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电气安全、防雷与接地
表7-1 安全电压
安全电压（交流有效值）（v）
选用举例
额定值
空载上限值
42
50
在有触电危险的场所使用的手持式电动工具等
36
43
在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯地装置把雷电流泄入大地，使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击。
接闪器的实质是引雷
① 避雷针
避雷针是防止直击雷的有效措施。一定高度的避雷针（线）下面，有一个安全区域，此区域内的物体基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫做避雷针的保护范围。
避雷针的保护范围用“滚球法”来确定。
“滚球法”，就是选择一个半径为hr（滚球半径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如果球体只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范围之内。
滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见表7-2。
表7-2 各类防雷建筑物的滚球半径和避雷网格尺寸
建筑物防雷类别
滚球半径hr（m）
避雷网格尺寸（m）
第一类防雷建筑物
30
≤5×5或≤6×4
第二类防雷建筑物
45
≤10×10或≤12×8
第三类防雷建筑物
60
≤20×20或≤24×16
单支避雷针的保护范围
图7-3 单支避雷针的保护范围
当避雷针高度h≤hr时
a. 距地面hr 处作一平行于地面的平行线；
b. 以避雷针的针尖为圆心、 hr为半径，作弧线交平行线于A、B两点；
c. 以A、B为圆心， hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交，并与地面相切。由此弧线起到地面为止的整个锥形空间就是避雷针的保护范围。
避雷针在被保护物高度hx的xx′平面上的保护半径rx
当避雷针高度h>hr时
在避雷针上取高度hr的一点代替避雷针的针尖作为圆心。余下作法与避雷针高度h≤hr相同。
例
某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高2m的避雷针，锅炉房（属第三类防雷建筑物）尺寸如下图，试问此避雷针能否保护锅炉房。
解　查表7-2得滚球半径hr=60m，而避雷针顶端高度h=40+2=42m，hx=8m，
避雷针保护半径为
现锅炉房在hx=8m 高度上最远屋角距离避雷针的水平距离为：

由此可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。
对于两支或者两支以上避雷针的保护范围，自学
②避雷线
避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的接地导线、接地引下线和接地体等组成，因而也称“架空地线”。它的作用和避雷针一样，将雷电引向自身，并安全导入大地，使其保护范围内的导线或设备免遭直击雷。
单根避雷线的保护范围
当避雷线高度h≥2hr时，无保护范围。
当避雷线的高度h<2hr时，保护范围如图7-4所示。
避雷线的高度h<2hr时，保护范围的确定：
①距地面hr处作一平行于地面的平行线。
②以避雷线为圆心，hr为半径作弧线交于平行线的A、B两点。
③以A、B为圆心，hr为半径作弧线，这两条弧线相交或相切，并与地面相切。这两条弧线与地面围成的空间就是避雷线的保护范围。
当hr<h<2hr时，保护范围最高点的高度h0按下式计算
h0 =2hr-h                              　
避雷线在hx高度的xx′平面上的保护宽度bx按下式计算
关于两根等高避雷线的保护范围，可参看有关国标或相关设计手册。
③ 避雷带和避雷网
避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对建筑物进行保护。
避雷带和避雷网的保护范围
避雷带和避雷网的保护范围应是其所处的整幢高层建筑，为了达到保护的目的，避雷网的网格尺寸有具体的要求见表7-2。
④ 避雷针（线）的接地装置
避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过10 Ω ；
35kV及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于5m；
独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置与变配电所接地网间的地中距离不应小于3m；
避雷针及接地装置与道路入口等的距离不小于3m。
避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电所内的电气设备造成的损害。它一般接于各段母线与架空线的进出口处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备并联。
感应雷和入侵雷防护
避雷器的连接
避雷器
管形避雷器
阀形避雷器
金属氧化物避雷器
① 管型避雷器
管型避雷器主要用于变配电