电力系统防雷与接地正式版

（3）保护间隙
保护间隙又 称角型避雷器或 羊角避雷器，结 构简单，维修方 便，但保护性能 较差，保护间隙 只用于室外且负 荷不重要的线路 上。
1产气管，2内部电极，3外部电极，s1内部间隙，s2外部间隙 a)双支柱瓷瓶单间隙 b)单支柱瓷瓶单间隙 C)双支柱瓷瓶双间隙
（4）金属氧化物避雷器
金属氧化物避雷器最常见的一种是无火花间隙只有压敏电阻片 的避雷器。压敏电阻片具有理想的阀电阻特性。另一种是有火花间 隙、且有金属氧化物电阻片的避雷器，其结构与普通阀式避雷器类 似，比普通阀式避雷器更优异的保护性能，是更新换代产品。
3、内部过电压 内部过电压是由于电力系统内的开关操作、发生故障或其他原因，
使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部出现电磁振荡而引起的过 电压。
内部过电压又分操作过电压和谐振过电压等形式。一般不超过系统 正常运行时相电压的3～4倍，因此对电力线路和电气设备绝缘的威胁不 是很大。
8.1.2 防雷设备
避雷线（又称为架空地线）：一般采用截面不小于35mm2的镀 锌钢绞线，架设在架空电力线路的上方，避雷线的功能和原理与避 雷针基本相同。
避雷带和避雷网主要用来保护建筑物特别是高层建筑物免遭直击雷 和感应雷。
2、避雷器
防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内， 以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保 护设备的电源侧，如图所示。
8.1 过电压与防雷
过电压是指在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电 压。可分为外部过电压（大气过电压）和内部过电压两大类。
8.1.1 过电压及雷电的有关概念
1、大气过电压 大气过电压是由于电力系统内的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击 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，供电系统的危害极大。

10、避雷器的配置
（1）MOA至主变压器间的最大电气距离
金属氧化物避雷器至主变压器间的最大电气距离 系统额定电 压 （kV） 进线段长度 （km） 1 1.5 2 进 1 55 90 125 125 （90） 2 85 120 170 195 （140） 线 路 3 105 145 205 235 （170） 数 ≥4 115 165 230 265 （190）
电力系统防雷及接地
一、闪电的分类
1、云地闪 正闪 负闪 （90％左右） 2、云闪（云内、云气、云云） 3、球闪（地滚雷）
二、云地闪电的主要放电过程
云层荷电 初始击穿 梯级先导 连接 第一回击 K、J过程 直窜先导 第二回击 …..
三、雷电放电过程
1、先导放电 2、主放电
3、余辉放电
图6—1 雷电放电的发展过程
(45E
效值/米）
075
14) 10
2
式中，E—绝缘子串的平均运行电压梯度（千伏，有
六、防雷的几个基本术语
8、雷电过电压（外部过电压、大气过电压）： （1）直击雷过电压： 对任何电压等级（含百万伏等级）的线路和设备都可 能产生危险。 （2）感应雷过电压： 通常只对35kV及以下等级的线路和设备构成威胁。
2
1/6 1/4
平原 山区
1
六、防雷的几个基本术语
7、建弧率： 在雷冲击绝缘子串时，雷冲击电压过去后，弧道仍有 一定程度的游离，在工频电压作用下，将有短路电流 流过闪络通道，形成工频电弧。
7、建弧率
雷电压持续时间很短（100μs左右），绝缘子冲击闪 络时间也相应很短，继电保护来不及动作，所以仅有冲击 闪络并不会引起开关跳闸，只有当冲击闪络火花转变为稳 定工频电弧，才会引起线路开关跳闸，因此一条线路的雷

的范围按单针方法确定；内侧的范围按下式确定:
h0=h-D/7P
（9.12）
bx=1.5（h0-hx）
（9.13）
3）、两支不等高避雷针的保护范围
保护范围确定方法为：两针外侧范围按单针计算；内侧范围先由低针2的 顶点作水平线，与高针1的范围交于点3，再设点3为一假想的与低针2等高 的针的顶点，然后作出两等高针2和3的保护范围即可
工作接地 保护接地 雷电保护接地 防静电接地 重复接地
过电压 雷电有关计算 保护装置
操作过电压 雷击次数计算 避雷针
谐振过电压 暂态过电压
避雷线 避雷器
雷电过电压
一、闪电分类
闪电发生位置：
云闪Βιβλιοθήκη 云内闪电 云际闪电 云空闪电
地闪（落地雷）
正地闪 负地闪（90％左右）
根据闪电形状：线状闪电、带状闪电、片状闪电、联 珠状闪电和球状闪电（地滚雷）；其中线状闪电最常 见。
【解】避雷针高度h=50+2.5=52.5 m，离地高度： hx=10 m，滚球半径hr=45 m（第二类防雷建筑物）， 所以在rx水平面上避雷针的保护半径为
rx h(2hr h) hx (2hr hx ) 16.1m 15
能保护该建筑物。
2）、两支等高避雷针的联合保护范围
比两单根避雷针保护范围的和要大。确定方法为：两针外侧
在我国北方地区如黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、山西、 河南等省的大部分地区和陕西、内蒙古自治区的大部分地区 雷暴日一般为20-50天，雷暴小时为50-200 h
在戈壁、沙漠地带或盆地一般雷暴日低于20天，雷暴小时 低于50 h，有的地方甚至不到10天，雷暴小时低于25 h
在青藏高原的北缘和东缘由于地势较高，地形的起伏较大， 地形的抬升使得雷暴易于形成，因此，平均年雷暴日普遍高 于同纬度的其他地区，一般可达50-80天，雷暴小时可达 50-200 h，局部地区甚至更大

（三）漏电保护器的装设场所与要求 1.漏电保护器（RCD）的装设场所 2.PE线和PEN线不得穿过RCD的零序电流互感器铁心 3.RCD负荷侧的N线与PE线不能接反 4.装设RCD时，不同回路不应共用一根N线 5.低压配电系统中多级保护、漏电保护和等电位联结
（三）IT系统中的接地故障保护
二、低压配电系统的漏电电流保护
（一）漏电保护器的功能与原理
漏电保护器又称“剩余电流保护器”（IEC标准名称，英 文为Residual current protective device，简称RCD）， 它是在规定条件下，当漏电电流（剩余电流）达到或超过规定 值时能自动断开电路的一种保护电器。它用来对低压配电系统 中的漏电和接地故障进行安全防护，防止发生人身触电事故及 因接地电弧引发的火灾。
第二节 电气装置的接地
一、接地的有关概念
第二节 电气装置的接地
3、接触电压和跨步电压
1）.接触电压
接触电压（touch voltage）是指设备的绝缘损坏时， 在身体可触及的两部分之间出现的电位差，例如人站在发生 接地故障的设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚 之间所呈现的电位差，即为接触电压。
2）.跨步电压
跨步电压（step voltage）是指在接地故障点附近行走 时，两脚之间所出现的电位差。
图8-24 接触电压和跨步电压说明图 Utou-接触电压 Ustep-跨步电压
第二节 电气装置的接地
第二节 电气装置的接地
第二节 电气装置的接地
第二节 电气装置的接地
第二节 电气装置的接地
第一节 过电压与防雷
第一节 过电压与防雷
（一）接闪器
1、避雷针
第一节 过电压与防雷
第一节 过电压与防雷

2006年6月6日星期二
避雷针在被保护物高度hx的xx′平面上的 保护半径rx
r xh (2 h r h )h x (2 h r h x )
❖ 当避雷针高度h>hr时
在避雷针上取高度hr的一点代替避雷针
的针尖作为圆心。余下作法与避雷针高 度h≤hr相同。
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例
❖ 某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支 高2m的避雷针，锅炉房（属第三类防雷 建筑物）尺寸如下图，试问此避雷针能否 保护锅炉房。
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① 管型避雷器
管型避雷器主要用于 变配电所的进线保护 和线路绝缘弱点的保 护，保护性能较好的 管型避雷器可用于保 护配电变压器。
图7.5 管型避雷器结构示意图
1—产气管；2—胶木管；3—棒形电极；4—环形电极；5—动作指示器；s1—内间隙；s2—外间隙
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威胁不是很大。
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雷电过电压（外部过电压、大气过电压）
❖雷电过电压是由于电力系统中的设备或建筑物遭 受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。
❖雷电冲击波的电压幅值可高达1亿伏，其电流幅
值可高达几十万安，对电力系统的危害远远超过 内部过电压。其可能毁坏电气设备和线路的绝缘，
烧断线路，造成大面积长时间停电。因此，必须 采取有效措施加以防护。
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❖ 关于两根等高避雷线的保护范围，可参看有 关国标或相关设计手册。
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③ 避雷带和避雷网
避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分 上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对 建筑物进行保护。
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❖避雷带和避雷网的保护范围

05
接地与防雷的案例分析
Chapter
案例一：某供电系统的接地改造
总结词：成功案例
详细描述：某供电系统因设备老化，接地不良，导致频繁 发生电气事故。经过接地改造，采用新的接地材料和施工 方法，系统接地电阻降低，电气事故发生率显著下降。
案例二：某建筑物的防雷保护措施
总结词：全面防护
VS
详细描述：某建筑物地处雷电多发区 ，为确保建筑物内设备和人员的安全 ，采取了综合防雷措施，包括安装避 雷针、避雷带、引下线等设备，以及 进行等电位连接和接地处理，有效降 低了雷电对建筑物的影响。
01
02
03
保护设备安全
接地与防雷措施可以有效 保护供电设备免受雷电和 过电压的损害，确保设备 正常运行。
保障人员安全
接地与防雷措施可以降低 触电风险，保护现场工作 人员的人身安全。
维护供电稳定性
接地与防雷措施有助于维 护供电系统的稳定性，减 少停电事故的发生。
提高接地与防雷的措施和建议
定期检测接地电阻
案例三：某数据中心的接地与防雷系统设计
总结词：先进设计
详细描述：某数据中心对防雷接地系统进行了精心设 计，采用了多级防护措施，包括安装浪涌保护器、设 置均压环、采用专用接地网等。该设计有效避免了雷 电对数据中心设备的冲击和损害，保障了数据安全和 设备正常运行。
06结论Chap来自er接地与防雷在供电系统中的重要性
当设备发生漏电时，电流会通过漏电点、保护接地线、大地形成一个回路。由于 大地电阻很大，流过保护接地线的电流很小，因此设备外壳的电位被拉近大地电 位。这样，人体接触到设备外壳时所承受的电压也大大降低，从而保障了人身安 全。
保护接地的实施方法
保护接地的实施方法包括设备外壳接地、等 电位连接、安装剩余电流保护装置等措施。 其中，设备外壳接地是最基本的保护接地方 式，等电位连接则能够进一步降低接触电压 ，而安装剩余电流保护装置可以及时切断漏 电电流，提高保护效果。

电气安全防雷系统设计涉及诸多要点和技术，如系统设 计原则、避雷设备选型、接地设计要点等。在设计过程 中必须严谨细致，符合国家标准和行业规范，方能确保 系统的安全可靠性。通过实战案例的学习，读者可以更 好地掌握设计技巧和注意事项。
●03
第3章 电气安全防雷施工
与检测
电气安全防雷施工与检测
电气安全防雷施工需要严格执行工艺和安全规 范，确保质量。施工过程中需注意工艺、材料 选用、安全防护，避免隐患。检测时需要使用 常用的方法和设备，确保系统性能符合要求。
电气安全防雷措施
绝缘检测 确保设备绝缘状况良好
加强接地 提高设备的接地效果
安装避雷设备 如避雷针和避雷器
定期检测 确保设备安全可靠
电气安全防雷实践案例
项目名称
xxx工厂安全防雷升级 xxx电站雷电保护改造 xxx公司办公楼防雷工 程
实施过程
方案设计与审核 材料采购与施工 设备测试与验收
效果评估
雷电测试数据 设备损坏统计 安全事故减少情况
应急预案制定
应急处理流程 明确各项流程及步骤
设备应急措施 具体应急设备的操作细节
人员职责 指定人员的应急任务
系统运维案例分享
长期运维案例
设备故障处理经验 系统性能优化方法
常见问题分析
电气安全隐患排查 应急响应措施
解决方法探讨
故障排查与处理 系统运行优化建议
●05
第5章 电气安全防雷技术
前沿
新型避雷器介绍
雷电频率
根据雷电的频率选择合 适的避雷设备
设备类型
根据设备的类型和需求 选择合适的避雷设备
环境条件
考虑环境条件对避雷设 备性能的影响
性能优越
尽可能选择性能优越的 避雷设备产品

接地电流、对地电压 及接地电流电位分布图
1-接地体 2-流散电场 3-接地电流的地中电位分布
IE
3 1
2
≈20m
1 2
UE
续上页
（三）接地类型 1. 功能性接地 为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，例如电 源中性点的直接接地或经消弧线圈等的接地，又称工作接地。
2. 保护性接地 为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地。包括：
E E
5
1-接地体 2-接地干线 3-接地支线 4-电气设备 5-连接扁钢
2024/1/27
续上页 （二） 接地电流与对地电压 电气设备在发生接地故障时，电流将
通过接地体以半球形向大地中散开，如图 所示。
在距离接地体越远的地方，半球的球 面积越大，其散流电阻越小，相对于接地 点处的电位就越低。
电气设备的接地部分，如：接地的外 露可导电部分和接地体等，与零电位的 “大地”之间的电位差，称为接地部分的 对地电压。
变配电所中一般需要通过装设阀式避雷器或氧化锌避雷器对变压器进 行雷电侵入波的防护。
避雷器的选择，必须使其伏秒特性与变压器伏秒特性合理配合，并且 避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允许的程度。
避雷器应尽可能靠近变压器安装。避雷器接地线应与变压器低压侧 接地中性线及金属外壳连在一起接地。
续上页
1～2km 架空线
安全保护接地
为防止由带电导体的绝缘损坏所造成人体受到 间接电击，而将电气设备的外露可导电部分进 行的接地。
过电压保护接地 为防止过电压对电气设备和人身安全的危害而 进行的接地，如防雷接地。
防静电接地
为了消除静电对电气设备和人身安全的危害而 进行的接地。
3. 功能性与保护性合一的接地(如屏蔽接地)

安全和保障设备正常运行具有重要意义。通过合理 设计和安装防雷系统，可以有效地减少雷电灾害的影响，降低损失和风险。
02 接地系统基础
接地系统的定义与分类
接地系统的定义
接地系统是将电气装置与大地连 接，通过大地作为电流回路的接 地方式。
接地系统的分类
根据不同的分类标准，接地系统 可分为工作接地、保护接地、防 雷接地等。
实例总结
通过该实例分析，可以了解到防雷系统检测 与验收的重要性和实际操作方法。在实际应 用中，需要根据具体情况选择合适的检测方 法和标准，严格按照验收流程进行操作，以 确保防雷系统的有效性和安全性。
06 防雷技术在不同领域的应用
防雷技术在建筑领域的应用
建筑物防雷系统设计
根据建筑物的重要性、使用性质和雷电灾害风险评估结果 ，合理选择防雷装置和布设方式，如接闪器、引下线、接 地装置等。
安装避雷针、避雷网等。
通信设备接地系统
02
建立良好的接地系统，确保通信设备在遭受雷击时能够迅速泄
放电流，保障设备正常运行和信号传输质量。
雷电监测与预警在通信领域的应用
03
利用雷电监测网和预警系统，实时监测雷电活动，及时发布预
警信息，指导通信设施采取有效措施应对雷电灾害。
THANKS
雷电监测与预警
利用雷电监测网和预警系统，实时监测雷电活动，及时发布预警信 息，指导电力设施采取有效措施应对雷电灾害。
电力设备接地系统
建立完善的接地系统，确保电力设备在遭受雷击时能够迅速泄放电 流，避免设备损坏和人身伤害。
防雷技术在通信领域的应用
通信设施防雷保护
01
对通信设施的建筑物、天线、电缆等采取相应的防雷措施，如
避雷器的原理与选择

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前一部分N线和PE线全 部和为PEN线；而后一 部分N线和PE线全部或 部分地分开称TN-C-S系 统。
②TT系统 TT系统的电源中性点直接接地，并引 出有N线，属三相四线制系统，设备的外露可导 电部分均经I 与系m 统接N 地点a 无关o 的g 各自的e 接地装置 单独接地。
③IT系统 IT系统的电源中性点不接地或经1kΩ 阻抗 接地，通常不引出N线，属于三相三线制系统。
电气安全包括人身安全和设备安全两个方面。
电气设备设计不合理、安装不妥当、使用不正确、 维修不及时，尤其是电气人员缺乏必要的安全知识与 安全技能，麻痹大意，就可能引发各类事故，如触电 伤亡、设备损坏、停电、甚至引起火灾或爆炸等严重 后果。 二、电气安全措施
⒈ 建立完整的安全管理机构
⒉ 健全各项安全规程，并严格执行
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IT系统及一相接地时的故障电流
(3) 重复接地： 将零线上的一处或多处通过接地装置 与大地再次连接，称重复接地。
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5. 应该实行接地或接零的设备 ⑴ 电动机、变压器、变阻器、电力电容器、开关设 备的金属外壳。 No
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⑵ 配电、控制的屏（柜、箱）的金属框架和底座、 邻近带电设备的金属遮栏。
⒊ 严格遵循设计、安装规范
⒋ 加强运行维护和检修试验工作 No Image
⒌ 按规定正确使用电气安全用具
⒍ 采用安全电压和符合安全要求的电器
⒎普及安全用电知识 三、电气防火和防爆
⒈ 防火防爆的措施
⑴选择适当的电气设备及保护装置，应根据具体环境、 危险场所的区域等级选用相应的防爆电气设备和配线 方式，所选用的防爆电气设备的级别应不低于该爆炸 场所内爆炸性混合物的级别。