一级建造师《机电工程》教材知识点：1H413025防雷与接地装置的安装要求

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　　1H413020电气工程安装技术

　　1H413025防雷与接地装置的安装要求

　　防雷与接地装置是安全用电的重要设施，也是防止触电危险的有效措施，它既保护电力设备和供电网络的安全，又保护建筑设施和工业设备的安全，也保护电气操作人员和用电人员的安全。本条主要知识点是：防雷措施;防雷装置安装要求;接地极的选用;保护接零的要求;爆炸和火灾危险环境的接地要求。

　　一、 雷措施

　　(一)输电线路的防雷措施

　　1.架设避雷线使雷直接击在避雷线上，保护输电导线不受雷击。减少流人杆塔的雷电流。对输电导线有耦合作用，抑制感应过电压。

　　2.增加绝缘子串的片数加强绝缘，当雷落在线路上，绝缘子串不会有闪络。

　　3.减低杆塔的接地电阻可快速将雷电流引泄入地，不使杆塔电压升太高，避免绝缘子被反击而闪络。

　　4.装设管型避雷器或放电间隙以限制雷击形成过电压。

　　5.装设自动重合闸预防雷击造成的外绝缘闪络使断路器跳闸后的停电现象。

　　6.采用消弧圈接地方式使绝大多数的单相着雷闪络的接地故障电流能被消弧圈所熄弧，从而故障被自动消除。

　　7.架设耦合地线增加对雷电流的分流。

　　8.不同电压等级输电线路，避雷线的设置：

　　(1)500kV及以上送电线路，应全线装设双避雷线，且输电线路愈高，保护角愈小(有时小于200)。在山区高雷区，甚至可以采用负保护角。

　　(2)220～330kV线路，一般同样应全线装设双避雷线，一般杆塔上避雷线对导线的保护角为20～300.

　　(3)ll0kV线路一般沿全线装设避雷线，在雷电特别强烈地区采用双避雷线。在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不沿线架设避雷线，但杆塔仍应逐基础接地。

　　(二)发电厂和变电站的防雷措施

　　1.采用避雷针和避雷线预防直击雷。发电厂和变电站的所有设备均处于避雷针、避雷线的保护范围内。

　　2.利用阀型避雷器来限制入侵雷电波的过电压幅值。变电站通常采用阀型避雷器。发电厂发电机采用金属氧化物避雷器。

　　3.在靠近变电站的一段进线必须架设避雷线，此为进线保护，一般有l～2km。用于限制流经避雷器的雷电流和限制入侵波的陡度。

　　(三)工业建筑物和构筑防直击雷的要求

　　1.装设独立的避雷针或架空避雷线，使保护建筑物和构筑物及突出屋面物体均在保护范围内。

　　2.对排放有爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等，管顶上或其附近的避雷针针尖应高出管顶3m以上，保护范围应高出管顶2m以上。

　　3.装设均压环，可利用电气设备的接零干线或接地干线作均压环。环间垂直距离不应大于12m，并与建筑物和构筑物内的金属结构和金属设备相连。

　　4.采用避雷带时，其与屋面任何一点的距离不应大于10m。

　　5.采用避雷针时，单支避雷针的保护范围可按600保护角确定。两支避雷针之间的距离不宜大于30m，且不超过避雷针有效高度的15倍。

　　一、防雷装置安装要求

　　(一)避雷器安装要求

　　1.避雷器安装前，应进行必要的检查。避雷器组装时，其各节位置符合出厂标志的编号。

　　2.带串、并联电阻的阀式避雷器，同相组合单元间的非线性系数的差值符合现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150的规定。

　　3.排气式避雷器安装方位，避免其排出的气体引起相间或对地闪络或喷及其他电气设备。

　　4.氧化锌避雷器的接地线应用截面积不小于16 mm2的软铜线。安装时要注意避雷器上端头带电部分与电器柜体外壳或柜内其他设备的安全距离应符合表1H413025的规定。

　　不同电压等级下裸导体对地及相间的安全距离 表l H413025

　　5.管型避雷器与被保护设备的连接线长度不得大于4M，安装时应避免各避雷器排出的电离气体相交而造成的短路，但在开口端固定避雷器例外。

　　6.正确选择避雷器的最大允许电压。阀型避雷器的最大允许电压必须与安装地点可能出现的最大导线对地电压相符，才能正常工作。避雷器在大于其允许电压下动作，就会使避雷器发生爆炸。

　　(二)避雷器的试验

　　测量绝缘电阻，电导或泄漏电流，磁吹避雷器的交流电导电流，测量金属氧化物避雷器的持续电流，测量金属氧化物避雷器的工频参考电压或直流参考电压，测量FS型阀式避雷器的工频放电电压。检查放电记录器动作情况及避雷器基座绝缘。

　　三、接地极的选用

　　接地极是接地的工作主体，接地工程中广泛使用的接地极有金属接地极、非金属接地极、离子接地极以及降阻剂。

　　1.金属接地极：金属接地极是一种传统的接地极，它采用镀锌角钢、镀锌钢管、铜棒或铜板等金属材料，按照一定的技术要求，通过现场加工制作而成。

　　2.非金属接地极：非金属接地极又称接地模块，其基本成分是导电能力优越的非金属材料，经复合加工而成。

　　3.离子接地极：离子接地极又称电解离子接地系统或中空式接地系统。

　　4.降阻剂：降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂，现在广泛接受的是物理降阻剂。

　　四、接地装置的安装要求

　　接地装置包括接地极和接地线两部分，接地线又可分为接地干线和接地支线两部分。

　　(一)接地极的安装要求

　　1.金属接地极的安装

　　(1)挖接地线沟

　　挖接地线沟时应根据设计要求对接地装置的线路进行测量并弹线。沟的中心线与建筑物的基础或构筑物的基础距离不小于2m，独立避雷针的接地装置与重复接地之间距离不小于3m，接地极应远离由于高温影响(如烟道)使土壤电阻率升高的地方。

　　(2)接地极的制作与安装

　　接地极分垂直地极和水平地极两种。制作接地极应符合规定，安装时应符合设计位置的要求。

　　2.接地模块的安装

　　接地模块的安装除满足有关规范的规定外，还应参阅制造厂商提供的有关技术说明。通常接地模块顶面埋深不应小于0.6m。接地模块间距不应小于模块长度的3～5倍。

　　3.离子接地系统的安装

　　离子接地系统埋深一般为，3～4m，当加长时相应加深，有条件的用钻机施工

　　4.降阻剂的安装

　　使用降阻剂时，为了防止腐蚀，包裹厚度应在30mm以上。一般认为垂直极灌降阻剂直径以130～200mm为好，水平沟以150mm×100mm为好(扁钢竖放)。

　　5.避雷针安装注意事项

　　(1)在选择独立避雷针的装设点时，应使避雷针及其接地装置与配电装置之间保持以下规定的距离：在地面上不小于5m，在地下一般不小于3t。

　　(2)独立避雷针及其接地装置不应装设在人们经常通行的地方，并距道路3m以上。

　　(3)避雷针引下线不宜在地面敷设过长，在直击雷冲击放电时，引下线上会产生较高的感抗压降，危及涉足该地区人的安全。

　　(4)对有爆炸危险的建筑物应采取独立避雷针保护，并应有防感应雷的措施。

　　(5)有避雷针与接地网连接起来，到变压器与接地网的连接止。沿接地网地线的距离不得小于15m。以防避雷针放电时，高压反击穿变压器的低压侧。

　　(二)接地线的敷设要求

　　1.接地线的选用：接地线可用绝缘铜芯或铝芯导线、扁钢、圆钢等。

　　2.室外接地线的安装：室外接地干线与支线一般安装在沟内。安装前应按设计规定的位置先挖沟，沟的深度不得小于0.5m，宽度0.5m，然后将扁钢埋人。接地干线与接地极的连接、接地极与接地干线的连接应采用焊接。接地干线与支线末端应露出地面0.5m以上，以便接引地线。

　　3.室内接地线的安装：室内的接地线多为明设，但有的设备连接支线需经过地面，也可埋设在混凝土内，明线安装的接地线大多是纵横敷设在墙壁上，或敷设在母线或电缆桥架的支架上。

　　4.电气设备与接地支线的连接：电气设备与接地支线的连接一般采用焊接和螺纹连接两种。不需要移动的设备(如金属架构)或电气设备装在金属构架上而又可靠的金属接触时，接地支线可直接焊接在金属构架上。需要移动的电气设备宜采用螺纹连接接地支线。

　　5.接地线的防腐涂漆：当接地装置安装完毕后，应对各接地干线和支线的外露部分，以及电气设备的接地部分进线外观检查，检查各接地线的焊接或螺钉连接是否接牢，检查完后应在接地螺钉的表面涂上防锈漆，在焊缝表面涂以沥青漆。

　　6.接地电阻的测量：接地电阻一般可用电流表、电压表或用接地电阻测量仪测量。

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　　五、保护接零的要求

　　1.配电变压器输出侧中性点必须直接接地，同时线路各处必须重复接地。

　　2.在电路任何一处发生短路时，必须要求过电流保护装置立即动作，否则有危险。为此，各级熔体应选得恰当，要按本级能产生短路电流值的大小来选配，熔体的额定电流必须小于短路电流的2.5倍。

　　3.在三相四线制或三相三线制线路上中性线绝对不可安装熔断器，以免因熔体熔断而使中性线中断。

　　4.要求中性线的安装质量完全和相线一样。在用裸导线作中性线时，应涂浅蓝色漆作色标。用绝缘导线作中性线时，应与相线有明显的区别。

　　5.由同一台配电变压器供电的或在同一回路中，不准同时存在接地和接零两种保护方式。

　　6.在公用低压网中，由于用户多，中性线支接点频繁而复杂，较难保证中性线不中断，也难保证重复接地的稳妥可靠。所以，一般不允许采用接零保护方式，规定只准采用接地的保护方式。

　　六、爆炸和火灾危险环境的接地要求

　　1.在有爆炸性气体的环境中电气设备接地的要求

　　(1)按有关电力设备接地设计技术规程规定不需要接地的部分，在有爆炸性气体环境内仍要进行接地。

　　(2)在有爆炸危险的环境中，电气设备的金属外壳应可靠接地。在有爆炸性气体环境l区内的所有电气设备以及2区内除照明灯具外的其他电气设备，应采用专门的接地线。

　　(3)接地干线应在爆炸危险区域内不同的方向不少于两处与接地体连接。

　　(4)电气设备的接地装置与独立的避雷针的接地装置应分开设置;与建筑物上的避雷针接地装置可合并设置。

　　(5)为避免建筑物内各金属部分之间迸发电火花，所有的外露导电部分和电气装置外导电部分应与总等电位连接和与辅助等位系统相连接。

　　2.在有爆炸性粉尘环境中电气设备的接地要求

　　(1)有爆炸性粉尘环境内电气设备的金属外壳应可靠接地。爆炸性粉尘环境10区内的所有电气设备，应采用TN--S系统，即应有专门的接地线。爆炸性粉尘11区内的所有电气设备，可采用TN---C系统，即利用有可靠电气连接的金属管线或金属构件作为接地线(PE线)，但不得利用输送爆炸危险物质的管道。

　　(2)为了提高接地的可靠性，接地干线宜在爆炸危险区域不同方向且不少于两处与接地体相连接。

　　3.在有火灾危险的环境中电气设备接地要求

　　(1)电气设备的金属外壳应可靠接地。

　　(2)接地干线应有不少于两处与接地体相连。

　　4.防静电接地装置的要求

　　(1)防静电的接地装置可与防感应雷和电气设备的接地装置共同设置。只做防静电的接地装置，每一处接地体的接地电阻应符合设计规定。

　　(2)设备、机组、贮罐、管道等的防静电接地线，应单独与接地体或接地干线相连，除并列管道外不得互相串联接地。

　　(3)防静电接地线的安装，应与设备、机组、贮罐等固定接地端子或螺栓连接，连接螺栓不应小于M10，并有防松装置和涂以电力复合脂。

　　(4)当爆炸危险区内的非金属构架上平行安装的金属管道相互之间的净距离小于100mm时，宜每隔20m用金属线跨接。金属管道相互交叉的净距离小于l00mm时，应采用金属线跨接。

　　(5)容量为50m3及以上的贮罐，其接地点不应少于两处，且接地点的间距不应大于30m，并应在罐体底部周围对称与接地体相连，接地体应连接成环形的闭合回路。

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