防雷接地系統(tǒng)講解

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1、第9章防雷、接地與電氣安全9.1過(guò)電壓與防雷9.2電氣裝置的接地9.3電氣安全7/3/20212河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院9.1過(guò)電壓與防雷內(nèi)部過(guò)電壓一、過(guò)電壓的形式操作過(guò)電壓諧振過(guò)電壓外部過(guò)電壓過(guò)電壓二、雷電的基本知識(shí)1.雷電現(xiàn)象雷云→雷電先導(dǎo)→迎雷先導(dǎo)→主放電階段→余輝階段(雷電過(guò)電壓)7/3/20213河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院2.雷電流的特性雷電流波形圖9-1雷電流波形圖雷電流的陡度：指雷電流在波頭部分上升的速度，即主放電階段：電流很大，高達(dá)幾百千安，但持續(xù)時(shí)間極短，一般只有50～100μs。余輝放電階段：電流較小，約幾百安，持續(xù)時(shí)間約為0.03～0.15s。7/3/20214河北科技大學(xué)

2、電氣信息學(xué)院圖9-2架空線路上的感應(yīng)過(guò)電壓3.雷電過(guò)電壓的基本形式直擊雷：雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路、建筑物等物體。感應(yīng)雷：由雷電對(duì)線路、設(shè)備或其他物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。7/3/20215河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院雷電波侵入：架空線路遭到直接雷擊或感應(yīng)雷而產(chǎn)生的高電位雷電波，沿架空線侵入變電所或其他建筑物而造成危險(xiǎn)。4．雷電活動(dòng)強(qiáng)度及直擊雷的規(guī)律雷暴日：一天中只要出現(xiàn)過(guò)雷電活動(dòng)（包括看到雷閃和聽到雷聲），就算一個(gè)雷暴日。表9-1我國(guó)各地區(qū)的年平均雷暴日地區(qū)年平均雷暴日地區(qū)年平均雷暴日西北地區(qū)20以下長(zhǎng)江以南北緯23°線以北40～80左右東北地區(qū)30左右長(zhǎng)江以南北緯23°線以南8

3、0以上華北和中部地區(qū)40～45左右海南島、雷洲半島120～130左右我國(guó)各地區(qū)的雷暴日數(shù)如表9-1所示。7/3/20216河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院雷電活動(dòng)的規(guī)律熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多，且山區(qū)大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。雷擊區(qū)的形成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)（即土壤電阻率）、地面上的設(shè)施情況及地理?xiàng)l件等因素有關(guān)。建筑物的雷擊部位與建筑物的高度、長(zhǎng)度及屋頂坡度等因素有關(guān)。5．雷電的危害雷電流的熱效應(yīng)可燒斷導(dǎo)線和燒毀電力設(shè)備；雷電流的機(jī)械效應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)力可摧毀設(shè)備、桿塔和建筑，傷害人畜；7/3/20217河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院雷電流的電磁效應(yīng)可產(chǎn)生過(guò)電壓，擊穿電氣設(shè)備絕緣，甚至引起火災(zāi)爆炸

4、，造成人身傷亡；雷電的閃絡(luò)放電可燒壞絕緣子，使斷路器跳閘或引起火災(zāi)，造成大面積停電。三、防雷裝置防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（受雷裝置）：是接受雷電流的金屬導(dǎo)體，常用的有避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)（帶）三種類型。7/3/20218河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院1.避雷針避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅焊接鋼管制成。引下線：應(yīng)保證雷電流通過(guò)時(shí)不致熔化，一般用直徑不小于10mm的圓鋼或截面不小于80mm2的扁鋼制成。接地裝置：埋在地下的接地導(dǎo)線和接地體的總稱。避雷針的保護(hù)范圍，以它能夠防護(hù)直擊雷的保護(hù)空間來(lái)表示，可按“滾球法”來(lái)確定。針長(zhǎng)1m以下時(shí)，圓鋼直徑不小于12mm，鋼管直徑不小于

5、20mm；針長(zhǎng)1～2m時(shí)，圓鋼直徑不小于16mm，鋼管直徑不小于25mm。7/3/20219河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院滾球法：選擇一個(gè)半徑為hr（滾球半徑）的球體，沿需要防護(hù)直擊雷的部位滾動(dòng)。如果球體只接觸到避雷針（線）與地面，而不觸及需要保護(hù)的部位，則該部位就在避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。7/3/202110河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院避雷針高度h≤hr時(shí)：?jiǎn)沃П芾揍樀谋Ｗo(hù)范圍在距地面hr處作一平行于地面的平行線。以避雷針的針尖為圓心、hr為半徑作弧線，交平行線于A、B兩點(diǎn)。以A、B為圓心、hr為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切。圖9-3單支避雷針的保護(hù)范圍7/3/202111河北科技大學(xué)

6、電氣信息學(xué)院避雷針在地面上的保護(hù)半徑為：避雷針在hx高度的水平面上的保護(hù)半徑為：當(dāng)避雷針高度h＞hr時(shí)：在避雷針上取高度為hr的一點(diǎn)代替避雷針的針尖作為圓心，其余的作法與h≤hr時(shí)相同。建筑物的防雷級(jí)別是根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)以及發(fā)生雷擊事故的可能性和造成后果來(lái)劃分的，共分為三級(jí)。7/3/202112河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院例9-1（P301）如圖，試問(wèn)該避雷針能否保護(hù)這一鍋爐房？圖9-4例9-1避雷針的保護(hù)范圍解：查表9-2得因此，避雷針的保護(hù)半徑為：8m高度上最遠(yuǎn)一角距離避雷針的水平距離為：∴能保護(hù)。7/3/202113河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院雙支等高避雷針的保護(hù)范圍在h≤hr的情況下，當(dāng)

7、D≥時(shí)，各按單支避雷針的方法確定；當(dāng)D＜時(shí)，按下述方法確定：圖9-5雙支等高避雷針的保護(hù)范圍ABCD外的保護(hù)范圍，按單支避雷針?biāo)?guī)定的方法確定。C、D點(diǎn)位于兩針間的垂直平分線上。在地面每側(cè)的最小保護(hù)寬度應(yīng)按下式計(jì)算：7/3/202114河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院在AOB軸線上，A、B間的保護(hù)范圍上邊線按下式確定：兩針間ABCD內(nèi)的保護(hù)范圍，ACO、BCO、ADO、BDO各部分是類同的。以ACO部分的