电力工程基础第9章.pptVIP

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河北科技大学电气工程系 第九章 防雷、接地与电气安全 9.1 过电压与防雷 1.内部过电压 重复接地:在TN系统中,为了避免PE线或PEN线断开时系统失去保护作用,除在电源中性点必须采用工作接地外,PE线或PEN线还应在下列地方重复接地: 在架空线路末端及沿线每隔1 km处; 在电缆和架空线路引入车间或其它大型建筑物处。 重复接地的作用可用图9-14说明。 若没有采取重复接地,当发生PE线或PEN线断线,且在断线的后面又有设备发生一相碰壳时,接在断线后面的所有设备外壳上都将呈现接近于相电压的对地电压,这是很危险的。采取重复接地后,发生同样故障时,设备外壳的对地电压降低了,危险程度也大大降低了。 9.2 电气装置的接地 因此应尽量避免PE线和PEN线的断线事故,在PE线和PEN线是一般不允许装设开关或熔断器。 > > 若 ,则 。实际上,由于 ,所以 ,对人还是有危险的。 9.2 电气装置的接地 图9-14 重复接地的作用说明 a)无重复接地 b)有重复接地 三、接地装置的装设 自然接地体:凡是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。 说明:接地装置由多根接地体组成,这些接地体可成排布置,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。 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。 9.2 电气装置的接地 单根垂直接地体的接地电阻: 四、接地电阻的计算 地电阻的最大允许值:见书中表9-4。 自然接地体接地电阻的计算:可查阅有关设计手册。 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: 若RE为允许最大值,则垂直接地体的根数n为 : K为各种接地体的简化计算系数;ρ为土壤电阻率,分别查书中表9-5和表9-6。 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%。 式中,η为接地体的利用系数,查书中表9-7和表9-8。 9.2 电气装置的接地 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。 9.2 电气装置的接地 9.3 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9-15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(50Hz)对人身肌体反应的曲线。 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。 9.3 电气安全 图9-15 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。 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。 9.3 电气安全 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

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