【正文】 和極性雷電流對(duì)電氣設(shè)備絕緣的危險(xiǎn)程度同雷電流波頭(波前時(shí)間)陡度的大小有關(guān)。 雷電流幅值及分布概率雷電流幅值是指物體遭到直接雷擊時(shí)，經(jīng)過接地電阻，被擊物體中雷電流的最大值。 雷電參數(shù)特性雷電是一種自然現(xiàn)象，它釋放出的巨大能量，有極強(qiáng)大的破壞能力。各類防雷建筑物都必須采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施，對(duì)于第一類防雷建筑物和部分第二類防雷建筑物還要采取防雷電感應(yīng)的措施。要在認(rèn)真調(diào)查被保護(hù)物周圍的地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件，了解雷電活動(dòng)規(guī)律及其特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，仔細(xì)研究防雷裝置的形式及其布置。因此，供電系統(tǒng)的注意防雷接地及電氣安全。因此防爆在化工企業(yè)具有特別重要的意義。在日常生活中為了防止人體觸電，電氣設(shè)備必須有良好的接地裝置，用以保護(hù)電氣設(shè)備及防止人體觸電事故的發(fā)生。全文共分為三章，各章內(nèi)容簡介如下：第一章緒論，簡述課題的背景和意義、論題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹論文的主要內(nèi)容；第二章變電站高壓電力裝置防雷技術(shù)； 第三章接地與屏蔽；在電力系統(tǒng)中大氣過電壓嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而大氣過電壓產(chǎn)生的根本原因，是雷云放電引起的?？罩斜Ｗo(hù)神39。35公里的范圍內(nèi)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。俄羅斯專家則研制出一種能及時(shí)預(yù)報(bào)雷電的警報(bào)儀。它看上去很像避雷針，只是分散在一定的面積上，但它的作用機(jī)理與避雷針完全不同。雷電消除器39。則非常適用于多雷地區(qū)，現(xiàn)已獲得專利。美國科學(xué)家發(fā)明的39。它使引雷技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)了一大步。閃電的次數(shù)比不播撒的云減少了66%。大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，播撒了碘化銀的云，39。此外，人工影響對(duì)流云的方法也被用來抑制雷電的發(fā)生。這些導(dǎo)電性能良好的粉劑投入云中后，可以 大大地改善云的導(dǎo)電性能，從而起到分散云中電荷的作用。 關(guān)于防雷接地和電器安全的國內(nèi)外技術(shù)近來年，國內(nèi)進(jìn)行了另一種人工影響雷電的實(shí)驗(yàn)。接地電阻不合格，雷電引起的地電位升高，也會(huì)通過設(shè)備的接地線引入二次設(shè)備中，損壞設(shè)備的插件。接地起著維持正常運(yùn)行、保護(hù)、防雷、防干擾等作用。這些二次設(shè)備防感應(yīng)雷基本上靠機(jī)殼和內(nèi)部元件本身，可靠性較低。變電站對(duì)于直擊雷的保護(hù)一般采取裝設(shè)避雷針或采用沿變電站進(jìn)線段一定距離內(nèi)架設(shè)避雷線，吸引雷電擊向自身，減低雷擊點(diǎn)的過電壓，通過良好接地的裝置，將雷電流迅速泄入大地。變電站接地網(wǎng)安全除了對(duì)接地阻抗有要求外，還對(duì)關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、使用壽命等提出了較高的要求。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。同時(shí)，接地是避雷技術(shù)很重要的環(huán)節(jié)，變電站接地系統(tǒng)的合理與否，是直接采用關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。利用多臺(tái)微機(jī)和大規(guī)模集成電路裝置組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，可用于控制、監(jiān)測、保護(hù)、通信等等?，F(xiàn)代防雷工程的防雷對(duì)象擴(kuò)大了，防雷措施增加了，防雷設(shè)計(jì)的方法也在不斷發(fā)展。(2)利用保護(hù)裝置把雷電波導(dǎo)入到接地網(wǎng)中。二是各類架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入到變電站。在變電站的設(shè)計(jì)過程中，保護(hù)變電站的設(shè)備安全，提高其供電可靠性，優(yōu)化防雷接地設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)變電站的防雷接地安全措施，最大程度的減少雷擊事故發(fā)生，有著極其重要的意義。II關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究 緒論 課題的背景及意義變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站發(fā)生雷擊事故，將造成大面積停電，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大的危害。因此，加強(qiáng)對(duì)行電氣設(shè)備的防雷、接地的研究尤為必要。近幾年，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑物數(shù)量、建筑電氣設(shè)備明顯增多。只要通過合理配置，使之溶為一體，就能有效確保系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，從而發(fā)揮出系統(tǒng)防護(hù)工作的最佳效果?？梢缘弥览着c接地是統(tǒng)一的，二者缺一不可。若采用基礎(chǔ)和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體，但由于三級(jí)防雷的建筑物大多為毛石基礎(chǔ)，較淺根本達(dá)不到防止危險(xiǎn)的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環(huán)形接地體指三級(jí)防雷建筑物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時(shí)為好。世界各國根據(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析，認(rèn)為相當(dāng)于雷電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)人體能承受的跨步電壓為90～，該工程的防雷接地體埋深關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究，跨步電壓已在安全范圍內(nèi)。埋地深度跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點(diǎn)的電位差。將接地裝置與地下進(jìn)出建筑物的各種金屬管道連接起來，實(shí)行總等電位聯(lián)結(jié)。這樣處理，對(duì)增加工程造價(jià)微乎其微。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置引下線的數(shù)量及間 15關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究距。方可產(chǎn)生的反擊。下面以例1中引下線分別為8根假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降，由計(jì)算出的UR/UL值可知，接地電阻Rq即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產(chǎn)生的電位電感分量也是相當(dāng)高的，同樣會(huì)產(chǎn)生反擊網(wǎng)絡(luò)。但是單相雙線照明供電線路，由于接觸的大多數(shù)是不熟悉電氣的人，有時(shí)由于修理或延長線路而將相線和中線接錯(cuò)，所以中線和相線上都接保險(xiǎn)絲（熔斷器）。在三相四線制中性點(diǎn)接地的380／220V照明供電系統(tǒng)中，由于普遍采用保護(hù)接零。絕不允許在插座內(nèi)將粗孔與接工作中線的孔相連。許多單相家用電器的電源線接到三腳插頭上，三腳插頭的粗腳連著家用電器的金屬外殼。保護(hù)接零一般用在1000V以下的中性點(diǎn)接地的三相四線制電網(wǎng)中，目前供照明用的380／220V中性點(diǎn)接地的三相四線制電網(wǎng)中廣泛采用保護(hù)接零措施。在一般三相四線制系統(tǒng)中，U相是220V，R0約4Ω，Rd通常都超過4Ω，即使Rd與R0一樣，也按4Ω計(jì)，金屬外殼的對(duì)地電壓也為110V，超過安全電壓。這是因?yàn)楫?dāng)某一相絕緣破損與金屬外殼接觸時(shí)，電流Id便會(huì)經(jīng)過大地回到變壓器的中性點(diǎn)，而這時(shí)流過保險(xiǎn)絲的電流很可能小于保險(xiǎn)絲的熔斷電流，保險(xiǎn)絲不斷，金屬外殼仍與電源相連。在有保護(hù)接地的情況下，當(dāng)人體接觸帶電的外殼時(shí)，電流在A相碰殼處分為兩路，一路經(jīng)接地裝置的電阻Rd，一路經(jīng)人體電阻Rr，這兩路匯合后再經(jīng)另外兩根火線的對(duì)地絕緣電阻Re和RC構(gòu)成回路。在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，假設(shè)電動(dòng)機(jī)的A相繞組因絕緣損壞而碰金屬外殼，外殼帶電（參看圖4－1），在沒有保護(hù)接地的情況下，當(dāng)人體接觸外殼時(shí)，電流經(jīng)過人體和另外兩根火線的對(duì)地絕緣電阻Re、RC（如果導(dǎo)線很長，還要考慮導(dǎo)線與大地間的電容）而形成回路。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究第四章 接地和接零等安全用電措施及使用范圍把電氣設(shè)備的金屬外殼及與外殼相連的金屬構(gòu)架用接地裝置與大地可靠地連接起來，以保證人身安全的保護(hù)方式，叫保護(hù)接地，簡稱接地。我們常見的三孔插座和插頭，關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究其實(shí)并非三相380V電源，而是單相220V（兩孔的其實(shí)也不是兩相，是單相，兩相是三相火線中選兩根接入設(shè)備，因?yàn)榫€電壓就是380V，就無需接入零線，如電焊機(jī)就是兩相設(shè)備），插座最上端的孔是連接到保護(hù)中性線的，而用電器插頭最上端的端頭，是與用電器金屬外殼進(jìn)行連接的，這樣，我們就可以把金屬外殼所帶的漏電，有效地傳入大地，因?yàn)槿梭w的電阻比電線電阻大出很多，電流基本不會(huì)從人體通過了。三相四線制，TNC系統(tǒng)，是除必須有的三根相線（電工學(xué)稱火線）外，將中性線（電工學(xué)稱零線）和保護(hù)中性線（接地線）合二為一，這樣的系統(tǒng)，一旦發(fā)生漏電事故，漏電不能直接傳入大地，可能會(huì)造成人身觸電事故。接地系統(tǒng)是建筑電氣的一個(gè)難點(diǎn)，可以分大接地和小接地，小接地主要是經(jīng)阻抗、容抗或感抗接地，而大接地是直接接地。直接設(shè)置避雷針的做法基本已經(jīng)被淘汰，因?yàn)楸芾揍樀姆览啄Ｐ涂梢钥醋鍪莻銧罘雷o(hù)，它會(huì)存在避雷盲區(qū)，也不能防側(cè)擊雷，但由于其引雷電的功能強(qiáng)大，在一級(jí)防雷的地區(qū)的建筑物就會(huì)采用避雷針、避雷帶加設(shè)均壓環(huán)混合安裝做法。大家可能經(jīng)常會(huì)看到，我們的建筑物屋面女兒墻，沿墻壓頂有設(shè)置一道鋼筋（通常是經(jīng)熱鍍鋅處理過的），這在建筑電氣上稱為明裝避雷帶，我們將剛性屋面或者結(jié)構(gòu)層上的鋼筋，和明裝避雷帶進(jìn)行焊接連接，可以使屋面形成一定規(guī)格（一級(jí)防雷為5m5m，二級(jí)防雷為10m10m，三級(jí)防雷為20m20m）的避雷網(wǎng)格，再將屋面避雷網(wǎng)與選定作為引線的柱筋進(jìn)行焊接，再傳入基礎(chǔ)通過接地裝置而引入大地。總的來說，防雷接地是為了使建筑物在雷電打擊避免被雷電造成損失，而接地系統(tǒng)則是為了防止用電器金屬外殼帶電傷人，它們最終需要用導(dǎo)體連接到接地裝置，排除安全隱患。所以，建筑物在竣工驗(yàn)收時(shí)，防雷接地是一項(xiàng)必須的、重要的項(xiàng)目環(huán)節(jié)。其作用為在不同地網(wǎng)之間安裝地極保護(hù)器用來避免地網(wǎng)之間產(chǎn)生不同電位差的危險(xiǎn)。穿過各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)，以及在一個(gè)防雷區(qū)內(nèi)部的金屬部件和系統(tǒng)，都應(yīng)在防雷區(qū)交界處做等電位連接。防雷接地裝置包括避雷針、帶線網(wǎng)接地、引下線接地、引入線接地匯集線接地體等。4）直流工作接地計(jì)算機(jī)以及一切微電子設(shè)備，大部分采用中大規(guī)模集成電路，工作于較低的直流電壓下，為使同一系統(tǒng)的電腦（計(jì)算機(jī)）微電子設(shè)備的工作電路具有同一電位參考點(diǎn)，將所有設(shè)備的“零”電位點(diǎn)接于一接地裝置，它可以穩(wěn)定電路的電位，防止外來干擾，這稱為直流工作接地。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(duì)人身安全及對(duì)設(shè)備和建筑物都有危險(xiǎn)。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)。用材規(guī)格：接地線采用多股軟銅線，線徑≥。安裝位置：當(dāng)金屬信號(hào)線＞30m時(shí)，均應(yīng)串聯(lián)信號(hào)SPD安裝于設(shè)備間設(shè)備輸出端?？偨拥鼐€應(yīng)≥16mm2，可穿PVC管。地線應(yīng)盡可能直布，不彎成直角或銳角。安裝位置：設(shè)備間配電箱內(nèi)，保護(hù)器件之后。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)。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。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。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。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。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。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。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。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。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。測量和控制單元通常比電源系統(tǒng)對(duì)浪涌過電壓的反應(yīng)更加敏感。由于雷電或其他原因造成的過電壓不僅會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)造成危害，而且對(duì)昂貴的轉(zhuǎn)換器、傳感器也會(huì)造成危害。依據(jù)IEC（國際電工委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)防雷、多級(jí)保護(hù)的理論，B級(jí)防雷屬于第一級(jí)防雷器，可應(yīng)用于建筑物內(nèi)的主配電柜上；C級(jí)屬第二級(jí)防雷器，應(yīng)用于建筑物的分路配電柜中；D級(jí)屬第三級(jí)防雷器，應(yīng)用于重要設(shè)備的前端，對(duì)設(shè)備進(jìn)行精細(xì)保護(hù)。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(hào)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。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。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。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。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。電流對(duì)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。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(jí)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。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究對(duì)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(jí)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)。在興奮復(fù)原期內(nèi)有一個(gè)相對(duì)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。心室纖維性顫動(dòng)是電擊致死的主要原因。對(duì)于15～。輕度過頻的雷擊亦有可能對(duì)用戶造成損失，如傳輸或存儲(chǔ)的訊號(hào)或數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，丟失服務(wù)器，電腦死機(jī)等。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(duì)用電系統(tǒng)造成沖擊。浪涌通過電網(wǎng)或感應(yīng)進(jìn)入電源線，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生破壞。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）。雷雨云是否發(fā)生閃電，取決于雷雨云的電荷量和對(duì)地高度或者云地間的電場強(qiáng)度，對(duì)于云與云之間的放電，其破壞作用主要體現(xiàn)在對(duì)飛行物和無線通訊的影響，對(duì)地面的建筑物和人畜的安全基本沒有影響。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(duì)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(duì)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(duì)負(fù)地閃）的主通道，稱為電離通道或閃電通道，簡稱為通道。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。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