防雷接地与电气安全.ppt

防雷接地与电气安全
第1页，共29页，2022年，5月20日，0点41分，星期四
内容提要：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. 感应雷（感应过电压）的形成原理
架空线路在其附近出现对地雷击时，极易产生感应过电压。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8-2a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8-2b所示，这就是“感应雷”。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。
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8-3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。这对存放有易燃易爆物品的建筑物是十分危险的。为了防止雷电的电磁感应引起的危险过电压，应该用跨接导体或用焊接将开口金属环（包括包装箱上的铁皮箍）连成闭合回路后接地。
图8-2 架空线路上的感应过电压
a) 雷云在线路上方时 b) 雷云对地或对其他雷云放电后
图8-3 开口金属环上的电磁感应过电压
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二. 防雷设备
(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。
1. 避雷针
避雷针的功能实质上是引雷作用，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，从而将雷云放电的通道，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。所以，避雷针实质是引雷针，它把雷电流引入地下，从而保护了线路、设备和建筑物等。
避雷针一般采用镀锌圆钢（针长1m以下时直径不小于12mm、针长1～2m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1～2m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。
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防雷设备由接闪器、引下线、接地装置等组成。接闪器是专门用来接受直接雷击的金属物体。接闪器包括金属杆状的避雷针，金属线状的避雷线，金属带状或网状的避雷带、避雷网等。
避雷针的作用是引雷。

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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。
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避雷针的保护范围，以它能够防护直击雷的空间来表示。
我国过去的防雷设计规范（如GBJ57-1983）或过电压保护设计规范（如GBJ64-1983），对避雷针和避雷线的保护范围都是按“折线法”来确定的，而现行国家标准GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》则规定采用IEC推荐的“滚球法”来确定。不过现行电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定的避雷针、线保护范围，仍与GBJ64-1983相同，也按 “折线法” 来确定，适用于变配电所和电力线路的过电压保护。
所谓“滚球法”（roll-boll method），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，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。滚球半径 按建筑物的防雷类别不同而取不同值，如表8-1所示。
表8-1 按建筑物防雷类别确定滚球半径和避雷网格尺寸（据GB50057-1994）
≤20×20或≤24×16
60
第三类防雷建筑物
≤10×10或≤12×8
45
第二类防雷建筑物
≤5×5或≤6×4
30
第一类防雷建筑物
避雷网格尺寸 /m
滚球半径 /m
建筑物防雷类别
r
h
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例8-1 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