防雷接地系统讲解

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1、第9章防雷、接地与电气安全9.1过电压与防雷9.2电气装置的接地9.3电气安全7/3/20212河北科技大学电气信息学院9.1过电压与防雷内部过电压一、过电压的形式操作过电压谐振过电压外部过电压过电压二、雷电的基本知识1.雷电现象雷云→雷电先导→迎雷先导→主放电阶段→余辉阶段(雷电过电压)7/3/20213河北科技大学电气信息学院2.雷电流的特性雷电流波形图9-1雷电流波形图雷电流的陡度：指雷电流在波头部分上升的速度，即主放电阶段：电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般只有50～100μs。余辉放电阶段：电流较小，约几百安，持续时间约为0.03～0.15s。7/3/20214河北科技大学

2、电气信息学院图9-2架空线路上的感应过电压3.雷电过电压的基本形式直击雷：雷电直接击中电气设备、线路、建筑物等物体。感应雷：由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应或电磁感应而引起的过电压。7/3/20215河北科技大学电气信息学院雷电波侵入：架空线路遭到直接雷击或感应雷而产生的高电位雷电波，沿架空线侵入变电所或其他建筑物而造成危险。4．雷电活动强度及直击雷的规律雷暴日：一天中只要出现过雷电活动（包括看到雷闪和听到雷声），就算一个雷暴日。表9-1我国各地区的年平均雷暴日地区年平均雷暴日地区年平均雷暴日西北地区20以下长江以南北纬23°线以北40～80左右东北地区30左右长江以南北纬23°线以南8

3、0以上华北和中部地区40～45左右海南岛、雷洲半岛120～130左右我国各地区的雷暴日数如表9-1所示。7/3/20216河北科技大学电气信息学院雷电活动的规律热而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷暴多，且山区大于平原，平原大于沙漠，陆地大于湖海。雷击区的形成与地质结构（即土壤电阻率）、地面上的设施情况及地理条件等因素有关。建筑物的雷击部位与建筑物的高度、长度及屋顶坡度等因素有关。5．雷电的危害雷电流的热效应可烧断导线和烧毁电力设备；雷电流的机械效应产生的电动力可摧毁设备、杆塔和建筑，伤害人畜；7/3/20217河北科技大学电气信息学院雷电流的电磁效应可产生过电压，击穿电气设备绝缘，甚至引起火灾爆炸

4、，造成人身伤亡；雷电的闪络放电可烧坏绝缘子，使断路器跳闸或引起火灾，造成大面积停电。三、防雷装置防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器（受雷装置）：是接受雷电流的金属导体，常用的有避雷针、避雷线和避雷网（带）三种类型。7/3/20218河北科技大学电气信息学院1.避雷针避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。引下线：应保证雷电流通过时不致熔化，一般用直径不小于10mm的圆钢或截面不小于80mm2的扁钢制成。接地装置：埋在地下的接地导线和接地体的总称。避雷针的保护范围，以它能够防护直击雷的保护空间来表示，可按“滚球法”来确定。针长1m以下时，圆钢直径不小于12mm，钢管直径不小于

5、20mm；针长1～2m时，圆钢直径不小于16mm，钢管直径不小于25mm。7/3/20219河北科技大学电气信息学院滚球法：选择一个半径为hr（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动。如果球体只接触到避雷针（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。7/3/202110河北科技大学电气信息学院避雷针高度h≤hr时：单支避雷针的保护范围在距地面hr处作一平行于地面的平行线。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。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。图9-3单支避雷针的保护范围7/3/202111河北科技大学

6、电气信息学院避雷针在地面上的保护半径为：避雷针在hx高度的水平面上的保护半径为：当避雷针高度h＞hr时：在避雷针上取高度为hr的一点代替避雷针的针尖作为圆心，其余的作法与h≤hr时相同。建筑物的防雷级别是根据其重要性、使用性质以及发生雷击事故的可能性和造成后果来划分的，共分为三级。7/3/202112河北科技大学电气信息学院例9-1（P301）如图，试问该避雷针能否保护这一锅炉房？图9-4例9-1避雷针的保护范围解：查表9-2得因此，避雷针的保护半径为：8m高度上最远一角距离避雷针的水平距离为：∴能保护。7/3/202113河北科技大学电气信息学院双支等高避雷针的保护范围在h≤hr的情况下，当

7、D≥时，各按单支避雷针的方法确定；当D＜时，按下述方法确定：图9-5双支等高避雷针的保护范围ABCD外的保护范围，按单支避雷针所规定的方法确定。C、D点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度应按下式计算：7/3/202114河北科技大学电气信息学院在AOB轴线上，A、B间的保护范围上边线按下式确定：两针间ABCD内的保护范围，ACO、BCO、ADO、BDO各部分是类同的。以ACO部分的