導語：如何才能寫好一篇跨步電壓，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1 教具裝置圖（圖1）

2 儀器的特點及用途

2.1 特點

本教具可以直觀地將高壓線落地時的情形模擬在學生面前，可以使學生身臨其境地模擬如何自救。有動有靜，有光有聲，容易吸引同學的注意力，且取材簡便，制作簡單，操作安全，對提高教師的教學效果和加深學生的認識部很有益處。

2.2 用途 模擬跨步之間存在電壓。

①高壓輸電線落在地面上，模擬人兩腳位于距斷頭遠近不同的位置上，因而兩腳之間有了電壓(跨步電壓)，這時電流通過人體，造成跨步電壓觸電，兩點間距離愈大電壓愈高，音樂聲越響，燈光越亮。

②當人的左右腳在同一弧線上時，電壓差為零，音樂不響，燈光不亮，人受的危險就越小。

③模擬人的左右腳跨度越大，其身體通過的電流就越大，兩腳間電壓愈高，喇叭越響，燈光越亮，人此時的危險就越大。

④觀察試驗后，學生對這一用電知識就非常容易接受了。

3 儀器的制作

3.1 制作材料

絕緣棒1根，1塊木板面積約17cm×17cm，銅線若干（也可直接用銅制的線路板），9V電池1塊（或使用8~18V直流或交流電源），電阻75Ω、47Ω、20Ω、0.2Ω各1個，小燈泡1個，喇叭1個（從普通的音樂賀卡上拆下），開關1個，人體模型1個（用舊玩具代替即可，要求必須重心低，站立穩，腳前后可運動。）

3.2 制作方法

板上嵌入銅線：A、B、C、D、E，在板的一角處豎起絕緣棒，絕緣棒上方連接一塊9V電池，9V電池正極連接的導線落在銅線A上（相當于火線落地）。線B、C、D、E各串聯一個75Ω、47Ω、20Ω電阻（E處串聯電阻阻值為零），然后并聯接入電源的負極。電源負極與電阻之間有一個開關，燈泡與喇叭并聯，如圖2所示，然后接在人體的左右腳上。人體的左腳與右腳之間有一根連線，人體的左腳，始終固定在銅線A處，右腳可跨越B、C、D、E。

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【關鍵詞】接地網；阻抗；跨步電壓；接觸電壓測量

XX接地網由主廠房接地網、大壩接地網、開關站接地網等部分組成。為了檢查電站投運前已完接地工程的施工質量及接地效果，通過對全廠接地裝置進行接地電阻、接觸電勢、跨步電勢、接觸電壓、跨步電壓的測試，以便為電站投運提供有關技術參數和決策依據。

1.測試依據

根據《接地裝置工頻特性參數的測量導則》（DL-475-92）、《水力發電廠接地設計技術導則》（DL/T-5091-1999）以及《接地系統的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則》（GB/T17949-2000）。設計計算本電廠接地阻抗值應滿足R≤2000/I=0.71Ω。GIS配電室的跨步電壓不大于524.7V、接觸電壓不大于259.2V。

2.測試原理

1、接地電阻的測量：測量接地電阻的方法很多，這里對接地網的接地電阻測試采用的方法是三極法，其測試接線原理圖如圖所示。

為了便于分析簡化計算，把整個接地網視為半球形，設Rg為球半徑（m），流入大地的電流為I（A），則：

則電壓極將對電流極與被測接地網兩者之間進行黃金分割，即放在距接地網0.618處，就可測得接地網的真實接地電阻。

2、跨步電勢及接觸電壓的測量：

接觸電勢是當接地短路電流流過接地裝置時，在地面上離電力設備的水平距離為0.8m處（模擬人腳的金屬板），沿設備外殼、構架或墻壁離地的垂直距離為1.8m處的兩點之間的電位差；接觸電壓是指人接觸上述兩點時所承受的電壓。跨步電勢是指當接地短路電流流過接地裝置時，在地面上水平距離為0.8m的兩點指點的電位差；跨步電壓是指人體兩腳接觸上述兩點時所承受的電壓。

如需測量接觸電壓和跨步電壓，可根據下圖進行測量。

S—電力設備架構，在測量中為測量點A、B、C、D、E點；V1和V2—高輸入阻抗電壓表；P—模擬人腳的金屬板；Rm—模擬人體的電阻1500Ω；G—接地裝置；C—測量用電流極

3.測試方法

1）接地網接地電阻的測量：

采用工頻電流電壓法（三線法）進行測量。測量接線如圖所示，每個電壓極測量三次，再取平均值，即：R=（R1+R2+R3）/3。通過比較最小的平均值即為本次接地電阻實測值。為了安全起見，測試加壓電源的電壓選擇70～75V，估計被測接地網的接地電阻值在1～2Ω之間，那么測試最大電源容量在4KW左右。

2）接觸電勢、跨步電勢、接觸電壓和跨步電壓的測量：

接觸電勢、跨步電勢、接觸電壓和跨步電壓的測量與接地網接地電阻同時進行，共分2個測量點進行。步驟如下：

（1）、按照接觸電壓和跨步電壓測量原理圖配線，測量用電流極采用接地網接地電阻測量用電流極；模擬人腳的金屬板采用0.125m×0.25m的長方形鋼板，應先將地面平整好后使用調和好的降阻劑敷設在地面上后再敷設金屬塊，并在金屬板上放置15kg的配重塊，試驗過程中應注意保持地面的濕度；模擬人體的電阻采用0～5000Ω的滑線變阻器，在接線時調整為1500Ω即可。

（2）、接觸電勢、跨步電勢的測量：確認接線正確后，取下并聯在電壓表V1和V2上的電阻Rm后，開始施加電流。電流值應盡可能的升高，電流值應>20A。在電流穩定后讀取電壓表V1和V2的值，V1的讀數值即為接觸電勢，V2的讀數值即為跨步電勢。

（3）、接觸電壓、跨步電壓的測量：完成接觸電勢和跨步電勢的測量后，降電流。將電阻Rm恢復接線，檢查接線正確后，開始施加電流。電流值應盡可能的升高，電流值應>20A。在電流穩定后讀取電壓表V1和V2的值，V1的讀數值即為接觸電壓，V2的讀數值即為跨步電壓。

（4）、通過測得的接觸電壓和跨步電壓，可根據如下公式推斷出，當通過接地裝置入地的最大短路電流值為Imax時，對應的接觸電壓和跨步電壓的最大值。

4.現場布置

1）接地網的測試點位置選擇：10KV開關柜室、110KV開關站室。

在測量點處用2m角鋼與測試點接地扁鐵連接，并垂直于地面豎立，作為接觸電勢和接觸電壓的測量點。

2）電流極位置的選擇及布置：電流極的選擇應距測試點1788m處；并打入1跟3m深L80×8mm角鋼作為試驗電流極。

3）電壓極位置的選擇及布置：電壓極沿每個測試點向電流極延伸至1072m處打入1m深L80×8mm角鋼作為試驗電壓極。同時應注意電流極、電壓極的打入深度應在1.5m土層以下打入。在電流極、電壓極打入過程中應灌入降阻劑，從而使電流極、電壓極與土壤良好接觸，端頭露出地面150—200mm以便連接引線。

4）電流線、電壓線的布置：電流線由測試點向電流極直線布置，電壓線由測試點向電壓極直線布置，在布置電壓線時為避免與電流線之間發生互感干擾，應與電流線相隔至少5m平行布置。

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關鍵詞：接地系統 安全評估標準

1 概述

接地網是變電站安全運行的重要保證。變電站接地網主要電氣參數是接地電阻，接觸電勢和跨步電勢。接地系統安全評估是一個確定人體所承受的最大接觸電勢和跨步電勢與給定的安全標準比較的測試。目前國際應用較廣泛的安全評估標準有IEEE-80-2000，IEC-471-1，EA-TS41

-24，BS7354等。本文通過一個實際算例對上述標準進行了分析比較，以對實際接地系統的安全評估提供參考。

2 電路模型

在討論人體可承受的電壓之前，應該簡要說明一下人體可承受的電流。電流通過人體重要器官時的作用取決于電流作用的時間，強度及頻率。電流通過人體時最大的危險是電流會引起心室的震顫和呼吸的停止。不引發心室震顫和呼吸停止的電流IB的大小，在0.03秒到3秒的時間范圍內，取決于人體所吸收的能量，SB=IB2×ts（1）

這里，ts是電流通過的時間；人體的接觸電壓和跨步電壓可用如下的等效電路表示，圖中，Vth是未發生觸電時H與F之間的電壓；Zth是發生觸電時電源的等效阻抗；RB是人體的電阻。

3 各標準中安全標準定義的比較

3.1 IEEE-80-2000標準 IEEE-80-2000標準中提出人體可以承受的電流IB，對于體重為70公斤的人，IB=■（2）

并給出了標準接觸電壓Et和實際接觸電壓Em的計算公式，Et=（1000+1.5Csρs）■ （3）

其中Cs是電阻率的減小系數，ρs是地表碎石層的電阻率。Em=■ （4）

其中km是接地網的幾何因數，ki是對km的誤差校正因數，Lm是埋設導體的有效長度，ρ是土壤的電阻率，IG是流入的故障電流。

該標準未考慮鞋的電阻，它通過比較實際接觸電壓是否小于標準接觸電壓來確定是否達到安全標準。

3.2 BS7354標準 BS7354標準給出的實際接觸電壓的計算公式：VT=■{ln（h/d）0.5+Cs}ki （5）

其中，Cs是電阻率的減小系數，R是網孔電阻，L是接地導體的總長度，h是接地網埋設深度，d是導體的直徑，V是網孔的電位升，ki=（0.15n +0.7），n是平行導體的總數量。在這個標準中，VT定義為沿接地網對角線向外1m的電壓與接地網到地表的電壓之和。

在BS7354標準中沒有給出標準接觸電壓的計算公式，而是給出了接觸電壓的等效電路，如圖2所示。

通過公式，

VT=IT（RB+■） （6）

計算出通過人體的電流IT與IEC-471-1中給出的人體可承受的電流時間圖進行比較。圖中RLF，RRF分別是左右腳鞋的電阻，RC是接觸電阻，RB是人體電阻。

3.3 EA-TS41-24標準 EA-TS41-24給出的實際接觸電壓的計算公式，Et（grid）=■（7）

類似于IEEE-80-2000中的公式，但其中的參數計算有所不同。其中Ke是考慮到網格上均勻分布電流作用的因數，Kd是Ke對于不均勻分布的電極電流的修正參數，L是所有導體的長度，包括垂直接地棒，Lp是接地網的周長。且EA-TS41-24要求接地網周圍要設有圍欄，距離為兩米，圍欄的接觸電壓公式為：Et（fence）=■（8）

其中Kf=0.26Ke。

EA-TS41-24也沒有給出標準接觸電壓的公式，而是借助于IEC-471-1中給出的人體可承受的電流時間圖來確定是否安全。

■

圖3 IEC電流通過人體影響曲線

圖中，線a為觸電者有感覺與反應的起始線0.5mA。在a線左方無感覺無反應，即“區域1”，為無反應區。從該線開始，右方為“區域2”為有感覺與反應區。線b稱為安全曲線。線b到線c之間為“區域3”，為非致命的病理生理效應區，可能發生痙攣、呼吸困難、心臟機能紊亂。線c以右，即“區域4”，為可能致命的心室顫動嚴重燒傷危險區。IEC-471-1標準沒有給出標準接觸電壓和實際接觸電壓的計算公式，只是給出了電流通過人體影響曲線，和人體電阻在不同情況下的曲線。

在各標準中通常認為跨步電壓是小于接觸電壓的，一般認為接觸電壓符合安全值，則跨步電壓也符合安全值。

4 算例分析

下面通過一個具體的實際工程算例來分析。某115kV變電站場地數據：變電站長度a=60m，寬度b=50m，接地網所占面積A=2867m2。鋪設碎石層厚度hs=0.1m，電阻率ρs=5000Ω?m，場地土壤電阻率ρ=52.33Ω?m。

按照標書的初始設計：最大故障電流為10kA故障時間1s；接地網間距D=5m；接地導體條數nA=nB=12，總長度LC=1200m， 埋深h=0.8m，直徑d=0.0125m，接地棒設于接地網邊緣，總數n=34根，總長度Lr=81.6m，直徑d2=0.02m，每根長L2=2.4m。

4.1 根據IEEE-80-2000標準 計算實際接觸電壓，Em=■。km是接地網的幾何因數，值為0.6，ki是km的誤差校正因數，值為2.72，LM為埋設導體的有效長度LM=LC+[1.55+1.22（■）]LR=1330m，可以得出

Em=■=642V，

Et=（1000+1.5Csρs）■=781V。

（Cs是電阻率的減小系數）

實際接觸電壓小于標準接觸電壓，所以認為是安全的。

4.2 根據BS7354標準 計算實際接觸電壓VT=■{ln（h/d）0.5+Cs}ki=848V。其中R是接地極電阻，據公式計算可得0.4784Ω；V是地電位升，值為4784V。

由VT=IT（RB+（■）），RB=1000，RF=4000，RC=15000，可得出IT=81mA。

對照IEC-471-1中給出的人體可承受的電流時間圖發現不滿足安全標準。

4.3 根據EA-TS41-24標準 圍欄的接觸電壓：

Et（fence）=■=0.26?Et（grid）=215.6V

Et=IT（RB+Rf），得IT=43mA。與IEC-471-1中給出的人體可承受的電流時間圖進行比較，滿足安全標準。

5 結論

通過以上對同一實際工程算例的計算比較，發現BS7354標準比其它兩個標準更加保守，在實際應用中，應根據當地的具體情況適當選擇評估標準。另外IEEE-80-2000標準中提出人體可以承受的電流IB=■比國際電工委員會IEC-471-1標準中通過人體安全電流曲線所顯示的值大。

參考文獻：

[1]陳先祿，劉渝根，黃永.接地[M].重慶大學出版社，2002.

[2]陳家斌.接地技術與接地裝置[M].中國電力出版社，2002.

[3]劉巖，丁代勇.兩種接地系統安全評估標準的區別和聯系的分析[J].電機工程技術，2007，36（1）：64-66.

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【關鍵詞】接地電阻；入地短路電流；接觸電壓；跨步電壓

城市軌道交通工程中設置主變電站主要是接受城網高壓電源，然后經降壓為牽引變電所、降壓變電所提供中壓電源。但是有的主變電站所址選擇在地形特征較復雜，地質條件較差的地方，土壤電阻達到800Ω·m，屬于高土壤電阻率地區，這給接地設計和保證人身及設備安全帶來了困難。另外，部分城網高壓電源的系統短路容量較大，有的可達5000MVA，造成入地短路電流較大。因此，以上因素都對變電站的接地方案和技術提出更高的要求。

1、高土壤電阻率對變電站接地設計帶來的問題

其中ρ為土壤電阻率，S為接地網總面積，d為水平接地極的直徑或等效直徑，h為水平接地極的埋設深度，L0為接地網的外緣邊線總長度，L為水平接地極的總長度。

通常情況下，若主變電站設置在地質條件較好的地方，接地網的工頻接地電阻值均能滿足設計的要求，但是當土壤電阻率達到800Ω·m時，以某主變電站為例，接地網總面積6800mm2，接地網埋深0.6m，L0為330m，L為810m時，按式2可計算出工頻接地電阻值為4.95Ω，明顯無法滿足設計的要求。

接地電阻值過大帶來的問題，首先是會使接地網電壓異常升高，威脅運行人員的人身安全；其次還可能因反擊使得低壓設備的絕緣遭到破壞，高電壓進入控制室，使低壓控制保護設備發生誤動或拒動而擴大事故；第三，接地電阻值過大還會使避雷器接地電阻值過高，雷擊過電壓時，避雷器有可能不會正常對地放電，造成避雷器損壞。另由DL/T621-1997中的近似公式可知，R2與S成反比，而接地網的面積受到變電站占地面積的限制不可能很大，若要滿足接地電阻不大于0.5Ω也是比較困難的。

2、大系統短路容量對變電站接地設計帶來的問題

目前電力系統短路容量有的達到了5000MVA，因此變電站發生短路故障時流經接地網的入地短路電流將會很高。

以某110kV主變電站來說，入地短路電流達到15kA，遠遠大于滿足接地電阻0.5Ω時的入地短路電流4kA。

入地短路電流過大，帶來的問題同樣是造成接地網電壓異常升高，破壞低壓設備的絕緣，使低壓控制保護設備誤動或拒動。

另外按式1可知，當I取15kA時，R≤0.13Ω。工頻接地電阻的目標值太小，從技術經濟上實現起來比較困難，需充分考慮當地的地質條件、設計方案、采用的輔助措施等，而且為了達到接地電阻目標值可能會造成盲目的投資，浪費資源。

3、高土壤電阻率及大系統短路容量下變電站接地解決方案

除了計算接觸電壓和跨步電壓，設計中還須注意以下因素：①接地導體尺寸，接地導體尺寸與其散流的故障電流有關，即導體的熱穩定。②故障切除時間，故障切除時間越快，故障對人的危害就越小。③接地網上表面的電位分布，接地網的均壓導體一般都等間距布置，由于端部和鄰近效應，接地網的邊角處泄漏電流遠大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網孔電勢大大高于中心網孔電勢，而且這種差值隨接地網面積和網孔數的增加而加大，均勻土壤表面的電位分布。④地表面的硬化程度，因為接觸電壓和跨步電壓與地表面的土壤電阻率成正比，地表硬化程度越高則允許值越高，對人越安全。

另外，國際上變電站接地設計一般采用IEEEstd80-2007《IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding》，這個標準也非常具有指導意義。

4、結論

根據以上的分析，對于設置在高土壤電阻率或大系統短路容量的主變電站，在利用國內電力標準設計時，不應盲目的降低接地電阻值，應進行接觸電壓和跨步電壓的校驗，合理布置接地網使網孔電壓趨于一致。若確實需要大幅降低接地電阻時，采用的輔助措施，應該因地制宜，通過技術經濟比較，確定合理的方案，同時應注意減小對周圍環境的影響。

參考文獻

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關鍵詞：剩余電流保護裝置電擊保護應用

GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》中，對保裝裝置在直接接觸電擊和間接接觸電擊保護的作用已有明確要求。

在電氣事故中，最為常見的是電擊事故。電擊事故的發生，一般是由于人體直接觸及帶電體，接觸到因絕緣損壞而漏電的電氣設備、或者是站在發生接地故障點的周圍而使人體受跨步電壓引起的電擊；有時人體雖未直接接觸高壓帶電體，但由于超過了安全距離，高壓帶電體對人體放電，造成單相接地所引起的電擊。

這里所講的電擊事故主要是發生于交流50Hz的低壓電網中，一般可分為直接接觸電擊和間接接觸電擊兩類。

1直接接觸電擊

直接接觸是指人體或牲畜與帶電部分的接觸。由直接接觸所引起的電擊現象，稱為直接接觸電擊。

直接接觸電擊往往根據電擊時碰到帶電導體的相線，又分為單相電擊和兩相電擊等。

單相電擊指人體的某一部位與大地接觸，而另一部位碰到一相帶電導體時而發生電擊事故。這時，通過人體的電流回路是從帶電的單相導體經人體入地，使人體承受220V相電壓而引起的電擊事故，嚴重時會導致死亡。

當發生單相電擊時，人體所遭受的傷害程度與電網的運行方式有關。在低壓電網中，變壓器低壓側中性點有接地和不接地兩種系統。

變壓器低壓側中性點接地系統是目前廣泛采用的220/380V低壓網絡。如TN系統和TT系統，當處于地電位的人體碰觸系統中任一相帶電體時，人體所承受的電壓是相線對地的電壓(即相電壓)。此時通過人體的電流，決定于人體與帶電體的接觸電阻、人體阻抗、人體和鞋子與地面接觸處的電阻、以及中性點接地電阻的大小等。

2間接接觸電擊

間接接觸電擊是指人體或牲畜與故障情況下變為帶電的外露可接近導體的接觸。由間接接觸所引起的電擊現象，稱為間接接觸電擊。

間接接觸電擊方式，一般分以下幾種：

2.1跨步電壓電擊

由于外力(如雷電、大風等)的破壞等原因，電氣設備、避雷針的接地點，或者斷落導線著地點附近，將有大量的擴散電流向大地流入，而使周圍地面上分布著不同電位，具有雙曲線的特點，如圖1所示。

跨步電壓電擊是指人的雙腳同時踩在不同電位的地面時，因雙腳間具有電位差而引起的電擊事故。最大的跨步電壓出現在離帶電體接地處地面水平距離0.8m處與帶電體接地處之間。

當人體遇到跨步電壓時，電流也會流過人體。雖然電流沒有通過人體的重要器官，僅沿著下半身流過，但當跨步電壓較高時，就會發生雙腳抽筋，跌倒在地上，由于頭腳之間的距離大，故作用于身體上的電壓增高，電流相應增大，并且有可能使電流通過人體的重要器官，而引起人身電擊死亡事故。

2.2接觸電壓電擊

接觸電壓是指在同時可觸及的兩點之間所呈現的電位差。如因電氣設備絕緣損壞或發生接地短路故障，而使人體同時接觸具有不同電位的兩處，這時加在人體兩處之間的電壓，即為接觸電壓。由于接觸電壓引起人體電擊，稱為接觸電壓電擊。

接觸電壓的大小是隨著人體所站立的位置不同而不同，一般僅是帶電設備對地電壓的一部分。譬如圖1中所示的接觸電壓Ue，在距接地體周圍20m之內是小于帶電設備的對地電壓Ue，20m之外是等于帶電設備的對地電壓。人若站在20m外觸及電動機的外殼，則所承受的接觸電壓為：220-0＝220V，即等于帶電設備的對地電壓。

3直接接觸電擊保護

直接接觸電擊保護是防止人體直接觸及電氣設備的帶電導體而造成的電擊傷亡事故，剩余電流保護裝置在直接接觸電擊保護中，當基本保護措施失效時，可作為直接接觸電擊保護的補充保護和后備保護。對于接觸電動工具及移動式用電設備的人員，如接觸電鉆、電錘、脫粒機、潛水泵，鼓風機，電噴砂機、吸塵機，以及臨時架設的供電線路等，因為在使用時往往容易發生帶電導體和人體直接接觸的電擊事故。當額定工作電壓為安全電壓以上時，如果發生了直接接觸的電擊事故，導致傷亡的危險性較高，所以應在供電回路中安裝動作電流為30mA，一般型（無延時）動作的剩余電流動作斷路器。

對于手持式電動工具，如電鉆、電砂輪、電鋸等，如果沒有雙重絕緣或加強絕緣，當額定工作電壓為安全電壓以上時，使用時容易發生帶電導體和人體直接接觸電擊事故。所以，這類電動工具也應在供電回路中安裝動作電流為30mA，一般型（無延時）動作的剩余電流動作斷路器，或使用動作電流為30mA，一般型（無延時）動作的剩余電流動作保護插座。

這里應當強調指出，當人體和帶電導體直接接觸時，在剩余電流動作保護裝置動作切斷電源之前，通過人體的電流和剩余電流動作保護裝置的動作電流選擇無關，它完全由人體觸及的電壓和人體電阻所決定。

剩余電流動作保護裝置不能限制通過人體的故障電流，用于直接接觸電擊保護的剩余電流保護裝置，必須具有一般型（無延時）動作特性，這是對直接接觸電擊提供安全保護的必要條件。

4間接接觸電擊保護

剩余電流保護裝置的主要功能是作為間接接觸電擊保護。作間接接觸電擊保護的目的，是為了防止用電設備在發生絕緣損壞時，在金屬外殼等外露部件上呈現危險接觸電壓。當電氣設備發生故障時，正好人體碰觸故障設備的外殼，被電擊者與故障回路并聯，大部分的故障電流流經保護導體，使剩余電流保護裝置立即切斷電源。對人體不會造成傷害。

在TN系統間接接觸電擊保護，必須滿足：

Zs×Ia≤UO

式中Zs--阻抗，包括電源到故障點間的帶電導體，以及故障點到電源之間的保護導體阻抗之和（W）；

UO--對地標稱交流電壓有效值（V）；

Ia--保證保護裝置在規定的相應時間內自動斷開的電流（對剩余電流保護裝置即為IΔn）(A)。

在TT系統中間接接觸保護必須滿足：

RA×Ia≤50V

式中RA--接地裝置電阻和外露可接近導體的接地電阻之和（W）；

Ia--保證保護裝置在規定的相應時間內自動斷開電流（對剩余電流保護裝置即為IΔn)（A）；

50V--在一般情況下，允許的接觸電壓極限值。

一般對于額定電壓為220V或380V的固定式電氣設備，如水泵、輾米機、磨粉機、排風機、壓縮機，以及其他容易和人接觸的電氣設備，當這些用電設備的金屬外殼接地電阻在500W以下時，單機配用的剩余電流保護裝置可選用30~50mA一般型（無延時）動作的保護裝置；對額定電流在100A以上的大型電氣設備，或者帶有多臺電氣設備的供電回路，可以選用50~100mA動作的剩余電流動作保護裝置；當用電設備的接地電阻在100W以下時，也可選用動作電流為200~500mA的剩余電流動作斷路器，用于間接接觸保護的剩余電流動作保護器，可以用一般型（無延時）動作型產品。有些重要的電氣設備，為了減少偶然的停電事故，也可以選用延時0.2s的延時型保護裝置。

對額定電壓為220V家用電氣設備，如洗衣機、電冰箱、電熨斗、電視機、電風扇等，經常要和沒有經過安全用電專業訓練的居民接觸，而這些用電設備往往帶有頻繁操作的插頭，容易發生直接接觸電擊的危險；另一方面按照家用電器安全標準，這些家用電氣設備外殼都應有接地保護，因此必須帶有接地專用線的三眼插座，有些未經改造的老式住宅沒有考慮接地保護設施，一般都不帶三眼插座，所以用戶往往購買了家用電器后，仍舊將帶有接地保護的三眼插頭改為二眼插頭使用，因此有些家用電器在沒有安全保護措施的情況下使用。這樣，當用電設備發生漏電碰殼等故障時，設備外殼可呈現和工作電壓相同的危險電壓，當人體觸及時，危險程度和直接接觸電擊相同。而且在實際應用中，有時還把與外殼相連的接地保護線和電源線接錯，而發生電擊事故，再加上一些家用電器絕緣差，電擊危險性更大。

篇6

道路兩旁及附近山上的草長得格外茂盛，幾乎遮住了我的膝蓋。瓦藍瓦藍的天空飄著大朵大朵雪白的云，真好似“驚濤拍岸，卷起千堆雪”，只是這場景出現在天空中，又有一種別樣的美。

“太美啦！”迎著徐徐涼風，我們在山頂的公路上撒歡地奔跑著，有時還會跑到草叢里采摘幾朵野花。

“媽媽，快看！這兒有一大束白色的花！”我朝媽媽大喊。

老媽跑向我：“不會是干枝梅吧？聽說只有內蒙古高原上才有呢！”

“我想起來了，朱老師在作文課上給我們看過的！”我頓時激動起來，蹲下身，仔細看。那是一大束干枝梅，花朵很小，開得密密匝匝，花形像星星，花朵底部是粉色的星星，花朵上部是白色的星星，有的花朵中間還長出了黃色的小星星。怎么有這么多星星呀，難道是神仙把銀河里的星星撒向了人間？整株花沒有葉子，只有綠色的枝干，我把它輕輕拔起，微微抖一抖，整株花就發出“沙沙沙”的似干花抖動的聲音，怪不得它叫“干枝梅”呢！

我把它捧在手里，欣喜萬分。初識它在濟南，沒想到，卻在千里之外的內蒙古高原再次見到它，這就是緣分吧！

我仔細一聞，有一股淡淡的清香，真如梅花，清麗淡雅。

返程的路上，我們又累又渴。說來也巧，駛出幾公里后，我們看見路邊停著一輛車，有幾個人正圍在一個小桌前吃香瓜。旁邊就是一個瓜棚，一大片瓜田頓時躍入眼簾。綠油油的瓜葉間，結著大小不一的瓜。小的瓜，皮是深綠色的，上面還有一層極細小的絨毛。大的瓜，皮是非常淺的綠色，有的顏色甚至十分接近乳白色，上面幾乎沒有絨毛。

我們走進瓜棚，瓜農熱情地切開幾個香瓜讓我們品嘗。我迫不及待地擦了擦手，拿起一塊，一口咬下去。哇！又脆又甜！這是我第一次吃到這么甜的香瓜。

只品嘗幾塊當然不過癮，我們決定去地里摘一些，帶回家給姥姥姥爺吃。我拎著袋子，跑進瓜田，穿行在地壟間，不停地尋找，想要找到最大最甜的香瓜。瓜農告訴我們，瓜皮的顏色越淺、個頭越大就越甜。我挑中了一個白白胖胖的香瓜，左手輕輕握住香瓜，右手抓住瓜藤，并用力掐斷瓜藤，香瓜便落到了我的手中。沒一會兒，我就摘了七八個，媽媽和哥哥也摘了滿滿兩袋子。

稱重交錢后，瓜農又送了我們兩個洗干凈的香瓜，讓我們帶著在路上吃。我們一再道謝，揮手告別了瓜農。

吃著脆甜的香瓜，回想著這一天的經歷，真是收獲滿滿的！

好了，我的內蒙古之旅就介紹完畢了，同學們還滿意嗎？對內蒙古的大草原產生了興趣嗎？有的話就找時間去看看吧，一定不會失望哦！（全文完）

篇7

【關鍵字】金屬屋面鋼柱 均壓網格 等電位聯結

Abstract : According to the design specification of the building lightningproof GB50057-2010 briefly analysis,this article put forward some opinions, and strive to make steel structure plant lightning protection design do ensure safety and security, power supply reliable and reasonable in economy.

key words :metal roof, steel, all pressure grid, equipotential connection

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

鋼結構廠房造型美觀大方，色彩多樣，空間利用率高，建設周期短，工程造價低，因而得到廣泛的應用。由于鋼結構廠房獨特的建筑體系，使得此類廠房和混凝土框架結構建筑的防雷工程設計和施工有較大的差異。筆者通過工程設計、現場驗收的實際經驗總結，對鋼結構廠房防雷設計的相關問題作一些粗淺的探討。

1鋼結構廠房的建筑體系

鋼結構廠房基礎通常采用鋼筋混凝土獨立基礎和鋼筋混凝土條形基礎，前者在地質情況較好的場地使用，后者則應用于地質情況較差的場地。澆注基礎時需預埋地腳螺栓，以便固定鋼柱。

鋼結構廠房的主鋼架（梁、柱）一般選用焊接型鋼或熱軋型鋼，次構件（檁條）選用高強度的、經防腐處理的冷彎薄壁C型或Z型鋼，次構件和主鋼架通常采用螺栓連接。

鋼結構廠房的外墻和屋頂一般采用彩鋼壓型板和彩鋼夾芯板，并采用自攻螺栓和屋頂、墻體內設置的檁條連接。彩鋼壓型板和彩鋼夾芯板的連接方式一般為咬合連接或者搭接連接。鋼結構廠房的外墻做法一般采用下部砌1.2m高、0.3m厚的磚（加氣混凝土砌塊）墻，上部設彩鋼夾芯板墻或者彩鋼壓型板墻。

2鋼結構廠房的防雷及接地

2.1選擇防雷接地型式

對于防雷接地，主要是通過將雷電產生的雷擊電流通過接地網引入大地，從而對建筑物起到保護作用。一般采用兩種防雷型式，獨立接閃桿和法拉第籠。它們是兩種不同的防雷模式，在防雷原理上有著明顯的區別。

獨立接閃桿的原理是空中攔截閃電，使雷電通過自身放電，從而保護建筑物免受雷擊。但是接閃桿保護的空間內仍有電磁感應作用，接閃桿附近是強的電磁感應區，有很大的電位梯度，在它周圍有較陡的跨步電壓存在，在這一范圍內的人員會有生命危險。

法拉第籠的原理是利用建筑的接閃網格、引下線及基礎接地網形成封閉的“金屬網殼體”來保護建筑物免受雷擊。實驗證明，一個封閉的金屬殼體是全屏蔽的，在雷電流通過時，主要是沿著殼體的外表面流入大地，且法拉第籠下部的接地環、等電位均壓網也避免了人在此等電位環境中被雷擊的危險。

因此，鋼結構廠房的一般采用法拉第籠防雷接地型式。

2.2接閃器

根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）第5.2.7條，可以利用廠房金屬屋面作防雷接閃器（第一類防雷建筑物除外），并提出了四點要求：①金屬板之間采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接等；②金屬板下面無易燃物品時，鉛板的厚度不應小于2mm，不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應小于0.5mm，鋁板的厚度不應小于0.65mm，鋅板的厚度不應小于0.7mm；③金屬板下面有易燃物品時，不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板的厚度不應小于5mm，鋁板不應小于7mm；④金屬板應無絕緣被覆層（注：薄的油漆保護層或1mm厚瀝青層或0.5mm厚聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層）。

常見的金屬屋面板系統有搭接式、暗扣式、扣蓋式和直立鎖縫式。每種連接方式都有各自不同的特點。搭接式屋面板系統安裝方便、造價低廉,但緊固件穿透屋面板,存在漏水的可能性，且搭接式連接的緊固件易松弛，金屬易疲勞、銹蝕。暗扣式和扣蓋式屋面板系統抗風承載力低,密封性欠佳,安裝時可能出現假扣合,存在安全隱患。直立鎖縫式屋面板系統密封防水性能較好,抗風承載力高,具有很好的熱脹冷縮和防滲能力,因此直立鎖縫屋面板系統成為當今鋼結構建筑金屬屋面系統的首選。直立鎖縫是卷邊壓接的方式之一，采用此種方式連接完全滿足規范的要求。

鋼結構廠房屋面的保溫隔熱層通常選用離心玻璃絲棉、防火巖棉和硬質聚氨脂。玻璃絲棉和防火巖棉屬A級建筑材料，屬于不燃燒材料。硬質聚氨脂屬B級建筑材料，為難燃體。所以金屬屋面下方采用此類材料作保溫隔熱層的廠房，利用金屬屋面作接閃器時，能滿足規范要求。

屋面板的厚度選擇一般考慮三個因素：第一是風荷載；第二是雪荷載；第三是檁距。所以，不同地域可能所選的屋面板厚度就不一樣。一般情況下檁距在1.5m左右時，屋面面板厚度為0.6mm，底板厚度為0.5mm。當然，電氣設計人員作防雷設計時應和結構專業及時溝通，如選用的金屬屋面板厚度不滿足規范要求時，則應該參考國家標準圖集在廠房屋頂上敷設接閃網格，接閃網格大小應該按規范的要求和各類廠房的防雷類別嚴格對應。

規范注釋提到“薄的油漆保護層”不算是絕緣被覆層。因此，可以認為彩色涂層鋼板無絕緣被覆層。

另外，現代廠房節能措施的一個重要環節是，充分利用自然采光，因此鋼結構廠房的屋頂上一般都設有大面積的采光帶 ，這給利用金屬屋面作接閃器帶來一定的影響，因此在設計中我們應該注明屋頂的金屬檁條應與金屬屋面板有可靠的電氣連通，這樣采光帶正下方的金屬檁條之間就可以形成避雷網格，并與金屬屋面共同構成可靠的接閃器。

綜上所述，厚度達到0.5mm的鋼結構廠房的屋面壓型鋼板（或夾芯板）和屋頂金屬檁條以及廠房金屬外墻可以共同構成可靠的接閃器。

2.3引下線

篇8

[關鍵詞]觸電；接地；剩余電流保護裝置

電對人體的傷害主要來自電流。電流對人體的傷害可以分為兩種類型即電傷和電擊。電傷是指由于電流的熱效應、化學效應、機械效應對人體的外表造成的局部傷害。電擊是指電流流過人體內部造成人體內部器官的傷害。電擊是觸電事故中后果最嚴重的一種，絕大部分觸電死亡事故都是電擊造成的。通常所說的觸電事故主要是指電擊。

一、 人體的觸電種類

觸電的方式很多，可以歸納為三類。

1、 人體與帶電體的直接接觸觸電

人體與帶電體的直接接觸觸電又可分為單相觸電和兩相觸電兩種

1） 單相觸電是指體接觸三相電網中帶電體中的某一相時，電流通過人體流入大地的觸電方式。電力網可分大接地短路電流系統和小接地短路電流系統，由于這兩種系統中性點的運行方式不同，發生單相觸電時，電流經過人體的路徑及大小就不一樣，觸電危險性也不同。

a、 中性點直接接地系統的單相觸電。當人體觸及某一相導體時，相電壓作用于人體，電流經過人體、大系統中性點接地裝置、中性線，形成閉合回路。由于中性點接地裝置的電阻比人體電阻小得多，則相電壓幾乎全部加在人體上，足以使人致命。

b、 中性點不接地系統的單相觸電。由于導線與地之間存在對地電抗（由線路的絕緣電阻R和對地電容C組成），則當人體觸及某一相導體時，電流以人體、大地、另兩相導線對地電抗構成回路，通過人體的電流與對地電抗數值有關。在低壓系統中對地電容很小，通過人體的電流主要決定于線路的絕緣電阻R。正常情況下，R相當大，通過人體的電流很小，一般不致于造成對人體的傷害：但當線路絕緣下降，R減小時單相觸電對人體危害仍然存在。在高壓系統中，線路對地電容較大，則通過人體的電容電流較大，將危及生命。

2） 兩相觸電是指人體同時接觸帶電設備或線路的兩相導體時，電流從一相導體經人體流入另一相，構成閉合回路的觸電方式。此時加在人體上的電壓為線電壓，通過人體的電流與系統中性點運行方式無關，其大小只決定于人體電阻和接觸的兩相導體的接觸電阻之和。因此它比單相觸電的危險性更大。

2、 間接觸電

間接觸電是由于電報設備絕緣損壞發生接地故障，設備金屬外殼及接地點周圍出現對地電壓引起的，包括跨步電壓觸電和接觸電壓觸電兩種。

1） 跨步電壓觸電。人在有電位分布的故障區域內行走，其兩腳之間呈現出電位差，此電位差稱為跨步電壓，由跨步電壓引起的觸電稱跨步電壓觸電。《電業安全工作規程》規定，發后高壓設備、導線接地故障時，室內不得接近接地故障4m以內（因室，內狹窄，地面較為干燥，離開4m之外一般不會遭到跨步電壓的傷害），室外不得接近接地故障8m以內。如果要進入互范圍內工作，為防止跨步電壓觸電，進入人員應穿絕緣鞋。

2） 接觸電壓觸電。在正常情況下，電氣設備的金屬外殼是不帶電的，由于絕緣損壞、設備漏電，使設備的金屬外殼帶電。接觸電壓是指人觸及漏電設備的外殼，加于人手與腳之間的電位差（腳距漏電設備0.8m，手觸及設備處距地面垂直距離1.8m），由接觸電壓引起的觸電叫接觸電壓觸電。若設備的外殼不接地，在此接觸電壓下的觸目驚心電情況與單相情況相同；若設備外殼接地，則接觸電壓為設備外殼對地電位與人站立點的對地電位之差。

3、 與帶電體的距離小于安全距離的觸電

前述幾類觸電事故，都是人體與帶電體直接（間接）接觸是發生的。實際上，當人體與帶電體（特別是高壓帶電體）的空氣間隙小于一定的距離時，雖然人體沒有接觸帶電體，也可能發生觸電事故。這是因為空氣間隙的絕緣強度是有限度的，當人體與帶電體的距離足夠近時，人體與帶電體間的電場強度將大于空氣的擊穿場強，空氣被擊穿，帶電體對人體放電，并在人體與帶電體間產生電弧，此時人體將受到電弧灼傷及電擊的雙重傷害。這種與帶電體距離小于安全距離的弧光放電觸電事故多發生高壓系統中。防止這類事故的發生，國家有關標準規定了不同電壓等級的最小安全距離，工作人員距帶電體的距離不允許挑戰于此距離值。

二、 剩余電流保護裝置

防止人體觸電的技術措施有包括電氣設備進行安全接地，在容易觸電的場合采用安全電壓、安全圍欄、危險警告裝置，加裝剩余電流保護裝置等。

在低壓配電網和用戶中安裝剩余電流保護裝置是防止觸電事故發生的重要措施。剩余電流保護裝置又通俗的稱作觸電保安器或簡稱保護器（保安器），它是有效防止低壓觸、漏電事故的重要保護電器裝置。現在剩余電流保護裝置在城鄉用戶中已基本普及，從而使用戶有效地避免了因誤觸帶電設備而可能招致的觸電傷害，在農村，人們樸素地把剩余電流保護裝置稱為“保命器”。

剩余電流保護裝置必須具有剩余電流動作的選擇性、切斷故障的快速性、檢測剩余電流的靈敏性和自身運行的可靠性，才可能確保供電的安全性和可靠性。

1、 剩余電流保護裝置的種類和工作原理

1） 反映零序電流的剩余電流保護裝置

這種裝置由中間執行元件接受電網發生接地故障時所產生的零序電流信號，去斷開被保護設備的控制回路，切除故障部分。反映零序電流的剩余電流保護裝置可作為中性點接地和不接地系統中的電氣設備及線路的漏電保護。它既可作為漏電、觸電、短路保護，也可用來防止設備絕緣損壞，產生接地故障電流而引起火災、爆炸，有應用范圍廣、管理方便、工作可靠、使用效果良好等優點，但由于結構較為復雜、制作精度要求較高，造價也相應提高。按中間執行元件的結構不同剩余電流保護裝置可發為靈敏繼電器型、電磁型和電子式三種。

2） 脈沖相位型剩余電流保護裝置

電力網中總是存在著一定的漏電電流，而且線路的絕緣水平越差，漏電電流越大。當發生觸電或接地故障時，將引起漏電流的突變。此時觸電鑒別電路中的微分電路將形成脈沖。脈沖相位型剩余電流保護裝置就采用這一突變的脈沖變量作為觸電或接地的依據，推動執行電路，使開關分閘。

3） 多功能雙保護三相剩余電流保護裝置

多功能雙保護三相剩余電流保護裝置除了作為漏電保護外還增加多項功能：

a、 直讀線路的合成泄漏電流，同時還可以平衡調節時使用。

b、 可用來保護電動機缺相運行，以免電動機被燒毀。

c、 重合閘功能

d、 完全獨立的主保護電路和后備保護電路

2、 剩余電流保護裝置的三級保護方式

1） 總保護。剩余電流保護的總保護設在低壓網的電源處，當電網中任一點發生接地或觸電，只要電流達到其動作值，總保護動作。

2） 中級保護。又稱二級保護，通常裝設在電網的大分支處，可保護網絡的一部分。

3） 末級保護。又稱三級保護，用來保護終端用戶的用電設備和配電箱。

如下圖給出了剩余電流保護裝置三級保護的示意圖。圖中A1為總保護，裝于配電變壓器的低壓出線側，A11、A12、A13裝于各支線的進線處；A2、A21、A22構成二級保護，A21用來保護生活用電支線，A22用來保護動力分支；Am為生活用電的用戶，An為動力用戶，Am和An為三級用戶。

剩余電流保護裝置三級保護的示意圖

三、 裝置使用注意事項

1、

剩余電流保護裝置既能起保護人身安全的作用，還能監督低壓系統或設備的對地絕緣狀況。但不要以為安裝了剩余電流保護裝置后，就可以萬無一失而麻痹大意，應仍以預防為主(因它僅是基本保護措施中的一種附加保護)。只有認真做好安全用電的管理、宣傳和教育工作，落實好有關各項安全技術措施，才是實現安全用電的根本保證。

2、

剩余電流保護裝置是在人體發生單相觸電事故時，才能起到保護作用的。如果人體對地處于絕緣狀態，一旦是觸及了兩根相線或一根相線與一根中性線時，保護器就并不會動作，即此時它起不到保護作用。

3、

剩余電流保護裝置安裝點以后的線路應是對地絕緣的。若對地絕緣降低，漏電電流超過某一定值(通常為15mA左右)時，保護器便會動作并切斷電源。所以要求線路的對地絕緣必須良好，否則將會經常發生誤動作，影響正常用電。

4、

低壓電網實行分級保護時，上級保護應選用延時型剩余電流保護裝置，其分斷時間應比下級保護器的動作時間增加0.1～0.2s以上。

5、

安裝在總保護和末級保護之間的剩余電流保護裝置，其額定剩余動作電流值，應介于上、下級剩余電流保護裝置的額定剩余動作電流值之間，且其級差通常應達1.2～2.5倍。

6、

總保護的額定剩余動作電流最大值分別不應超過75—100mA(非陰雨季節)及200—300mA(陰雨季節)；家用剩余電流保護裝置應實現直接接觸保護，其動作電流值不應大于30mA；移動式電力設備及臨時用電設備的剩余電流保護裝置動作電流值為30mA。

7、

低壓電網總保護采用電流型剩余電流保護裝置時，變壓器中性點應直接接地；電網的中性線不得有重復接地，并應保持與相線一樣的良好絕緣；剩余電流保護裝置安裝點后的中性線與相線，均不得與其他回路共用。

8、 照明以及其他單相用電負荷要均勻分配到三相電源線上，偏差大時要進行調整，力求使各相漏電電流大致相等；當低壓線路為地理線時，三相的長度宜相近。

四、 裝置的運行維護管理工作

1、

剩余電流保護裝置在投入運行后，使用單位應建立運行記錄和相應的管理制度。

2、

管電人員每月至少應對剩余電流保護裝置進行通電跳閘試驗，即按動試驗按鈕，以檢查剩余電流保護裝置動作是否可靠。每當雷擊或其它原因使剩余電流保護裝置動作后，應作檢查并進行跳閘試驗。農村用電高峰季節，應增加試跳次數；停用的剩余電流保護裝置使用前應先跳閘試驗一次。

3、

為全面掌握剩余電流保護裝置的運行狀況，應定期(如在每年安全檢查期間)對剩余電流保護裝置進行抽樣檢查測試。

4、

對剩余電流保護裝置的測試工作應由專職安全管理人員組織進行。定期測試剩余電流保護裝置動作特性的項目應包括剩余動作電流值、剩余不動作電流值、分斷時間。

5、

對低壓電網的測試內容包括被保護電網的對地不平衡泄漏電流、被保護電網和各種負載、電機的絕緣電阻值、配電變壓器低壓側中性點泄漏電流，以及各用電設備保護接地裝置的接地電阻。測試數據與上一次測試結果相比較，進行綜合分析。對測試不合格或有較大缺陷者，應及時進行檢修或更換。

6、

剩余電流保護裝置的動作特性試驗和保護電網模擬漏電動作試驗，應使用國家有關部門檢測合格的專用測量儀表，由專業人員進行操作。嚴禁用相線直接觸碰接地裝置進行保護電網模擬漏電動作試驗。

7、

試跳、測試、整定和試驗過程必須設專人記錄，記錄項目和數據不得混淆、錯誤，以供今后運行分析時參考。

8、

若在剩余電流保護裝置的保護范圍內發生電擊傷亡事故，應檢查保護器動作情況，分析其原因，并寫入事故報告中。注意：在電力部門未派人檢查前，要保護好現場，不得改動保護器現場。

9、

剩余電流保護裝置動作后，經檢查未發現事故原因時，允許試送電一次，如果再次動作，應查明原因找出故障，不得連續強行送電。除經檢查確認為剩余電流保護裝置本身故障外，嚴禁私自拆除剩余電流保護裝置強行送電。

10、

剩余電流保護裝置的維修應由專業人員進行，運行中遇有異常現象應找電工處理，以免擴大事故范圍。

篇9

［關鍵詞］建筑物防雷設施裝置間距跨步電壓埋地深度接地電阻

一、前言

在建筑物防雷設計中，設計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設計比較重視，疏漏差錯很少，但對大量的三級防雷建筑物的防雷設計卻常有忽視。由于設計質量管理規定：對于一般工程的電氣設計允許可以不要計算書，因此許多設計人員對三級防雷建筑物的防雷設計，不再進行設計計算，僅憑經驗而設計。對于防雷設施的是否設置及防雷設施的各種安全間距未進行計算、驗算，因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷級別，增加了工程造價，而有些工程卻未按規范設計、施工，造成漏錯，帶來很大隱患和不應有的損失。

二、建筑物防雷規范的概述及比較

現今建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設計規范》?JGJ/T16－92?推薦性行業標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》?GB50057－94?強制性國家標準。GB50057－94使建筑物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會?IEC?防雷標準接軌，設計施工更加規范化、標準化。

GB50057－94將民用建筑分為兩類，而JCJ/T16－92將民用建筑防雷設計分為三級，分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去應有的安全，而有些建筑物可能出現不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057－94、JCJ/T16－92三者的實質，特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16－92中的規定。

三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施

除少量的一、二級防雷建筑物外，數量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷，而對此類建筑物大多設計人員不計算年預計雷擊次數N，使許多不需設計防雷的建筑物而設計了防雷措施，設計保守，浪費了人、材、物。現計算舉例說明：

例1：在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓：6層高?層數不含地下室，地下室高2.2m?，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當地年平均雷暴日Td=33.2d/a，由于住宅樓處在小區內部，則校正系數K=1。

據JCJ/T16－92中公式?D?2－1?、?D?2－2?、?D?2－3?、?D?2－4?得：與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積?km2?：Ae=?L?W＋2?L＋W?H?200－H?＋πH?200－H??×10－6=?60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）?×10－6=0.02084?km2?

建筑物所處當地的雷擊大地的年平均密度：

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?

建筑物年預計雷擊次數：

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?

據JCJ/T16－92第12.3.1條，只有在N≥0.05?GB50057－94中：N≥0.06?才設置三級防雷，而本例中：N=0.0475<0.05，且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣，故該住宅樓不需做防雷設施。

根據以上計算步驟，現以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28?km2?a?進行計算N值，計算結果見表2。

從表2中的數據可知，在本區內：①當K=1時，舉例中的建筑物均N<0.05，不需設置防雷設施。②當K=1.5時，即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的或特別潮濕的建筑物，在高度達15m或以上者，必須設置三級防雷措施。③當K=1.7時，即金屬的磚木結構的建筑物，高度達7m及以上者，必須設置三級防雷措施。④當K=2時，即建筑物位于曠野孤立的位置，高度達7m?兩層以上者，均設置三級防雷措施。

可見，有的建筑物在20m的高度，卻不需設置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必須設置三級防雷措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、土質和雷電活動情況所決定。

同時在峻工的工程中，我們也看到，例1中的民用建筑物，有許多類似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了，施工后的防雷接地裝置如圖1所示。

其中8組引下線均利用結構中的構造柱的4?12主筋，水平環路接地體埋深1m，距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件，則共需鍍鋅鋼材0.192t，人工費2950元，定額預算工程直接費約0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑，在我們地區1998年約竣工600～800棟，僅增設的防雷設施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價?浪費?的數字是巨大的。因此，設計人員對民用建筑物的防雷設計必須對建筑物年預計雷擊次數進行計算，根據計算結果，結合具體條件，確定是否設置防雷設施。

四、防雷設施與人、金屬管道等的安全距離

1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關系

當建筑物遭受雷擊時，雷擊電流通過敷設在樓頂的避雷網，經接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積，在接地引下線上某點?離地面的高度為h?的對地電位則為

Uo=UR＋UL=IkRq＋L?1?

式中Ik―雷電流幅值?kA?

Rq―防雷裝置的接地電阻?Ω?

L―避雷引下線上某點?離地面的高度的為h?到接地裝置的電感?μH?

雷電流的波頭陡度?kA/μH?

?1?式中右邊第一項?UR即IkRq?為電位的電阻分量，第二項?UL?即?為電位的電感分量，據GB50057－94有關規定，三類?級?防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度==10kA/μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由?1?式可得出

Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14h?kV??2?

根據?2?式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應的Uo值，但引下線數量不同，則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、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?，計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知，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生的電位?電感分量?也是相當高的，同樣會產生反擊閃絡。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續時間?數十μs?內，而電感分量只存在于波頭時間5μs內，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據表3計算的數據，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構造柱中的4?12鋼筋，可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。

?1?當引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kV?UL1=10.5kV?人體與引下線之間安全距離L安全1>

?方可產生的反擊。人站在5層，h2=15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kV?U12=52.5kV?則安全距離L安全2>

1.575m<1.83m。在上述兩個房間內，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。

（2）當引下線為8組時，當站在一層房間內，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時，h2=15m?則UL2=26.25kV?UR2=375kV?則安全間距L安全2>

可見，引下線數量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后，應嚴格按照規范設置引下線的數量及間距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距，多設一定數量的引下線，可減少雷電壓反擊現象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離

?1?當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數據：樓頂的引下線高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據JCJ/T16－92第12.5.7條規定，Lx<5Rq=5×30=150m，則

Sal≥0.2Kc?Ri＋0.1Lx?

式中Kc―分流系數，因多根引下線，取0.44

Ri―防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環路接地體，Ri=Rq=30Ω

Sal―引下線與金屬物體之間的安全距離/m

則

Sal≥0.2×0.44×?30＋0.1×20?=2.816m。

?2?當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式?12.3.6－3?，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內應將引下線與金屬管道?物體?連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據JCJ/T16－92第12.5.7條及公式?12.3.6－4?：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應小于2m的規定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯結。

綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶?針?與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物?包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地?都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當接地體為水平接地帶時，

?3?

式中ρ―土壤電阻率/?Ω.m?

L―水平接地體長度m

Ik―雷電流幅值kA

K―接地裝置埋深關系系數，見表4

Ukmax―跨步電壓最大值?kV?

按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按?3?式計算：

其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16－92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m，當小于3m時，接地體局部埋深不應小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險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形接地體?指三級防雷建筑物?。

六、區別工頻、沖擊接地電阻

工頻、沖擊接地電阻兩者的區別及關系，許多施工技術人員不能區別與明晰，使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。

工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。可以認為是接地體20m以內土壤的流散電阻，距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻，即為工頻接地電阻。

自表4中可知，當接地體為環繞建筑物的環路接地體與敷設于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質粘土等電阻率ρ≤100Ω的土壤內的接地體，其工頻接地電阻與沖擊電阻相等。但當敷設于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的環境時，其工頻接地電阻是沖擊接地電阻的2～3倍。因此如在上所述地面內敷設接地體時，如用接地電阻儀測出的工頻接地電阻，只要不超過設計要求的沖擊接地電阻值的2～3倍，即可為符合設計要求，不需再采取降阻措施。如不分析接地裝置敷設地點的土質、接地環境條件，發現接地電阻儀搖測值大于設計要求值，就盲目再增加人工接地體或采用降阻劑來追求達到設計值，必須造成人力、物力浪費，提高了工程造價，而這一現象卻有普遍性。

篇10

【關鍵詞】電器實踐；接地系統；問題

在目前的工程項目中，電氣工程已成為一種不可缺少的一部分，是保障工程施工質量和安全的核心問題之一。所謂的接地就通過在工程項目中將相關設備的一部分與大氣緊密相連，使得電氣設備中多出來的電流以及電壓能夠通過線路流動到大地之中，進而保障設備使用質量和工作人員的生命財產安全。就目前的工程項目而言，接地系統可以按照施工質量和性質的不同分為工作接地和保護接地兩部分。工作接地就是根據電力工程施工中其系統運行的需要人為的將電力系統中存在的工作中心點與大地相連，進而通過特殊的裝置來實現電氣運行狀態的科學、有效。這種連接方式的主要目的在于確保電力系統運行的正常，保障電力系統設備運行效率與安全，是在其電力系統發生誤動的情況下，通過及時、快速準確的切斷電源來進行故障處理和維護。而所謂的保護接地主要是指在10KV以下的電力系統中，一旦電氣設備出現絕緣損壞的現象的時候，由于金屬外殼出現帶電現象，因此為了防止這些電壓和電流對人體造成的威脅，我們通常都是在工作中通過將這些設備外殼與大地相連接，從而使得多余的電流和電壓進入大地，以避免造成的人身威脅和安全隱患。

一、接地電阻概述

電流在進過接地系統向大地流動的時候，經常會出現一些電阻現象，這些電阻在目前被人們統稱為接地電阻。接地電阻的存在與接地連線本身存在著一定的影響，同時與接地體以及大地之間的接觸聯系有著重要的影響作用，就目前的接地電阻分析而言，其中大部分接地電阻與前三部分相比較要小的多，這對于我們常說的接地電阻工作而言是一種十分重要的工作環節，這也就是我們在工作中常說的大地電阻。

1、故障現象

一般情況下，當接電氣系統在運行的過程中，其一旦發生故障，故障電流便可以通過接地體直接流入大大地之中，從而以半球面的形狀向著周圍擴散。這就形成一種弧形接地模式，在這種社會發展趨勢下，我們球心越近，受到的影響就越大。反之，離中心點越遠，其受到的影響就越小。經過過去多年的工作實踐證明總結得出，在距離較遠的單相接地系統中其離接地點越遠，其球面也就較大，實際上其電阻也并不大。

2、相關規定

就一般的電力系統而言，其在工作中接地系統附近存在著較大的差異和變化，一旦接地電阻出現問題和影響，其電流在通過的時候定會出現影響，同時也使得接地表面發生變動。在電氣設備的接地部分，如接地外殼、接地線、接地體等，與零電位之間存在有電位差，稱為電氣設備接地時的對地電壓；當有人在附近時，還有加于人體的電壓，稱為跨步電壓。欲減小接觸電壓和跨步電壓，應采取降低接地電阻和打接地均壓網等措施等，以等化故障時對地電壓的分布。

1）1000V以下中性點直接接地系統

在電壓為1000V以下中性點直接接地系統中，一般均考慮變壓器低壓中性點的接地電阻R0為4歐，當電壓為380/220V系統中發生單相接地短路時，接地電流Id通過碰地處的接地電阻Rd和中性點接地電阻R0構成回路，則其短路電流為：

Id=220V/（R0+Rd）

若電氣設備容量較大，短路電流Id不足以使設備保護斷路器動作，故障一直存在，此時電氣設備外殼上帶有一個對地電壓，其值為：

Ud=IdRd=Rd*220/（R0+Rd）

如果Ud超過允許的安全接觸電壓50V，則人體觸及該設備外殼時就不能保證安全。欲降低對地電壓Ud，只有減小保護裝置的接地電阻Rd，為了保持Ud不超過50V，則可以求得Rd的極限值：

Rd*220V/（R0+Rd）=50V

簡化后得：

Rd=50*R0/（220-50）

R0=4歐，則得Rd=2.8歐。對于電氣設備的保護接地，將接地電阻作的這么小，技術上是不合理的，投資上是很不經濟的。因此，為保證設備快速而可靠的動作，在中性點直接接地1000V以下的系統中，應采用接零保護。即將電氣設備的外殼直接接到系統的零線上，當發生短路時，短路電流經外殼和零線而成閉合回路。由于回路電阻較小，短路電流較大，使保護設備快速而可靠的動作，將故障設備切斷。

2）電壓為1000V以上的中性點接地系統

這種系統稱為大接地電流系統。在這種系統中線路電壓高，接地電流很大。在發生單相對地短路時，在接地裝置及其附近所產生的接觸電壓及跨步電壓較高。為確保安全，其接地電阻Rd等于或小于0.5歐。

3）電壓為1000V以上的中性點不接地系統

這種系統稱為小接地電流系統。對于小接地電流的高壓系統，如果同低壓設備公用一套接地體，由于考慮接地的并聯回路很多，要求設備對地電壓不超過120V，接地電阻為：

Rd≤120/Id

對高壓設備單獨接地裝置，要求對地電壓不超過250V，其接地電阻：

Rd≤250/Id

以上接地裝置的接地電阻，其值不應大于10歐。

4）電壓為1000V以下的中性點不接地系統

1000V以下的中性點不接地系統，當發生單相接地短路時，短路電流（系統對地電容電流）最多不超過十幾安培，如果允許對地電壓按50V考慮，設接地電流為10A，則接地電阻：

Rd=Ud/Id=50/10=5歐

因此，對于一般電氣設備的接地電阻規定不超過4歐，完全能滿足保護接地安全的要求。當配電變壓器或發電機容量不超過100KVA時，由于電網布線較短，單相接地電流將更小，接地電阻的允許值可放寬至10歐以下。

二、配電系統的接地形式

常見的配電系統接地是相對于低壓系統而言，其接地形式有以下幾種：

TN系統即所有受電設備的外露可導電部分必須用保護線與電力系統的接地點相連接，且必須將能同時觸及的外露可導電部分接至同一接地裝置上，根據應用場合不同，又可分為TN-C，TN-S，TN-C-S三種。

TT系統電力系統有一點直接接地，受電設備的外露可導電部分通過保護線接至與電力系統接地點無直接關聯的接地極。

IT系統電力系統的帶電部分與大地間無直接連接，受電設備的外露可導電部分通過保護線接至接地極。

電子計算機接地：邏輯地，功率地，安全地，其中邏輯地、功率地為

功能性接地，安全地為保護性接地。

電子設備接地：信號地，功率地，安全地，其中信號地，功率地為功

能性接地，安全性為保護性接地。