电力工程基础第3版孙丽华电子课件第8章节.ppt

河北科技大学电气工程学院 第8章 防雷、接地与电气安全 8.1 过电压与防雷 内部过电压 三、接地装置的装设 自然接地体：与大地有可靠接触的金属导体，如埋入地下的金属管道、建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、电缆金属外皮等都可作为自然接地体。 人工接地体：采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等钢材制成。 垂直埋设的接地体：用φ38～50mm的钢管或∠40 ×40 ×4mm～∠50×50×5mm的角钢。 水平埋设的接地体：用φ16mm的圆管或40×4mm的扁钢。 接地线：用20×4mm～40×4mm的扁钢。 接地网的布置：应使接地装置附近的电位分布尽可能均匀，以降低接触电压和跨步电压，保证人身安全。 说明：接地装置由多根接地体组成，可成排布置，也可以环形布置。每根接地体长2.5m左右，接地体之间的距离约5m，将各接地体打入地中后，用圆钢或扁钢连成一体。 四、接地电阻的计算 1．工频接地电阻的计算 自然接地体接地电阻的计算：查有关设计手册。 人工接地体接地电阻的计算 n根并联垂直接地体的接地电阻： 2．接地装置的设计计算 按设计规范要求确定所设计变电所的接地电阻允许值（查表8-3）； 实测或估算可以利用的自然接地体的接地电阻RE(nat)； 单根垂直接地体的接地电阻： 说明：当有n根垂直接地体并联时，考虑屏蔽效应影响，引入利用系数η；考虑水平接地体的作用，垂直接地体可减少10%。 根据设计经验，初步拟订接地体埋设方案，并试选接地体和连接导线尺寸; 计算单根接地体的接地电阻RE(1); 按下式计算接地体的数量n: 例8-2 (P252) 计算需要装设的人工接地体的接地电阻RE(man)； 五、降低土壤电阻率的措施 采用外引式接地装置：将接地体引至附近的水井、泉眼、水沟、河边、水库边、大树下等土壤电阻率较低的地方，或者敷设水下接地网，以降低接地电阻。 深埋地极法：如果地下较深处的土壤电阻率较低，可用深埋式接地体。 换土法：用电阻率较低的土壤（如粘土、黑土等）替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.5m以内和接地体的1/3处。 化学处理法：在接地体周围加入低电阻率的减阻剂来增加土壤的导电性，从而降低其接地电阻。 8.3 电气安全 一、电气安全的有关概念 电流对人体的作用 伤害程度与电流大小的关系：通过人体的电流愈大，人体的生理反应愈明显，伤害愈严重。 感知电流：指电流通过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流值与时间因素无关。 摆脱电流：指人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流。摆脱电流值也与时间无关。 室颤电流：指引起心室颤动的最小电流。室颤电流与电流持续时间关系密切。 图8-15是国际电工委员会（IEC）提出的人体触电时间和通过人体电流对人身肌体反应的曲线。 图8-15 人体触电时间和通过人体电流对人身肌体反应的曲线 伤害程度与电流持续时间的关系：通过人体电流的持续时间愈长，愈容易引起心室颤动，危险性就愈大。 我国一般采用30mA（50Hz）作为安全电流值，但其触电时间不得超过1s，因此这安全电流值也称为30mA·s。 伤害程度与电流通经的关系： 电流通过心脏会引起心室颤动，电流较大时会使心脏停止跳动； 电流通过中枢神经，会引起中枢神经严重失调而导致死亡； 电流通过头部会使人昏迷，电流较大时会对脑组织产生严重损坏而导致死亡； 电流通过脊髓会使人瘫痪等。 伤害程度与电流种类的关系：直流电流、交流电流、高频电流、静电电荷以及特殊波形电流对人体都有伤害作用，通常以50～60Hz的工频电流对人体的危害最为严重。 人体电阻：人体电阻包括体内电阻和皮肤电阻。体内电阻约500Ω，与接触电压有关。皮肤电阻较大，集中在角质层，正常时可达 Ω。 皮肤的潮湿、多汗、有损伤等会降低人体电阻； 通过电流加大，通电时间加长，会增加发热出汗，也会降低人体电阻； 接触电压增高，会击穿角质层，也会降低人体电阻。 一般情况下，人体电阻可按1000～2000Ω考虑。 安全电压：是指不致使人直接致死或致残的电压。它取决于人体允许的电流和人体电阻。 我国规定的安全电压等级为：42V、36V、24V、12V和6V。 尚辅网 / 8.3 电气安全 8.1 过电压与防雷 8.2 电气装置的接地 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) 2. 雷电流的特性 雷电流波形 图8-1 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