接地安全论文

第一篇：接地安全论文

《电气安全技术与接地》

课程论文

摘 要

雷电是十分常见的自然现象，地球上任何时候都有雷电活动。据统计，地球上每天发生800余万次的电闪雷鸣，几乎每秒有100次，每年因为雷击导致直接经济损失约10亿美元，3000以上的人员死亡。雷电以极大的破坏力给人类和社会带来了灾难。有效的防雷对建筑有了很大的必要性。防雷一直是世界各国关注的课题。建筑物防雷接地包括外部防雷和内部防雷两大部分。外部防雷保护通过外部防雷装置吸引雷电并尽快将雷电流引入地中安全泄放。外部防雷包括保护接闪器、引下线和接地装置。内部防雷主要包括等电位连接、安装SPD浪涌保护器及综合布线等，也就是通过这几部分防止雷电和其他形式的过电压侵入设备中造成的毁坏。对直击雷采取的避雷网的保护方式。

关键词：防雷；建筑物；接地 建筑物的防雷装置和防雷接地网

1.1 防雷装置

要防止雷击火灾比喻首先认清与火灾有关的雷电效应。雷电的特点主要是电压高，电流大瞬间可产生极大的能量造成火灾。

（1)外部防雷装置和内部防雷装置

外部防雷包括保护接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器有三种形式：避雷针、避雷带、避雷网，它位于建筑物的顶端，其作用是引雷或者是截获雷电。即把雷电流引下。引下线上与接闪器相连，下与接地装置相连，它的作用是把接闪器截获的电流引至接地装置，接地装置位于地下一定的深度之处。它的作用是使雷电流顺利地流入大地中。内部防雷装置的作用是减小建筑物内的雷电流和产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压二次雷害。内部防雷装置包括等电位连接设施、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理的布线和内部良好的接地措施。就防火而言，只有外部防雷装置，没有内部防雷装置，建筑物的完全是没有保证的。因为接闪装置接闪后，其引下线周围的感应范围较大，导体与导体之间如果处理不当，极易产生火花放电，引燃附近的易燃物，造成火灾。

（2）雷电电磁脉冲

随着现代科技的进步，电子技术已经渗透到各行各业中。建筑物内的电子设备也越来越多。这些电子设备也越来越敏感，遭受雷电电磁脉冲的干扰已成为建筑物的电子设备内内电子设备的突出事故。1.2 防雷接地网

（1)防雷接地网分类

目前一般钢筋混凝土结构的建筑物，防雷接地网分为基础接地网和均压环接地网，一般来讲基础接地网是利用土建钢筋主筋（2根）通过焊接Φ14圆钢跨接钢筋保证主筋不间断并形成闭环，下与乘台基础桩筋焊接连接，30米以上建筑物每层做均压环，做法与基础接地网同并与纵向柱主钢筋焊接贯通，在没有设置专用避雷针时采用镀锌圆屋面墙贯通一道闭环，并与混凝土内预留接地引下线贯通形成整个建筑体系的防雷接地系统，至于引下线的数量根据图纸要求和建筑物防雷等级定，一般要求接地电阻值不大于1Ω的为二级以上建筑物，普通民用工程为4～１０Ω，接地体(线)的焊接接地体(线)的焊接应采用搭接焊，其搭接长度必须符合下列规定：

一、扁钢为其宽度为2 倍(且至少3 个棱边焊接)。

二、圆钢为其直径的6 倍。

三、圆钢与扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6 倍。

四、扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时，为了连接可靠，除应在其接部位两侧进行焊接外，并应焊以由钢带弯成的弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)与钢管(或角钢)焊接。“避雷网柱主筋与圈梁钢筋焊接”，意思是：连接了屋面避雷网的柱子的主筋应与该建筑基础的地圈梁钢筋连接，作用是保证屋面防雷接地的良好。“利用圈梁钢筋均压环敷设”，意思是：把建筑每层的圈梁钢筋焊接形成电气通路，再与柱子的主筋相连，作用是防止侧击雷的发生。建筑电气规范规定，高于30米的建筑，7层开始，每三层应做均压环敷设。(2)接地跨接线

接地跨接线是指接地母线遇有障碍(如建筑物伸缩缝,沉降缝等)需跨越时相连接的连接线,或利用金属构件,金属管道作为接地线时需要焊接的连接线；常见的接地跨线有伸(沉降)缝、管道法兰、吊车钢轨接地跨接线等,计算工程量按“处”为单位。接地跨接线适用于：霹 雷 网（针）和 引下 线连接；易燃气体管法兰之间的连接；接地线和金属体的连接；焊接接地螺栓等。防雷接地应该形成一个闭和回路后接地，在断线处应采用接地跨接线，凡用螺栓或铆钉连接的接地网中的地方，都应焊接接地跨接线，跨接线一般采用扁钢和圆钢。等电位箱和局部等电位箱的箱内连接套接地跨接*0.5系数，箱体再单独套定额，局部等电位箱应套接线盒安装子目，总等电位箱套接线箱安装子目。接地跨接线是指接地母线遇有障碍(如建筑物伸缩缝,沉降缝等)需跨越时相连接的连接线,或利用金属构件,金属管道作为接地线时需要焊接的连接线；常见的接地跨线有伸缩(沉降)缝、管道法兰、吊车钢轨接地跨接线等,计算工程量按“处”为单位。标准的楼房接地一般采用综合接地（防雷接地与设备接地共用接地装置），要求接地电阻值小于1欧姆。

2.建筑防雷接地存在问题

2.1 土壤电阻率

在设计建筑物防雷接地系统没有测试土壤电阻率，Ϊ的大小对设计接系统有不同的要求,特别对高土壤电阻率场地，不能按常规设计要求。住楼建在山坡上，土壤电阻率较大，平均值652m按设计要求接地电阻≤1.0Ω，接地电阻经多次要求整改都达不到设计要求，结果延缓施工进度。

2.2 基础接地体

利用建筑物本身的金属体作为防雷接地的基础接地体如建筑物所在的土壤电阻率4008#m以下地区，其防雷接地装置按常规电器装置标准设计和施工是比较理想。但有的建筑物在山区或半山区，其地质构造多为砂石或风化岩，土壤电阻率高达10004～0008#m。此时按常规设计，已很难达到规范要求，有的地区甚至无法施工。监督检测发现：延长接地体外引法，施工中只做水平接地体，引线(规范规定截面积不小于100平方毫米)成了建筑物防雷的生命线，一旦引线被腐蚀损坏或机械损坏，未被及时发现和修复，建筑物防雷接地系统就无保障。2.3 环形水平接地体

设计普通建筑物，不管地梁深度是否达到自然接地体要求，或者不管建筑物所在地区土壤电阻率大小，都在基础外围敷设环形水平接地体。这种设计水平接地体方法有时起不到防雷接地效果，有时多设成浪费。建筑防雷接地合理设计

3.1 实地勘测

在设计前要对所建建筑物环境、地貌进行实地勘测，明确建筑物所处的地理位置，测量土壤电阻率。按勘测实际地理位置审核防雷类别设计，对于空旷孤立建筑物应提高防雷类别。3.2 根据土壤电阻率设

防雷接地有不同接地统设计要求特别对5008#m以上要有特殊要求，光靠基础接地极和增设人工接地极是达不到要求的，必须采取降低接地电阻的常用措施：换土；采用降阻剂；深埋接地级；深井接地； 3.3 基础接地体的分析与应用

基础接地体就是利用各种形状的钢筋砼基础中的钢筋网作防雷接地装置当建筑物遭受雷击时该装置起散流电阻作用。这一设计思想在20世纪60年代提出以来，已在国内外的一些高层建筑中得到应用并写入有关规范中。到目前为止该理论也逐渐在工业和民用建筑物中被广泛应用。有人做过实测，埋在干燥土壤中的钢筋砼电阻率为5001～300Ωm，但在潮湿土壤中此值还不到200Ωm。所以地梁在地表面就起不到低电阻率标准。另外在高土壤电阻率地区，基础接地体也达不到接地电阻标准，就必须采用环形等电位接地体。3.4 钢筋混凝土机理与合理布置

环形接地体当地梁深度达到自然接地体深度(h>50cm)要求，且Ϊ较小，无需设

计环形水平接地如需要设计环形水平接地体，则埋入混凝土中，但混凝土浇注不好钢接地体也会腐蚀，尤其接地体外引部位。总结

利用避雷网已经能够满足内外防雷装置的需求，应该继续发展避雷网接地技术。微机设备进入建筑物中，很容易受到雷电电磁脉冲的影响。在防雷技术方面也应该侧重于内部防雷。同时收集雷电事故信息，研究雷击规律也是非常重要的工作。须有较精确的统计数字和较详细的描述并进行及时的总结，以便为研究提供真实可靠的数据。

参考文献

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［3］刘众喜．民用建筑的防雷与接地问题探析[J]．企业技术开发，2013，14：26-28 ［4］普有云．浅谈等电位接地的问题[J]．中国广电技术文萃，2014，03：101-108 ［5］《建筑物防雷设计规范》GB50057-1995 ［6］董国民．智能建筑的一体化系统集成[C]．第九届全国电气自动化电控系统学术年会论文集．北京：机械工业出版社，1998：418～423 ［7］苏邦扎，崔秉球等．雷电与避雷工程［M］．中山大学出版社，1996 ［8］曾永林接地技术［M］．水利电力出版社，1979 ［9］潘忠林，现代防电技术．电子工业出版社，1997 ［10］防雷接地技术标准规范汇编．2001版

第二篇：关于防雷、接地和电气安全的研究论文

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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题

目：关于防雷、接地和电气安全的研究

学习中心： 奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 年 春/秋 季 学 号： ***3 学 生： 赵斌 指导教师： 完成日期： 年 月 日

关于防雷、接地和电气安全的研究

内容摘要

雷电现象是我们日常生活中较为常见的一种自然现象，但是雷电现象极具破坏性，对人民生命财产造成了严重的威胁。近几年，随着社会经济的发展，高层建筑物数量、建筑电气设备明显增多。此外，越来越多的用户对网络和室内电气设备过度依赖，这些原因导致建筑物雷电灾害发生机率逐渐上升。因此，加强对行电气设备的防雷、接地的研究尤为必要。

关键词：防雷；接地；电气安全

I

关于防雷、接地和电气安全的研究

目 录

内容摘要...........................................................................................................................I 1 绪论............................................................................................................................1

1.1 课题的背景及意义........................................................................................1 1.2 防雷接地保护的重要性................................................................................1 1.3 防雷接地保护的研究现状............................................................................2 1.4 本文的主要内容............................................................................................3 2 变电站高压电力装置防雷技术................................................................................4

2.1 引言................................................................................................................4 2.2 雷电参数特性................................................................................................4 2.3 变电站防雷技术措施....................................................................................5 3 接地与屏蔽................................................................................................................7

3.1 防雷接地........................................................................................................7 3.2 屏蔽和等电位连接........................................................................................8 4 结

论......................................................................................................................9 参考文献........................................................................................................................10 附

录..........................................................................................错误！未定义书签。

II

关于防雷、接地和电气安全的研究 绪论

1.1 课题的背景及意义

变电站是电力系统的重要组成部分，变电站发生雷击事故，将造成大面积停电，会对电网造成较大的危害。近年来，随着我国电力变电站实现综合自动化，不仅为变电站实现无人值守和配电网实现自动化奠定了基础，而且也为供电部门提供更安全、经济、可靠和高质量的电能创造了条件，这就更加要求防雷接地措施必须十分可靠。在变电站的设计过程中，保护变电站的设备安全，提高其供电可靠性，优化防雷接地设计方案，加强变电站的防雷接地安全措施，最大程度的减少雷击事故发生，有着极其重要的意义。

1.2 防雷接地保护的重要性

遭受雷击的途径:一是雷直击于变电站的设备上;二是各类架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入到变电站。

根据入侵的途径，防雷措施对策一般可分为:(1)阻止雷电波的进入;(2)利用保护装置把雷电波导入到接地网中。

防雷保护措施要根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点等，选择安装适宜的保护装置。现代防雷工程的防雷对象扩大了，防雷措施增加了，防雷设计的方法也在不断发展。

变电站实现综合自动化是传统变电站二次系统的重大变革，其装置形式、功能配置以及操作方法都发生了根本性变化。利用多台微机和大规模集成电路装置组成的自动化系统，可用于控制、监测、保护、通信等等。但是，由于这类装置使用了超大规模集成电路，运行电压只有数伏、信号电流仅为微安级的微机装置，相比于传统的电磁式的各类保护装置，设备的耐热性能要差，对尖峰脉冲的耐受 能力比较脆弱，特别是雷击过电压的暂态冲击会通过变电站的电源线引入，从而引起瞬态过电压，如果不经处理，就会引起二次设备的损坏。

同时，接地是避雷技术很重要的环节，变电站接地系统的合理与否，是直接采用关系到人身和设备安全的重要问题。不管是直击雷、感应雷或其它形式的雷，采用何种类型的防雷设备，都要求将雷电流尽快通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。随着电力系统规模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对

关于防雷、接地和电气安全的研究

地网的结构、使用寿命等提出了较高的要求。

1.3 防雷接地保护的研究现状

当雷电直接击中电力系统的导线部分时，会产生极高的雷电过电压，任何电压等级的设备绝缘都会难以耐受。变电站对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电站进线段一定距离内架设避雷线，吸引雷电击向自身，减低雷击点的过电压，通过良好接地的装置，将雷电流迅速泄入大地。

避雷针大大增加雷击概率，这使得依附于一次设备的，目前正在大量更新的保护、监控、通信等二次设备遭受雷击的概率大大增加，损坏方式也多种多样，从而给电力生产带来很大的损失。这些二次设备防感应雷基本上靠机壳和内部元件本身，可靠性较低。当雷击使高压线路引入雷电波时，往往影响到变电站的整个低压电源系统、通信系统，导致低压电源系统中绝缘薄弱设备的某些元件损坏，如设备的电源模块，计算机监控系统等，一旦被波及往往造成接口元件击穿或烧坏。接地起着维持正常运行、保护、防雷、防干扰等作用。当接地不规范时，雷电电磁脉冲容易引起接地点之间电位差，产生的电磁场干扰二次设备的运行，严重时会损坏设备内部的电子回路。接地电阻不合格，雷电引起的地电位升高，也会通过设备的接地线引入二次设备中，损坏设备的插件。所以，各接地网间必须通过合理布置接地线，等电位连接、屏蔽及装置本身的电磁兼容防护来解决设备的安全问题。

1.3.1 关于防雷接地和电器安全的国内外技术

近来年，国内进行了另一种人工影响雷电的实验。其做法是：在雷雨云到达成熟阶段之前，用高射炮、火箭等运载工具把大量的金属针粉或裹着铝箔的尼龙纤维（每条纤维长10厘米）投掷到云中去。这些导电性能良好的粉剂投入云中后，可以 大大地改善云的导电性能，从而起到分散云中电荷的作用。云中不能形成电荷中心，也就减少了产生雷电的可能性。

此外，人工影响对流云的方法也被用来抑制雷电的发生。如果能在雷雨云形成之初就往云中播撒大量的人工冰核（碘化银），使的云中的过冷水滴提前冻结成冰晶，并从云中掉下来，从而减少雷电的发生。大量的对比实验表明，播撒了碘化银的云，'云－地'闪电的次数比不播撒的云减少了66%。

关于防雷、接地和电气安全的研究

利用激光改变雷电走向，是日本专家们最近的又一新成果。它使引雷技术向实用化迈进了一大步。这种技术是通过反射镜将激光射向雷雨云，在空气中形成电流容易通过的高温等离子体通道，将雷电引向避雷塔。

美国科学家发明的'雷电消除器'则非常适用于多雷地区，现已获得专利。这种'雷电消除器'制作十分简单：几百根钢筋竖立在插进土壤中的空心大口径金属管上 面的切口中。它看上去很像避雷针，只是分散在一定的面积上，但它的作用机理与避雷针完全不同。它防止的不是雷电本身，而是不可见的雷电驱波，即所谓使大气击穿的静电放电。

俄罗斯专家则研制出一种能及时预报雷电的警报仪。这种仪器能自收集在半径25公里范围内大气层的电学数据，进而判断雷电发生的地点和强度。3-5公里的范围内及时发出警报。这对于正在高处施工的建筑工人和高压输电线的修理工人来说，不失为理想的'空中保护神'。

1.4 本文的主要内容

作为一个研究领域，有关防雷、接地和电气安全有很多需要研究的问题。全文共分为三章，各章内容简介如下：

第一章绪论，简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状，介绍论文的主要内容；

第二章变电站高压电力装置防雷技术； 第三章接地与屏蔽；

在电力系统中大气过电压严重影响电力系统的正常运行，而大气过电压产生的根本原因，是雷云放电引起的。因此要注意电气设备的防雷。在日常生活中为了防止人体触电，电气设备必须有良好的接地装置，用以保护电气设备及防止人体触电事故的发生。化工厂生产的原料和产品大多数是易燃物的物质，如氢气、一氧化碳、氨气、甲烷和乙炔等，其生产过程一般是高温、高压操作，这些都是形成着火和爆炸的条件。因此防爆在化工企业具有特别重要的意义。必须采取措施，防止由化工厂共配电电气设备和线路引起爆炸或火灾事故或火灾事故。因此，供电系统的注意防雷接地及电气安全。

关于防雷、接地和电气安全的研究 变电站高压电力装置防雷技术

2.1 引言

建筑物的防雷设计要因地制宜地采取防雷措施，目标是要防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，同时做到安全可靠、技术先进、经济合理。要在认真调查被保护物周围的地理、地质、土壤、气象、环境等条件，了解雷电活动规律及其特点的基础上，仔细研究防雷装置的形式及其布置。建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。各类防雷建筑物都必须采取防直击雷和防雷电波侵入的措施，对于第一类防雷建筑物和部分第二类防雷建筑物还要采取防雷电感应的措施。变电站一般为第二类防雷建筑，本文以第二类防雷建筑要求，进行防雷设计。

2.2 雷电参数特性

雷电是一种自然现象，它释放出的巨大能量，有极强大的破坏能力。而且雷电发生的随机性很大，关于雷电特性的各个参数需要通过大量实测，数据统计后才能确定，防雷保护设计的依据来源于这些实测数据。2.2.1 雷电流幅值及分布概率

雷电流幅值是指物体遭到直接雷击时，经过接地电阻，被击物体中雷电流的最大值。它是表示雷电强度的指标，也是产生雷电过电压的根源，是最重要的雷电参数。

2.2.2 雷电流波形和极性

雷电流对电气设备绝缘的危险程度同雷电流波头(波前时间)陡度的大小有关。雷电流的幅值和波前时间决定了它的陡度，雷电流的陡度是指其波前随时间上升的变化率。根据实测统计，对于中等强度以上的雷电流，其波头(波前时间T。)大多为1一5拼s，平均为2.6尽s。雷电流是单极性的脉冲波，75%~90%的雷电流是负极性的。2.2.3 雷暴日

雷暴日是一年中有雷电的天数。可表征不同地区的雷电活动频繁程度，统计雷暴的严重程度。

地区雷暴日等级可根据年平均雷暴日数来划分。一般可划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区。少雷区是指年平均雷暴日在20天及以下的地区;多雷区是指年平均雷暴日大于20天但不超过40天的地区;高雷区是年平均雷暴日大于40

关于防雷、接地和电气安全的研究

天，不超过60天的地区;强雷区是年平均雷暴日超过60天以上的地区。2.2.4 落雷密度

地面落雷密度是表征雷云对地放电的频繁程度。线路受雷密度是以线路受雷宽度为避雷线(有避雷线的线路)或导线(无避雷线的线路)的平均悬挂高度的4倍进行计算。

2.3 变电站防雷技术措施

当雷电直击在物体上，产生电磁效应、热效应和机械力对物体造成危害的现象，称为直击雷。直击雷产生的过电压幅值可高达数十万伏，有的达到数百万伏，这是任何电压等级的电力设备绝缘都不能耐受的。所以需要安装直击雷防护装置，而防护直击雷最常用的措施是装设避雷针或避雷线。2.3.1 直击雷的防护措施

避雷针(线)是接地的导电物，一般高于被保护物体，它们的作用就是将雷电吸引到自己身上，安全并迅速地导入地中。避雷针通过自身的高度，在其尖端的高突处形成电场的畸变，在雷云电场的作用下，当尖端的电场强度大于空气电离场强时，开始电离空气，形成迎面先导，并与雷云的雷电先驱相遇，完成雷击过程。为了使雷电流能够顺利下泄，必须有良好的导电通道。因此，避雷针(线)的基本组成部分是接闪器(引发雷击的部位)、引下线和接地体。2.3.2 防雷电波侵入的措施

避雷器实质上是一种放电器(或称限压器)，并联在被保护设备附近。避雷器的击穿电压要比被保护设备的低。当线路上传来的过电压超过避雷器的放电电压时，避雷器会先行放电，把入侵波导入大地，限制设备上的过电压，避免电气设备绝缘遭击穿损坏。当入侵波消失后，避雷器又能够自行恢复绝缘能力，防止工频接地短路事故的发生。

为了使避雷器达到预期的保护效果，必须正确选择和使用避雷器。避雷器的基本要求:

1、避雷器与被保护设备之间应有合理的伏秒特性的配合，在被保护物可能击穿以前，避雷器就已发生动作，将过电压波截断，从而起到可靠的保护作用。工程上常用冲击系数。来反映伏秒特性的形状。冲击系数a是指冲击放电电压与工频放电电压的比值，其比值越小，伏秒特性越平直，一般希望它接近于1。因此，应选用冲击系数小的避雷器作为电气设备的保护装置。

2、当瞬间的雷电过电压消失后，避雷器能自行截断工频续流、恢复绝缘强度，关于防雷、接地和电气安全的研究

保证电力系统能够继续正常运行。2.3.3电力装置的防雷技术

3、具有一定通流容量，且其残压应低于被保护设备的冲击耐压值。现行防雷技术特点。现行过电压保护规范GBJ64－83和电力行标准DL/T620－1997（以下简称规范和标准）对高压电力装置的防雷保护规定，线路上装设保护间隙或管型避雷器，对各类电气设备装设阀型避雷器。这表明现行防雷技术的特征是“在电力系统中各种防雷器件，不分优劣兼容并用，实际使用以碳化硅避雷器为主”。其保护模式是系统中保护间隙或管型避雷器、阀型避雷器并用，其技术水平是只注重雷电幅值限压保护，有防雷保护功不完全，保护性能不完善等缺点或隐患，技术水平落后，其技术政策是容许使用原始的落后的防雷器件。应认识到使用原始的落后的防雷器件就是容许和保护落后技术，必然会制约和阻碍系统的防雷技术发展提高。改革、发展、进步是新世纪时代科学技术发展趋向，历史时代前进主流。因此现行防雷技术有必要技术改革，改革其落后的防雷保护模式，提高其防雷技术水平，促进其防雷技术政策现代化。

关于防雷、接地和电气安全的研究 接地与屏蔽

接地是给电路或系统提供一个参考的等电位点或面，为电流流入大地提供一条低电阻(或低阻抗)路径。接地是防雷技术中最重要的环节，不管是直击雷、感应雷，或者是其他形式的雷击，最终都是把雷电流导入大地。因此没有合理而良好的接地措施是不可能可靠防雷的。

3.1 防雷接地

3.1.1 防雷接地的基本要求

防雷接地的主要作用是利用各类接地极把雷电流快速、顺利地泄放到大地 中，从而达到保护人身和电气设备安全，设备正常运行的目的。

防雷工程的一个重要的方面是接地以及引下线路的布线工程，整个工程的防雷效果甚至防雷设备是不是起作用，都取决于此，所以必须认真、系统地研究。3.1.2 接地电阻

大地是个导体，当其中没有电流流通时是等电位的，可以认为大地具有零电位。如果地面上的金属物体与大地牢固连接，在没有电流流通的情况下，金属物体与大地之间也是等电位的，该金属物体就具有了大地的零电位，这就是接地。

当雷电流通过接地极进入大地时，接地极附近土壤中的电流密度J很大，接地体周围的土壤就被击穿。在这种情况下，接地极附近的土壤导电性能明显增大，此部分的土壤电阻率就大大降低，成为良好的导体，接地电阻减小。又由于雷电流的等值频率较高，这就使接地体本身的电感影响增大，阻碍电流流向接地体远端，从而使接地体得不到充分利用，接地装置的电阻大于工频接地电阻值。所以，对于同一接地装置在冲击和工频电流作用下，将具有不同的电阻值。

在工程计算中，通过分析接地电阻，可了解雷击时地电位升高和反击情况，从而采取相应的防雷措施。3.1.3 接地装置

接地线和接地极的总和称为接地装置。接地装置一般包括自然接地体和人工接地体。变电站中可利用的自然接地体，可以是与大地可靠连接的建筑物及构筑物的金属结构和钢筋混凝土基础，或是埋设在地下的金属管道，还有穿线的钢管以及电缆金属外皮等。

独立避雷针(线)应设立独立的集中接地装置接地电阻不大于1on。而且避雷针(线)到被保护设施的空气中距离和地中距离，还要符合防止避雷针(线)对被保护设备反击的要求。

关于防雷、接地和电气安全的研究

避雷器引下线的接地装置要设置集中接地体。其接地线应以最短的距离与接地装置连接。

主控室、开关室的所有屏柜内应设置专用接地铜排，屏柜的门等活动部分应与屏柜体连接良好，屏柜的金属外壳应可靠接地。屏拒内不同的接地线(保护接地、工作接地、电源PE地、信号地等)分别采用独立的地线，引至主控室、开关室的总汇流排或接地母线，再将主控室、开关室的总汇流排接地引下线与主地网相连。

3.2 屏蔽和等电位连接

3.2.1 屏蔽

屏蔽是隔离电磁场干扰的措施。既可以防止外来电磁场的干扰，也可以防止本身电磁场辐射对外界的干扰。屏蔽通常利用铜或铝等低电阻材料或磁性材料，将需要隔离的部分全部包裹起来，并需要有良好的接地，从而可以防止某个指定的空间内，外部静电感应或电磁感应的影响。3.2.2 防雷等电位连接

避雷器的接闪装置在遭受雷击时，引下线立即升至高电位，会对防雷装置附近的、还处于地电位的导体产生旁路闪络，并使其电位升高，对人员和设备安全构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。

等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物和系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区交界处做等电位连接。3.3.3 变电站屏蔽和等电位措施

变电站控制室各楼层及机房最好选择在建筑物底层的中心位置，设备远离外墙的结构柱，并尽量设置在雷电防护区的高级别区域内。金属导体、电缆屏蔽层及金属线槽(架)等进入机房时，要做好等电位连接。变电站控制室各楼层及机房应设等电位连接网络。

如果设备对屏蔽要求较高时，设备所在地房间可以采用六面电磁屏蔽，也可采用金属屏蔽机柜。房间内抗静电地板的金属龙骨架，至少在整个龙骨架的一个对角线两端用不小于4mm，的铜线与环形接地母线良好连接。其他各面的屏蔽材料各块间电气连接后，每面至少有一处与地网良好连接。3.3.3 接地与屏蔽的措施

屏蔽就是利用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来,使雷

关于防雷、接地和电气安全的研究

电电磁脉冲波入侵的通道全部截断.所有的屏蔽套、壳等均需要接地.接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地,而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用,良好的接地才能有效地泄放雷电能量,降低引下线上的电压,避免发生反击过去有些规范要求电子设备单独接地,目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作.90年代以前,部队的通信导航装备以电子管器件为主,采用模拟通信方式,模拟通信对干扰特别敏感,为了抗干扰,所以都采取电源与通信接地分开的办法.现在,防雷工程领域不提倡单独接地.在iec标准和itu相关标准中都不提倡单独接地,美国标准ieeestd1100-1992更尖锐地指出：不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点.防雷接地是防雷系统中最基础的环节,也是防雷安装验收规范中最基本的安全要求.接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来.结 论

变电站对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电站进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。避雷针、避雷线由金属制成，高于被保护的物体，具有良好接地的装置，可以吸引雷电击向自身，减低雷击点的过电压，并将雷电流迅速泄入大地，从而使避雷针、避雷线附近比它们低的物体得到保护。在雷击发生时，电力系统二次设备的电源线路和通讯线路中会产生感应的电流电涌。电涌保护器SPD能在最短时间(纳秒级)内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口等电位，同时释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护电路上用户的设备。防雷接地为防雷保护装置提供泄放雷电荷的途径，做好接地、屏蔽以及等电位连接是实施雷电防护措施的重要保障。为各种防雷保护装置配备可靠得引下线和良好的接地装置，保证其接地电阻应足够小，才能够有效地发挥其保护作用。

总之，在综合自动化变电站的设计过程中，为保护变电站的设备安全，提高其供电可靠性，优化防雷接地设计方案，加强变电站的防雷接地安全措施，最大程度的减少雷击事故地发生，有着极其重要的意义。

关于防雷、接地和电气安全的研究

参考文献

[1] 张万山，王小四.空气质量的研究.环境学报，2000，34(6):13-17.[2] 张完善.有色金属材料.第二版.大连：金属工业出版社，1998.89-90.[3] 张完善，刘六，等.第五届科学管理国际会议论文集.北京：管理工程出版社，2001.18-19.[4] 张完善，刘六.校园环境与学风建设.城市日报，2002年3月5日，第2版.[5] Borko H, Bernier C L.Indexing concepts and methods.New York: Academic Pr.,1978.关于防雷、接地和电气安全的研究

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第三篇：防雷接地安全管理制度

防雷接地安全管理制度

1、防雷防静电设施的设计管理必须严格执行《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）。

2、接地装置的安装必须按照已批准的设计进行施工。安装过程必须按照《 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》要求施工及验收。

3、防雷设置

3.1、与架空电力线路连接的电力变压器和开关装置等应采取防雷措施。3.2、变电站周围应设立避雷塔，防止对变电设置造成直接雷击。

4、静电防护

4.1、在氨库区、结晶硝铵库房、污水处理站进界区口安装防爆静电消除器。工作人员进入场所时必须进行静电消除。

4.2、在氨库区进行液氨、液硝充装时，充装车辆必须有效的接地。4.3、各类电气、仪表设备设施必须有效接地，其接地电阻值并在允许范围内。

5、检查和维护

5.1、对具有爆炸和火灾危险环境的防雷建筑物以及高塔设备防雷检查间隔时间为6个月，对其他防雷建筑物检测时间为一年。每年春、秋季在主管部门电仪车间对接地装置进行检查和接地电阻进行测量后，将检查测试报告报公司设备动力科备存档，并由设备动力科备委托有资质的防雷装置检测单位进行检测，电仪车间应积极配合。

5.2、电仪车间每天进行设备巡检时，要对厂区内防雷接地装置进行巡检，并做好记录。对公司重大危险源的防雷静电接地设备设施每月至少检查一次，雷雨季节应加强检查的力度。

5.3、电仪车间检查接闪器（避雷带、避雷网、避雷针）、引下线、接地装置、静电消除器等防雷、防静电装置的运行情况。出现腐蚀现象、焊点脱焊、螺栓松动、变形、断开等现象是，必须及时组织维修。

案和措施。

2、灾害严重时应及时启动公司事故应急预案。

第四篇：浅析电网接地保护分析论文

摘要：针对配电网单相接地故障选线困难的问题，应用小波变换模极大值理论，对故障后的电气量进行分析，反应零序电流的突变情况，根据其在各条线路上的极性和大小的不同变化规律实现故障选线。判据采用做内积的方法，在对含有误差的信号进行处理时具有良好的容错性，因而能够获得更高的选线精度。该方法适用于小接地电流系统的各种中性点运行方式，并且现场安装简单、不需要定值整定。EMTP仿真结果表明，该方法是有效的、可靠的。

关键词：配电网故障选线小波变换奇异性检测

1引言

单相接地电弧能够自行熄灭的中性点非有效接地系统称为小接地电流系统[1]，主要以中性点不接地、经高阻接地及经消弧线圈接地系统的形式出现。我国3～60kV的配电网通常都属于小接地电流系统。

小接地电流系统发生单相接地故障时，电源与故障点之间并不形成低阻抗回路，短路电流很小，同时线电压仍然保持对称，不影响对用户的连续供电，所以不必立即跳闸，规程规定可以继续运行1～2个小时。但是，为了防止故障进一步扩大，必须及时、准确地选出故障线路，并且予以切除。

为解决这一问题，国内外学者进行了深入而广泛的研究，提出了基于稳态分量、暂态分量及外施影响的多种选线方法（例如：比幅、比相法，谐波法，补偿法，零序导纳法，功率法；首半波法，能量法，谱功率法，小波法；拉路法，残余电流增量法，注入信号法）[2]，并开发出了相应的保护装置，先后推出了几代产品。然而迄今为止，此类装置在实际运行当中的效果仍然不能令人满意。

本文提出应用小波变换模极大值理论，找出故障后电气量的变化特点，并把与之相对应的模极大值作为特征量来分析，建立出简单、可靠的选线判据。大量的EMTP仿真数据表明，该方法是正确的、可靠的。

2基本原理

通过对小接地电流系统单相接地故障时的零序电压、电流进行奇异性检测，可以确定出它们在故障后突变部分的极性和大小，比较其在各条出线上的不同变化情况，可以识别出故障线路。

我们将无限次可导的函数称为光滑的或没有奇异性，若函数在某处有间断或某阶导数不连续，则称其在此处有奇异点。奇异性检测就是要将信号的奇异点识别出来并判断其奇异程度。数学上，通常用Lipschitz指数来刻画信号的奇异性[3]。由于小波变换极大值在多尺度上的表现与Lipschitz指数之间存在对应关系[4]，这为通过小波变换检测信号奇异点并区分奇异点提供了依据。即小波变换后的模极大值能够反应接地故障的某些特征，所以本方法利用此理论实现故障选线。

2.1小波函数的选取

小波函数在理论上有无限多种，由其引出的小波基所具有的性质也各不相同，可以满足各种问题的需要。但对同一个信号利用不同的小波基进行处理，取得的效果并不相同，甚至差异较大。所以为了得到令人满意的结果，就必须对小波函数进行适当的选取。虽然目前还没有一个成熟的方法来选择在解决具体问题时所需的最佳小波函数，但通常的做法是把各种小波函数分类，并总结出每类小波函数的性质和特点，结合要解决的问题来确定使用哪一类，并在该类中进行试验比较来确定使用哪一个小波函数[5]。

如上所述，针对小接地电流系统故障选线的具体问题：为了减小频谱的泄漏和混叠，要求小波函数具有好的频域特性。dbN小波系是工程上应用较多的小波函数，这一小波系的特点是随着序号N的增大，时域支集变长，时间局部性变差；同时，正则性增加，频域局部性变好。但是当N增大到10以后，dbN小波在频域内的分频表现与N为10时很接近。

综合考虑在时频两域内进行分析的需要，并结合故障选线问题的特点，通过采用几种小波进行多次仿真计算，证明使用db10小波可以得到较为理想的结果。所以本文选用db10小波，其尺度函数和小波函数的波形分别如图1（a）和（b）所示。

2.2选线判据

首先，对各出线上零序电流在故障前一个周波和故障后三个周波内的数据进行小波变换，得到相应的一组模极大值，其中n表示线路编号，i表示出现摸极大值的序号。然后，任意选定一条出线作为参考线路，将其上零序电流的小波变换模极大值组分别与其它线路上的零序电流的小波变换模极大值组做内积，并把这一内积结果作为一种测度，用S来表示。

式（1）中，j是被任意选定的那条参考线路的编号；k是剩余线路的编号，即k=1，2，…n，且k≠j；n是总的出线数目；m是模极大值的个数。

这样，就可以建立如下的选线判据：

（1）若Sjk不同时大于零或小于零，则使成立的线路是非故障线路；而使成立的线路是故障线路。

（2）若Sjk同时小于零，则线路j为故障线路。

（3）若Sjk同时大于零，则为母线故障。

2.3选线判据的说明

首先，由于小波变换自身算法上的原因，在变换过程中会把数据窗的右边界当成突变点，使得各尺度分量在右边界附近会出现较大值，这就是小波变换的边界效应。为了克服边界效应给选线带来的不利影响，只取前两个周波内的摸极大值做内积。

其次，做内积的实质是在进行极性比较。幅值大的模极大值在比较过程中有利，结果可靠；而幅值小的模极大值在比较过程中就会有容易受误差的影响，以至于得到错误结论。通过做内积的办法，就相当于使幅值大者的比较结果在测度中占有高权重，而幅值小者的比较结果在测度中占有低权重。这样就在很大程度上克服了误差的影响，从而提高了选线精度。

再次，小波奇异性检测反应的是信号的奇异性，不要求信号是跃变的[6]。所以，尽管本方法使用暂态过程中的数值来分析，但是在相电压过零附近发生单相接地，本方法仍然有效。

另外，因本方法是基于暂态分量的选线方法，所以在实际使用中，虽然可以瞬时选出接地线路，但是为了区分瞬时性故障和永久性故障，还需要判断一个延时后故障是否仍然存在，才决定是否执行跳闸操作。

3仿真分析

对某个35kV的辐射状小接地电流系统（如图2所示）在中性点运行方式为经消弧线圈接地时进行仿真分析。顺便指出，本方法对中性点不接地、经高阻接地系统同样适用。

假设距线路4始端24公里处于0.315秒时A相发生接地，以过渡电阻为1欧姆、采样率为10kHz为例，按照前边所述方法实现选线。限于篇幅，仅给出线路2（正常线路）和线路4（故障线路）的分析波形，如图3、4、5所示。

这里选定线路1为参考线路，线路2、3、4、5上零序电流的模极大值测度分别为351.1、540.7、-1200.5和216.8，根据上述判据可知线路4为故障线路。

为了便于比较，在过渡电阻、采样率以及参考线路都同前的情况下，采用此方法对图2所示系统分别做短线路近端、短线路远端、长线路近端、长线路远端及母线接地时的仿真分析，所得的小波变换模极大值测度列于表1。由于线路1是参考线路，其测度是与自身的小波变换模极大值做内积的结果（必然是正数），故该线路的小波变换模极大值测度不需要算出来，表中用“＋”表示。这样，按照前述选线判据分析这些数据，都能够非常准确地选出故障线路。

还是以图2所示系统为例，在采样率仍为10kHz，而过渡电阻增大到2000欧姆、参考线路变为出线2的情况下，进一步检验该方法，所得仿真数据示于表2。其中的数值，一方面说明参考线路是可以任意选定的，同样都能够得到正确的选线结果；另一方面说明本方法抗过渡电阻的能力非常强。

4结论

由于本方法取用故障点附近几个周波的数据实现选线，此时电气量的变化通常很明显，特征量幅值较大，所以具有很高的选线精度。同时，小波奇异性检测反应的是信号的奇异性，不要求信号是跃变的。所以，即使在相电压过零附近发生单相接地，暂态过程不明显的情况下，本方法仍然有效。

选线判据中采用做内积的方法，实质是在进行优化的极性比较，对含有误差的信号具有良好的容错性，而且不需要设置阀值。不论是中性点不接地、经高阻接地还是经消弧线圈接地的系统，本方法都适用。在系统不同位置、经不同过渡电阻接地的情况下，所得到的选线结果也都很精确，可见，此方法具有很强的鲁棒性。

需要指出，本方法适用于母线上至少有三条出线的情况，而在只有两条出线的时候将会失效。

参考文献

1.要焕年，曹梅月（YaoHuannian，CaoMeiyue）．电力系统谐振接地（Theresonantearthinpowersystem）[M]．北京：中国电力出版社（Beijing:ChinaElectricalPowerPress），2000

2.肖白，束洪春，高峰（XiaoBai，ShuHongchun，GaoFeng）．小接地电流系统单相接地故障选线方法综述（SurveyoftheMethodofFaultLineSelectionforSingle-Phase-to-EarthFaultinNetworksWithUngroundedNeutral）[J]．继电器（Relay），2001，29（4）：16～20

3.李威，王建赜，冉启文，等（LiWei，WangJianze，RanQiwen，etal）．一种新的电力系统暂态波形检测方法（ANovelMeasurementMethodforPowerSystemTransientWaveforms）[J]．电力系统自动化（AutomationofElectricPowerSystem），2002，26（5）：45～48

4.杨福生（YangFusheng）．小波变换的工程分析与应用（EngineeringAnalysisofWaveletsTransformandApplication）[M]．北京：科学出版社（BeiJing:SciencePress），2000

5.束洪春，肖白（ShuHongchun，XiaoBai）．配电网单相电弧接地故障选线暂态分析法（ATransient-BasedStudyofFaultLineSelectionforSingle-PhasetoGroundFaultsonDistributionSystem）[J]．电力系统自动化（AutomationofElectricPowerSystem），2002，26（21）：58～61

6.贾清泉，刘连光，杨以函，等（JiaQingquan，LiuLianguang，YangYihan，etal）．应用小波检测故障突变特性实现配电网小电流故障选线保护（AbruptChangeDetectionwithWaveletforSmallCurrentFaultRelaying）．中国电机工程学报（ProceedingsoftheCSEE），2001，21（10）：78～82

第五篇：防雷、防静电及接地安全工作

乌海市人民政府文件

乌政发〔2011〕 号

关于进一步加强特种设备（起重机、电梯）防雷、防静电及接地安全工作的通知

各区人民政府，市府各部门，各企事业单位：

为了认真贯彻落实国务院办公厅《关于进一步做好防雷减灾工作的通知》的文件精神，并根据国家《安全生产法》、国务院《特种设备安全监察条例》、《建筑物防雷设计规范》和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等有关法律、法规的要求，结合我市近年来特种设备常遭受雷击事故的实际情况，提出如下贯彻意见：

一、加强管理，牢固树立安全责任意识，不断增强防雷减

—1— 灾工作的责任感和紧迫感。特种设备防雷减灾工作涉及各行各业和社会公共安全，事关人民群众生命财产安全，各级有关部门要高度重视，加强管理，牢固树立“安全第一”的思想，坚持防雷安全工作常抓不懈，切实落实防雷安全工作责任制和事故追究制。

二、重点做好特种设备（起重机、电梯）防雷、防静电安全专项检测、检查。雨季前应对全市特种设备（起重机、电梯）防雷、静电安全开展一次全面、细致的专项检测、检查，特别是对重点区域、重点企业、重点部位要检测、检查到位，查清防雷现状和存在的隐患，限期整改，消除不安全因素。

三、严格按照有关规章制度，做好防雷、防静电工作。特种设备（起重机、电梯）防雷、防静电工作事关人民生命财产安全，技术要求高，要严格按照安全生产和防雷的有关法律、法规，加强管理，安装防雷设施和装置的建设工程要纳入“三同时”进行管理。按照国务院总理令第412号的规定，严禁无防雷设计、施工、检测资质的单位从事防雷设计、施工、检测工作，禁止使用未经备案的防雷产品。

防雷、防静电装置定期安全检测属国家强检项目，防雷装置应当每年检测一次，其中易燃易爆场所、医院、宾馆的特种设备（起重机、电梯）防雷装置应当每半年检测一次。对电梯机房应当同时进行防雷、防静电装置及接地系统的检测。根据近几年发生雷击事故的原因分析，为避免和减少雷灾事故的发—2— 生，必须不断加强安全检测工作，各有关单位要积极配合检测，及时发现和整改防雷安全事故隐患，避免事故发生。

四、按时申报防雷、防静电装置安全检测。我市的特种设备（起重机、电梯）防雷、防静电装置及接地系统检测工作，由乌海市特种设备检测所具体负责。各系统、各单位应及时向乌海市特种设备检测所申报检测。乌海市特检所要将防雷、防静电装置定期检测检查及防雷安全隐患督促整改工作，作为履行部门职能、实施安全生产工作监督检查的一项重要工作来做。对应当安装防雷装置而拒不安装或没有按规定要求进行报检、拒检或拒整改的，将按规定给予处罚；由于上述行为遭雷击导致火灾、设备损坏、人员伤亡等严重后果的，要依法追究有关领导和当事人责任。

特种设备（起重机、电梯）防雷减灾工作是安全生产和社会公共安全的重要内容，各单位、各部门务必克服麻痹松懈思想，结合《内蒙古自治区安全生产条例》实施，认真履行好各自的职责，加强监管，进一步做好特种设备（起重机、电梯）防雷、防静电工作，为建设“平安乌海”、构建社会主义和谐社会作出新的贡献。

—3—

附件： 1.《关于进一步做好防雷减灾工作的通知》

二○一一年四月二十六日

主题词： 防雷、防静电

起重机

电梯

接地

通知

市委办公厅，市人大常委办公厅，市政协办公厅，消防 抄送： 支队，气象局，军分区，市纪委，市中级法院、检察院，各人民团体，新闻单位，驻市单位。

—4— 乌海市人民政府办公厅

2011年4月26日印发

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