【正文】 第一篇：關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）題 目：關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究學(xué)習(xí)中心：奧鵬遠(yuǎn)程教育南京學(xué)習(xí)中心（直屬）[27]VIP 層 次： 專升本 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級： 13 年 03 /春 季學(xué) 號： 201301497941 學(xué) 生： 盛薛兵 指導(dǎo)教師： 周延艷 完成日期： 2014年12月23日關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究內(nèi)容摘要在供電系統(tǒng)的的運(yùn)行過程中,由于雷擊、操作、短路等原因,產(chǎn)生危及電氣設(shè)備絕緣的過電壓,嚴(yán)重危害供電系統(tǒng),需要進(jìn)行電氣設(shè)備的防雷、接地、防腐蝕。還需要注意靜電的防護(hù)及防爆和防腐蝕。在供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),人們得知道觸電后該怎么樣做才安全。必須認(rèn)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(shí)還得了解電后急救的知識。關(guān)鍵詞：防雷。防爆。防腐蝕。接地保護(hù)。用電安全關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究目 錄第一章 概述4 第二章 建筑防雷設(shè)備和防雷措施7 第三章 建筑防雷接地11 ！未定義書簽。！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 ！未定義書簽。！未定義書簽。第五章 防雷接地裝置結(jié)構(gòu)15 ！未定義書簽。 結(jié)束語18 參考文獻(xiàn)19關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究引 言20世紀(jì)之初，由于電訊業(yè)、電力業(yè)的發(fā)展，以及人們的日常生活和生產(chǎn)過程中，離不開電器、用電設(shè)備和電力設(shè)施，每年因?yàn)殡姄魝松踔林氯怂劳龊蛽p毀電氣設(shè)備所帶來的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)額巨大，因此電氣安全問題成為關(guān)系到人身安全和設(shè)備安全的頭等大事，雷電對其產(chǎn)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(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究第一章 概述當(dāng)人類社會(huì)進(jìn)入電子信息時(shí)代后，由于航天技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體集成技術(shù)和微電子技術(shù)普遍運(yùn)用，以及大氣環(huán)境污染，導(dǎo)致雷電的電磁干擾、閃電的脈沖危害越來越嚴(yán)重，因此雷災(zāi)出現(xiàn)的特點(diǎn)與以往有很大的不同。首先受災(zāi)面大大擴(kuò)大，從電力、建筑這兩個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè)，特點(diǎn)是與高新技術(shù)關(guān)系最密切的領(lǐng)域，如航天航空、國防、郵電通信、計(jì)算機(jī)、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等，其次從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g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(zāi)害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應(yīng)雷進(jìn)入防雷電電磁脈沖（LEMP），再次雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了，它襲擊的對象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)并不太大，而由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響就難以估計(jì)。雷電是雷暴天氣的產(chǎn)物，而雷暴則是在垂直方向上劇烈發(fā)展的積雨云所形成的一種天氣現(xiàn)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(qiáng)度不是到處一樣。當(dāng)云中電荷密集處的電場達(dá)到25～30KV/m時(shí)，就會(huì)有云向地開始先導(dǎo)放電。當(dāng)先導(dǎo)通道的頂端接近地面時(shí)，可誘發(fā)迎面先導(dǎo)（通常起自地面的突出部分），當(dāng)先導(dǎo)與迎面先導(dǎo)會(huì)合時(shí)即形成了從云到地面的強(qiáng)烈電離通道，這是出現(xiàn)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(xiàn)。主放電存在的時(shí)間極短，約50～100微秒，主放電的過程是逆著先導(dǎo)通道發(fā)展，速度約為光速的1/20～1/2，主放電的電流可達(dá)幾十萬安，是全部雷電流中最主要部分。主放電到達(dá)云端時(shí)就借宿了，然后云中的殘余電荷經(jīng)過主放電通道流下來，由于云中電阻較大，余光階段對應(yīng)的電流不大，約為幾百安，持續(xù)時(shí)間較長，～。由于云中可能同時(shí)存在幾個(gè)電荷中心，所以低一個(gè)電荷中心的上述放電完成之后，可能引起第二個(gè)、第三個(gè)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(shù)平均為2～3次。隨大氣電場的進(jìn)一步加強(qiáng)，進(jìn)入起始擊穿的后期，電子與空氣的分子發(fā)生碰撞，形成天空中帶電的雷雨云的云粒或水成物）向地面延伸，在雷雨云下形成從云層向下的流光，表現(xiàn)為一條暗淡的光柱，即先導(dǎo)注流。注流先導(dǎo)不斷地向地面發(fā)展過程是一電離過程，在電離過程中生成成對的正、負(fù)離子，其正離子被云中向下輸送的負(fù)電荷不斷中和, 從而形成多枝狀的充滿負(fù)電 荷（對負(fù)地閃）的通道，關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究其中有一枝是充滿負(fù)電荷（對負(fù)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(dǎo)所開辟的狹小電離通道（雷擊放電通道）中發(fā)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(chǎn)生萬度的高溫并發(fā)出強(qiáng)烈的閃光和震耳欲聾的雷鳴，在雷擊中，雷擊點(diǎn)有的巨大雷電流流過。雷雨云是否發(fā)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(qiáng)度，對于云與云之間的放電，其破壞作用主要體現(xiàn)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(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、電效應(yīng)），雷電電磁脈沖的破壞作用（雷電反擊、雷電波侵入、電磁感應(yīng)、雷擊電磁脈沖等）。雷電以其高電壓，大電流對財(cái)物、人員造成巨大傷害，其實(shí)質(zhì)是雷擊產(chǎn)生瞬態(tài)高壓浪涌。浪涌通過電網(wǎng)或感應(yīng)進(jìn)入電源線，對設(shè)備產(chǎn)生破壞。一個(gè)強(qiáng)烈的雷擊可能會(huì)對用戶的設(shè)備立即造成災(zāi)害性后果，除直接的設(shè)備破壞、人身傷亡損失外，有些會(huì)產(chǎn)生間接的損失，如果銀行服務(wù)停頓，交通指揮混亂。高壓、大電流有時(shí)也會(huì)因人為的操作而產(chǎn)生，如高壓變壓器的切換、補(bǔ)償調(diào)整電容系統(tǒng)的調(diào)節(jié)等，有時(shí)候，終端負(fù)載過流短路也會(huì)對用電系統(tǒng)造成沖擊。中強(qiáng)度的雷擊可能造成用戶設(shè)備中的一些零部件被損害或致其性能提前老化，如電子設(shè)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(chǔ)的訊號或數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，丟失服務(wù)器，電腦死機(jī)等。當(dāng)電流流過人體時(shí)，人身所察覺到的最小電流值被稱為感覺閾值。對于15～。人握電極能擺脫的電流最大值被稱為擺脫電流，對于15100Hz交流電流為10mA。心室纖維性顫動(dòng)是電擊致死的主要原因。一個(gè)心動(dòng)周期由產(chǎn)生興奮期、興奮擴(kuò)展期和興奮復(fù)原期所組成。在興奮復(fù)原期內(nèi)有一個(gè)相對較小的部份稱為易損期，在易損期內(nèi)，心肌纖維處于興奮的不均勻狀態(tài)，如果受到足夠幅度電流的刺激，心室纖維發(fā)生顫動(dòng)和血壓降低，如電流足夠大將導(dǎo)致死亡。在工業(yè)企業(yè)和民用建筑中，有不少電氣設(shè)備的使用頻率 超過100Hz，例如有些電動(dòng)工具和電焊機(jī)，可用到450Hz；電療設(shè)備大多數(shù)使用4000—5000Hz；開關(guān)方式供電的設(shè)備則 為20kHz1MHz；微波及無線電設(shè)備還有使用更高的頻率 的。關(guān)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(shù)十伏數(shù)量級的接觸電壓下，大致與頻率成反比，例如500Hz 時(shí)皮膚阻抗，僅約為50Hz時(shí)皮膚阻抗的1／10，在很多情況下，皮膚的阻抗可以忽略不計(jì)。但因?yàn)槭歉哳l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(shí)，閾值大致由10mA上升到100mA，頻率在100kHz以上及電流強(qiáng)度在數(shù)百毫安數(shù)量級時(shí)，較低頻率時(shí)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(shù)量級時(shí)，可能出現(xiàn)燒傷，燒傷的嚴(yán)重程度隨電流流通的持續(xù)時(shí)間而定。電流對人體的效應(yīng)，例如刺激神經(jīng)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(guān)，特別是在接通或斷開電流的時(shí)候。電流幅度不變的直流電流要產(chǎn)生同樣的效應(yīng)，要比交流電流大得多。握持直流電器，事故時(shí)較易擺脫；當(dāng)電擊持續(xù)時(shí)間長于心動(dòng)周期時(shí)，心室纖維性顫動(dòng)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(tài)(干濕度、壓力、溫度)、電流流過的持續(xù)時(shí)間和各自的生理特征等，與交流電不同的是：當(dāng)電流以感覺閾值強(qiáng)度流過人體時(shí)，只是在接通和斷開電流時(shí)有感覺，其他時(shí)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(shí)，才能引起疼痛性和痙攣似的肌肉收縮。當(dāng)電流大干300mA時(shí)，可能擺脫不了，或僅在電擊持續(xù)時(shí)間達(dá)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(shí)，人體四肢有暖熱感覺。流經(jīng)人體的電流為300mA及以下橫向電流持續(xù)幾分鐘時(shí)，隨著時(shí)間和電流增加，可能產(chǎn)生可逆性的心節(jié)律障礙。電流傷痕、燒傷、眩暈、有時(shí)失去知覺，超過300mA時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)失去知覺的情況。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究第二章 建筑防雷設(shè)備和防雷措施防雷設(shè)備從類型上可以分為：電源防雷器、電源保護(hù)插座、天饋線保護(hù)器、信號防雷器、防雷測試工具、測量和控制系統(tǒng)防雷器、地極保護(hù)器。電源防雷器分為B、C、D三級。依據(jù)IEC（國際電工委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)防雷、多級保護(hù)的理論，B級防雷屬于第一級防雷器，可應(yīng)用于建筑物內(nèi)的主配電柜上；C級屬第二級防雷器，應(yīng)用于建筑物的分路配電柜中；D級屬第三級防雷器，應(yīng)用于重要設(shè)備的前端，對設(shè)備進(jìn)行精細(xì)保護(hù)。測量和控制裝置有著廣泛的應(yīng)用，例如生產(chǎn)廠、建筑物管理、報(bào)警裝置等。由于雷電或其他原因造成的過電壓不僅會(huì)對控制系統(tǒng)造成危害，而且對昂貴的轉(zhuǎn)換器、傳感器也會(huì)造成危害?？刂葡到y(tǒng)的故障通常會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品損失和對生產(chǎn)的影響。測量和控制單元通常比電源系統(tǒng)對浪涌過電壓的反應(yīng)更加敏感。在測量和控制系統(tǒng)選擇和安裝防雷器的時(shí)候，下面的幾個(gè)因素必須要考慮：系統(tǒng)的最大工作電壓，最大工作電流，最大數(shù)據(jù)傳輸頻率，是否允許電阻值增大 導(dǎo)線是否從建筑物外部引進(jìn)，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(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)或避雷針或由其混合組成的接閃器，其次避雷網(wǎng)應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m10m或者12m8m（網(wǎng)格密度按建筑物類別確定）的網(wǎng)格。再次所有避雷針應(yīng)采用避雷帶相互連接，引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于18m（引下線間距按建筑物類別確定）。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于18m。每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。防直擊雷接地宜和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置，并宜與埋地金屬管道相連；當(dāng)不共用、不相連時(shí)，兩者間在地中的距離應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求，但不應(yīng)小于2m?，F(xiàn)代防雷產(chǎn)品種類繁多，大致可分為四大類接閃器避雷針是最早的接閃器，也是目前世界上公認(rèn)的最成熟的防直擊雷裝置。避雷帶、避雷網(wǎng)、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(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究原理的認(rèn)識是有一個(gè)發(fā)展過程的，現(xiàn)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(xiàn)象，被國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)所采納。消雷器消雷器是國內(nèi)近年來有非常大影響的防雷產(chǎn)品。它是希望改變接閃器的材料和形狀來產(chǎn)生電流綜合雷云中的電荷，讓雷云在消雷器的保護(hù)范圍內(nèi)無法建立起接閃所需的場強(qiáng)，以達(dá)到消雷的目的。特殊避雷針還有一些避雷針承認(rèn)自己接閃雷電，但其保護(hù)范圍特別大，而且不會(huì)因?yàn)榧友b了避雷針而增大雷擊概率。這一類產(chǎn)品在市場上的份額不大，沒多少人去深究其技術(shù)原理的可行性。但在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定任何接閃器都只能按滾球法校核保護(hù)范圍。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(rèn)為接閃器接閃時(shí)大量的雷電流通過引下線入地，會(huì)在周圍的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)雷，因此推出有屏蔽作用的引下線。必須指出：感應(yīng)雷主要是由雷云的靜電感應(yīng)引起的，只屏蔽引下線作用并不大，而是要加強(qiáng)所有導(dǎo)線的屏蔽效果，才能削弱感應(yīng)雷。其實(shí)，在國標(biāo)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—94）中，對金屬引下線的規(guī)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?qū)ΨQ的布置在建筑物四周可相互抵消內(nèi)部電磁場，利用建筑物的鋼筋框架這個(gè)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(shù)經(jīng)濟(jì)上都是可行的。1）關(guān)于三級防雷：為防止感應(yīng)雷側(cè)擊雷沿電源線進(jìn)入房內(nèi)損壞重要設(shè)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(hù)。另外，因設(shè)備間大多為弱電設(shè)備，故應(yīng)進(jìn)行細(xì)保護(hù)。選型：第三級SPD采用天盾雷電生產(chǎn)的MB40B3+N型SPD進(jìn)行細(xì)保護(hù)。安裝位置：設(shè)備間配電箱內(nèi)，保護(hù)器件之后。技術(shù)要求：接線要牢固。地線應(yīng)盡可能直布，不彎成直角或銳角。用材規(guī)格：接電源線和接地線應(yīng)采用≥4mm2銅芯線，接地線長度＜?？偨拥鼐€應(yīng)≥16mm2，可穿PVC管。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究信號防雷：選型：采用天盾雷電生產(chǎn)的信號線SPD，用于RS485工業(yè)控制總經(jīng)防雷，也可用于其它工業(yè)現(xiàn)場控制總線的防雷，安裝于LPZOB1區(qū)或是更高的界面，防止設(shè)備受到過電壓的干擾。安裝位置：當(dāng)金屬信號線＞30m時(shí)，均應(yīng)串聯(lián)信號SPD安裝于設(shè)備間設(shè)備輸出端。技術(shù)要求：壓線排列正確，接口要相配，安裝后應(yīng)立即進(jìn)行設(shè)備試運(yùn)行，并保證正常工作。用材規(guī)格：接地線采用多股軟銅線，線徑≥。1）工作接地在工作或事故情況下，保證電器設(shè)備可靠地運(yùn)行，降低人體接觸電壓，迅速切除故障設(shè)備或線路 降低電器設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。2）保護(hù)接地在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，如果電器設(shè)備沒有保護(hù)接地，當(dāng)該設(shè)備某處絕緣損壞時(shí)，外殼將帶電，同時(shí)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(shè)備外殼，則電流流人人體形成通路，人將遭受觸電的危險(xiǎn)。設(shè)有接地裝置后，接地電流將同時(shí)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(shí)，流經(jīng)人體的電流可不致于造成危害，人體避免觸電的危險(xiǎn)。3）靜電接地設(shè)備移動(dòng)或物體在管道中移動(dòng)，因摩擦產(chǎn)生靜電，它聚集在管道容器和貯罐或加工設(shè)備上，形成很高電位，對人身安全及對設(shè)備和建筑物都有危險(xiǎn)。作了靜電接地，靜電一旦產(chǎn)生，就導(dǎo)入地中，以消除其聚集的可能。4）直流工作