页数：136页文件大小：2.90 MB来源： 供配电实用技术ppt课件
本课件系统讲解工厂供配电系统的保护，先说明继电保护的选择性、快速性、可靠性与灵敏性要求及常用保护继电器与接线方式，进而给出高压线路与电力变压器的保护整定计算，再介绍熔断器、低压断路器的选择与级间配合，最后覆盖过电压防雷、接地装置与漏电保护及触电急救措施。
本章介绍供配电系统保护装置的作用与要求、常用保护继电器与接线方式、高压线路与电力变压器的继电保护、低压供电系统的保护，以及电气设备的防雷与接地。
1.供配电系统保护装置的作用和要求
一、供配电系统保护装置的作用
二、对供配电系统保护装置的基本要求
1.选择性：当供电系统发生故障时，只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其他部分正常运行。目的：停电范围最小。
选择性动作的目的是使停电范围最小。通过上下级保护动作电流与动作时间的配合实现，只有离故障点最近的保护装置动作。
2.快速性：保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除事故，减少对用电设备的影响，如果故障能够在0.2s内切除，则一般电动设备不会停转。
迅速的动作还可减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害程度，减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复正常运行的过程，提高系统运行的稳定性。
3.可靠性：保护装置在其保护范围内发生故障时，必须可靠动作，不应拒绝动作；在不应该动作的情况下，必须不能误动作。为了满足可靠性的要求，保护装置接线应尽可能简单，力求减少继电器的接点，避免保护装置断线、短路、接地和错误的接线。
4.灵敏性：灵敏性是保护装置对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力，用参数灵敏度系数 Sp 来描述。
灵敏度系数的表达式：Sp = Ik·min / Iop·1
注意：对于三相三线制系统，其最小运行状态时的短路电流为两相短路电流。两相短路电流与三相短路电流的关系为：
Ik(2) = (√3/2)·Ik(3) = 0.866·Ik(3)
三、工厂常用保护装置的类型
1.继电保护：继电保护是用各种不同类型的继电器按一定的方式连接、组合，构成继电保护装置。当系统出现事故或故障时，检测出并使相应的高压断路器跳闸，将故障部分切除，或给出报警信号。
范围：供电可靠性较高、操作灵活方便特别是自动化程度较高的高压供电系统中。
2.熔断器保护：广泛应用于高、低压供电系统。由于其装置简单经济，所以在工厂供电系统中应用非常普遍，但它的断流能力较小，选择性较差，且熔体熔断后更换不便，不能迅速恢复供电，因此在要求供电可靠性较高的场所不宜采用。
3.低压断路器保护：又称为低压自动开关保护。由于低压断路器带有多种脱扣器，能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保护等，而且也可作为控制开关进行操作，因此在对供电可靠性高，且频繁操作的低压供电系统中广泛应用。
5.2 常用保护继电器和继电器的接线方式
一、继电器的分类和工作原理
1.分类：继电器按结构原理可分为电磁式、感应式、整流式、晶体管式（静态型）等；按用途可分为电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。
2.电磁式继电器的工作原理：(1) 原理——当继电器线圈中通入电流时产生电磁吸力，克服弹簧反力使衔铁动作，带动触点闭合或断开，从而实现对电路的控制与保护。
(2) 有关继电器的几个常见参数
对于过量继电器其返回系数小于1，一般取0.8，如过电流继电器；对于欠量继电器其返回系数大于1，一般取1.25，如低电压继电器。
二、常用保护继电器
1.电磁式电流和电压继电器：电流继电器（KA）串接于电流互感器二次回路，反应电流大小而动作；电压继电器（KV）并接于电压互感器二次回路，反应电压高低而动作。
2.电磁中间继电器（KM）
3.电磁式信号继电器（KS）
4.电磁式时间继电器（KT）
5.感应式电流继电器（KA）：由感应部分与电磁部分组成，感应部分作过电流保护，电磁部分作速断保护。
感应式电流继电器的动作特性曲线为反时限——电流越大动作时间越短。
感应式电流继电器的特点：
三、继电器的接线方式
1.定义：继电器的接线方式是指电流互感器和电流继电器之间的连接方式。
2.接线系数 Kw：表述继电器电流 IKA 与电流互感器二次侧电流 I2 的关系，即 IKA = Kw·I2。
3.接线方式
(1) 三相三继电器接线方式：接线系数 Kw=1。用于110kV及以上中性点直接接地系统中，作为相间短路和单相短路的保护。Yd11变压器的过电流保护大都采用这种接线，以提高保护装置的灵敏性。
(2) 两相两继电器接线方式：接线系数 Kw=1。用于工厂中性点不接地的6-10kV保护线路，作为相间短路的保护。
(3) 两相三继电器接线方式：接线系数 Kw=1。作为相间短路和单相短路的保护。
(4) 两相一继电器接线方式：用于10kV及以下工厂企业的高压电动机保护。
| 项目 | 三相短路 | A、C相短路 | A、B或B、C相短路 |
|---|---|---|---|
| 接线系数 Kw | √3 | 2 | 1 |
注：源文件此处三相短路一栏的接线系数识别为“3”，按教材标准应为 √3（两相电流差接线），本表已按标准值列出。
四、保护装置的操作电源
1.作用：在正常或故障情况下向继电保护装置、信号装置及断路器操作机构等不间断地供电。
2.要求：不受供电系统运行情况的影响，在供电系统发生故障时，也能保证继电保护和断路器可靠地动作，并在断路器进行合闸时有足够的容量。
3.分类：直流操作电源、交流操作电源。
4.交流操作方式
(1) 直接动作方式：利用断路器操作机构内的过流脱扣器（跳闸线圈）YR直接作用于跳闸。设备少，接线简单，但由于受脱扣器型号的限制，很少用。
(2) 去分流跳闸方式：接线简单，灵敏度高，但要求继电器的触点容量较大。在工厂企业中应用相当广泛。
5.3 工厂高压线路继电保护
一、线路过电流保护
为了具有选择性，过电流保护通常应有一定的时限。
1.定时限过电流保护装置的组成和原理
(1) 动作时间：定时限过电流保护装置的动作时间是按照整定的动作时间固定不变的，与故障电流大小无关。
(2) 组成及原理：本页给出定时限过电流保护的原理图和展开图，由电流继电器、时间继电器、信号继电器和出口中间继电器等按一定顺序配合构成。
2.反时限过电流保护装置的组成和原理
(1) 动作时间：保护装置的动作时限是变化的，时间随通过保护装置的故障电流变化而反时限变化，即通过保护装置的故障电流越大，动作时间越短，故障电流越小，动作时间越长。
(2) 组成及原理：本页给出反时限过电流保护的原理图和展开图，采用感应式电流继电器，兼有感应部分的反时限特性与电磁部分的速断特性。
3.过电流保护装置的动作原理和整定
(1) 动作原理：线路发生短路时电流增大，电流继电器动作，经延时后使断路器跳闸。
(2) 过电流保护动作电流的整定——整定原则：动作电流按躲过线路正常运行时流经本线路的最大负荷电流，其保护装置的返回电流也必须躲过线路的最大负荷电流。
计算公式：Iop = (Krel·Kw/(Kre·Ki))·IL·max
(3) 过电流保护装置动作时限的整定和配合：①定时限过电流保护的动作时限整定和配合，Δt=0.5s，t1=t2+Δt。
②反时限过电流保护的动作时限整定和配合：Δt=0.7s。
(4) 过电流保护装置的灵敏度：过电流保护的灵敏度 Sp 由下式确定：
Sp = Ik·min(2)/(Ki·Iop) ≥ 1.5
其中：Ik·min 为被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流。
(5) 低电压闭锁的过电流保护
动作电流：Iop = (Krel·Kw/(Kre·Ki))·I30
动作电压：Uop = Umin/(Krel·Kre·Ku) ≈ (0.6~0.7)UN
(6) 定时限与反时限过电流保护的比较
①定时限过电流保护
②反时限过电流保护
例5-1：某厂10kV供电线路，如图所示。保护装置的接线方式为两相式接线。已知WL2的最大负荷电流为57A，TA1的变比为150:5，TA2的变比为100:5，继电器为电磁型电流继电器。已知KA1已整定，其动作电流为10A，动作时间为1s。k-1点的三相短路电流为500A，k-2点的三相短路电流为200A。确定保护装置KA2的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。
解：1.整定动作电流
取 Krel=1.2，Kre=0.85，Ki=100:5=20，IL·max=57A
Iop = (Krel·Kw/(Kre·Ki))·IL·max = (1.2×1×57)/(0.85×20) = 4.02A，取动作电流整定值为 4A。
2.整定动作时间：t2 = t1 - Δt = 1 - 0.5 = 0.5s
3.灵敏度的校验：
Ik(2) = (√3/2)·Ik(3) = 0.866×200 = 173A
Sp = Ik·min(2)/(Ki·Iop) = (1×173)/(20×4) = 2.16 > 1.5
由此可见，灵敏度满足要求。
二、电流速断保护
1.电流速断保护的组成
电流速断保护的特点：
2.电流速断保护的整定
(1) 整定原则：按躲过所保护线路末端发生短路时的最大短路电流（三相短路电流）来整定的，即 Iqb = (Krel·Kw/Ki)·Ik·max。
Krel—可靠系数，对DL取1.2～1.3，对GL取1.4～1.5。
(2) 电流速断保护的“死区”及弥补：以过电流保护作为后备保护。
3.灵敏度校验：按保护安装处（线路首端）在系统最小运行方式下的两相短路电流作为最小短路电流来校验，即
Sp = Ik·min(2)/(Ki·Iqb) ≥ 1.5～2
注意：如果配电线路较短，配电线路可只装过电流保护，不装速断保护。
例5-2：如图所示10kV供电线路，保护装置的接线方式为两相式接线。继电器为电磁型电流继电器。已知TA2的变比为100:5，k-1点的三相短路电流为500A，k-2点的三相短路电流为200A。确定保护装置KA2的速断电流，并检验其灵敏度。
解：1.电流速断保护的动作电流
取 Krel=1.3，Ki=20，Ik·max=200A
Iqb = (Krel·Kw/Ki)·Ik·max = (1.3×1×200)/20 = 13A
2.校验保护灵敏度
Ik(2) = 0.866×500 = 433A
Sp = (1×433)/(20×13) = 1.66 > 1.5
可见，KA2速断保护的灵敏度满足要求。
三、过负荷保护
四、线路单相接地保护
1.单相接地保护的作用：中性点不接地系统发生单相接地时，由于接地电流很小，线电压仍然对称，因此允许继续运行1～2小时，但必须及时发现故障线路并发出信号。
2.单相接地保护装置
(1) 绝缘监察装置：利用接于母线上三只相电压表的指示变化来发现接地故障，正常运行时三只电压表读数均为相电压，发生单相接地时故障相电压表指示为零，其余两相升高为线电压。
(2) 零序电流互感器（TAN）：将三相电缆穿过零序电流互感器的铁芯窗口，正常运行与三相短路时三相电流之和为零，铁芯中无磁通；单相接地时出现零序电流，二次侧感应出电流使保护动作。
(3) 架空线路的单相接地保护：由零序电流互感器与电流继电器构成，动作于信号或跳闸。
(4) 电缆线路的单相接地保护：电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁芯，否则保护装置不能动作。
(5) 动作电流的整定：Iop = (Krel/Ki)·IC，不带时限时 Krel 取4～5，带时限时 Krel 取1.5～2。
5.4 电力变压器的继电保护
一、电力变压器故障及保护装置的配置
1.变压器故障类型：可分为油箱内部故障和油箱外部故障。
外部故障：油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的相间短路和接地短路。
2.变压器的不正常工作状态：主要包括由于外部短路和过负荷引起的过电流，以及油温升高、油面降低等。
3.保护装置的配置：
二、变压器的过电流保护
1.变压器过电流保护的组成：采用交流操作电源的反时限过电流保护装置，电流互感器接成两相两继电器式。
2.变压器过电流保护的整定计算
动作电流：Iop = (Krel·Kw/(Kre·Ki))·IL·max
其中 IL·max = (1.5~3)·I1N·T，I1N·T 为变压器一次侧额定电流。
3.动作时间的整定：应考虑与下级保护的时限或上级保护的动作时限相配合，按阶梯原则，对车间变电所来说其动作时间的最小值为0.5s。
4.变压器过电流保护灵敏度校验：按保护装置安装处（高压侧）在系统最小运行方式下发生两相短路的高压侧穿越电流值来校验。如果过电流保护灵敏度不能满足要求，可采用带低压闭锁的过电流保护装置，这样既提高了灵敏度，在变压器过负荷时也不会误动作。
三、变压器的电流速断保护
1.原理接线图：电流互感器接成两相两继电器式，继电器动作后直接使断路器跳闸。
2.工作电流整定：Iqb = (Krel·Kw/Ki)·Ik·max，其中 Ik·max 为变压器低压侧母线的三相短路电流换算到高压侧的穿越电流值。
3.灵敏度的校验：灵敏度按保护安装处（高压侧）母线在系统最小运行方式下发生两相短路电流值来校验。
例5-3：某车间变电所装有一台6/0.4kV、1000kVA的电力变压器一台。已知变压器额定一次电流为96A，变电所低压母线三相短路电流换算到高压侧值为880A，高压侧保护用电流互感器的变比为200/5A，接成两相两继电器式，继电器为感应式电流继电器。试整定该继电器的反时限过电流保护的动作电流、动作时间及电流速断保护的速断电流倍数。
解：1.过电流保护动作电流的整定
取 Krel=1.3，Kre=0.8，KW=1，Ki=200:5=40，而 IL·max = 2×I1N·T = 2×96 = 192A
Iop = (Krel·Kw·IL·max)/(Kre·Ki) = (1.3×1×192)/(0.8×40) = 7.8A，故动作电流整定为 8A。
2.过电流保护动作时间的整定：考虑此终端变电所的过电流保护，其10倍动作电流动作时间就整定为最小值 0.5s。
3.电流速断保护速断电流的整定
取 Krel=1.5，Ik·max=880A，因此
Iqb = (Krel·Kw·Ik·max)/Ki = (1.5×1×880)/40 = 33A
因此速断电流倍数整定为 nqb = Iqb/Iop = 33/8 ≈ 4
四、变压器的瓦斯保护
瓦斯保护又称气体继电保护，是保护油浸式变压器内部故障的保护装置，是变压器的主保护之一。
规定：对于800kVA及以上的油浸式变压器以及400kVA及以上的车间内油浸式变压器，均装设瓦斯保护。
轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于断路器跳闸。
1.瓦斯继电器的结构和工作原理：本页给出瓦斯继电器安装示意图与结构示意图，气体继电器 KG 安装在变压器油箱与储油柜之间的连接管上。
2.变压器瓦斯保护的接线
瓦斯保护的特点：
五、变压器的差动保护
1.差动保护的原理：
规定：①10000kVA及以上的单独运行的重要变压器和6300kVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护；②6300kVA及以下的单独运行的重要变压器，也应装设纵联差动保护。
变压器差动保护是变压器的主保护之一，是利用故障时产生的不平衡电流来动作的。
差动保护的特点：动作迅速、灵敏度高。主要用来保护变压器线圈及其引出线和绝缘套管的相间保护，还可以保护变压器的匝间短路。
2.不平衡电流产生的原因
(1) 由于变压器两边绕组接线方式不同，使两边电流出现相位差，从而产生不平衡电流。
(2) 由于变压器两侧电流互感器的变比不能选得完全合适而引起不平衡电流；
(3) 变压器两侧电流互感器的型式和特性不同引起的不平衡电流；
(4) 变压器分接头电压的改变引起的不平衡电流；
(5) 变压器的激磁涌流引起的不平衡电流。激磁涌流，又称空载合闸电流，是变压器在空载投入时，或者变压器在外部故障切除后突然恢复电压时所产生的一个电流。
3.变压器差动保护动作电流的整定：变压器差动保护的动作电流应满足以下三个条件：
六、变压器的单相保护：在变压器低压侧短路时，可采用：
5.4 工厂低压供电系统的保护
一、熔断器保护
1.熔断器在供电系统中的配置：熔断器在供电系统中配置应满足的原则：
注意：在低压系统中的PE线和PEN线上，不允许装设熔断器。
2.熔断器熔体电流的选择
(1) 保护电力线路的熔断器熔体电流的选择：保护线路的熔体电流 IN·FE，应满足下列条件：
③与被保护线路配合，使之不致发生因出现过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热受损甚至失火而熔断器不熔断的事故，因此有：IN·FE ≤ Kol·Ial。
Ial 为绝缘导线或电缆的允许载流量；Kol 为绝缘导线或电缆的允许短时过负荷系数：熔断器只作短路保护时，电缆线路或穿管绝缘线取2.5，明敷设取1.5；熔断器作过载和短路保护时取1。
(2) 保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择：根据经验，有 IN·FE ≥ (1.5~2)·I1N·T
(3) 保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择：由于电压互感器二次侧的负荷很小，因此高压电压互感器的熔断器的熔体额定电流一般为 0.5A。
3.熔断器灵敏度的检验：熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件：Sp = Ik·min/Iop·1 ≥ 4
式中 Ik·min 为保护线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流（对中性点直接接地的系统）。
或两相短路电流（对中性点不接地的系统）；对于保护降压变压器的高压熔断器来说，为低压侧母线的两相短路电流折算到高压侧的值。
4.熔断器的选择和校验
(1) 熔断器的选择应满足下列条件：
③类型应符合安装条件及被保护设备的技术要求。
(2) 熔断器的校验：熔断器还应进行断流能力的校验。
①限流式熔断器：由于限流式熔断器能在短路电流达到冲击值之前完全熄灭电弧，所以有：Ioc ≥ I″(3)
Ioc 为熔断器的最大分断电流；I″(3) 为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流有效值。
②非限流式熔断器：由于非限流式熔断器不能在短路电流达到冲击值之前熄灭电弧，所以有：Ioc ≥ Ish(3)
Ish(3) 为熔断器安装地点的三相短路冲击电流有效值。
例5-4：一台Y160L-2型电动机，其额定电压380V，额定容量18.5kW，额定电流为35.5A，起动电流倍数为7。现拟采用BLV型导线穿焊接钢管敷设。该电动机采用RT10型熔断器作短路保护，短路电流 Ik(3) 最大可达到13kA。试选择熔断器及其熔体的额定电流，并选择导线截面和钢管直径。
解：1.选择熔体及熔断器的额定电流
IN·FE ≥ I30 = 35.5A
IN·FE ≥ K·Ipk = 0.3×(35.5×7) = 74.55A
注：源文件此处写为 0.3×35.6×7，其中 35.6 实为电动机额定电流 35.5A，本页按 35.5A 计算。
因此，查表可选 RT0-100 型熔断器，其熔体额定电流 IN·FE=80A，熔断器额定电流 IN·FU=100A。
2.校验熔断器的断流能力：查表可知 RT0-100 型熔断器 Ioc=50kA > I″=13kA，因此该熔断器的断流能力是足够的。
3.选择导线截面和钢管直径：按发热条件来选择导线截面，通过查表可知 A=10mm² 的 BLV 型铝芯塑料线三根穿钢管时，
Ial=41A > I30=35.5A，满足发热条件；相应地选钢管 G 直径为 20mm。
按机械强度，查表可知，穿管铝芯线最小截面为 2.5mm²，现 A=10mm²，满足机械强度的要求。
4.校验导线与熔断器保护的配合：假设该电动机安装在一般车间内，熔断器只作短路保护用，现在 IN·FE=80A < 2.5×41=102.5A，因此满足配合的要求。
5.前后熔断器之间的选择性配合：前后熔断器的选择性配合，指的就是在线路发生故障时，靠近故障点的熔断器最先熔断，切除故障部分，从而使系统的其它部分迅速恢复正常运行。
前后熔断器的选择性配合，按它们的保护特性曲线来校验。
如果对于 FU1 有：t1′ = 0.5·t1；而对于 FU2 有：t2′ = 1.5·t2。
本页给出按两根熔断器保护特性曲线（安秒特性）校验选择性的方法。
为了满足选择性，从而有：t1 > 3·t2
如果不用熔断器的保护特性曲线来检验选择性，则一般只有使前一熔断器的熔体电流大于后一熔断器熔体的电流 2～3级以上，才有可能保证动作的选择性。
二、低压断路器保护
1.低压断路器在低压配电系统中的配置
(1) 单独接低压断路器或加装刀开关的方式：本页给出一台变压器、两台变压器及低压配电出线的配置方案。
(2) 低压断路器与接触器配合的方式：短路保护由低压断路器承担，控制电器及过负荷和失压保护由接触器承担。
(3) 低压断路器与熔断器配合的方式：由熔断器承担短路保护，低压断路器承担过载保护，接触器承担频繁操作的控制。
(3) 短延时过流脱扣器动作电流和动作时间：动作时间为 0.2s、0.4s、0.6s 三个等级。
2.低压断路器过流脱扣器的选择和整定
Ipk—线路的尖峰电流。
(4) 长延时过流脱扣器动作电流和动作时间：Iop(l) ≥ Krel·I30，Krel—可靠系数，取1.1；动作时间为1～2小时。
3.低压断路器热脱扣器的选择和整定
3.低压断路器过电流保护灵敏度的校验：为了保证低压断路器的瞬时或短时过流脱扣器在系统最小运行方式下在其保护范围内发生最轻微的短路故障时能可靠动作，低压断路器保护的灵敏度必须满足如下条件：
Sp = Ik·min/Iop ≥ 1.5
Ik·min—低压断路器保护的线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流（对于中性点直接接地的系统），两相短路电流（对中性点不接地的系统）。
4.低压断路器的选择和校验
(1) 低压断路器的选择：
(2) 断流能力的校验：
其中 Ioc 为低压断路器的最大分断电流。
5.低压断路器的选择性配合
Kol—绝缘导线和电缆的允许短时过负荷系数：对于瞬时和短延时过流脱扣器取4.5；对长延时过流脱扣器，作短路保护时取1.1；只作过负荷保护时取1。Ial—绝缘导线和电缆的允许载流量。
例5-4：一条380V动力线路，I30=120A，Ipk=400A；此线路首端的 Ik(3)=8.5kA；当地环境温度为+30℃。试选择此线路的BLV型导线的截面、穿线的塑料管直径及线路上装设的DW10型低压断路器及其过流脱扣器的规格。
解：1.选择低压断路器的规格
查表知 DW10-200 型低压断路器的过流脱扣器额定电流为 IN·OR=150A > I30=120A。设瞬时脱扣器电流整定为3倍，于是 Iop(0) = 3×150 = 450A
Krel·Ipk = 1.35×400 = 540A > Iop(0)=450A，不满足要求，因此将脱扣器的额定电流增大到200A，此时 Iop(0) = 3×200 = 600A > 540A，满足要求。
校验断流能力：由查表可知所选低压断路器 Ioc=10kA > Ik(3)=8.5kA，满足要求。
2.选择导线截面和穿线管直径
注：源文件此处断流校验写为 Ioc=10kA > Ik(3)=8.4kA，与题面给出的 8.5kA 略有出入，本页按题面 8.5kA 列出。
查表可知，按环境温度30℃选择 A=70mm² 的BLV型导线，其允许载流量 Ial=121A > I30=120A，故满足发热要求。
校验导线机械强度：查表可知，最小截面为25mm²，而现导线70mm²，满足要求。
3.校验导线与低压断路器保护的配合：上面已初步选择 A=70mm² 的导线，而 Iop(0)=600A，而 4.5·Ial=4.5×121=544.5A，不满足配合要求。故将导线截面增大为 95mm²，满足配合要求，相应的塑料管直径改为 65mm。这时 Ial=147A，4.5·Ial=4.5×147=661.5A > Iop(0)=600A。
5.5 电气设备的防雷与接地
一、过电压与防雷
过电压：是指在电气设备上或线路上出现的超过正常工作要求的电压。
1.雷电现象与危害：雷电过电压（大气过电压）有两种形式：
(1) 直接雷击（直击雷）：雷电直接对建筑物或其他物体放电，其过电压引起强大的雷电流通过这些物体入地，从而产生破坏性很大的热效应和机械效应。
(2) 感应过电压（感应雷）：雷电对设备、线路或其他物体的静电感应或电磁感应所引起的过电压。
2.防雷装置
(1) 接闪器：接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属杆，称为避雷针；接闪的金属线，称为避雷线，或架空地线；接闪的金属带、金属网，称为避雷带、避雷网。
所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连。
(2) 避雷器：避雷器是用来防止雷电产生的过电压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。
3.防雷措施
(1) 架空线路的防雷措施
架设避雷线：这是防雷的有效措施，但造价高，因此只是在 63kV 及以上的架空线路上才沿全线装设，而 35kV 线路一般只在进出变电所的一段线路上装设，10kV 及以下线路上一般不装设。
(2) 低压架空线路上的防雷措施：对低压架空线路遭雷害的事故，运行经验表明，在多雷区，当变压器采用Yyn0接线时，宜在低压侧装设一组阀式避雷器或保护间隙；对重要用户，宜在低压线路进入室内前50m处，安装一组低压避雷器；一般用户可在低压进线第一支持物处，装一组低压避雷器。
(3) 变电所的防雷措施：为了防止直击雷，变电所一般采用避雷针进行保护，为了防止雷电侵入波，一般在高压侧装设阀式避雷器或保护间隙。
(4) 高压电动机的防雷措施：高压电动机应采用FCD型磁吹阀式避雷器或采用具有串联间隙的金属氧化物避雷器。若电动机中性点有引出线，则在中性点装设避雷器。
注意：避雷器的接地端应与电动机外壳连接在一起。这是为了防止在冲击波和雷电流通过时造成反击，使得避雷器引下线的对地电位施加在电动机主绝缘上。
二、电气装置的接地
1.接地装置
(1) 接地和接地装置：
本页给出接触电压与跨步电压的示意图。跨步电压：在接地故障点附近，两脚之间（跨距一般取0.8m）的电位差，离接地点越近跨步电压越大。
2.接地的种类
3.低压配电系统的接地型式分类：
低压配电系统按保护接地的型式来分，可以分为：
(1) TN系统：其电源中性点直接接地，其中所有用电设备的金属外壳接公共的保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。这种接公共PE线或PEN线的方式，通称为“接零”。如果系统中N线与PE线全部合为PEN线，则此系统称为 TN-C系统；如果系统中的N线与PE线全部分开，则此系统称为 TN-S系统；如果系统中前一部分N线与PE线合为PEN线，而后一部分N线与PE线全部或部分分开，则此系统称为 TN-C-S系统。
TN系统的注意事项：
(2) TT系统：其中所有用电设备的外壳都是经各自的PE线分别直接接地，各自的PE线之间互不相连。发生单相碰壳故障时设备外壳漏电，回路电流受到接地电阻的限制，一般不足以使线路过电流保护装置动作。
(3) IT系统：其电源中性点不接地或经高阻抗接地（约1000Ω），所有用电设备的外壳都是经各自的PE线分别直接接地。
4.接地故障保护
接地故障保护又称单相接地保护，其动作电流和动作时间应满足以下要求：
(1) 接地故障保护的动作电流：接地故障保护的动作电流 Iop(E)，应保证发生单相接地故障时，故障设备的外壳上可能出现的最大对地电压（接触电压）不应超过安全电压值，即 UE ≤ 50V。
(2) 接地故障保护的动作时间：接地故障保护的动作时间 top(E)，一般要求不宜大于 5s。
①对于配电干线或给固定式电气设备供电的回路，采用三相四线制，有公共PE线或PEN线，其保护动作时间 top(E) ≤ 5s；
②对于给手握式和移动式设备供电的末端回路，保护动作时间 top(E) ≤ 0.4s；
③对于TT系统和IT系统，接地故障保护的动作电流 Iop(E) ≤ 3·UE·N/(2·Zφ-PE)，保护动作时间 top(E) ≤ 0.4s。
IT系统的接地故障保护：对IT系统的接地故障，可采用绝缘监视装置，或漏电电流保护装置作接地故障保护；
IT系统第一次接地故障的保护动作电流为：Iop(E) ≤ 3UE·N/(2Zφ-PE)
5.漏电断路器：漏电断路器又称漏电保护器、触电保护器，是一种在规定条件下，当漏电电流达到或超过给定值时便能自动断开电路的一种开关电器或保护电器，由零序电流互感器（检测元件）、脱扣器（判别元件）与开关装置（执行元件）组成。
漏电断路器装设场所的选用原则：
三、接地装置的装设
1.自然接地体的利用：接地装置的装设一般应首先利用自然接地体，以节约投资。可作为自然接地体的有：
注意：用来作为自然接地体的必满足热稳定的条件。
2.人工接地体的装设：人工接地体分垂直接地体与水平接地体。所采用的钢材一般有钢管、角钢和圆钢，其埋入地下深度一般不小于 0.6m，也不能小于当地冻土层的深度。
3.接地线的布置与选择
人工接地线一般采用钢质扁钢或圆钢，只有当采用钢质线施工困难时，或移动式电气设备和三相四线制照明电缆的接地芯线，可采用有色金属作人工接地线。但禁止使用裸铝导线作接地线。
自然接地线：建筑物的金属结构，生产用的金属结构，配线的钢管，电缆的铅、铝包皮，上下水管道等，但可燃、可爆的金属管道禁止用作自然接地线。
四、接地电阻的计算与测量
一般要求：
(1) TT系统和IT系统中，当接地故障保护的动作电流 Iop(E) 符合要求时，其保护接地电阻 RE 应符合：RE ≤ 50/IE
(2) 当配电线路装设漏电断路器时，其额定不动作电流为30mA，则其保护接地电阻 RE ≤ 1667Ω（一般取 RE ≤ 100Ω）。
接地电阻按其通过电流的性质分为：
接地装置的接地电阻，按其存在的区域分：
1.自然接地体接地电阻的计算：自然接地体的接地电阻计算一般按经验公式计算。
2.人工接地体接地电阻的计算：
单根垂直管形接地体的接地电阻：RE(1) ≈ ρ/l
单根水平带形接地体的接地电阻：RE(1) ≈ 2·ρ/l
式中 ρ 为土壤电阻率，l 为接地体长度。
水平射线接地体的接地电阻：RE(1) ≈ (2ρ/l)·(1+ln(l²/(hd)))
n根垂直接地体通过扁钢并联时，由于屏蔽效应的影响，总的接地电阻 RE 为：RE = RE(1)/(n·ηE)
ηE—接地体的利用系数，一般取0.65～0.8。
环形接地网的接地电阻：RE = ρ/(2π²·D)·ln(8·D/d) + ρ/(2π·L)·ln(16D/d)
式中 D 为环形接地网的直径；d 为接地体直径；L 为水平接地体总长度。
3.冲击接地电阻的计算：冲击接地电阻与工频接地电阻的关系一般是：Rsh = α·RE
α—冲击系数，一般小于1。冲击接地电阻一般要求不大于 10Ω。
冲击系数 α 与接地体型式、土壤电阻率以及冲击电流幅值有关，一般取值为：
具体数值应通过查表或计算确定。
总接地电阻：如果采用自然接地体不能满足要求时，可装设人工接地体与自然接地体并联，但总接地电阻应按并联公式计算：
1/RE = 1/RE(自然) + 1/RE(人工)
注意：如果自然接地体与人工接地体之间有相互屏蔽影响，则应考虑利用系数。
4.降低接地电阻的措施：在土壤电阻率较高的地区，可采取以下措施降低接地电阻：
5.接地电阻的测量：接地电阻的测量方法一般有：
测量应在土壤电阻率最大的季节（一般是最干燥的月份）进行。
五、漏电电流保护器
漏电电流保护器又称剩余电流动作保护器（RCD），按其动作原理可分为电压型和电流型两大类，按其动作时间可分为快速型、延时型。
主要技术参数：额定漏电动作电流 IΔn、额定漏电不动作电流 IΔn0、漏电动作时间。一般手握式设备为 15mA、快速型，环境恶劣场所为 6～10mA，防电气火灾为 300mA。
额定漏电动作电流系列为：6mA、10mA、15mA、30mA、50mA、(75)mA、100mA、(200)mA、300mA、500mA。
漏电保护器的动作时间：快速型 ≤ 0.1s，延时型为0.2～1s。
漏电保护器的选用还应考虑与线路和设备的正常泄漏电流相配合，一般漏电保护器的额定不动作电流应不小于线路和设备的正常泄漏电流最大值的2倍。
六、电气安全与触电急救
1.电气安全措施：保证电气安全的技术措施主要有：停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏（围栏）。
2.电气安全用具：分为绝缘安全用具和一般防护安全用具。绝缘安全用具又分为基本安全用具（绝缘杆、绝缘夹钳、验电器）和辅助安全用具（绝缘手套、绝缘靴、绝缘垫、绝缘台）。
3.触电急救
4.电气装置的防火：电气火灾的原因主要有短路、过载、接触不良、漏电、电热器具使用不当等。
带电灭火应使用二氧化碳、1211、干粉等不导电灭火剂，不能使用泡沫灭火器或水；人体与带电体之间应保持安全距离。充油设备着火时应设法排油。
本章小结
作业
本章小结中列出的复习要点，请结合下列问题复习本章内容，并对相关章节进行归纳整理。
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}