第一篇：關于防雷、接地和電氣安全的研究

遠程與繼續教育學院

本 科 生 畢 業 論 文（設 計）

題 目：關于防雷、接地和電氣安全的研究

學習中心：奧鵬遠程教育南京學習中心（直屬）[27]VIP 層 次： 專升本 專 業： 電氣工程及其自動化 年 級： 13 年 03 /春 季

學 號： 201301497941 學 生： 盛薛兵 指導教師： 周延艷 完成日期： 2014年12月23日

關于防雷、接地和電氣安全的研究

內容摘要

在供電系統的的運行過程中,由于雷擊、操作、短路等原因,產生危及電氣設備絕緣的過電壓,嚴重危害供電系統,需要進行電氣設備的防雷、接地、防腐蝕。還需要注意靜電的防護及防爆和防腐蝕。在供電系統運行時,人們得知道觸電后該怎么樣做才安全。必須認識電流對人體的危害,人體觸電的形式和觸電后脫離電源的方法,同時還得了解電后急救的知識。

關鍵詞：防雷;防爆;防腐蝕;接地保護;用電安全

關于防雷、接地和電氣安全的研究

目 錄

第一章 概述--------------------------4 1.1雷電的形成及危害------------------4 1.2電流對人體的作用------------------5 第二章 建筑防雷設備和防雷措施7

2.1接地防雷設備----------------------7 2.2防雷措施--------------------------8 2.3接地的種類------------------------9 2.4防雷的等電位連接-----------------10 第三章 建筑防雷接地------------11 3.1防雷接地---------錯誤！未定義書簽。3.2接地系統---------錯誤！未定義書簽。第四章 接地和接零等全用電措施及使用范圍-------------13 4.1接地安全---------錯誤！未定義書簽。4.2接零安全---------錯誤！未定義書簽。第五章 防雷接地裝置結構------15 5.1雷電流反擊電壓與引下線間距的關系----------------錯誤！未定義書簽。5.2引下線與人體之間的安全間距--------15 5.3跨步電壓與接地裝置埋地深度--------16 結束語------------------------------18 參考文獻-----------------------------19

關于防雷、接地和電氣安全的研究

引 言

20世紀之初，由于電訊業、電力業的發展，以及人們的日常生活和生產過程中，離不開電器、用電設備和電力設施，每年因為電擊傷人甚至致人死亡和損毀電氣設備所帶來的經濟損失數額巨大，因此電氣安全問題成為關系到人身安全和設備安全的頭等大事，雷電對其產生的危害越來越顯著，探討接地與電氣安全問題意義重大。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

第一章 概述

當人類社會進入電子信息時代后，由于航天技術的發展，半導體集成技術和微電子技術普遍運用，以及大氣環境污染，導致雷電的電磁干擾、閃電的脈沖危害越來越嚴重，因此雷災出現的特點與以往有很大的不同。首先受災面大大擴大，從電力、建筑這兩個傳統領域擴展到幾乎所有行業，特點是與高新技術關系最密切的領域，如航天航空、國防、郵電通信、計算機、電子工業、石油化工、金融證券等，其次從二維空間入侵變為三維空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變為空間閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落，無空不入地造成災害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應雷進入防雷電電磁脈沖（LEMP），再次雷災的經濟損失和危害程度大大增加了，它襲擊的對象本身的直接經濟損失有時并不太大，而由此產生的間接經濟損失和影響就難以估計。

1.1雷電的形成及危害

雷電是雷暴天氣的產物，而雷暴則是在垂直方向上劇烈發展的積雨云所形成的一種天氣現象。雷雨云中電荷分布并非均勻的，而是形成堆積中心。因而不論是在云中或是在云對地之間，電磁強度不是到處一樣。當云中電荷密集處的電場達到25～30KV/m時，就會有云向地開始先導放電。當先導通道的頂端接近地面時，可誘發迎面先導（通常起自地面的突出部分），當先導與迎面先導會合時即形成了從云到地面的強烈電離通道，這是出現極大的電流，這就是雷電的主放電階段，雷鳴和電閃都伴隨出現。主放電存在的時間極短，約50～100微秒，主放電的過程是逆著先導通道發展，速度約為光速的1/20～1/2，主放電的電流可達幾十萬安，是全部雷電流中最主要部分。主放電到達云端時就借宿了，然后云中的殘余電荷經過主放電通道流下來，由于云中電阻較大，余光階段對應的電流不大，約為幾百安，持續時間較長，約為0.03～0.15秒。由于云中可能同時存在幾個電荷中心，所以低一個電荷中心的上述放電完成之后，可能引起第二個、第三個中心向第一通道放電，因此雷電往往是多重性的，每次放電相隔約為600～800微秒，放電次數平均為2～3次。

隨大氣電場的進一步加強，進入起始擊穿的后期，電子與空氣的分子發生碰撞，形成天空中帶電的雷雨云的云?；蛩晌铮┫虻孛嫜由?，在雷雨云下形成從云層向下的流光，表現為一條暗淡的光柱，即先導注流。注流先導不斷地向地面發展過程是一電離過程，在電離過程中生成成對的正、負離子，其正離子被云中向下輸送的負電荷不斷中和, 從而形成多枝狀的充滿負電 荷（對負地閃）的通道，關于防雷、接地和電氣安全的研究

其中有一枝是充滿負電荷（對負地閃）的主通道，稱為電離通道或閃電通道，簡稱為通道。其特征是在雷擊放電通道中，雷雨云與大地之間凝聚著大量的電荷，通過在放電先導所開辟的狹小電離通道（雷擊放電通道）中發生猛烈的電荷中和，釋放出大量的能量，以至在雷擊放電通道中產生萬度的高溫并發出強烈的閃光和震耳欲聾的雷鳴，在雷擊中，雷擊點有的巨大雷電流流過。

雷雨云是否發生閃電，取決于雷雨云的電荷量和對地高度或者云地間的電場強度，對于云與云之間的放電，其破壞作用主要體現在對飛行物和無線通訊的影響，對地面的建筑物和人畜的安全基本沒有影響。而云對地放電（包括對地面建筑物）對人類的影響是巨大的其破壞作用主要是雷電流引起的。直擊雷破壞作用（熱效應、機械效應、電效應），雷電電磁脈沖的破壞作用（雷電反擊、雷電波侵入、電磁感應、雷擊電磁脈沖等）。雷電以其高電壓，大電流對財物、人員造成巨大傷害，其實質是雷擊產生瞬態高壓浪涌。浪涌通過電網或感應進入電源線，對設備產生破壞。一個強烈的雷擊可能會對用戶的設備立即造成災害性后果，除直接的設備破壞、人身傷亡損失外，有些會產生間接的損失，如果銀行服務停頓，交通指揮混亂。高壓、大電流有時也會因人為的操作而產生，如高壓變壓器的切換、補償調整電容系統的調節等，有時候，終端負載過流短路也會對用電系統造成沖擊。中強度的雷擊可能造成用戶設備中的一些零部件被損害或致其性能提前老化，如電子設備的線路板及元件燒毀。輕度過頻的雷擊亦有可能對用戶造成損失，如傳輸或存儲的訊號或數據錯亂，丟失服務器，電腦死機等。

1.2電流對人體的作用

當電流流過人體時，人身所察覺到的最小電流值被稱為感覺閾值。對于15～100Hz交流電流為0.5mA。人握電極能擺脫的電流最大值被稱為擺脫電流，對于15-100Hz交流電流為10mA。

心室纖維性顫動是電擊致死的主要原因。一個心動周期由產生興奮期、興奮擴展期和興奮復原期所組成。在興奮復原期內有一個相對較小的部份稱為易損期，在易損期內，心肌纖維處于興奮的不均勻狀態，如果受到足夠幅度電流的刺激，心室纖維發生顫動和血壓降低，如電流足夠大將導致死亡。

在工業企業和民用建筑中，有不少電氣設備的使用頻率 超過100Hz，例如有些電動工具和電焊機，可用到450Hz；電療設備大多數使用4000—5000Hz；開關方式供電的設備則 為20kHz-1MHz；微波及無線電設備還有使用更高的頻率 的。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

對于這些100Hz以上交流電流，人體皮膚的阻抗，在數十伏數量級的接觸電壓下，大致與頻率成反比，例如500Hz 時皮膚阻抗，僅約為50Hz時皮膚阻抗的1／10，在很多情況下，皮膚的阻抗可以忽略不計。但因為是高頻電流，對人體的感覺和對心臟的影響都比100Hz以下交流電小。頻率在 10kHz及100Hz之間時，閾值大致由10mA上升到100mA，頻率在100kHz以上及電流強度在數百毫安數量級時，較低頻率時有針刺的感覺，頻率再高則有溫暖的感覺。頻率在100khz以上及電流在安培數量級時，可能出現燒傷，燒傷的嚴重程度隨電流流通的持續時間而定。

電流對人體的效應，例如刺激神經和肌肉，引起心房或心室纖維性顫等，與電流大小的變化有關，特別是在接通或斷開電流的時候。電流幅度不變的直流電流要產生同樣的效應，要比交流電流大得多。握持直流電器，事故時較易擺脫；當電擊持續時間長于心動周期時，心室纖維性顫動閾值比交流的閾值高得多。

直流電流感覺閾值取決于接觸面積、接觸狀態(干濕度、壓力、溫度)、電流流過的持續時間和各自的生理特征等，與交流電不同的是：當電流以感覺閾值強度流過人體時，只是在接通和斷開電流時有感覺，其他時間沒有感覺。在與測 定交流電流感覺閾值相等條件下，直流電流的感覺閾值約為2mA。

直流的擺脫閾值與交流不同，約300mA以下的直流電流沒有可以確定的擺脫閾值，只有在接通和斷開電流時，才能引起疼痛性和痙攣似的肌肉收縮。當電流大干300mA時，可能擺脫不了，或僅在電擊持續時間達幾秒或幾分種后才有可能擺脫不了。

通過人體的電流約為30mA時，人體四肢有暖熱感覺。流經人體的電流為300mA及以下橫向電流持續幾分鐘時，隨著時間和電流增加，可能產生可逆性的心節律障礙。電流傷痕、燒傷、眩暈、有時失去知覺，超過300mA時，經常出現失去知覺的情況。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

第二章 建筑防雷設備和防雷措施

2.1接地防雷設備

防雷設備從類型上可以分為：電源防雷器、電源保護插座、天饋線保護器、信號防雷器、防雷測試工具、測量和控制系統防雷器、地極保護器。

電源防雷器分為B、C、D三級。依據IEC（國際電工委員會）標準的分區防雷、多級保護的理論，B級防雷屬于第一級防雷器，可應用于建筑物內的主配電柜上；C級屬第二級防雷器，應用于建筑物的分路配電柜中；D級屬第三級防雷器，應用于重要設備的前端，對設備進行精細保護。

測量和控制裝置有著廣泛的應用，例如生產廠、建筑物管理、報警裝置等。由于雷電或其他原因造成的過電壓不僅會對控制系統造成危害，而且對昂貴的轉換器、傳感器也會造成危害?？刂葡到y的故障通常會導致產品損失和對生產的影響。測量和控制單元通常比電源系統對浪涌過電壓的反應更加敏感。在測量和控制系統選擇和安裝防雷器的時候，下面的幾個因素必須要考慮：系統的最大工作電壓，最大工作電流，最大數據傳輸頻率，是否允許電阻值增大 導線是否從建筑物外部引進，建筑物是否有外部防雷裝置等。

建筑物安全防雷主要有以下幾種：首先宜采用裝設在建筑物上的避雷網或避雷針或由其混合組成的接閃器，其次避雷網應按規范的規定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于10m×10m或者12m×8m（網格密度按建筑物類別確定）的網格。再次所有避雷針應采用避雷帶相互連接，引下線不應少于兩根，并應沿建筑物四周均勻或對稱布置，其間距不應大于18m（引下線間距按建筑物類別確定）。當僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設引下線，但引下線的平均間距不應大于18m。每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10Ω。防直擊雷接地宜和防雷電感應、電氣設備、信息系統等接地共用同一接地裝置，并宜與埋地金屬管道相連；當不共用、不相連時，兩者間在地中的距離應符合下列表達式的要求，但不應小于2m?，F代防雷產品種類繁多，大致可分為四大類

1、接閃器

避雷針是最早的接閃器，也是目前世界上公認的最成熟的防直擊雷裝置。避雷帶、避雷網、避雷線是避雷針的變形，其接閃原理是一致的。對避雷針的接閃 7

關于防雷、接地和電氣安全的研究

原理的認識是有一個發展過程的，現在的滾球法理論比較全面地解釋了接閃器吸引雷電的各種現象，被國內外標準所采納。

2、消雷器

消雷器是國內近年來有非常大影響的防雷產品。它是希望改變接閃器的材料和形狀來產生電流綜合雷云中的電荷，讓雷云在消雷器的保護范圍內無法建立起接閃所需的場強，以達到消雷的目的。

3、特殊避雷針

還有一些避雷針承認自己接閃雷電，但其保護范圍特別大，而且不會因為加裝了避雷針而增大雷擊概率。這一類產品在市場上的份額不大，沒多少人去深究其技術原理的可行性。但在標準中規定任何接閃器都只能按滾球法校核保護范圍。

4、引下線

一些廠家不在接閃器上作文章，卻在引下線上采取措施，他們認為接閃器接閃時大量的雷電流通過引下線入地，會在周圍的導體中產生感應雷，因此推出有屏蔽作用的引下線。必須指出：感應雷主要是由雷云的靜電感應引起的，只屏蔽引下線作用并不大，而是要加強所有導線的屏蔽效果，才能削弱感應雷。

其實，在國標《建筑物防雷設計規范》（GB50057—94）中，對金屬引下線的規定就已采取了降低引下線電磁干擾的措施，如多根引下線的分流作用，均勻對稱的布置在建筑物四周可相互抵消內部電磁場，利用建筑物的鋼筋框架這個很好的屏蔽籠（法拉第籠）接閃引下雷電流等。因此，普通金屬引下線的方法在技術經濟上都是可行的。

2.2防雷措施

1）關于三級防雷：

為防止感應雷側擊雷沿電源線進入房內損壞重要設備，本方案在UPS輸出配電柜加裝一套防雷器，作為電源部分的三級保護。另外，因設備間大多為弱電設備，故應進行細保護。

1、選型：第三級SPD采用天盾雷電生產的MB40B3+N型SPD進行細保護。

2、安裝位置：設備間配電箱內，保護器件之后。

3、技術要求：接線要牢固。地線應盡可能直布，不彎成直角或銳角。

4、用材規格：接電源線和接地線應采用≥4mm2銅芯線，接地線長度＜0.5m。總接地線應≥16mm2，可穿PVC管。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

信號防雷：

1、選型：采用天盾雷電生產的信號線SPD，用于RS485工業控制總經防雷，也可用于其它工業現場控制總線的防雷，安裝于LPZOB-1區或是更高的界面，防止設備受到過電壓的干擾。

2、安裝位置：當金屬信號線＞30m時，均應串聯信號SPD安裝于設備間設備輸出端。

3、技術要求：壓線排列正確，接口要相配，安裝后應立即進行設備試運行，并保證正常工作。

4、用材規格：接地線采用多股軟銅線，線徑≥2.5mm。

22.3接地的種類

1）工作接地

在工作或事故情況下，保證電器設備可靠地運行，降低人體接觸電壓，迅速切除故障設備或線路 降低電器設備和輸電線路的絕緣水平。2）保護接地

在中性點不接地系統中，如果電器設備沒有保護接地，當該設備某處絕緣損壞時，外殼將帶電，同時由于線路與大地間存在電容，人體觸及此絕緣損壞的電器設備外殼，則電流流人人體形成通路，人將遭受觸電的危險。設有接地裝置后，接地電流將同時沿著接地體和人體兩條通路流過，接地體電阻愈小，流過人體的電流也愈小，接地電阻極微小時，流經人體的電流可不致于造成危害，人體避免觸電的危險。3）靜電接地

設備移動或物體在管道中移動，因摩擦產生靜電，它聚集在管道容器和貯罐或加工設備上，形成很高電位，對人身安全及對設備和建筑物都有危險。作了靜電接地，靜電一旦產生，就導入地中，以消除其聚集的可能。4）直流工作接地

計算機以及一切微電子設備，大部分采用中大規模集成電路，工作于較低的直流電壓下，為使同一系統的電腦（計算機）微電子設備的工作電路具有同一電位參考點，將所有設備的“零”電位點接于一接地裝置，它可以穩定電路的電位，防止外來干擾，這稱為直流工作接地。5）防雷接地

關于防雷、接地和電氣安全的研究

為使雷電浪涌電流泄入大地，使被保護物免遭直擊雷或感應雷等浪涌過電壓 過電流的危害，所有建筑物電氣設備、線路、網絡等不帶電金屬部分，金屬護套，避雷器，以及一切水氣管道等均應與防雷接地裝置作金屬性連接。防雷接地裝置包括避雷針、帶線網接地、引下線接地、引入線接地匯集線接地體等。

2.4防雷的等電位連接

等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內各金屬部件和各系統之間的電位差。穿過各防雷區交界的金屬部件和系統，以及在一個防雷區內部的金屬部件和系統，都應在防雷區交界處做等電位連接。應采用等電位連接線和螺栓緊固的線夾在等電位連接帶處做等電位連接，而且當需要時，應采用地極保護防雷器（SPD）做等電位連接（見2-1圖中的接地線也做等電位連接）。其作用為在不同地網之間安裝地極保護器用來避免地網之間產生不同電位差的危險。

2-1圖 導電物體或電氣系統連到等電位連接帶的等電位連接

關于防雷、接地和電氣安全的研究

第三章 對建筑防雷接地的探討

建筑物防雷永遠是一個熱門話題，它與人們的人身、財產安全息息相關。所以，建筑物在竣工驗收時，防雷接地是一項必須的、重要的項目環節。但是，我們常聽見有人總把防雷和接地混為一談，其實不然，防雷一定要接地，而接地，不一定是為了防雷。總的來說，防雷接地是為了使建筑物在雷電打擊避免被雷電造成損失，而接地系統則是為了防止用電器金屬外殼帶電傷人，它們最終需要用導體連接到接地裝置，排除安全隱患。

3.1防雷接地

防雷就是建筑物通過預先設置的接閃器（突出屋面的金屬物，如明裝避雷帶、避雷針），把雷電引入大地的一個過程，它可以有效地保護建筑物內部不受雷電打擊造成損害。大家可能經常會看到，我們的建筑物屋面女兒墻，沿墻壓頂有設置一道鋼筋（通常是經熱鍍鋅處理過的），這在建筑電氣上稱為明裝避雷帶，我們將剛性屋面或者結構層上的鋼筋，和明裝避雷帶進行焊接連接，可以使屋面形成一定規格（一級防雷為5m×5m，二級防雷為10m×10m，三級防雷為20m×20m）的避雷網格，再將屋面避雷網與選定作為引線的柱筋進行焊接，再傳入基礎通過接地裝置而引入大地。標高高于30m的建筑物，還應設置均壓環（非屋面外圍框梁或圈梁鋼筋通焊一圈），可以有效地防側擊雷。直接設置避雷針的做法基本已經被淘汰，因為避雷針的防雷模型可以看做是傘狀防護，它會存在避雷盲區，也不能防側擊雷，但由于其引雷電的功能強大，在一級防雷的地區的建筑物就會采用避雷針、避雷帶加設均壓環混合安裝做法。通過以上安裝施工，我們人為把建筑物構成了鋼筋避雷籠子，可以全方位的避免建筑物遭雷擊時受到損害。

3.2接地系統

接地系統是建筑電氣的一個難點，可以分大接地和小接地，小接地主要是經阻抗、容抗或感抗接地，而大接地是直接接地。我們這里主要從大接地的三相四線制和三相五線制進行闡述。三相四線制，TN-C系統，是除必須有的三根相線（電工學稱火線）外，將中性線（電工學稱零線）和保護中性線（接地線）合二為一，這樣的系統，一旦發生漏電事故，漏電不能直接傳入大地，可能會造成人身觸電事故。三相五線制，TN-S系統，是除必須有的三根相線外，中性線和保護中性線嚴格分開，保護中性線是要進行接地連接的，所有的用電器金屬外殼有效地與保護中性線進行連接，可以有效地防止漏電觸電事故。我們常見的三孔插座和插頭，關于防雷、接地和電氣安全的研究

其實并非三相380V電源，而是單相220V（兩孔的其實也不是兩相，是單相，兩相是三相火線中選兩根接入設備，因為線電壓就是380V，就無需接入零線，如電焊機就是兩相設備），插座最上端的孔是連接到保護中性線的，而用電器插頭最上端的端頭，是與用電器金屬外殼進行連接的，這樣，我們就可以把金屬外殼所帶的漏電，有效地傳入大地，因為人體的電阻比電線電阻大出很多，電流基本不會從人體通過了。改進型的TN-C-S系統，省去了變電房至建筑物這一段的接地電纜，減少了造價。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

第四章 接地和接零等安全用電措施及使用范圍

4.1保護接地

把電氣設備的金屬外殼及與外殼相連的金屬構架用接地裝置與大地可靠地連接起來，以保證人身安全的保護方式，叫保護接地，簡稱接地。

保護接地一般用在1000V以下的中性點不接地的電網與1000V以上的電網中。在中性點不接地的系統中，假設電動機的A相繞組因絕緣損壞而碰金屬外殼，外殼帶電（參看圖4－1），在沒有保護接地的情況下，當人體接觸外殼時，電流經過人體和另外兩根火線的對地絕緣電阻Re、RC（如果導線很長，還要考慮導線與大地間的電容）而形成回路。如果另外兩根火線對地絕緣不好，流過人體的電流會超過安全限度而發生危險。在有保護接地的情況下，當人體接觸帶電的外殼時，電流在A相碰殼處分為兩路，一路經接地裝置的電阻Rd，一路經人體電阻Rr，這兩路匯合后再經另外兩根火線的對地絕緣電阻Re和RC構成回路。由于Re<

根據電氣安裝規程規定，在1000V以下中性點接地系統中，用電設備不允許采用保護接地（圖4－2）。這是因為當某一相絕緣破損與金屬外殼接觸時，電流Id便會經過大地回到變壓器的中性點，而這時流過保險絲的電流很可能小于保險絲的熔斷電流，保險絲不斷，金屬外殼仍與電源相連。金屬外殼對地的電壓Ud等于Id在Rd上的電壓降，而Id＝U相／（R0＋Rd），Ud＝U相Rd／（R0＋Rd）。在一般三相四線制系統中，U相是220V，R0約4Ω，Rd通常都超過4Ω，即使Rd與R0一樣，也按4Ω計，金屬外殼的對地電壓也為110V，超過安全電壓。

圖4-1 保護接地示意圖

圖 4-2 中性點接地系統不

允許采用保護接地

關于防雷、接地和電氣安全的研究

4.2保護接零

把電氣設備的金屬外殼及與外殼相連的金屬構架與中性點接地的電力系統的零線連接起來，以保護人身安全的保護方式，叫保護接零（也叫保護接中線），簡稱接零。

保護接零一般用在1000V以下的中性點接地的三相四線制電網中，目前供照明用的380／220V中性點接地的三相四線制電網中廣泛采用保護接零措施。

在1000V以下中性點接地系統中，應該采取保護接零，一旦某一根絕緣破損與金屬外殼接觸，就會形成單相短路，電流很大，于是保險絲熔斷（或自動開關自動切斷電路），電動機脫離電源，從而避免了觸電危險。

許多單相家用電器的電源線接到三腳插頭上，三腳插頭的粗腳連著家用電器的金屬外殼。這種插頭要插到單相三孔插座上，插座的粗孔應該用導線與電源的中線相連。絕不允許在插座內將粗孔與接工作中線的孔相連。因為一旦用電器的工作中線斷線（參看圖4－3），發生外殼帶電時，保險絲不熔斷，而會引起觸電事故。

在三相四線制中性點接地的380／220V照明供電系統中，由于普遍采用保護接零。若保護接零的中線切斷，可能造成觸電事故，所以一般只在相線上裝熔斷器，不允許在中線上裝熔斷器。但是單相雙線照明供電線路，由于接觸的大多數是不熟悉電氣的人，有時由于修理或延長線路而將相線和中線接錯，所以中線和相線上都接保險絲（熔斷器）。

圖4-3 保護接零應接電源中線

關于防雷、接地和電氣安全的研究

第五章 防雷接地裝置結構

5.1雷電流反擊電壓與引下線間距的關系

當建筑物遭受雷擊時，雷擊電流通過敷設在樓頂的避雷網，經接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積，在接地引下線上某點離地面的高度為h的對地電位，則為： Uo=UR＋UL=IkRq＋ L ① 式中 Ik—雷電流幅值

kA

Ω Rq—防雷裝置的接地電阻L—避雷引下線上某點離地面的高度的為h到接地裝置的電感μH 雷電流的波頭陡度 kA/μH

①式中右邊第一項UR即IkRq為電位的電阻分量，第二項UL即為電位的電感分量，據GB50057－94有關規定，三類級防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度 = =10kA /μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由①式可得出Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq+14hkV

根據②式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應的Uo值，但引下線數量不同，則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降，由計算出的UR/UL值可知，接地電阻Rq即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產生的電位電感分量也是相當高的，同樣會產生反擊網絡。

5.2引下線與人體之間的安全間距

1.當引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kVUL1=10.5kV人體與引下線之間安全距離L安全。方可產生的反擊。人站在5層，h2 =15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kVU12=52.5kV則安全距離L安全2> 1.575m<1.83m.在上述兩個房間內，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。

2.當引下線為8組時，當站在一層房間內，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kVUR1=3.75kV 則安全間距L安全1> 0.757m.人站在5層時，h2=15m則UL2=26.25kVUR2=375kV則安全間距L安全2>可見，引下線數量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后，應嚴格按照規范設置引下線的數量及間 15

關于防雷、接地和電氣安全的研究

距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距，多設一定數量的引下線，可減少雷電壓反擊現象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離1當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數據：樓頂的引下線高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據JCJ/T16－92第12.5.7條規定，Lx<5Rq=5×30=150m，則Sal≥0.2KcRi＋0.1Lx式中Kc—分流系數，因多根引下線，取0.44 Ri—防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環路接地體，Ri=Rq=30ΩSal—引下線與金屬物體之間的安全距離/m則Sal≥0.2×0.44×30＋0.1×20=2.816m.2當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式12.3.6－3，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內應將引下線與金屬管道物體連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed據JCJ/T16－92第12.5.7條及公式12.3.6－4：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應小于2m的規定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯結。綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

5.3跨步電壓與接地裝置埋地深度

埋地深度跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90～110kV.從計算結果可知，該工程的防雷接地體埋深

關于防雷、接地和電氣安全的研究

0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16－92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m，當小于3m時，接地體局部埋深不應小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環形接地體指三級防雷建筑物。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

結束語

綜上所述，針對的建筑防雷、設備接地接零等電器安全用電常識的簡要介紹，通過對雷的形成和危害的認識和對建筑防雷設備和防雷措施的介紹?？梢缘弥览着c接地是統一的，二者缺一不可。只有防雷措施而無接地，無法迅速泄流放電，反之，設備將直接遭受強大電流的沖擊，無論哪種情況系統都將受到破壞甚至癱瘓。只要通過合理配置，使之溶為一體，就能有效確保系統的穩定工作，從而發揮出系統防護工作的最佳效果。18

關于防雷、接地和電氣安全的研究

參考文獻

[1] 《電工學》（土建類）顏偉忠主編

高等教育出版社

[2] 《工廠供電》劉介才.工廠供電.機械工業出版社，1998.89-90.[3] 《建筑電氣》作 者：建設部學院

華中科技大學出版社 2009年09月 [4] 《建筑電氣》 作 者： 孫成群 中國建筑工業出版社 2009-11-1 [5] 《建筑物防雷設計規范》GB50057-94 作者： 中華人民共和國機械工業部 中國計劃出版社

2001-02-01

第二篇：關于防雷、接地和電氣安全的研究論文

網絡高等教育

本 科 生 畢 業 論 文（設 計）

題

目：關于防雷、接地和電氣安全的研究

學習中心： 奧鵬學習中心 層 次： ?？破瘘c本科 專 業： 電氣工程及其自動化 年 級： 年 春/秋 季 學 號： ***3 學 生： 趙斌 指導教師： 完成日期： 年 月 日

關于防雷、接地和電氣安全的研究

內容摘要

雷電現象是我們日常生活中較為常見的一種自然現象，但是雷電現象極具破壞性，對人民生命財產造成了嚴重的威脅。近幾年，隨著社會經濟的發展，高層建筑物數量、建筑電氣設備明顯增多。此外，越來越多的用戶對網絡和室內電氣設備過度依賴，這些原因導致建筑物雷電災害發生機率逐漸上升。因此，加強對行電氣設備的防雷、接地的研究尤為必要。

關鍵詞：防雷；接地；電氣安全

I

關于防雷、接地和電氣安全的研究

目 錄

內容摘要...........................................................................................................................I 1 緒論............................................................................................................................1

1.1 課題的背景及意義........................................................................................1 1.2 防雷接地保護的重要性................................................................................1 1.3 防雷接地保護的研究現狀............................................................................2 1.4 本文的主要內容............................................................................................3 2 變電站高壓電力裝置防雷技術................................................................................4

2.1 引言................................................................................................................4 2.2 雷電參數特性................................................................................................4 2.3 變電站防雷技術措施....................................................................................5 3 接地與屏蔽................................................................................................................7

3.1 防雷接地........................................................................................................7 3.2 屏蔽和等電位連接........................................................................................8 4 結

論......................................................................................................................9 參考文獻........................................................................................................................10 附

錄..........................................................................................錯誤！未定義書簽。

II

關于防雷、接地和電氣安全的研究 緒論

1.1 課題的背景及意義

變電站是電力系統的重要組成部分，變電站發生雷擊事故，將造成大面積停電，會對電網造成較大的危害。近年來，隨著我國電力變電站實現綜合自動化，不僅為變電站實現無人值守和配電網實現自動化奠定了基礎，而且也為供電部門提供更安全、經濟、可靠和高質量的電能創造了條件，這就更加要求防雷接地措施必須十分可靠。在變電站的設計過程中，保護變電站的設備安全，提高其供電可靠性，優化防雷接地設計方案，加強變電站的防雷接地安全措施，最大程度的減少雷擊事故發生，有著極其重要的意義。

1.2 防雷接地保護的重要性

遭受雷擊的途徑:一是雷直擊于變電站的設備上;二是各類架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入到變電站。

根據入侵的途徑，防雷措施對策一般可分為:(1)阻止雷電波的進入;(2)利用保護裝置把雷電波導入到接地網中。

防雷保護措施要根據現場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點等，選擇安裝適宜的保護裝置。現代防雷工程的防雷對象擴大了，防雷措施增加了，防雷設計的方法也在不斷發展。

變電站實現綜合自動化是傳統變電站二次系統的重大變革，其裝置形式、功能配置以及操作方法都發生了根本性變化。利用多臺微機和大規模集成電路裝置組成的自動化系統，可用于控制、監測、保護、通信等等。但是，由于這類裝置使用了超大規模集成電路，運行電壓只有數伏、信號電流僅為微安級的微機裝置，相比于傳統的電磁式的各類保護裝置，設備的耐熱性能要差，對尖峰脈沖的耐受 能力比較脆弱，特別是雷擊過電壓的暫態沖擊會通過變電站的電源線引入，從而引起瞬態過電壓，如果不經處理，就會引起二次設備的損壞。

同時，接地是避雷技術很重要的環節，變電站接地系統的合理與否，是直接采用關系到人身和設備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。隨著電力系統規模的不斷擴大，接地系統的設計越來越復雜。變電站接地網安全除了對接地阻抗有要求外，還對

關于防雷、接地和電氣安全的研究

地網的結構、使用壽命等提出了較高的要求。

1.3 防雷接地保護的研究現狀

當雷電直接擊中電力系統的導線部分時，會產生極高的雷電過電壓，任何電壓等級的設備絕緣都會難以耐受。變電站對于直擊雷的保護一般采取裝設避雷針或采用沿變電站進線段一定距離內架設避雷線，吸引雷電擊向自身，減低雷擊點的過電壓，通過良好接地的裝置，將雷電流迅速泄入大地。

避雷針大大增加雷擊概率，這使得依附于一次設備的，目前正在大量更新的保護、監控、通信等二次設備遭受雷擊的概率大大增加，損壞方式也多種多樣，從而給電力生產帶來很大的損失。這些二次設備防感應雷基本上靠機殼和內部元件本身，可靠性較低。當雷擊使高壓線路引入雷電波時，往往影響到變電站的整個低壓電源系統、通信系統，導致低壓電源系統中絕緣薄弱設備的某些元件損壞，如設備的電源模塊，計算機監控系統等，一旦被波及往往造成接口元件擊穿或燒壞。接地起著維持正常運行、保護、防雷、防干擾等作用。當接地不規范時，雷電電磁脈沖容易引起接地點之間電位差，產生的電磁場干擾二次設備的運行，嚴重時會損壞設備內部的電子回路。接地電阻不合格，雷電引起的地電位升高，也會通過設備的接地線引入二次設備中，損壞設備的插件。所以，各接地網間必須通過合理布置接地線，等電位連接、屏蔽及裝置本身的電磁兼容防護來解決設備的安全問題。

1.3.1 關于防雷接地和電器安全的國內外技術

近來年，國內進行了另一種人工影響雷電的實驗。其做法是：在雷雨云到達成熟階段之前，用高射炮、火箭等運載工具把大量的金屬針粉或裹著鋁箔的尼龍纖維（每條纖維長10厘米）投擲到云中去。這些導電性能良好的粉劑投入云中后，可以 大大地改善云的導電性能，從而起到分散云中電荷的作用。云中不能形成電荷中心，也就減少了產生雷電的可能性。

此外，人工影響對流云的方法也被用來抑制雷電的發生。如果能在雷雨云形成之初就往云中播撒大量的人工冰核（碘化銀），使的云中的過冷水滴提前凍結成冰晶，并從云中掉下來，從而減少雷電的發生。大量的對比實驗表明，播撒了碘化銀的云，'云－地'閃電的次數比不播撒的云減少了66%。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

利用激光改變雷電走向，是日本專家們最近的又一新成果。它使引雷技術向實用化邁進了一大步。這種技術是通過反射鏡將激光射向雷雨云，在空氣中形成電流容易通過的高溫等離子體通道，將雷電引向避雷塔。

美國科學家發明的'雷電消除器'則非常適用于多雷地區，現已獲得專利。這種'雷電消除器'制作十分簡單：幾百根鋼筋豎立在插進土壤中的空心大口徑金屬管上 面的切口中。它看上去很像避雷針，只是分散在一定的面積上，但它的作用機理與避雷針完全不同。它防止的不是雷電本身，而是不可見的雷電驅波，即所謂使大氣擊穿的靜電放電。

俄羅斯專家則研制出一種能及時預報雷電的警報儀。這種儀器能自收集在半徑25公里范圍內大氣層的電學數據，進而判斷雷電發生的地點和強度。3-5公里的范圍內及時發出警報。這對于正在高處施工的建筑工人和高壓輸電線的修理工人來說，不失為理想的'空中保護神'。

1.4 本文的主要內容

作為一個研究領域，有關防雷、接地和電氣安全有很多需要研究的問題。全文共分為三章，各章內容簡介如下：

第一章緒論，簡述課題的背景和意義、論題的國內外發展現狀，介紹論文的主要內容；

第二章變電站高壓電力裝置防雷技術； 第三章接地與屏蔽；

在電力系統中大氣過電壓嚴重影響電力系統的正常運行，而大氣過電壓產生的根本原因，是雷云放電引起的。因此要注意電氣設備的防雷。在日常生活中為了防止人體觸電，電氣設備必須有良好的接地裝置，用以保護電氣設備及防止人體觸電事故的發生?；S生產的原料和產品大多數是易燃物的物質，如氫氣、一氧化碳、氨氣、甲烷和乙炔等，其生產過程一般是高溫、高壓操作，這些都是形成著火和爆炸的條件。因此防爆在化工企業具有特別重要的意義。必須采取措施，防止由化工廠共配電電氣設備和線路引起爆炸或火災事故或火災事故。因此，供電系統的注意防雷接地及電氣安全。

關于防雷、接地和電氣安全的研究 變電站高壓電力裝置防雷技術

2.1 引言

建筑物的防雷設計要因地制宜地采取防雷措施，目標是要防止或減少雷擊建筑物所發生的人身傷亡和財產損失，同時做到安全可靠、技術先進、經濟合理。要在認真調查被保護物周圍的地理、地質、土壤、氣象、環境等條件，了解雷電活動規律及其特點的基礎上，仔細研究防雷裝置的形式及其布置。建筑物根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。各類防雷建筑物都必須采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施，對于第一類防雷建筑物和部分第二類防雷建筑物還要采取防雷電感應的措施。變電站一般為第二類防雷建筑，本文以第二類防雷建筑要求，進行防雷設計。

2.2 雷電參數特性

雷電是一種自然現象，它釋放出的巨大能量，有極強大的破壞能力。而且雷電發生的隨機性很大，關于雷電特性的各個參數需要通過大量實測，數據統計后才能確定，防雷保護設計的依據來源于這些實測數據。2.2.1 雷電流幅值及分布概率

雷電流幅值是指物體遭到直接雷擊時，經過接地電阻，被擊物體中雷電流的最大值。它是表示雷電強度的指標，也是產生雷電過電壓的根源，是最重要的雷電參數。

2.2.2 雷電流波形和極性

雷電流對電氣設備絕緣的危險程度同雷電流波頭(波前時間)陡度的大小有關。雷電流的幅值和波前時間決定了它的陡度，雷電流的陡度是指其波前隨時間上升的變化率。根據實測統計，對于中等強度以上的雷電流，其波頭(波前時間T。)大多為1一5拼s，平均為2.6盡s。雷電流是單極性的脈沖波，75%~90%的雷電流是負極性的。2.2.3 雷暴日

雷暴日是一年中有雷電的天數。可表征不同地區的雷電活動頻繁程度，統計雷暴的嚴重程度。

地區雷暴日等級可根據年平均雷暴日數來劃分。一般可劃分為少雷區、多雷區、高雷區、強雷區。少雷區是指年平均雷暴日在20天及以下的地區;多雷區是指年平均雷暴日大于20天但不超過40天的地區;高雷區是年平均雷暴日大于40

關于防雷、接地和電氣安全的研究

天，不超過60天的地區;強雷區是年平均雷暴日超過60天以上的地區。2.2.4 落雷密度

地面落雷密度是表征雷云對地放電的頻繁程度。線路受雷密度是以線路受雷寬度為避雷線(有避雷線的線路)或導線(無避雷線的線路)的平均懸掛高度的4倍進行計算。

2.3 變電站防雷技術措施

當雷電直擊在物體上，產生電磁效應、熱效應和機械力對物體造成危害的現象，稱為直擊雷。直擊雷產生的過電壓幅值可高達數十萬伏，有的達到數百萬伏，這是任何電壓等級的電力設備絕緣都不能耐受的。所以需要安裝直擊雷防護裝置，而防護直擊雷最常用的措施是裝設避雷針或避雷線。2.3.1 直擊雷的防護措施

避雷針(線)是接地的導電物，一般高于被保護物體，它們的作用就是將雷電吸引到自己身上，安全并迅速地導入地中。避雷針通過自身的高度，在其尖端的高突處形成電場的畸變，在雷云電場的作用下，當尖端的電場強度大于空氣電離場強時，開始電離空氣，形成迎面先導，并與雷云的雷電先驅相遇，完成雷擊過程。為了使雷電流能夠順利下泄，必須有良好的導電通道。因此，避雷針(線)的基本組成部分是接閃器(引發雷擊的部位)、引下線和接地體。2.3.2 防雷電波侵入的措施

避雷器實質上是一種放電器(或稱限壓器)，并聯在被保護設備附近。避雷器的擊穿電壓要比被保護設備的低。當線路上傳來的過電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器會先行放電，把入侵波導入大地，限制設備上的過電壓，避免電氣設備絕緣遭擊穿損壞。當入侵波消失后，避雷器又能夠自行恢復絕緣能力，防止工頻接地短路事故的發生。

為了使避雷器達到預期的保護效果，必須正確選擇和使用避雷器。避雷器的基本要求:

1、避雷器與被保護設備之間應有合理的伏秒特性的配合，在被保護物可能擊穿以前，避雷器就已發生動作，將過電壓波截斷，從而起到可靠的保護作用。工程上常用沖擊系數。來反映伏秒特性的形狀。沖擊系數a是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓的比值，其比值越小，伏秒特性越平直，一般希望它接近于1。因此，應選用沖擊系數小的避雷器作為電氣設備的保護裝置。

2、當瞬間的雷電過電壓消失后，避雷器能自行截斷工頻續流、恢復絕緣強度，關于防雷、接地和電氣安全的研究

保證電力系統能夠繼續正常運行。2.3.3電力裝置的防雷技術

3、具有一定通流容量，且其殘壓應低于被保護設備的沖擊耐壓值?，F行防雷技術特點?，F行過電壓保護規范GBJ64－83和電力行標準DL/T620－1997（以下簡稱規范和標準）對高壓電力裝置的防雷保護規定，線路上裝設保護間隙或管型避雷器，對各類電氣設備裝設閥型避雷器。這表明現行防雷技術的特征是“在電力系統中各種防雷器件，不分優劣兼容并用，實際使用以碳化硅避雷器為主”。其保護模式是系統中保護間隙或管型避雷器、閥型避雷器并用，其技術水平是只注重雷電幅值限壓保護，有防雷保護功不完全，保護性能不完善等缺點或隱患，技術水平落后，其技術政策是容許使用原始的落后的防雷器件。應認識到使用原始的落后的防雷器件就是容許和保護落后技術，必然會制約和阻礙系統的防雷技術發展提高。改革、發展、進步是新世紀時代科學技術發展趨向，歷史時代前進主流。因此現行防雷技術有必要技術改革，改革其落后的防雷保護模式，提高其防雷技術水平，促進其防雷技術政策現代化。

關于防雷、接地和電氣安全的研究 接地與屏蔽

接地是給電路或系統提供一個參考的等電位點或面，為電流流入大地提供一條低電阻(或低阻抗)路徑。接地是防雷技術中最重要的環節，不管是直擊雷、感應雷，或者是其他形式的雷擊，最終都是把雷電流導入大地。因此沒有合理而良好的接地措施是不可能可靠防雷的。

3.1 防雷接地

3.1.1 防雷接地的基本要求

防雷接地的主要作用是利用各類接地極把雷電流快速、順利地泄放到大地 中，從而達到保護人身和電氣設備安全，設備正常運行的目的。

防雷工程的一個重要的方面是接地以及引下線路的布線工程，整個工程的防雷效果甚至防雷設備是不是起作用，都取決于此，所以必須認真、系統地研究。3.1.2 接地電阻

大地是個導體，當其中沒有電流流通時是等電位的，可以認為大地具有零電位。如果地面上的金屬物體與大地牢固連接，在沒有電流流通的情況下，金屬物體與大地之間也是等電位的，該金屬物體就具有了大地的零電位，這就是接地。

當雷電流通過接地極進入大地時，接地極附近土壤中的電流密度J很大，接地體周圍的土壤就被擊穿。在這種情況下，接地極附近的土壤導電性能明顯增大，此部分的土壤電阻率就大大降低，成為良好的導體，接地電阻減小。又由于雷電流的等值頻率較高，這就使接地體本身的電感影響增大，阻礙電流流向接地體遠端，從而使接地體得不到充分利用，接地裝置的電阻大于工頻接地電阻值。所以，對于同一接地裝置在沖擊和工頻電流作用下，將具有不同的電阻值。

在工程計算中，通過分析接地電阻，可了解雷擊時地電位升高和反擊情況，從而采取相應的防雷措施。3.1.3 接地裝置

接地線和接地極的總和稱為接地裝置。接地裝置一般包括自然接地體和人工接地體。變電站中可利用的自然接地體，可以是與大地可靠連接的建筑物及構筑物的金屬結構和鋼筋混凝土基礎，或是埋設在地下的金屬管道，還有穿線的鋼管以及電纜金屬外皮等。

獨立避雷針(線)應設立獨立的集中接地裝置接地電阻不大于1on。而且避雷針(線)到被保護設施的空氣中距離和地中距離，還要符合防止避雷針(線)對被保護設備反擊的要求。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

避雷器引下線的接地裝置要設置集中接地體。其接地線應以最短的距離與接地裝置連接。

主控室、開關室的所有屏柜內應設置專用接地銅排，屏柜的門等活動部分應與屏柜體連接良好，屏柜的金屬外殼應可靠接地。屏拒內不同的接地線(保護接地、工作接地、電源PE地、信號地等)分別采用獨立的地線，引至主控室、開關室的總匯流排或接地母線，再將主控室、開關室的總匯流排接地引下線與主地網相連。

3.2 屏蔽和等電位連接

3.2.1 屏蔽

屏蔽是隔離電磁場干擾的措施。既可以防止外來電磁場的干擾，也可以防止本身電磁場輻射對外界的干擾。屏蔽通常利用銅或鋁等低電阻材料或磁性材料，將需要隔離的部分全部包裹起來，并需要有良好的接地，從而可以防止某個指定的空間內，外部靜電感應或電磁感應的影響。3.2.2 防雷等電位連接

避雷器的接閃裝置在遭受雷擊時，引下線立即升至高電位，會對防雷裝置附近的、還處于地電位的導體產生旁路閃絡，并使其電位升高，對人員和設備安全構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的辦法是采用均壓環，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。

等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內各金屬物和系統之間的電位差。穿過各防雷區交界的金屬部件和系統，以及在一個防雷區內部的金屬部件和系統，都應在防雷區交界處做等電位連接。3.3.3 變電站屏蔽和等電位措施

變電站控制室各樓層及機房最好選擇在建筑物底層的中心位置，設備遠離外墻的結構柱，并盡量設置在雷電防護區的高級別區域內。金屬導體、電纜屏蔽層及金屬線槽(架)等進入機房時，要做好等電位連接。變電站控制室各樓層及機房應設等電位連接網絡。

如果設備對屏蔽要求較高時，設備所在地房間可以采用六面電磁屏蔽，也可采用金屬屏蔽機柜。房間內抗靜電地板的金屬龍骨架，至少在整個龍骨架的一個對角線兩端用不小于4mm，的銅線與環形接地母線良好連接。其他各面的屏蔽材料各塊間電氣連接后，每面至少有一處與地網良好連接。3.3.3 接地與屏蔽的措施

屏蔽就是利用金屬網、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來,使雷

關于防雷、接地和電氣安全的研究

電電磁脈沖波入侵的通道全部截斷.所有的屏蔽套、殼等均需要接地.接地就是讓已經內入防雷系統的閃電電流順利地流入大地,而不能讓雷電能量集中在防雷系統的某處對被保護物體產生破壞作用,良好的接地才能有效地泄放雷電能量,降低引下線上的電壓,避免發生反擊過去有些規范要求電子設備單獨接地,目的是防止電網中雜散電流或暫態電流干擾設備的正常工作.90年代以前,部隊的通信導航裝備以電子管器件為主,采用模擬通信方式,模擬通信對干擾特別敏感,為了抗干擾,所以都采取電源與通信接地分開的辦法.現在,防雷工程領域不提倡單獨接地.在iec標準和itu相關標準中都不提倡單獨接地,美國標準ieeestd1100-1992更尖銳地指出：不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點.防雷接地是防雷系統中最基礎的環節,也是防雷安裝驗收規范中最基本的安全要求.接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能發揮出來.結 論

變電站對于直擊雷的保護一般采取裝設避雷針或采用沿變電站進線段一定距離內架設避雷線的方法解決。避雷針、避雷線由金屬制成，高于被保護的物體，具有良好接地的裝置，可以吸引雷電擊向自身，減低雷擊點的過電壓，并將雷電流迅速泄入大地，從而使避雷針、避雷線附近比它們低的物體得到保護。在雷擊發生時，電力系統二次設備的電源線路和通訊線路中會產生感應的電流電涌。電涌保護器SPD能在最短時間(納秒級)內將被保護線路連入等電位系統中，使設備各端口等電位，同時釋放電路上因雷擊而產生的大量脈沖能量短路泄放到大地，降低設備各接口端的電位差，從而保護電路上用戶的設備。防雷接地為防雷保護裝置提供泄放雷電荷的途徑，做好接地、屏蔽以及等電位連接是實施雷電防護措施的重要保障。為各種防雷保護裝置配備可靠得引下線和良好的接地裝置，保證其接地電阻應足夠小，才能夠有效地發揮其保護作用。

總之，在綜合自動化變電站的設計過程中，為保護變電站的設備安全，提高其供電可靠性，優化防雷接地設計方案，加強變電站的防雷接地安全措施，最大程度的減少雷擊事故地發生，有著極其重要的意義。

關于防雷、接地和電氣安全的研究

參考文獻

[1] 張萬山，王小四.空氣質量的研究.環境學報，2000，34(6):13-17.[2] 張完善.有色金屬材料.第二版.大連：金屬工業出版社，1998.89-90.[3] 張完善，劉六，等.第五屆科學管理國際會議論文集.北京：管理工程出版社，2001.18-19.[4] 張完善，劉六.校園環境與學風建設.城市日報，2002年3月5日，第2版.[5] Borko H, Bernier C L.Indexing concepts and methods.New York: Academic Pr.,1978.關于防雷、接地和電氣安全的研究

空白頁面無法刪除

第三篇：防雷接地安全管理制度

防雷接地安全管理制度

1、防雷防靜電設施的設計管理必須嚴格執行《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2004）。

2、接地裝置的安裝必須按照已批準的設計進行施工。安裝過程必須按照《 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》要求施工及驗收。

3、防雷設置

3.1、與架空電力線路連接的電力變壓器和開關裝置等應采取防雷措施。3.2、變電站周圍應設立避雷塔，防止對變電設置造成直接雷擊。

4、靜電防護

4.1、在氨庫區、結晶硝銨庫房、污水處理站進界區口安裝防爆靜電消除器。工作人員進入場所時必須進行靜電消除。

4.2、在氨庫區進行液氨、液硝充裝時，充裝車輛必須有效的接地。4.3、各類電氣、儀表設備設施必須有效接地，其接地電阻值并在允許范圍內。

5、檢查和維護

5.1、對具有爆炸和火災危險環境的防雷建筑物以及高塔設備防雷檢查間隔時間為6個月，對其他防雷建筑物檢測時間為一年。每年春、秋季在主管部門電儀車間對接地裝置進行檢查和接地電阻進行測量后，將檢查測試報告報公司設備動力科備存檔，并由設備動力科備委托有資質的防雷裝置檢測單位進行檢測，電儀車間應積極配合。

5.2、電儀車間每天進行設備巡檢時，要對廠區內防雷接地裝置進行巡檢，并做好記錄。對公司重大危險源的防雷靜電接地設備設施每月至少檢查一次，雷雨季節應加強檢查的力度。

5.3、電儀車間檢查接閃器（避雷帶、避雷網、避雷針）、引下線、接地裝置、靜電消除器等防雷、防靜電裝置的運行情況。出現腐蝕現象、焊點脫焊、螺栓松動、變形、斷開等現象是，必須及時組織維修。

案和措施。

2、災害嚴重時應及時啟動公司事故應急預案。

第四篇：論供電系統的防雷、接地保護及電氣安全

論供電系統的防雷、接地保護及電氣安全

目 錄

摘 要..................................................................1 第1章 緒 論..........................................................2

1.1課題的來源.......................................................2 1.2課題的主要內容...................................................2 1.3課題的意義.......................................................2 第2章 供電系統概述....................................................3 2.1供電系統的定義...................................................3 2.2供電系統的組成...................................................3 2.3供電系統的特點...................................................4 第3章 供電系統的防雷................................................5

3.1雷擊的危害.....................................................5 3.1.1直擊雷....................................................5 3.1.2雷電波侵入................................................5 3.1.3感應過電壓.................................................5 3.1.4地電位反擊...............................................5 3.2防雷設備.......................................................6 3.2.1接閃器....................................................6 3.2.2避雷器....................................................6 3.3供電系統的防雷...................................................7 3.3.1電源系統防雷方案...........................................7 3.3.2終端設備防雷設計............................................8 第4章 供電系統的接地保護.............................................10 4.1接地系統........................................................10 4.1.1接地的概念及意義...........................................10

I

4.1.2接地裝置...................................................10 4.1.3接地電阻...................................................10 4.2供電系統的接地保護..............................................11 4.2.1接地的分類.................................................11 4.2.2供電系統的接地保護方案.....................................12 第5章 供電系統的電氣安全.............................................15

5.1電氣安全........................................................15 5.1.1電氣事故的危害.............................................15 5.1.2電氣事故分類及處理方法.....................................15 5.2人體觸電的生理反應..............................................16 5.3觸電時的應急措施與急救.........................................17 結 論.................................................................18 致 謝.................................................................19 參 考 文 獻............................................................20

II

摘 要

供電系統將發電站生產的電能通過輸電線、變壓器等設備輸送給用戶，在這一系列的輸變電中，若沒有相應的保護措施，由于雷擊、操作、失誤、靜電等原因產生危及供電系統、設備絕緣的過電壓，就會嚴重危害危害供電系統、電氣設備的運行安全，所以必須要對供電系統及電氣設備采取相應的防雷措施、接地保護。

根據雷電對電氣系統破壞的原理，提出了外部防雷和內部避雷的綜合防雷要求，介紹了防雷保護設備與措施闡述了電氣系統防雷保護應采取的技術原則和實際措施，做好了防雷保護，才能有效避免雷電對電氣系統的危害，造成不必要的生命財產損失；電氣系統的接地保護在電氣系統中也是必不可少的，在發生漏電、觸電及短路時有著極其重要的保護作用，保證整個系統的可靠運行，同時接地保護還是對安全用電的有效保護措施，保證人在使用電氣設備過程中的安全；當供電系統運行過程中，電氣安全也十分重要，發生觸電事故時，人們需要知道必要的安全措施，必須認識電流對人體的危害，觸電的形式和觸電后脫離電源的方法，同時還需了解觸電后的急救知識,以保證在遇到觸電事故后能作出正確的處理。只有做好了以上幾個方面的防護措施，才能保證供電系統為用戶提供安全、可靠、優質、經濟的電能。

因此，我結合現代建筑物供電系統實際情況，淺談供電系統中的防雷、接地保護及電氣安全。

關鍵詞 供電系統；防雷；接地保護；電氣安全

第 1頁

第1章 緒 論

1.1課題的來源

隨著國民經濟的發展，人們生活水平不斷提高，人們的生產、生活都離不開對電能的需求，供電系統成為重要的基礎設施。供電系統在國民經濟中有著不可或缺的地位，要使供電系統穩定、可靠地提供優質的電能，并安全地運行，就必須采取一定的措施來保護供電系統，使其供電性能不受外界的影響。其中雷電對供電系統的影響非常大，我們需要了解供電系統的工作原理，從而才能有效地避免供電系統遭受雷擊的危害，避免造成生命財產或在造成重大影響。同時，供電系統的接地保護也至關重要，保證電氣系統的正常運行，使電氣安全有一定的保障。對電氣安全的研究，有利于防范電氣設備在運行過程中發生安全事故，保證用戶的生命財產安全。所以，對供電系統的防雷、接地保護及電氣安全這個課題的研究顯得尤為重要。

1.2課題的主要內容

論供電系統的防雷、接地保護及電氣安全論文的主要內容為：分析雷擊的形式、預防雷擊事故的方案；接地保護的的作用及接地保護的方法；電氣安全保護的重要性、觸電事故發生后的正確處理辦法等。

1.3課題的意義

論供電系統的防雷、接地保護及電氣安全是為了使供電系統安全、穩定地運行，為用戶提供優質的電能，防止由于雷擊、因接地保護等因素而造成給用戶不必要的損失。同時對電氣安全作出分析，并闡述了對于觸電事故發生后的處理辦法，以保證用戶生命財產安全。只有將供電系統的安全保護措施做好了，供電系統安全、穩定的運行才能得到保障。

第 2頁

第2章 供電系統概述

2.1供電系統的定義

供電系統由發電廠的發電機、升壓及降壓變電設備、電力網及電能用戶（用電設備）組成，如圖2-1所示。

圖2-1 電力系統的組成

2.2 供電系統的組成

1．發電廠

發電廠是生產電能的場所，在這里可以把自然界中的一次能源轉換為用戶可以直接使用的二次能源——電能。根據所取一次能源的不同，主要有火力發電廠、水利發電廠、核能發電廠等發電形式。

2．電力網

電力網的主要作用是變換電壓、傳輸電能，通常由升壓、降壓配變電所（站）和與之對應的電力傳輸線路組成，負責將發電廠生產的電能經過輸電線路送到用戶（用電設備）。

3．配電系統

配電系統位于電力系統的末端，包含了降壓、分配電能等內容。主要承擔將電力系統的電能最終傳輸給電力用戶的任務。電力用戶即是指消耗電能的場所，將電能通過用電設備轉換為滿足用戶需求的其它形式的能量。

2.3供電系統的特點

第 3頁

電能作為一種商品，它的生產、輸送、分配和使用與其他工業產品相比有明顯不同的特點，主要表現為以下幾個方面：

1.電能的生產、傳輸及消費幾乎同時進行，因為發電設備任何時刻生產的電能必須與消耗的電能相平衡。

2.電能能與國民經濟各部門之間的關系密切。3.電力系統的暫態過程非常短暫。4.電能質量的要求頗為嚴格。

供電系統根據不同的供電要求，將供電對象的負荷分為三級，并由此負荷等級采取相應的供電方式，減少因事故中斷供電造成的損失或影響的程度，提高投資的經濟效益和社會效益。用電負荷的分級如下：

一級負荷：凡是因中斷供電，將造成人身事故，設備損壞，產生廢品，使生產秩序長時間不能恢復，人民生活發生混亂的負荷。

二級負荷：凡是中斷供電，將造成大量減產，使人民生活受到影響的負荷

三級負荷：所有不屬于一、二級負荷的負荷。如工廠的附屬車間、小城鎮等。

第3章 供電系統的防雷

3.1雷擊的危害

第 4頁

常所謂的雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層，或是帶電的云層對大地迅猛的放電，這種迅猛的放電過程產生強烈的閃電并伴隨著巨大的聲音。云層之間的放電主要是對飛行器產生危害，對地面上的事物沒有很大的影響。然而，云層對大地的放電，對地面的電氣設備、建筑物和人、畜的危害甚大，這是電氣防雷設計的主要對象。下面介紹幾種雷擊方式及其危害: 3.1.1直擊雷

帶電的云層對大地上的某一點發生的猛烈放電現象，稱為直擊雷。它的破壞力十分巨大，若不能迅速的將其導入大地，可導致放電通道內的物體、火災、建筑物損壞、電子電氣系統摧毀，甚至危及人畜的生命安全。

3.1.2雷電波侵入

雷電不直接放電在建筑和設備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴散，侵入并危及室內的供電系統。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設備、控制系統等可能已經損壞。

3.1.3感應過電壓

雷擊在設備設施或線路的附近發生，或閃電不直接對地放電，只在云層與云層之間發生放電現象。閃電釋放電荷，并在電源和數據傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應生成過電壓。

雷擊放電于具有避雷設施的建筑物時，雷電波沿著建筑物頂部接閃器（避雷帶、避雷線、避雷網或避雷針）、引下線泄放到大地的過程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場，輕則造成電子設備受到干擾，數據丟失，產生誤動作或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統陷于癱瘓。

3.1.4.地電位反擊

如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或供電設備，接地網的地電位會在數微秒之內被抬高數萬或數十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統或各種網絡信號系統，或者擊穿大地絕緣而流向另一設施的供電系統或各種網絡信號系統，從而反擊破壞或損害供電系統。同時，在未實行等電位連接的導線回

第 5頁

路中，可能誘發高電位而產生火花放電的危險。

以上四方面中雷電對供電系統的危害主要以后雷電波侵入、感應過電壓與地電位反擊三者居多，這三者統稱為雷電電磁脈沖。據有關統計資料，直擊雷的損壞僅占15%，而雷電電磁脈沖的損壞占85%。因此，對供電系統的防雷設計已不同以往，對雷電電磁脈沖的防護必須要加以重視。

3.2防雷設備

3.2.1接閃器

接閃器是接閃桿（避雷針）、避雷帶(線)、避雷網以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等的總稱。功能是把接引來的雷電流，通過引下線和接地裝置向大地中泄放，以保護建筑物免受雷害?，F在常用的接閃器有避雷針、避雷帶(線)、避雷網等幾種。

3.2.2避雷器

避雷器是用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入配變電所或其他建筑物內，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器的接線方式是與被保護設備并聯，接入被保護設備的電源側，如圖3-1所示。常用的避雷器有閥式避雷器、金屬氧化物避雷器、保護間隙避雷器、管型避雷器等。

圖3-1 避雷器的連接

3.3供電系統的防雷

3.3.1電源系統防雷方案

由于電力供給是由大樓的建筑物配電室引入的，電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此，對于電源系統的雷電防護，我們采取以下的防雷保護方案：

1．機房低壓配電柜系統安裝一級間隙放電防雷保護；

第 6頁

2．配電回路安裝防雷配電柜，采取三級防雷保護（安裝于 UPS輸入端）； 3．UPS電源輸出端做一級過電壓防雷保護；

4．終端設備電源輸入端安裝防雷箱進行末級電源防雷防護。

從機房目前的情況來分析，一般機房均采用大型 UPS不間斷電源設備為機房內的部分負載提供安全可靠的供電運行方式，由于UPS是用于為機房內計算機信息系統各用電設備提供穩定、可靠和高質量用電環境的唯一重要設備，并且是由市電供電輸入機房的主要途徑，所以我們將電源系統防護的重點放在了對UPS不間斷電源的輸入和輸出端的保護上。

防雷保護設計采取第一級火花間隙放電保護，在UPS電源輸入端安裝兩級半導體過電壓防雷保護，在三級雷擊電流放電器間安裝解耦器來協調各級間對雷電波或浪涌電壓的有效吸收和釋放。

在三級防雷保護中，第一級防護為粗保護，對直擊雷進行防護，吸收約90%的大能量雷電流；第二級為中級保護，選用浪涌電壓雷電放電器，即半導體放電器，對雷電流進一步吸收；第三級為細保護，同樣采用浪涌電壓放電器，將殘余的雷電流基本吸收，通過地線泄入大地。

在第二級及第三級采用過電壓保護器件，進行有效的吸收，在第二級將第一級變量解耦后的4000伏殘壓降至900伏，第三級將第二級變量解耦后的900伏殘壓限制在550伏以下，同時第三級還將起到吸收線路上的感性負載和容性負載的“通”“斷”引起的浪涌電壓及對相電壓可能的誤輸入線電壓的保護。

3.3.2終端設備防雷設計

為了確保機房設備萬無一失，考慮從電源配電室至機房有一定距離，而感應雷害又無孔不入，同時因考慮到電網的浪涌可能帶來對設備的沖擊，可在設備電源輸入端安裝電源防雷箱，實施對終端用電設備的精細防護。同樣我們還將采用以上的防護原理對其它重要設備實施同樣電源終端的防雷保護，以確保整個電氣部分的安全運行。

供電系統在建筑物內的等電位連接也是供電系統防雷系統中重要的一項基本措施。GB50057—94 2000版里強調了等電位連接在內部防雷中的作用。等電位連接是為減小在需要防雷的空間內發生火災、爆炸、生命危險的一項很重要的措施，特別是在建筑物內部防雷空間防止發生生命危險的最重要的措施。建筑物內的等電位連接設計

第 7頁

主要有以下幾種：

1.總等電位連接和局部等電位連接

總等電位連接MEB的作用在于降低建筑物內間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害，它主要通過進線配電箱近旁的總等電位聯結端子板(接地母排)將下列導電部分互相連通：進線配電箱的PE(PEN)母排；公用設施的金屬管道，如上、下水、煤氣等管道；建筑物金屬結構；如果做了人工接地，也包括其接地極引線。建筑物每一電源進線都應做總等電位連接，各個總等電位連接端子板應互相連通。

局部等電位連接LEB是指當電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，應在局部范圍內做的等電位連接。它包括PE母線或PE干線；公用設施的金屬管道；如果可能，也包括建筑物金屬結構。

2.建筑物內部導電部件的等電位連接

等電位連接不僅僅是針對雷電暫態過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態過電壓的防護，特別是在有過電壓的瞬間對人身和設備的安全防護。因此，有必要將建筑物內的設備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構架和其他金屬外露部分與共用接地系統做等電位連接。而且需要注意的是，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。但是，對于燃氣管道，只在進入建筑物處與接地系統相連，但在每個接頭處要有輔助跨接線。因為燃氣管道本身不容許有多個接地連接，使其成為接地系統的一部分。

3.各樓層的等電位連接

將每個樓層的等電位連接與建筑物內的主鋼筋相連，并在每個房間或區域設置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，將屋頂上的設備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。

4.接地網的等電位連接

在某中意義上說，建筑物的共用接地系統在大范圍內即為等電位連接，比如我們常見的計算機房的工作接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統的原理就是避免各接地間產生的瞬態過電壓差對設備造成影響。因此，鋼筋混凝土結構建筑物利用

第 8頁

基礎鋼筋網做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設環形接地體，并與建筑物被柱內用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網由于雷電流造成地電位不均衡的概率。

綜上所述，樓層下部有接地網，樓層里有等電位均壓網，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結構，人和設備在此環境中絕無雷擊危險。

第4章 供電系統的接地保護

4.1接地系統

4.1.1接地的概念及意義

接地是為防止觸電或保護設備的安全,把電力電訊等設備的金屬底盤或外殼接上地線，將電工設備和其他生產設備上可能產生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下，是為了保證電工設備正常工作和人身安全而采取的一種用電安全措施利用大地作電流回路接地線。接地的功用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導入大地外，最

第 9頁

大功用為保護使用者不被電擊，以 UPS 而言，有些 UPS 會將零線與地線間的電壓標示出來，確保產品不會造成對人體的電擊傷害。同時避免人身觸電和可能發生的火災、爆炸等事故。

4.1.2接地裝置

接地裝置由接地體和接地線組成。直接與土壤接觸的金屬導體稱為接地體。電氣設備需接地點與接地體連接的金屬導體稱為接地線。接地體可分為自然接地體和人工接地體兩類。

自然接地體主要有：與大地地敷設的不少于兩可靠連接的建筑物的鋼結構和鋼筋、行車的鋼軌、埋地的非可燃可爆的金屬管道及埋根的電纜金屬外皮等。在設計和裝設接地裝置時，首先應充分利用自然接地體，以減少投資，節約資源。

人工接地體 ：最常用的人工接地體是直徑為50mm、長2.5m的鋼管，垂直或水平埋入，且為減小外界溫度對流散電阻的影響，埋入的接地體頂端與地面的距離必須大于0.6m。

4.1.3接地電阻

接地電阻一般指接地體上的工頻交流或直流電壓與通過接地體而流入地下的電流之比。散泄雷電沖擊電流時的接地電阻指電壓峰值與電流峰值之比，稱為沖擊接地電阻。接地電阻主要是電流在地下流散途徑中土壤的電阻。接地體與土壤接觸的電阻以及接地體本身的電阻小得可以忽略。一般情況下，接地裝置散泄電流時，離單個接地體20米處的電位實際上已接近零電位。

接地電阻值與土壤電導率、接地體形狀、尺寸和布置方式、電流頻率等因素有關。通常根據對接地電阻值的要求，確定應埋置的接地體形狀、尺寸、數量及其布置方式，對于土壤電阻率高的地區（如山區），為了節約金屬材料，可以采取改善土壤電導率的措施，在接地體周圍土壤中填充電導率高的物質或在接地體周圍填充一層降阻劑（含有水和強介質的固化樹脂）等，以降低接地電阻值。接地體流入雷電流時，由于雷電流幅值很大，接地體上的電位很高，在接地體周圍的土壤中會產生強烈的火花放電，土壤電導率相應增大，相當于降低了散流電阻。

4.2低壓供電系統的接地保護

第 10頁

4.2.1接地保護的分類

1.保護接地：為保障人身安全、防止間接觸電，將設備的外露可導電部分進行接地，稱為保護接地。

2.重復接地：在中性線直接接地系統中，為確保保護安全可靠，除在變壓器或發電機中性點處進行工作接地外，還在保護線其他地方進行必要的接地，稱為重復接地。

3.保護接中性線(接零保護)：在380/220V低壓系統中，由于中性點是直接接地的，通常又將電氣設備的外殼與中性線相連，稱為低壓保護接中性線。

低壓供電系統按保護接地的形式不同可分為：IT 系統、TT 系統和TN 系統。IT 系統和TT 系統為保護接地。TN 系統為接零保護。

第一個字母表示電力系統的對地關系： T--一點直接接地； I--所有帶電部分與地絕緣，或一點經阻抗接地。

第二個字母表示裝置的外露可導電部分的對地關系： T--外露可導電部分對地直接電氣連接，與電力系統的任何接地點無關； N--外露可導電部分與電力系統的接地點直接電氣連接(在交流系統中，接地點通常就是中性點)。

后面還有字母時，這些字母表示中性線與保護線的組合：S--中性線和保護線是分開的；C--中性線和保護線是合一的。

4.2.2供電系統的接地保護方案

1.IT 系統。

IT 系統的電源中性點是對地絕緣的或經高阻抗接地，而用電設備的金屬外殼直接接地。即：過去稱三相三線制供電系統的保護接地。

其工作原理是：若設備外殼沒有接地，在發生單相碰殼故障時，設備外殼帶上了相電壓，若此時人觸摸外殼，就會有相當危險的電流流經人身與電網和大地之間的分布電容所構成的回路。而設備的金屬外殼有了保護接地后，由于人體電阻遠比接地裝置的接地電阻大，在發生單相碰殼時，大部分的接地電流被接地裝置分流，流經人體的電流很小，從而對人身安全起了保護作用（如圖4-1）。

第 11頁

圖4-1 IT系統的接地方式

2.TT 系統

TT 系統的電源中性點直接接地；用電設備的金屬外殼亦直接接地，且與電源中性點的接地無關。即：過去稱三相四線制供電系統中的保護接地。

其工作原理是：當發生單相碰殼故障時，接地電流經保護接地裝置和電源的工作接地裝置所構成的回路流過。此時如有人觸帶電的外殼，則由于保護接地裝置的電阻小于人體的電阻，大部分的接地電流被接地裝置分流，從而對人身起保護作用。（如圖4-2）。

圖4-2 TT系統的接地方式

3.TN 系統。

在變壓器或發電機中性點直接接地的380/220V三相四線低壓電網中，將正常運行時不帶電的用電設備的金屬外殼經公共的保護線與電源的中性點直接電氣連接。即：過去稱三相四線制供電系統中的保護接零。

其工作原理是：當電氣設備發生單相碰殼時，故障電流經設備的金屬外殼形成相

第 12頁

線對保護線的單相短路。這將產生較大的短路電流，令線路上的保護裝置立即動作，將故障部分迅速切除，從而保證人身安全和其他設備或線路的正常運行。按保護線形式，TN 系統又分為：TN-C系統、TN-S系統和TNC-S 系統等三種。

TN-C 系統(三相四線制)。該系統的中性線(N)和保護線(PE)是合一的，該線又稱為保護中性線(PEN)線。它的優點是節省了一條導線，但在三相負載不平衡或保護中性線斷開時會使所有用電設備的金屬外殼都帶上危險電壓。在一般情況下，如保護裝置和導線截面選擇適當，TN-C 系統是能夠滿足要求的(如圖4-3)。

圖4-3 TN-C系統的接地方式

TN-S 系統(三相五線制)。該系統的N 線和PE 線是分開的。它的優點是PE 線在正常情況下沒有電流通過，因此不會對接在PE 線上的其他設備產生電磁干擾。此外，由于N 線與PE 線分開，N 線斷開也不會影響PE 線的保護作用。但TN-S 系統耗用的導電材料較多,投資較大(如圖4-4)。

圖4-4 TN-S系統的接地方式

TN-C-S系統(三相四線與三相五線混合系統)。系統中有一部分中性線和保護是合第 13頁

一的；而且一部分是分開的。它兼有TN-C 系統和TN-S 系統的特點，常用于配電系統末端環境較差或有對電磁抗干擾要求較嚴的場所(如圖4-5)。

圖4-5 TN-C-S系統的接地方式

供電系統應根據其類別、性質、用途以及用電設備的特殊要求，并結合低壓供電系統保護接地的工作原理，選擇不同的供電系統，采用正確的接地形式，以確保用電設備的正常運行和人身安全，避免發生用電安全事故。

第5章 供電系統的電氣安全

5.1 電氣安全

5.1.1電氣事故的危害

電氣安全是為防止各種電氣事故危害而采取一些列的技術措施。電氣事故的危害有直接危害和間接危害兩種。直接危害包括觸電和電弧燒傷；間接危害包括電氣故障造成的大面積停電、火災等。電氣安全技術的內容很多，人們最關心的是人體觸電的生理反應、防觸電措施、用電設備和電力系統安全運行等問題。

5.1.2電氣事故的分類及處理方法

電氣事故按發生災害的形式，可以分為人身事故、設備事故、電氣火災和爆炸事故等；按發生事故時的電路狀況，可以分為短路事故、斷線事故、接地事故、漏電事故等；按事故的嚴重性，可以分為特大性事故、重大事故、一般事故等；按傷害的程

第 14頁

度，可以分為死亡、重傷、輕傷三種。如果按事故的基本原因，電氣事故可分為以下幾類：

1．觸電事故。人身觸及帶電體（或過分接近高壓帶電體）時，由于電流流過人體而造成的人身傷害事故。觸電事故是由于電流能量施于人體而造成的。觸電又可分為單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電三種。對于觸電事故，我們避免與帶電體接觸，遠離危險點，在自己未驗電的情況下不得對帶電體進行操作。

2．雷電和靜電事故。局部范圍內暫時失去平衡的正、負電荷，在一定條件下將電荷的能量釋放出來，對人體造成的傷害或引發的其他事故。雷擊常可摧毀建筑物，傷及人、畜，還可能引起火災；靜電放電的最大威脅是引起火災或爆炸事故，也可能造成對人體的傷害。在這類事故中，我們在設備投入使用前做好防雷接地的工作，保證不會因雷電和靜電而發生安全事故。

3．電路故障。電能在傳遞、分配、轉換過程中或者由于線路老化、絕緣損壞等原因，而失去控制而造成的事故。線路和設備故障不但威脅人身安全，而且也會嚴重損壞電氣設備。電路故障在實際的生產運行中必然會出現，要保證電路出現故障時不對人和設備造成危害，要做到以下幾點：在電力線路中接入可靠的保護裝置，如過電流繼電器等；安裝電力線路時，應選擇質量過硬、正規廠家生產的導線、設備，避免在使用過程中絕緣損壞，發生事故；電力線路投入生產使用后，定期對設備、線路進行安全隱患檢查，做到提前發現，提前處理，杜絕事故。

5.2 人體觸電的生理反應

電流通過人體時，會產生各種反應，其中最危險的是電流通過心臟，產生心室顫動，導致死亡。反應的程度與電流種類、電流通過的路徑、電流大小、電流通過的時間長短、人體狀況等因素有關。25～300Hz的正弦交流電流引起的生理反應最嚴重，50Hz工頻交流電流引起的生理反應是很重的；1000Hz以上的電流引起的生理反應明顯減輕；直流和沖擊電流引起的生理反應小于工頻交流電流。電流從左手到胸部通過人體時危險性最大；從手到手、從手到腳，危險性也很大；從腳到腳，危險性較小。通過人體的電流愈大，生理反應愈嚴重。按通過人體的工頻電流大小(有效值)，可分為感知電流、擺脫電流、致命電流三級。感知電流，是人能感覺的最小電流，成年男

第 15頁

性約為1.1mA，成年女性約為O.7mA。擺脫電流，人能自主擺脫電源的最大電流，成年男性約為16mA，成年女性約為10.5mA。從安全考慮，宜取99.5％的人都能擺脫的電流作為依據，稱為最小擺脫電流，成年男性約為9mA，成年女性約為6mA。致命電流，是在較短時間內就危及人的生命的最小電流。

一般認為，能產生心室顫動的電流是致命電流。電流通過人體的時間愈長，生理反應愈大。

1．感知電流，對應于概率50%的感知電流成年男子約1.1mA,成年女子約0.7mA,對于直流電約為0.5mA 2．最大擺脫電流，對應于概率50%的擺脫電流成年男子約16mA,成年女子約10.5mA,對于直流電約為50mA 3．致命電流，在較短時間內危及生命的最小電流稱為致命電流，一般情況下通過人體的電流超過50mA時心臟就會停止跳動，出現致命的危險。

5.3 觸電時的應急措施與急救

當發現有人觸電后，應迅速使其脫離電源?？偟脑瓌t是使電源離開人，或是使人離開電源。

如果觸電是在低壓系統上觸電，可以拉開就近的開關；拔下就近的插頭；取下就近的熔斷器；剪斷導線；使用相應的絕緣物挑開帶電導線等措施。

如果在設備上觸電，可采取安全措施將人拖離帶電設備。如觸電者衣服干燥可拉其衣服(但不得觸及觸電人身體)；用絕緣物(如圍巾、尼龍繩、絕緣導線等)將觸電人套住拖離電源。如觸電人是在高壓系統上觸電，應設法盡快通知有關部門停電(拉開有關斷路器或跌開式熔斷器)。

在緊急情況下，如果是高壓線路上觸電，可采用投擲裸導體使線路短路，迫使上級斷路器掉閘的方法解救。在使觸電人脫離電源的同時，要防止自身觸電還要防止觸電人脫離電源后發生二次傷害。在高壓系統發生觸電事故時，救護者還應注意跨步電壓的發生。

現場救護中一般是人工呼吸法和胸外擠壓法兩種急救方法并用，如圖5-1。同時應打120到醫院進行救冶。

第 16頁

圖5-1 觸電急救

結 論

目前，供電系統的防雷、接地保護及電氣安全是保證供電系統安全穩定運行必不可少的保護措施。在供電系統的防雷中，需將電源部分和配電部分分別作防雷保護，在電源部分安裝防雷設備作防雷保護，配電終端部分的防雷主要是作等電位連接。對供電系統的接地保護設計為接地保護和接零保護，分為IT系統、TT系統、TN系統，不同的系統應用與不同的用電場所。在電氣安全方面，闡述了電氣事故的分類，以及對人體觸電的急救方法和處理辦法。只有做好了供電系統的防雷、接地保護等預防措施，學會對電氣事故的正確處理方式，才能保證供電系統安全、可靠運行，避免電氣事故的發生，保證人身和設備安全。

所以，現代的供電防雷、接地保護設計應該全面考慮電氣危害的各種因素，應采用綜合防雷系統設計，由外部防直擊雷，內部防雷電電磁脈沖，接地、接零措施等各種措施來保護人員、建筑和設備的安全，同時還須對各類電氣安全事故有一定的認識，第 17頁

能正確處理各種事故和急救措施。

第 18頁

致 謝

本論文是在導師的親切關懷和悉心指導下完成的，他嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。導師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷。從尊敬的導師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。最后感謝父母多年來在學業和生活上給予我的物質幫助，感謝所有支持過我的人，你們的關心和鼓勵將使我在工作和學習中不斷進取，不負大家對我的期望。

第 19頁

參 考 文 獻

[1] 楊金夕.防雷、接地及電氣安全技術.機械工業出版社

[2] 編委會.新編防雷、避雷裝置設計安裝實用手冊.中國知識出版社.2009 [3] 董振亞.電力系統的過電壓保護.中國電力出版社,1997 [4] 張小石 羅佳俊 曾祥標.微型斷路器在防雷中的應用.廣東氣象.2009 [5] 潘軍 鐘一帆 蒙劍.雷電防護技術在現代建筑中的應用,氣象研究與應用.2008 [6] 顏偉忠.電工學.高等教育出版社 [7] 建筑物防雷設計規范 GB50057－94 [8] 供配電系統設計規范 GB50052－2009 [9] 通用用電設備配電設計規范 GB50055-93

第 20頁

第五篇：防雷、防靜電及接地安全工作

烏海市人民政府文件

烏政發〔2011〕 號

關于進一步加強特種設備（起重機、電梯）防雷、防靜電及接地安全工作的通知

各區人民政府，市府各部門，各企事業單位：

為了認真貫徹落實國務院辦公廳《關于進一步做好防雷減災工作的通知》的文件精神，并根據國家《安全生產法》、國務院《特種設備安全監察條例》、《建筑物防雷設計規范》和《建筑物電子信息系統防雷技術規范》等有關法律、法規的要求，結合我市近年來特種設備常遭受雷擊事故的實際情況，提出如下貫徹意見：

一、加強管理，牢固樹立安全責任意識，不斷增強防雷減

—1— 災工作的責任感和緊迫感。特種設備防雷減災工作涉及各行各業和社會公共安全，事關人民群眾生命財產安全，各級有關部門要高度重視，加強管理，牢固樹立“安全第一”的思想，堅持防雷安全工作常抓不懈，切實落實防雷安全工作責任制和事故追究制。

二、重點做好特種設備（起重機、電梯）防雷、防靜電安全專項檢測、檢查。雨季前應對全市特種設備（起重機、電梯）防雷、靜電安全開展一次全面、細致的專項檢測、檢查，特別是對重點區域、重點企業、重點部位要檢測、檢查到位，查清防雷現狀和存在的隱患，限期整改，消除不安全因素。

三、嚴格按照有關規章制度，做好防雷、防靜電工作。特種設備（起重機、電梯）防雷、防靜電工作事關人民生命財產安全，技術要求高，要嚴格按照安全生產和防雷的有關法律、法規，加強管理，安裝防雷設施和裝置的建設工程要納入“三同時”進行管理。按照國務院總理令第412號的規定，嚴禁無防雷設計、施工、檢測資質的單位從事防雷設計、施工、檢測工作，禁止使用未經備案的防雷產品。

防雷、防靜電裝置定期安全檢測屬國家強檢項目，防雷裝置應當每年檢測一次，其中易燃易爆場所、醫院、賓館的特種設備（起重機、電梯）防雷裝置應當每半年檢測一次。對電梯機房應當同時進行防雷、防靜電裝置及接地系統的檢測。根據近幾年發生雷擊事故的原因分析，為避免和減少雷災事故的發—2— 生，必須不斷加強安全檢測工作，各有關單位要積極配合檢測，及時發現和整改防雷安全事故隱患，避免事故發生。

四、按時申報防雷、防靜電裝置安全檢測。我市的特種設備（起重機、電梯）防雷、防靜電裝置及接地系統檢測工作，由烏海市特種設備檢測所具體負責。各系統、各單位應及時向烏海市特種設備檢測所申報檢測。烏海市特檢所要將防雷、防靜電裝置定期檢測檢查及防雷安全隱患督促整改工作，作為履行部門職能、實施安全生產工作監督檢查的一項重要工作來做。對應當安裝防雷裝置而拒不安裝或沒有按規定要求進行報檢、拒檢或拒整改的，將按規定給予處罰；由于上述行為遭雷擊導致火災、設備損壞、人員傷亡等嚴重后果的，要依法追究有關領導和當事人責任。

特種設備（起重機、電梯）防雷減災工作是安全生產和社會公共安全的重要內容，各單位、各部門務必克服麻痹松懈思想，結合《內蒙古自治區安全生產條例》實施，認真履行好各自的職責，加強監管，進一步做好特種設備（起重機、電梯）防雷、防靜電工作，為建設“平安烏?！薄嫿ㄉ鐣髁x和諧社會作出新的貢獻。

—3—

附件： 1.《關于進一步做好防雷減災工作的通知》

二○一一年四月二十六日

主題詞： 防雷、防靜電

起重機

電梯

接地

通知

市委辦公廳，市人大常委辦公廳，市政協辦公廳，消防 抄送： 支隊，氣象局，軍分區，市紀委，市中級法院、檢察院，各人民團體，新聞單位，駐市單位。

—4— 烏海市人民政府辦公廳

2011年4月26日印發

—5—