阻用。當(dāng)利用柱內(nèi)主筋作為引下線又利用基礎(chǔ)主筋作接地裝置，兩者相互連接時(shí)，則不必設(shè)斷接卡。,專設(shè)引下線時(shí)，其根數(shù)不應(yīng)少于2根，宜對(duì)稱布置，引下線間距不應(yīng)大于18m(一類)/20m（二類/25m(三類)。利用柱內(nèi)主筋作為引下線時(shí)，引下線間距不應(yīng)大于18m(一類)/20m（二類/ /25m(三類)，但建筑外廓各角上的柱筋都應(yīng)利用。,33,（3）接地裝置,人工接地體按接地裝置尺寸，垂直接地體的長(zhǎng)度一般為2.5m，其頂距地面0.60.7m,相距5m。 水平及垂直接地體應(yīng)離建筑物外墻、出入口、人行道不小于3m,否則，可采用深埋接地極等方式。 應(yīng)優(yōu)先利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地。 （當(dāng)基礎(chǔ)采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4，基礎(chǔ)外表面無(wú)防水層時(shí)）利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地極，利用地圈梁組成閉環(huán)回路，其接地裝置應(yīng)滿足沖擊接地電阻要求。 沖擊接地電阻應(yīng)小于10（一類/20（二類）/30(三類。,34,當(dāng)進(jìn)出線路與各種管道很多（一類、二類建筑，很難做到與避雷引下線及接地裝置離開(kāi)一定距離時(shí)，采用總電位連接，即將建筑物的柱子、圈梁、樓板基礎(chǔ)主筋相互焊接，其余的互相綁扎成通路，柱頂主筋與避雷帶相連，所有變壓器的中心點(diǎn)，電子設(shè)備的接地點(diǎn)，進(jìn)入或引出建筑物各種管道、電纜等線路的PE線都通過(guò)建筑物基礎(chǔ)一點(diǎn)接地。,2.防感應(yīng)雷及高電位反擊,35,在連接點(diǎn)用銅排引出，通過(guò)銅排用404的扁鋼將各種設(shè)備的接地點(diǎn)、PE線及進(jìn)戶處的各種金屬管道相連接。 每隔三層將各種垂直管線的穿線鋼管、PE線、各種垂直管道與相應(yīng)高度的柱子主筋或圈梁主筋線路相連接，以防感應(yīng)過(guò)電壓和高電位作用下相互平行的金屬物跳擊擊穿，以防室內(nèi)跨步電壓及接觸高電位引起人身事故。,僅用于防雷其接地電阻可為10（一類/20（二類；用于防雷及變壓器中心點(diǎn)接地則為4；用于共有接地系統(tǒng)則1。,36,所有引入引出建筑物的高低壓線路一律采用電纜埋地引入。 確有困難時(shí)，電纜長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m，在架空線與電纜線路換接處設(shè)置避雷器，電纜的金屬外包層及鎧裝線路或穿線鋼管與避雷器的接地相連， 沖擊電阻不應(yīng)大于10（一類/20（二類）/30(三類。,3.防止高電位從線路引入,低壓電纜引入時(shí)應(yīng)在電源引入的總配電箱專設(shè)過(guò)電壓保護(hù)裝置，安裝氧化鋅避雷器。 高壓電纜引入時(shí)，應(yīng)在高壓母線上專設(shè)閥型避雷器。 二級(jí)防雷建筑物在年雷暴日30及以下地區(qū)可采用低壓架空直接引入，避雷器的接地電阻和瓷瓶鐵腳，電源的PE或PEN線連接后，與避雷的接地裝置相連，其沖擊電阻不應(yīng)大于5/30（三類。,37,從30m（一類/45m（二類起每隔不大于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連（一類/鋼構(gòu)架和混凝土的鋼筋互相連接（二類。 30m （一類/45m（二類 /60m（三類及以上外墻上的欄桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。 在電源引入的