11课时 防雷、接地与电气安全.ppt

第11课时 学习任务：防雷、接地与电气安全 任务目标： 1了解过电压概念。 2 熟悉电气装置的接地及有关保护。 3 掌握接地装置的装设与布设。 4 掌握接地装置的计算方法。 5 掌握接地装置的测试方法。 任务重点：熟悉接地装置的装设。 任务难点：接地装置的计算。 第一节 过电压与防雷 一. 过电压及雷电的有关概念 二. 防雷设备 第二节 电气装置的接地及有关保护 一. 接地的有关概念 二. 电气装置的接地及其接地电阻 三. 接地装置的装设与布设 四. 接地装置的计算 三. 电气装置的防雷 四. 建筑物的防雷 五. 接地装置的测试 六. 低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结 五. 建筑物电子信息系统的防雷 一 明确学习任务 第一节 过电压与防雷 一. 过电压及雷电的有关概念 (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。在电力系统中，过电压按其产生的原因，可分为内部过电压和雷电过电压两大类。 1. 内部过电压 内部过电压是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。 运行经验证明，内部过电压一般不会超过系统正常运行时相对地（即单相）额定电压的3～4倍，因此对电力系统和电气设备绝缘的威胁不是很大。 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。 雷电过电压有两种基本形式： (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。 二 相关知识学习 当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到25～30kV/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100～300m时，也形成一个上行的迎雷先导，如图8-1b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50～100μs。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0.03～0.15s，电流较小，约几百安。 (二) 雷电的形成原理 1. 直击雷的形成原理 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。 关于雷云形成的理论或学说较多，但比较公认的看法是：在闷热的天气里，地面上的水汽蒸发上升，在高空低温影响下水汽凝结成冰晶。冰晶受到上升气流的冲击而破碎分裂。气流挟带一部分带正电的小冰晶上升，形成“正雷云”，而另一部分较大的带负电的冰晶则下降，形成“负雷云”。由于高空气流的流动，所以正、负雷云均在天空中飘浮不定。据观测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。 当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，如图8-1a所示。 (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，或称雷电感应。 雷电过电压除上述两种雷击形式外，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。据我国几个大城