防雷接地与电气安全

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1、第八章防雷、接地与电气安全苏州科技学院机电工程系四、接地装置的装设与布置三、接地装置的计算二、电气装置的接地及其接地电阻一、接地的有关概念第二节电气装置的接地五、电子信息系统的防雷四、建筑物的防雷三、电气装置的防雷二、防雷设备一、过电压及雷电的有关概念第一节过电压与防雷第八章防雷、接地与电气安全习题复习思考题三、触电的急救处理二、电气安全的一般措施一、电气安全的有关概念第四节电气安全与触电急救三、低压配电系统的等电位联结二、低压配电系统的漏电保护一、低压配电系统的接地故障保护第三节低压配电系统的接地故障保

2、护、漏电保护和等电位联结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(over-voltage)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险的异常电压。在电力系统中，过电压按其产生的原因，可分为内部过电压（internalover-voltage）和雷电过电压(lightningover-voltage)两大类。1、内部过电压内部过电压是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

3、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而引起的过电压，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

4、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。(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

5、雷电过电压，称为感应雷或雷电感应。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。据我国几个大城市统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，占整个雷害事故的50%～70%，比例很大，因此对雷电波侵入的防护应予以足够的重视。(二)雷电的形成原理1.雷云的形成雷电是带有电荷的“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

6、理论或学说较多，但比较普遍的看法是：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。2.直击雷的形成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，使地面出现与雷云的电荷极性相反的电荷，如图8-1a所示。当雷云与大地之间在某一

7、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

8、.15s，电流较小，约几百安。雷电先导在主放电阶段前与地面上雷击对象之间的最小空间距离，称为闪击距离，简称击距。雷电的闪击距离，与雷电流的幅值和陡度有关。确定直击雷防护范围的“滚球半径”大小，就与闪击距离有关。图8-1雷云对大地放电（直击雷）示意图a)负雷云出现在大地建筑物上方时b)负雷云对建筑物顶部尖端放电时3.雷电感应过电压的形成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