电力系统防雷保护

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电力系统防雷保护-高电压技术考点复习讲义和题库

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考点5:电力系统防雷保护5.1 输电线路的感应雷过电压一、雷击线路附近大地时,线路上的感应雷过电压1、先导在导线轴线方向上的电场强度X E 将导线两端与雷云电荷异号的正电荷,吸引到最靠近先导通道的一段导线上,成为束缚电荷。

导线上的负电荷则被排斥而向两侧运动,经线路泄露电导和系统中性点进入大地。

导线上电流很小,忽略线路工作电压,导线电位仍保持的电位。

正束缚电荷产生的电场在导线高度处被电导中负电荷产生的电场所抵消。

2、主放电先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和,相应的电场被迅速减弱,使导线上正束缚电荷迅速释放,形成电压波向两侧传播,形成的过电压称为感应过电压的静电分量。

与此同时,由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应称为感应过电压的电磁分量。

(1)当雷击点离开线路的距离s>65m 时,)(25d L KV Sh I u g ⨯⨯≈ 其中L I :雷电流峰值(KA);d h :导线平均高度(m);S:为雷击点离线路的距离。

感应过电压峰值一般最大可达300~400KV,这会引起35KV 及以下钢筋混凝土杆线路绝缘闪络。

(2)加避雷线由于屏蔽作用,感应过电压下降,导线上的感应过电压为)k 1(U U gd ,gd -=因此,避雷线离导线越近,耦合系数k 越大,U 感应越小。

二、雷击线路杆塔时,导线上的感应过电压无避雷线d ah =gd U有避雷线)1(U gd ,k ah d -=与直击雷相比,感应过电压的特点:1、极性与雷云电荷相反,一般为正极性。

2、在三相导线上同时出现,不会直接产生相间过电压。

3、 波形较缓和,波前几微秒到几十微秒,波长可达数百微秒。

5.2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平一、雷击杆塔顶部1.塔顶电位塔顶电流i gt <雷电流L i ,即L i i β=gt 雷电流到达峰值时,塔顶电压有最大值6.2(ch L R U gt L td I +=β其中β为分流系数,设雷电流具有斜角波前,at i =,则t L R L L bib t ++=11β,t 取T/2,(T 1波前时间2.6us)2.导线电位和线路绝缘上的电位当塔顶电位为td U 时,在塔顶的避雷线也有同样的电位,导线上产生的耦合电压为td kU ,由于通道电磁场的作用,导线上有感应过电压)1(a k h d -, 此电压与塔顶电位极性相反,所以导线电位的幅值d U 为)1(a U U td k h k d d --=作用在线路绝缘上的总电压k)-)(1ah (U U U U d td j +=-=d td 对于斜角波前的雷电波6.2L 1LI I a T == )1)(6.26.2(ch L k h I d gt j L R U -++=ββ 3.耐雷水平的计算 耐雷水平:]6.2)6.2[)(1(ch %501d gt h k L R U I ++-=β提高耐雷水平:↓↑↓β,,R ch k ,加强线路绝缘。

电力系统的安全防雷

电力系统的安全防雷

电力系统的安全防雷随着现代社会的发展和依赖电力的程度越来越高,电力系统的安全性变得至关重要。

雷电是一种自然灾害,会给电力系统带来严重的破坏和危险。

因此,进行安全防雷工作对电力系统的稳定运行和安全供电至关重要。

本文将从如下几个方面介绍电力系统的安全防雷。

一、了解雷电特点和危害雷电是一种极为强大且危险的自然现象。

雷电产生的电流强度很大,具有高电压、高电流和高频率的特点。

当雷电直接击中或靠近电力系统设备时,会导致设备的损坏甚至完全瘫痪,给正常的供电带来严重影响。

此外,雷电还可能引发火灾和爆炸,造成人员伤亡和财产损失。

二、合理布设避雷装置避雷装置是保护电力系统设备免受雷电攻击的关键措施之一。

合理布设避雷装置可以有效地引导和分散雷电的能量,保护设备免受雷电攻击。

在电力系统中,常用的避雷装置包括避雷针、避雷线和避雷垂线等。

1.避雷针:避雷针是避雷装置的主要组成部分,它能够将雷电引到地面上,并通过大地的导电性将其分散。

避雷针需要根据建筑物的高度和形状进行合理布设,以确保雷电能够有效地被引导到地面。

2.避雷线:避雷线通常安装在建筑物的顶部,它能够将雷电引导到地面,减少建筑物内部电器设备受到雷电攻击的风险。

避雷线需要连接到地下的接地系统,以确保雷电能够安全地分散到地面。

3.避雷垂线:避雷垂线主要用于大型的发电厂、变电站和输电线路等电力系统设施上。

避雷垂线通过合理布设,能够将雷电引导到地面,保护设备免受雷电攻击。

三、加强接地系统建设接地系统是电力系统中的重要部分,它能够保证电力系统设备的安全运行。

合理建设和维护接地系统可以减少雷电造成的危害。

1.合理选择接地电阻:接地电阻是接地系统的重要参数之一,它能够影响雷电引导的效果。

通常情况下,接地电阻越小,雷电引导的效果越好。

因此,在设计和建设接地系统时,应合理选择接地电阻,以提高接地效果。

2.确保接地系统的导电性:接地系统的导电性是保障其正常运行的关键。

接地系统应采用导电性能好的材料,并保持其良好的接触和连接。

电力系统防雷保护(二)

电力系统防雷保护(二)

可将避雷器上的电压ub近似 为一斜角平顶波。波头上升 部分斜率为侵入波的陡度, 幅值为Ub-5
只要避雷器上电压<变压器冲 击电压,则可保护
17
二、距离效应
由于避雷器离被保护设备有一段距离,在波的折反射过程中,被 保护设备的电压将不同于避雷器上的电压。
at
L
B
T
at
L
B
T l2
l1
(a)
雷电波侵入变电站的典型接线
例题:
一条220kV线路架设在平原地区,绝缘子串13片,正极性50%放电 电压为1410V;杆塔冲击接地电阻为7,避雷线半径为5.5mm, 弧垂fd=7m,导线弧垂fd=12m。求该线路的耐雷水平和雷击跳闸 率。 解:(1) 求耦合系数
避雷线的平均高度
导线的平均高度 h
d
h b 29 . 1
13





对于110kV以下的配电装置,绝缘水平高,可 用构架避雷针,并就近装设辅助接地装置。 对于变压器,由于最重要,因此不能装设构架 避雷针 对于35kV以下的变电站,由于绝缘水平低,故 只能装设独立避雷针,接地电阻不能超过10 发电厂厂房一般不能装设避雷针。 现在国标也推荐采用避雷线。
2 降低杆塔接地电阻
工频接地电阻一般为10-30
3
架设耦合地线
在某些雷击故障频繁的线路上,在导线下方架设一条耦合地线。 可起到分流、增加耦合的作用。
4
采用不平衡绝缘方式
在同塔双回线的情况下,采用不平衡绝缘,可避免双回线同时跳 闸而完全停电。 10
常用措施(二):
5 6 装设自动重合闸
我国110kV以上线路自动重合闸成功率在75%-95%以上

高电压技术_7电力系统防雷保护

高电压技术_7电力系统防雷保护

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1 ~ 2km
A
F1
F2
(a )
F3
F1
F2
(b )
(10-3-1) 35kv 及以上变电所的进线保护接线
(a )未沿全线路架设避雷线的 35~110kv 线路的变电所的进线保护接线 (b )全线有避雷线的变电所的进线保护接线
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二、图中各元件的名称和作用: 图中各元件的名称和作用: 1)进线段的作用 进线段的作用:进线段内防止雷击导线,进线段 进线段的作用 以外进雷时,由于进线段本身阻抗的作用,使流经 避雷器的雷电流受到限制,同时由于冲击电晕的影 响,将使入侵波陡度和幅值下降。 2)F3的作用 F 的作用:限制入侵波的幅值。 3)(管型避雷器)F2的作用 )F2 (管型避雷器)F 的作用:在雷季保护断路器和隔 离开关.断路器闭合运行时,入侵雷电波不应使其动 作。 )F1的作用 4)(阀式避雷器)F1的作用 (阀式避雷器)F1的作用:DL合闸状态时,保护一 切绝缘。
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§7-3 变压器中性点保护 -
一、全绝缘
变压器中性点的绝缘水平与相线端是一样的。 1、35~60KV非有效接地系统中,变压器中性点一般不需 要保护装置。 2、对110KV且为单进线的变电所,宜在中性点上加设避 雷器。
二、分级绝缘
变压器中性点的绝缘水平比相线端低得多。 对于中性点接地系统中,有些不接地的变压器需要保护。
不平衡绝缘的原则是使两回路的绝缘子串片数有差异,这 样,雷击时绝缘串片数少的回路先闪络,闪络后的导线相当 于地线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了另一回 路的耐雷水平以保证继续供电,一般两回路绝缘水平的差异 为 3 倍的相电压(峰值)。
3
五、架设自动重合闸
雷击造成的闪络大多能在跳闸后自行恢复绝缘性能。

电力系统的安全防雷

电力系统的安全防雷

电力系统的安全防雷引言近年来,随着电力系统的快速发展和智能化进程的推进,电力系统的安全性和可靠性需求也日益增长。

其中,雷电是电力系统运行过程中的常见天气现象,但同时也是造成电力系统设备损坏和事故发生的主要原因之一。

为了确保电力系统的安全稳定运行,各国都十分重视电力系统的安全防雷工作。

本文将对电力系统的安全防雷进行详细探讨,以提供有关的技术和指导。

一、雷电对电力系统的影响雷电是指一种天气现象,通常伴随着闪电、雷声和电场强烈变化。

雷电对电力系统造成的主要影响包括:设备损坏、线路故障、电力中断以及人员伤亡等。

设备损坏:雷电会通过接触或感应作用,对电力系统中的设备造成直接击中或间接伤害。

例如,变压器、避雷器、断路器等设备受到雷击后,可能发生断裂、烧毁、内部故障等问题。

线路故障:雷电还会对电力系统的输电线路造成损害。

例如,由于雷电击中导线或塔杆,会导致线路短路、接地故障等,进而影响供电能力。

电力中断:雷电击中电力系统的设备或线路,可能导致系统的电力中断,进而影响用户的正常用电和生活。

人员伤亡:在雷电天气下,电力系统设备和金属物体会成为电场的集中区域,当人员触碰到这些物体时,有可能引起触电事故,进而造成人员伤亡。

二、电力系统的安全防雷技术为了有效防止雷电对电力系统的影响,各国电力系统普遍采用了一系列的安全防雷技术。

以下将介绍常用的几种技术措施。

避雷器:避雷器是电力系统中常用的主要防雷设备之一。

它可以根据其特殊结构和材料,在雷电击中时将产生的过电压迅速导入地面,起到保护设备和线路免受雷击的作用。

接地系统:良好的接地系统不仅可以保护设备和线路免受雷击,还可以降低接地电阻,提高系统的防雷能力。

在电力系统中,通过合理设计和施工接地系统,可以有效分散雷电的能量,减少雷电对设备的损害。

防护罩:在电力系统的高压设备和敏感设备上设置合适的防护罩,可以起到防止雷电直接击中设备的作用。

光纤接地电阻器:光纤接地电阻器是一种新型的防雷设备,在电力系统中发挥着重要的作用。

电力系统的防雷保护方法

电力系统的防雷保护方法
雷击 ,间隙击 穿 ,对 地 泄放雷 电流 ,从 而保护 了下
雷 电具有 极大 的破坏 作用 ,不 仅 能够 击 毙人畜 、劈 断树木 、破 坏 建筑物 及各种 工农 业设 施 ,还 能够 引 起 火灾和爆 炸事 故 。雷 电 以其 极大 的破坏 力给人 类 社会 带来 了惨重 的灾难 。近 几年 来 ,雷 电灾害频 繁 发 生 ,对 国 民经济 造成 的危 害 日趋 严重 。 因此 ,防 雷是 电力系 统一 项重 要 的防火 防爆安 全措 施 。
1 低压架空线路的防雷保护措施 . 2
m ea ur s e.
ห้องสมุดไป่ตู้
Ke wo d Dee dt et u d r  ̄a so me , dc n e t eg o n e ie fg t n te t r a db i ns l tecr ut y r f n n e, n f r r a o n c r u dd v c , hnigat se , h h n h t i n u l o t  ̄ h ic i d i
LuJ n i u xa
Ab t a t 1 l u d ra dfg ti gh s esr n e r a g c o o eee ti o rs se s a ds o l a s s r c 1et n e n hn n a to g r e ka ef t n f rt lcrcp we y tm . n h ud t c u e h i h t b un i h o t y a tn o o. i e a y e h e e i g o l c c p we y tm h u d ra g st e m eho t e opa te t n t Th stxta l z d t e d f nd n f e e  ̄i o rs se t e t n e e i h t d wi t i n h h h

电气设备的防雷与过电压保护

电气设备的防雷与过电压保护

电气设备的防雷与过电压保护随着科技的不断发展,电气设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

然而,雷击和过电压问题成为我们在使用电气设备时需要面对的挑战之一。

本文将讨论如何有效地进行电气设备的防雷与过电压保护。

一、防雷保护雷击是指由于大气激发电荷不平衡而产生的电流放电现象。

电气设备一旦遭受雷击,会造成严重的损坏甚至失效。

因此,防雷保护是至关重要的。

1. 接地系统接地系统是防雷保护中的关键措施之一。

通过将设备的金属外壳或导体与地下的导体相连接,可以将雷击引流至大地,并减少对设备的损坏。

接地系统应该保持良好的导电性能,确保电流能够有效地通过地下导体流入地面。

2. 避雷针避雷针是传统的防雷保护工具之一。

它通常安装在高架建筑物的顶部,可以吸引雷电,并通过导线将电流引入地下。

避雷针的安装应符合相关的安全规范,并经常进行检查和维护,确保其正常工作。

3. 避雷器避雷器是一种可以吸收和分散过电压的设备。

它通常安装在电气设备的输入端,当遭遇过电压时,避雷器会迅速反应,将电压分散到接地系统中,从而保护设备免受损坏。

二、过电压保护过电压是指系统中超过额定电压的电压波动。

过电压可能是由于雷击、电力系统故障或其他原因引起的。

过电压会对电气设备造成严重的损坏,因此过电压保护也是非常重要的。

1. 过电压保护器过电压保护器是专门用于保护电气设备免受过电压的损害。

它可以迅速检测到过电压,并通过自动切断或分散电压的方式来保护设备。

过电压保护器应根据系统的需求进行适当选择,并定期检查和更换以确保其正常工作。

2. 断路器断路器是一种用于保护电气设备免受过电压的开关装置。

当系统中出现过电压时,断路器会自动切断电流,防止电流超过设备的承受能力。

选择合适的断路器对于过电压保护至关重要,并应根据设备的负载和额定电压进行合理设置。

3. 绝缘保护绝缘保护是通过绝缘材料和绝缘设备来预防过电压。

合适的绝缘材料可以减少电压波动对设备的影响,并保护设备免受过电压的损害。

第八章电力系统防雷保护

第八章电力系统防雷保护

第八章电力系统雷电防护本章分析输电线路、发电厂和变电所以及旋转电机的防雷保护原理及措施。

§8-1 输电线路的防雷保护输电线路分布面积广,易受雷击,所以雷击是引起线路跳闸的主要起因。

同时,雷击以后雷电波将沿输电线侵入变电所,给电力设备带来危害, 因此对线路防雷保护应予以充分重视和研究。

根据过电压的形成过程,一般将线路发生的雷击过电压分为两种,一种是雷击线路附近地面, 由于电磁感应所引起的,称为感应雷过电压。

另一种是雷击于线路引起的称为直击雷过电压。

运行经验表明,直击雷过电压对高压电力系统的危害更为严重。

输电线路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果在工程计算中用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。

耐雷水平是指雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。

线路的耐雷水平较高,就是防雷性能较好。

雷击跳闸率是指折算为统一的条件下,因雷击而引起的线路跳闸的次数, 此统一条件规定为每年40个雷暴日和100km的线路长度。

应该指出,由于雷电放电的复杂性,通过工程分析得到的计算结果可以作为衡量线路防雷性能的相对指标,而运行经验的积累和实施对策的分析则应是十分重视的。

输电线路防雷一般采取下列措施 :1 .防止雷直击导线沿线架设避雷线,有时还要装避雷针与其配合。

在某些情况下可改用电缆线路,使输电线路免受直接雷击。

2 .防止雷击塔顶或避雷线后绝缘闪络输电线路的闪络是指雷击塔顶或避雷线时,使塔顶电位升高。

为此,降低杆塔的接地电阻,增大耦合系数,适当加强线路绝缘,在个别杆塔上采用线路型避雷器等,是提高线路耐雷水平,减少绝缘闪络的有效措施。

3 .防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧当绝缘子串发生闪络后,应尽量使它不转化为稳定的工频电弧,不建立这一电弧,则线路就不会跳闸。

适当增加绝缘子片数,减少绝缘子串上工频电场强度,电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式,防止建立稳定的工频电弧。

4 .防止线路中断供电可采用自动重合闸,或双回路、环网供电等措施,即使线路跳闸,也能不中断供电。

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中图分类号 :T M8 6 3
文献标识码 :A
文章编号 :1 6 7 4 - 7 7 1 2( 2 o 1 3 )1 0 - 0 2 2 6 - 0 1
混凝土结构 的电线杆 电阻不超过 3 0 Q的可 以不用 。 三 、电力系统 中的配 电变压器防雷保护措施 在 以前当配 电变压器遭受雷击后 , 当时的结论是 高压绕组 出现 了问题 , 这种认识在某种程度上是片面性的, 在 以事实为 依据下 : 配 电变压器在遭受雷击后产生损害的主要原因是 “ 正 反变换 ” 的超 电压引发的,而 由反变 超电压引起 的事故 非常 巨 大。 电压在正变换过当低侧线路遭遇 电击时, 雷电所产生 的电 流渗透进低压绕组 由中性处防雷保护接地极引流 大地 , 进入大 地的 电流 I j d在接地极 电阻 R i d上产生压降。 这个压 降使得低 压侧中性处 电位增大。增加在低 压绕组产 生过电压 , 对低压绕 组产生危害 。 这 时 电压通过 高低压绕 组的电磁感应 电流升 高到 高压侧,高压绕组的电压增强,导致 高压绕组产生危 险的过 电 压。 被 雷电攻击 后的低压绕 组,由于经过 电磁感应从而转换到 高压侧 ,所产生的超 电压高压绕组现 象叫做 正变换过 电压 。 电压在 反变 换过当高压侧 线路遭遇 电击 时, 雷 电所产生 的 电流通过 高压侧 防雷保护器接地极 引流到大地 , 接地 极电流 I j d在接 地极 电阻 R i d出现压 降。这个压 降的功效在低压侧 中 性处上 , 使得低压侧 出线好 比经 电阻接地 ,电压很多部分加载 低压绕组上 。 经过 电磁 感应后 的压 降变 比升至高压侧 , 并且累 计在 高压绕组相 电压之上 , 以此高压绕组过 电压 出现雷 电击穿 的灾害 ,由于高压侧被雷 电攻击后,功效相 当低压侧 ,经过 电 磁感应又转换到高压侧 , 导致超 电压的高压绕组叫反变换过 电
压。
中国的防雷技术 相对 西方国家要晚一些, 九十 年代 初期 才 建成 了具有真 正意义上的防雷企业 ,2 0 0 2年第一 届防雷论坛 在深圳 召开 , 标示着我 国在 防雷领域渐入佳境 , 之后我 国制定 了两大 防雷 的通用规 定, G B ~ 5 O 0 5 7 —— l 9 9 4《 建筑物 防雷设计 规范 》和 G B 一 5 o 3 4 3 — —2 o 0 4《 建筑物 电子信息系统 防雷技术 规范》 , 从此防雷技术在我 国推 广及 应用得到了相当大的进 步 。 电力系统 的组成要素 是由:发 电系统 、输送 电力、变 电配 电和用 电等环节组 成的雷 电所产 生 的各种 自然现象对 电力系 统有着极高 的破坏性和危 害性 , 直接影响 了人们的正常 生活和 经济效益 。 所 以,电力系统 的防雷保护工作相对来说非常 的重
要。
电力系统 中的高压线路防雷保护措施 因为 电力系统 中的高压线路在室外架设 的原 因, 遭受雷击 的机率非 常的大 ,防雷技术 的预警 保护措施起 到 了预 防的作 用。 三干伏到一万伏架设线路防雷保护措施如下 。 增强高压线 路 的绝 缘能力 。 横担采用瓷结构在输送 电线路 中应用 , 瓷结构 的横担 要优 越于铁横 担的防雷 、 防腐蚀能力 。 当雷 电击 中高压 线 路时,从而形成工频 电弧和相间闪络 , 达到减少因雷 电造 成
消 费 电子
技术交流 C o n s u me r E l e c t r o n i c s Ma g a z i n e 2 0 1 3年 5月 下
电力系统防雷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ护
李祥 中 ( 黑龙江省绥化 学院 电气工程 学院 ,黑龙江绥化 1 5 2 0 6 1 )
摘 要 :雷电瞬间产 生的高压 效应 高达数 万伏 甚至数 十万伏的冲击 电压 ,并且 雷电本 身还会产生 巨大的热能 当 电力 系统瞬 间遭 受雷击时,完全 可以让 电力 系统停 止工作并且可能导致的人 员伤亡和经济财产损失。而防雷 系统的 启用则是对雷击所带来的 灾害降低到最低点 。 关键 词 :防 雷 ; 电力 系统 ;基 础 保 护 措 施


的跳 闸现象 。 使用 铁横 担的高压 电线杆的线路上, 为了加大 电 力 系统 的防雷保 护的能力 , 应该 在原有的基础 上使 用具有绝 缘 性 瓷瓶 。 电力系 统的高压 线路 比较 高的 电线杆 , 高压线相互 间的连 接 处,闭合部分等等 ,这些都是绝缘性 比较差 的地方 。在遭 受 雷击 的时候 非常容易遭受短路 。 必须在这 些容 易发 生问题 的地 方, 加设避雷器或保护 间隙。 或者加 设 自重合 闸熔 断器和 自动 重合 闸以起 到系 统防雷的作用 。 高压线路顶 端保 护应 采取 三角 型结构。 因为三千伏 到一 万 伏高压线路 中间点多数采取不接地 设计 , 顶线绝缘如果有保护 间 隙,当遭遇雷 电攻击 的时候 ,间隙随即穿透 , 雷击产 生的电 流直接 释放 到了大地 ,这样 大大 的保护 了 电力系统 跳 闸的现 象 ,更加直接 的保护 了另外两根连接线 。 事实告诉我们 ,电力系 统的高压 线路遭受 雷电攻击 时, 不 发生短 路的机率 非常的小 ,尤其 是三千伏 到一万伏 的高压线 路, 当线路断路器 自动跳 闸或者熔断器工作 ,电弧消失 , 在0 . 7 s左右 的时间后又 自动 闭合 ,电弧复燃的几率非常 的小 ,恢 复 电力系统正常 的工作 。因为停 电的瞬 间性 , 对于 电力系统 的 损害不是很大 的,保障 了电力输送 的正 常性 。 二 、电力系统 中的低压架空线路 的防雷保护措施 民众对 绝缘认识 的知识 了解少 , 而现实生活中有经常遇到 雷击民房的例子 ,所 以低压线路 的加设 防雷保护器非 常重要 , 雷 电保 护措施如下 。 民宅的低压线所采用的绝缘子铁脚接入大 地。 在雷 击时通过绝缘子释放到大地 。 绝缘子接地极电阻不应 超过 3 0 Q, 如果 当地土质 电阻率在 2 0 0 Q以下 , 而此地区采用 的是铁横担 水泥杆线路 , 水泥杆 已经起到连续接地的作用可 以 不在加 设接 地极 , 如有特 殊要求可在房屋前方五十米处加装一 组低压 防雷保护 器 , 屋 内可在加装一组防雷保护器 。 如果建筑 物室 内是机 电设备可在门 口处加设 绝缘子接 地极接入大地 。 如 果是高 密度 人 口集聚区采 用的是木质结构的接线横担 , 在加设 专用接地装 置的同时绝缘 子接 地极 必须接入大地 。 如果是钢 筋
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