电气设备防雷与接地课件.ppt

1、EXIT2022-8-15兰州铁路局职工培训站1姓名谢晓庆性别 女毕业院校同济大学（原上海铁道大学）学历 本科专业铁 道 电 气 化（电气技术）职称中级参加工作时间2000.8教龄6现场年限1年6个月联系方式手机13709583193办公室电话07202406909513924069邮箱Xueer_ 担任课程及业绩从毕业分配到武南供电段实习到现在从事职工教育工作的几年中，我将在校期间认真学习的基础和专业课程的相关知识，熟练运用于实践中，以达到学以致用的目的。并且把学校学到的理论与现场实际进行了很好的结合，使自己有现场的实践经验。在从事教师工作的几年中，曾经担任牵引变电所、接触网、牵引供电应急处

2、理预案、电气化铁路安全等铁路专业课程的授课。取得了良好的效果。在单位能够团结同事，乐于助人,对自己的工作认真负责，力所能及的为学员服务。在思想上我积极进取，主动向党靠拢。并且先后被评为“先进教育工作者”、“优秀教师”等称号。在2006年又取得了国家“企业培训师”的资格证书。EXIT2022-8-152兰州铁路局职工培训站EXITp 广深铁路自广深铁路自1998年开通以来，发生多起雷击引起设备年开通以来，发生多起雷击引起设备损坏的事故。广深铁路长损坏的事故。广深铁路长139.46km，在，在2000年年1月间共月间共发生雷击接触网跳闸发生雷击接触网跳闸45次，其中广深线平湖牵引变电次，其中广深线

3、平湖牵引变电所雷击跳闸占事故总跳闸的比例达所雷击跳闸占事故总跳闸的比例达57.7%.p 南昆线昆明局管内的南昆线昆明局管内的325.8km接触网，在接触网，在1999年年3月月278月月31日期间，发生雷击接触网跳闸日期间，发生雷击接触网跳闸85次。次。2022-8-153兰州铁路局职工培训站EXITp供配电系统进行正常运行，首先必须要保证供配电系统进行正常运行，首先必须要保证其安全性其安全性n防雷防雷和和接地接地是电气安全的主要措施。是电气安全的主要措施。p因此掌握因此掌握电气安全电气安全、防雷防雷和和接地接地的设计方法的设计方法也非常重要。也非常重要。2022-8-154兰州铁路局职工培训

4、站EXIT 电气设备的防雷与接地电气设备的防雷与接地 一、电气安全一、电气安全 二、过电压和防雷二、过电压和防雷 三、牵引供电系统设备的防雷三、牵引供电系统设备的防雷四、高速铁路的综合接地四、高速铁路的综合接地 2022-8-155兰州铁路局职工培训站EXIT一、一、电气安全电气安全v电气安全的含义电气安全的含义 p电气安全包括电气安全包括人身安全人身安全和和设备安全设备安全两个方面。两个方面。n人身安全人身安全是指电气从业人员或其他人员的是指电气从业人员或其他人员的安全；安全；n设备安全设备安全是指包括电气设备及其所拖动的是指包括电气设备及其所拖动的机械设备的安全。机械设备的安全。v电气安全

5、的重要性（略）电气安全的重要性（略）2022-8-156兰州铁路局职工培训站EXITv过电压及雷电概述过电压及雷电概述p 过电压的种类过电压的种类n过电压过电压是指在电气设备或线路上出现的超过是指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。n过电压按产生原因可分为过电压按产生原因可分为内部过电压内部过电压和和雷电雷电过电压过电压。二、二、过电压与防雷过电压与防雷 2022-8-157兰州铁路局职工培训站EXIT过电压过电压内部过电压内部过电压雷电过电压雷电过电压供电系统中开关操作、负荷骤供电系统中开关操作、负荷骤变或由于故障而引起的过

6、电压变或由于故障而引起的过电压 雷电引起的过电压（大气过电雷电引起的过电压（大气过电压）压）2022-8-158兰州铁路局职工培训站EXITn内部过电压内部过电压内部过电压是由于电力系统正常操作、事故切换、内部过电压是由于电力系统正常操作、事故切换、发生故障或负荷骤变时引起的过电压。发生故障或负荷骤变时引起的过电压。分为分为操作过电压操作过电压、弧光接地过电压弧光接地过电压及及谐振过电压谐振过电压。内部过电压的能量来自于电力系统本身，经验证内部过电压的能量来自于电力系统本身，经验证明，明，内部过电压一般不超过系统正常运行时额定内部过电压一般不超过系统正常运行时额定相电压的相电压的34倍倍，对电

7、力线路和电气设备绝缘的，对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。威胁不是很大。2022-8-159兰州铁路局职工培训站EXITn雷电过电压雷电过电压（外部过电压外部过电压、大气过电压大气过电压）雷电过电压是由于电力系统中的设备或建筑物遭雷电过电压是由于电力系统中的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷电冲击波的电压幅值可高达雷电冲击波的电压幅值可高达1亿伏亿伏，其电流幅，其电流幅值可高达几十万安，值可高达几十万安，对电力系统的危害远远超过对电力系统的危害远远超过内部过电压内部过电压。其可能毁坏电气设备和线路的绝缘，。其可能毁坏电

8、气设备和线路的绝缘，烧断线路，造成大面积长时间停电。因此，必须烧断线路，造成大面积长时间停电。因此，必须采取有效措施加以防护。采取有效措施加以防护。2022-8-1510兰州铁路局职工培训站EXITp雷电过电压的种类雷电过电压的种类 n直击雷过电压直击雷过电压当雷电直接击中电气设备、线路或建筑物时，强大的雷电流通过其流入大地，在被击物上产生较高的电位降，称直击直击雷过电压雷过电压。大气过电压大气过电压直击雷直击雷感应雷感应雷2022-8-1511兰州铁路局职工培训站EXIT雷击的种类雷击的种类1、直击雷、直击雷 雷云直接对地面建雷云直接对地面建筑物或人放电筑物或人放电2022-8-1512兰州

9、铁路局职工培训站EXITn有时雷云很低，周围又没有带异性电荷的雷云，有时雷云很低，周围又没有带异性电荷的雷云，这样有可能在地面凸出物上感应出异性电荷，这样有可能在地面凸出物上感应出异性电荷，在雷云与大地之间形成很大的雷电场。当雷云在雷云与大地之间形成很大的雷电场。当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到与大地之间在某一方位的电场强度达到2530kV/cm时就开始放电，这就是时就开始放电，这就是直击雷直击雷，据观，据观测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。见测，在地面上产生雷击的雷云多为负雷云。见图。图。2022-8-1513兰州铁路局职工培训站EXIT2022-8-1514兰州铁路局职工培训站

10、EXIT雷击的种类雷击的种类2、感应雷、感应雷 雷云通过静电感雷云通过静电感应或电磁感应，在应或电磁感应，在附近的金属体上产附近的金属体上产生感应电压生感应电压2022-8-1515兰州铁路局职工培训站EXITn感应雷过电压感应雷过电压当雷云在架空线路上方时，使当雷云在架空线路上方时，使架空线路感应出异性电荷。雷云对其他物体放架空线路感应出异性电荷。雷云对其他物体放电后，架空线路上的电荷被释放，形成自由电电后，架空线路上的电荷被释放，形成自由电荷流向线路两端，产生电位很高的过电压，称荷流向线路两端，产生电位很高的过电压，称感应雷过电压感应雷过电压，如图所示。，如图所示。n架空线路上的感应过电压

11、可达几万甚至几十万架空线路上的感应过电压可达几万甚至几十万伏，对供电系统的危害很大。伏，对供电系统的危害很大。2022-8-1516兰州铁路局职工培训站EXIT2022-8-1517兰州铁路局职工培训站EXITp防雷保护的措施防雷保护的措施 n防直击雷保护防直击雷保护 用用接闪器接闪器、引下线引下线、接地体接地体三部分组成的避雷装三部分组成的避雷装置。置。接闪器接闪器避雷针避雷针避雷针避雷针避雷线避雷线 避雷网（带）避雷网（带）2022-8-1518兰州铁路局职工培训站EXITp接闪器接闪器是用来接受直接雷击的金属物体。是用来接受直接雷击的金属物体。n接闪的金属杆称为接闪的金属杆称为避雷针，主

12、要用于保护露天，主要用于保护露天变配电设备及建筑物；变配电设备及建筑物；n接闪的金属线称接闪的金属线称避雷线或架空地线，主要用于或架空地线，主要用于保护输电线路；保护输电线路；n接闪的金属带、金属网称接闪的金属带、金属网称避雷带、避雷网，主、避雷网，主要用于保护建筑物。要用于保护建筑物。2022-8-1519兰州铁路局职工培训站EXITn接闪器的工作原理接闪器的工作原理利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，使被保护的线路、设备、建筑物免受雷击。地，使被保护的线路

13、、设备、建筑物免受雷击。p接闪器的接闪器的实质实质是引雷是引雷 2022-8-1520兰州铁路局职工培训站EXIT接闪器防护范围的确定接闪器防护范围的确定 接闪器（避雷针、接闪器（避雷针、避雷线、避雷带、避雷避雷线、避雷带、避雷网）的防护范围一般用网）的防护范围一般用滚球法明确定，不同的滚球法明确定，不同的防雷等级所用球的半径防雷等级所用球的半径不同不同2022-8-1521兰州铁路局职工培训站EXIT 避雷针避雷针 避雷针是防止直击避雷针是防止直击雷的有效措施。一定雷的有效措施。一定高度的避雷针（线）高度的避雷针（线）下面，有一个安全区下面，有一个安全区域，此区域内的物体域，此区域内的物体基

14、本上不受雷击。我基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫们把这个安全区域叫做做避雷针的保护范围避雷针的保护范围。2022-8-1522兰州铁路局职工培训站EXITp避雷针的保护范围用避雷针的保护范围用“滚球法滚球法”来确定。来确定。n“滚球法滚球法”，就是选择一个半径为，就是选择一个半径为hr（滚球半（滚球半径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如果球体径），沿需要防护直击雷的部分滚动，如果球体只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保只触及接闪器或接闪器和地面，而不触及需要保护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范护的部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范围之内。围之内。n滚球半径是按建筑物防雷类

15、别确定的，见下表。滚球半径是按建筑物防雷类别确定的，见下表。2022-8-1523兰州铁路局职工培训站EXIT 表表1-2 各类防雷建筑物的滚球半径和避雷网格尺寸各类防雷建筑物的滚球半径和避雷网格尺寸建筑物防雷类别建筑物防雷类别滚球半径滚球半径hr（m）避雷网格尺寸（避雷网格尺寸（m）第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物3055或或64第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物451010或或128第三类防雷建筑物第三类防雷建筑物602020或或24162022-8-1524兰州铁路局职工培训站EXITp单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围 图图7-3 单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围 2022

16、-8-1525兰州铁路局职工培训站EXITp当避雷针高度当避雷针高度hhr时时na.距地面距地面hr 处作一平行于地面的平行线；处作一平行于地面的平行线；nb.以避雷针的针尖为圆心、以避雷针的针尖为圆心、hr为半径，作弧线为半径，作弧线交平行线于交平行线于A、B两点；两点；nc.以以A、B为圆心，为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与为半径作弧线，该弧线与针尖相交，并与地面相切。针尖相交，并与地面相切。由此弧线起到地面由此弧线起到地面为止的整个锥形空间就是避雷针的保护范为止的整个锥形空间就是避雷针的保护范围。围。2022-8-1526兰州铁路局职工培训站EXITn避雷针在被保护物高度避雷针在被保护

17、物高度hx的的xx平面上的保护平面上的保护半径半径rx )2()2(xrxrxhhhhhhrp当避雷针高度当避雷针高度hhr时时n在避雷针上取高度在避雷针上取高度hr的一点代替避雷针的的一点代替避雷针的针尖作为圆心。余下作法与避雷针高度针尖作为圆心。余下作法与避雷针高度hhr相同。相同。2022-8-1527兰州铁路局职工培训站EXIT例例p某厂锅炉房烟囱高某厂锅炉房烟囱高40m，烟囱上安装一支高，烟囱上安装一支高2m的避雷针，锅炉房（属第三类防雷建筑物）尺的避雷针，锅炉房（属第三类防雷建筑物）尺寸如下图，试问此避雷针能否保护锅炉房。寸如下图，试问此避雷针能否保护锅炉房。2022-8-1528

18、兰州铁路局职工培训站EXIT2022-8-1529兰州铁路局职工培训站EXITp解查表得滚球半径解查表得滚球半径hr=60m，而避雷针顶端高，而避雷针顶端高度度h=40+2=42m，hx=8m，避雷针保护半径避雷针保护半径为为2022-8-1530兰州铁路局职工培训站EXITp现锅炉房在现锅炉房在hx=8m 高度上最远屋角距离避雷针高度上最远屋角距离避雷针的水平距离为：的水平距离为：由此可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。由此可见，烟囱上的避雷针能保护锅炉房。2022-8-1531兰州铁路局职工培训站EXITp避雷线避雷线n避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装避雷线是用来保护架空电力线路和露

19、天配电装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的接地接地导线导线、接地引下线接地引下线和和接地体接地体等组成，因而也称等组成，因而也称“架空地线架空地线”。它的作用和避雷针一样，将雷。它的作用和避雷针一样，将雷电引向自身，并安全导入大地，使其保护范围电引向自身，并安全导入大地，使其保护范围内的导线或设备免遭直击雷。内的导线或设备免遭直击雷。2022-8-1532兰州铁路局职工培训站EXIT 避雷带和避雷网避雷带和避雷网 避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对上加装，通过引下线

20、和接地装置很好地连接。对建筑物进行保护。建筑物进行保护。2022-8-1533兰州铁路局职工培训站EXIT 避雷针（线）的接地装置避雷针（线）的接地装置 v避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过10 ；v35kV及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于5m；v独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置与变配电所接地网间的地中距离不应小于与变配电所接地网间的地中距离不应小于3m；v避雷针及接地装置与道路入口等的

21、距离不小于避雷针及接地装置与道路入口等的距离不小于3m。2022-8-1534兰州铁路局职工培训站EXIT 避雷器是用来防止避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电侵入的过电压波对变电所内的电气设备造成的所内的电气设备造成的损害。它一般接于各段损害。它一般接于各段母线与架空线的进出口母线与架空线的进出口处，装在被保护设备的处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备电源侧，与被保护设备并联。并联。p感应雷和入侵雷防护感应雷和入侵雷防护 图图 避雷器的连接避雷器的连接 2022-8-1535兰州铁路局职工培训站 避雷器避雷器EXIT避雷器避雷器管形避雷器管形避雷器

22、阀形避雷器阀形避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器2022-8-1536兰州铁路局职工培训站EXIT 金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器 金属氧化物避雷器又称金属氧化物避雷器又称压敏避雷器压敏避雷器。它是一种没有火花。它是一种没有火花间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的伏安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速的伏安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速有效地阻断工频电流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频有效地阻断工频电

23、流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，续流引起的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，能很好地泄放雷电流。能很好地泄放雷电流。2022-8-1537兰州铁路局职工培训站EXIT 保护间隙保护间隙p 与被保护物绝缘并联的空气火花间隙叫与被保护物绝缘并联的空气火花间隙叫保护保护间隙间隙（又叫空气间隙）。（又叫空气间隙）。p 按结构形式可分为按结构形式可分为棒形棒形、球形球形和和角形角形三种。三种。n 目前目前335kV线路广泛应用的是角形间隙。线路广泛应用的是角形间隙。n 角形间隙由两根角形间隙由两根1012mm的镀锌圆钢弯的镀锌圆钢弯成羊角形电

24、极并固定在瓷瓶上，见图成羊角形电极并固定在瓷瓶上，见图a。2022-8-1538兰州铁路局职工培训站EXIT作用？作用？2022-8-1539兰州铁路局职工培训站EXITp工作原理：工作原理：n 正常情况下，间隙对地是绝缘的。当线路遭到雷正常情况下，间隙对地是绝缘的。当线路遭到雷击时，就会在线路上产生一个正常绝缘所不能承击时，就会在线路上产生一个正常绝缘所不能承受的高电压，使角形间隙被击穿，将大量雷电流受的高电压，使角形间隙被击穿，将大量雷电流泄入大地。角形间隙击穿时会产生电弧，因空气泄入大地。角形间隙击穿时会产生电弧，因空气受热上升，电弧转移到间隙上方，拉长而熄灭，受热上升，电弧转移到间隙上

25、方，拉长而熄灭，使线路绝缘子或其他电气设备的绝缘不致发生闪使线路绝缘子或其他电气设备的绝缘不致发生闪络，从而起到保护作用。络，从而起到保护作用。2022-8-1540兰州铁路局职工培训站EXITn 因主间隙暴露在空气中，容易被外物（如鸟、鼠、因主间隙暴露在空气中，容易被外物（如鸟、鼠、虫、树枝）短接，所以对本身没有辅助间隙的保虫、树枝）短接，所以对本身没有辅助间隙的保护间隙，一般在其接地引线中串联一个辅助间隙，护间隙，一般在其接地引线中串联一个辅助间隙，这样，即使主间隙被外物短接，也不致造成接地这样，即使主间隙被外物短接，也不致造成接地或短路，见上图或短路，见上图b。2022-8-1541兰州

26、铁路局职工培训站EXITp防雷措施防雷措施 （1）架空线的防雷措施）架空线的防雷措施 装设避雷线装设避雷线q在在60kV及以上的架空线路上及以上的架空线路上全线全线装设；装设；q35kV的架空线路上，一般只在的架空线路上，一般只在进出变配电所的进出变配电所的一段线路上一段线路上装设；装设；q而而10kV及以下线路上及以下线路上一般不装设一般不装设避雷线。避雷线。2022-8-1542兰州铁路局职工培训站p三、牵引供电系统设备的防雷三、牵引供电系统设备的防雷EXITp接触网无避雷线，不接触网无避雷线，不能有效防止直击雷。能有效防止直击雷。p当雷击发生在接触网当雷击发生在接触网附近时，会在接触网上

27、附近时，会在接触网上产生感应电流。产生感应电流。p直击雷电流和感应雷直击雷电流和感应雷电流沿接触网向两侧传电流沿接触网向两侧传播通过避雷器与接地极播通过避雷器与接地极放电，当雷电流传到变放电，当雷电流传到变电所时就有可能引发跳电所时就有可能引发跳闸闸p接触网防雷的特点接触网防雷的特点:接触网的防雷接触网的防雷2022-8-1543兰州铁路局职工培训站EXIT接触网防雷的特点接触网防雷的特点:p铁路隧道内接触网对铁路隧道内接触网对地的空气间隙太小，地的空气间隙太小，规 范 规 定 困 难 值 为规 范 规 定 困 难 值 为240mm，耐雷水平仅，耐雷水平仅11kA，当直击雷电流，当直击雷电流或

28、感应雷电流从接触或感应雷电流从接触网流过时。有可能击网流过时。有可能击穿空气间隙，造成接穿空气间隙，造成接地短路，引发跳闸。地短路，引发跳闸。2022-8-1544兰州铁路局职工培训站EXITp接触网支柱是利用回流线作闪络保护地线的集中接接触网支柱是利用回流线作闪络保护地线的集中接地，支柱基础上的螺栓可起到一定的接地作用，但地，支柱基础上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地电阻较大。普遍接地电阻较大。p接触网防雷技术可以参考输电线路的防雷措施，但接触网防雷技术可以参考输电线路的防雷措施，但从客观环境看，接触网防雷较为复杂一些。从客观环境看，接触网防雷较为复杂一些。2022-8-1545兰州铁

29、路局职工培训站EXIT日本接触网防雷日本接触网防雷2022-8-1546兰州铁路局职工培训站EXITpS状hornp每间隔每间隔200200m m加一个带放电角的绝缘子来分加一个带放电角的绝缘子来分段段p在架空地线分段区间的中间进行接地。接地阻抗30以下2022-8-1547兰州铁路局职工培训站EXITpAT供电线p接触导线p钢轨pAT保护线p中性线p避雷器p放电开始电压42kVp放电器p放电开始电压：5kVp接 地 阻抗10以下2022-8-1548兰州铁路局职工培训站EXIT国内接触网防雷现状 在在TB10009-98铁路电气牵引供电设计规范铁路电气牵引供电设计规范中规定：中规定：1、吸流

30、变压器的原边应设避雷装置。、吸流变压器的原边应设避雷装置。2、重雷区及超重雷区，下列重点位置应设避雷装置。、重雷区及超重雷区，下列重点位置应设避雷装置。1）分相和站场端部的绝缘关节；）分相和站场端部的绝缘关节；2）长度）长度2000m及以上隧道的两端；及以上隧道的两端；3）供电线或）供电线或AF线连接到接触网上的连接处。线连接到接触网上的连接处。通过规范可以看出，我国电气化铁路接触网防雷工通过规范可以看出，我国电气化铁路接触网防雷工程设计中，除了通过绝缘子自恢复绝缘外，还在接触网程设计中，除了通过绝缘子自恢复绝缘外，还在接触网系统相关位置设置了避雷器以达到防雷的目的。系统相关位置设置了避雷器以

31、达到防雷的目的。2022-8-1549兰州铁路局职工培训站EXITp1 1避雷器避雷器p2 2回流线回流线p3 3承力索承力索p4 4接触网导线接触网导线p接触网示意图接触网安装的避雷器接触网安装的避雷器2022-8-1550兰州铁路局职工培训站EXIT在接触网上安装避雷器的优点在接触网上安装避雷器的优点:p 避雷器的体积小、重量轻，安装在现有接触网上不会避雷器的体积小、重量轻，安装在现有接触网上不会明显增加支柱的机械负荷。明显增加支柱的机械负荷。p 避雷器的结构紧凑、安装方式简单，便于现场安装和避雷器的结构紧凑、安装方式简单，便于现场安装和更换。更换。p 避雷器的保护水平与接触网的绝缘水平配

32、合良好，特避雷器的保护水平与接触网的绝缘水平配合良好，特别是带间隙避雷器的别是带间隙避雷器的 50冲击放电电压与接触网绝缘冲击放电电压与接触网绝缘子的放电特性一致，且正、负极性的分散性要小。子的放电特性一致，且正、负极性的分散性要小。2022-8-1551兰州铁路局职工培训站EXIT两种主要的避雷器两种主要的避雷器用于接触网线路的避雷用于接触网线路的避雷器主要有两种，一种是器主要有两种，一种是火花间隙形避雷器，另火花间隙形避雷器，另一种是氧化锌避雷器一种是氧化锌避雷器2022-8-1552兰州铁路局职工培训站EXITp曲线曲线1 1为支柱接地，曲线为支柱接地，曲线2 2为支柱不接地为支柱不接地

33、p支柱落雷时电位分布曲线支柱落雷时电位分布曲线支柱接地布置对架空线电位影响支柱接地布置对架空线电位影响2022-8-1553兰州铁路局职工培训站EXIT接地间距对耐雷水平的影响接地间距对耐雷水平的影响接地电阻对耐雷水平的影响接地电阻对耐雷水平的影响p接地电阻与耐雷水平的关接地电阻与耐雷水平的关系系p接地间距与耐雷水平的接地间距与耐雷水平的关系关系2022-8-1554兰州铁路局职工培训站EXIT（2）架空线的其它防雷措施）架空线的其它防雷措施 q 提高线路本身的绝缘水平提高线路本身的绝缘水平。可以采用高一级电压的。可以采用高一级电压的绝缘子，以提高线路的防雷水平。绝缘子，以提高线路的防雷水平。

34、q尽量装设自动重合闸装置尽量装设自动重合闸装置。线路发生雷击闪络之所以。线路发生雷击闪络之所以跳闸，是因为闪络造成了稳定的电弧而形成短路。当跳闸，是因为闪络造成了稳定的电弧而形成短路。当线路断开后，电弧即行熄灭，而把线路再接通时，一线路断开后，电弧即行熄灭，而把线路再接通时，一般电弧不会重燃，因此重合闸能缩短停电时间。般电弧不会重燃，因此重合闸能缩短停电时间。q装设避雷器和保护间隙装设避雷器和保护间隙用来保护线路上个别绝缘薄弱用来保护线路上个别绝缘薄弱地点。地点。2022-8-1555兰州铁路局职工培训站EXIT（3）变配电所的防雷措施）变配电所的防雷措施 装设避雷针来防止直击雷。装设避雷针来

35、防止直击雷。310kV配电线路的进线防雷保护，可以在每路进线终端，配电线路的进线防雷保护，可以在每路进线终端，装设装设FZ型或型或FS型阀型避雷器，以保护线路断路器及隔离开关。型阀型避雷器，以保护线路断路器及隔离开关。如果进线是电缆引入的架空线路，则在架空线路终端靠近电缆如果进线是电缆引入的架空线路，则在架空线路终端靠近电缆头处装设避雷器，其接地端与电缆头外壳相连后接地。头处装设避雷器，其接地端与电缆头外壳相连后接地。图图7.8 310kV配电线路的进线防雷保护配电线路的进线防雷保护2022-8-1556兰州铁路局职工培训站EXIT 为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，对所内设备造为防止雷电

36、冲击波沿高压线路侵入变电所，对所内设备造成危害，特别是价值最高但绝缘相对薄弱的电力变压器，成危害，特别是价值最高但绝缘相对薄弱的电力变压器，在变在变配电所每段母线上装设一组阀型避雷器，并应尽量靠近变压器，配电所每段母线上装设一组阀型避雷器，并应尽量靠近变压器，距离一般不应大于距离一般不应大于5m。如图如图7.8中的中的F3。避雷器的接地线应与。避雷器的接地线应与变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地，如图变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地，如图7.9。图图7.9 310kV系统变压器的防雷保护系统变压器的防雷保护 2022-8-1557兰州铁路局职工培训站EXIT2022-8-

37、15兰州铁路局职工培训站58（4 4）建筑物的防雷）建筑物的防雷EXIT2022-8-15兰州铁路局职工培训站59p六点防雷计划六点防雷计划针对雷电的危害，我们认为防雷必须是全针对雷电的危害，我们认为防雷必须是全面的。主要包括以下六方面：面的。主要包括以下六方面：A A 控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）B B 安全引导雷电流入地网安全引导雷电流入地网C C 完善的低阻地网完善的低阻地网D D 消除地面回路消除地面回路E E 电源的浪涌冲击防护电源的浪涌冲击防护F F 信号及数据线的瞬变保护信号及数据线的瞬变保护EXIT2022-8-15兰州铁路局职工培训

38、站60EXIT现代防雷体系现代防雷体系p高空防雷区高空防雷区p低空防雷区低空防雷区p地下防雷区地下防雷区2022-8-1561兰州铁路局职工培训站EXIT高空防雷区高空防雷区2022-8-1562兰州铁路局职工培训站EXIT低低空空防防雷雷区区2022-8-1563兰州铁路局职工培训站EXIT地下防雷区地下防雷区2022-8-1564兰州铁路局职工培训站EXIT四、高速铁路的综合接地四、高速铁路的综合接地p接触网的综合接地接触网的综合接地p牵引变电所的综合接地牵引变电所的综合接地2022-8-1565兰州铁路局职工培训站EXIT接地的种类接地的种类 接地接地工作接地工作接地保护接地保护接地重复

39、接地重复接地EXIT（1）工作接地）工作接地工作接地是为保证电力系统和电气设备达到正常工工作接地是为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地、作要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。防雷装置的接地等。（2）保护接地）保护接地 为了保障人身安全，将电力设备正常情况不带电的为了保障人身安全，将电力设备正常情况不带电的外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地。外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地。保护接地可分为三种不同类型，即保护接地可分为三种不同类型，即TN系统系统、IT系系统统和和TT系统系统。EXIT接触网的综合接地接

40、触网的综合接地p电气化铁路中，牵引电流通过钢轨回流，轨道信号电路也通过钢轨传递，接触网的综合接地问题即通过合理的接地方式减少机车牵引电流、雷电流对信号以及通信的干扰。2022-8-1568兰州铁路局职工培训站EXIT接触网的综合接地接触网的综合接地2022-8-1569兰州铁路局职工培训站EXIT高速铁路牵引变电所综合接地高速铁路牵引变电所综合接地牵引变电所接地系统的电流特点牵引变电所接地系统的电流特点由于机车在运行中要进行启动、制动以及升降弓等由于机车在运行中要进行启动、制动以及升降弓等操作，因此通过接地系统的电流不是恒定值。操作，因此通过接地系统的电流不是恒定值。接地系统要起到收集地回流的

41、作用，因此正常情况接地系统要起到收集地回流的作用，因此正常情况下接地系统中有电流通过，电流的大小由供电方式下接地系统中有电流通过，电流的大小由供电方式决定。决定。2022-8-1570兰州铁路局职工培训站EXIT2022-8-1571兰州铁路局职工培训站EXIT牵引变电所接地中主要存在的问题牵引变电所接地中主要存在的问题p地网电流对接地性能的影响地网电流对接地性能的影响n 牵引电流通过回流网流回主变压器，电流通过接地网时，会造牵引电流通过回流网流回主变压器，电流通过接地网时，会造成接地网各个部位电位不相等，地电位差异将对测量以及信号成接地网各个部位电位不相等，地电位差异将对测量以及信号设备造成

42、影响。设备造成影响。p地网电流变化对综合自动化设备的电磁干扰地网电流变化对综合自动化设备的电磁干扰n 变电所采用综合自动化系统大量使用了以计算机和微处理机为变电所采用综合自动化系统大量使用了以计算机和微处理机为基础的微电子设备。这些设备比传统的继电保护方式更容易受基础的微电子设备。这些设备比传统的继电保护方式更容易受到电磁场的干扰。地网电流变化时将产生电磁波，到电磁场的干扰。地网电流变化时将产生电磁波，这些电磁这些电磁波有可能干扰上述设备。波有可能干扰上述设备。2022-8-1572兰州铁路局职工培训站EXITp减少接地网电势差减少接地网电势差n常用的方法有采用环网消除局部电位差。接地环网常用

43、的方法有采用环网消除局部电位差。接地环网可以分为四个部分：主控室接地环网、高压室接地可以分为四个部分：主控室接地环网、高压室接地环网、主变压器接地环网、各接地环网之间的联络环网、主变压器接地环网、各接地环网之间的联络线。各接地环网通过联络线与变电所的主接地网连线。各接地环网通过联络线与变电所的主接地网连接以减少各接地环网电位差，避免在各接地环网之接以减少各接地环网电位差，避免在各接地环网之间的二次电缆或通讯电缆屏蔽层中产生大电流烧坏间的二次电缆或通讯电缆屏蔽层中产生大电流烧坏这些设备。这些设备。牵引变电所综合接地牵引变电所综合接地2022-8-1573兰州铁路局职工培训站EXIT 当设备与干扰

44、源串联时，当设备与干扰源串联时，各个设备接地电流在引线电阻各个设备接地电流在引线电阻上产生的电位叠加，上产生的电位叠加，A、B、C 点间的电位差较大，该接地方点间的电位差较大，该接地方式会增大式会增大A点干扰源的电压信点干扰源的电压信号，但在简单的接地系统中应号，但在简单的接地系统中应用仍然较多。用仍然较多。牵引变电所综合接地牵引变电所综合接地2022-8-1574兰州铁路局职工培训站EXIT 干扰源与设备间的地线干扰源与设备间的地线是并联时，各电路的地电位是并联时，各电路的地电位只与本电路的地电流、地线只与本电路的地电流、地线阻抗有关，阻抗有关，B、C点间的电点间的电位差较小。通常情况下，位

45、差较小。通常情况下，A点离接地网越近，抗干扰效点离接地网越近，抗干扰效果越好。果越好。2022-8-1575兰州铁路局职工培训站EXIT牵引变电所综合接地系统的组成方案牵引变电所综合接地系统的组成方案2022-8-1576兰州铁路局职工培训站EXIT信号设备地线与接触网的回流线和地线的关系如附图一、二所示。电 缆 外 皮常 规 铁 路(交 流 牵 引 区 段)牵 引 回 流 线 和 地 线 示 意 图吸 上 线牵 引 变 电 所A相ZPW-2000贯 通 地 线C相B相电 分 相吸 上 线接 触 网回 流 地钢 轨附图、直供+回流供电方式下信号设备地线与接触网的回流线和地线的示意图2022-8

46、-1577兰州铁路局职工培训站EXIT综合接地系统示意图如附图三：吸 上 线声 屏 障、桥 护 栏 等 铁 路 沿 线 的金 属 结 构 物吸 上 线电 缆 外 皮(通 信、信 号、电 力 电 缆 外 皮)综 合 贯 通 地 线回 流 线接 触 网牵 引 变 电 所B相A相C相电 分 相钢 轨p附附 图图 ：综合接地系统示意图：综合接地系统示意图2022-8-1578兰州铁路局职工培训站EXIT上图为一种牵引变电所综合接地方案，图中上图为一种牵引变电所综合接地方案，图中根据设备的不同用途以及地点位置设置了三个接根据设备的不同用途以及地点位置设置了三个接地环网；一次设备与二次设备分别接于不同的接

47、地环网；一次设备与二次设备分别接于不同的接地环网中，回流电流单独使用一个环网，强弱电地环网中，回流电流单独使用一个环网，强弱电设备分别设置接地母排并采用并联接地方式。这设备分别设置接地母排并采用并联接地方式。这样不但可以减少同一个系统中不同设备接地点的样不但可以减少同一个系统中不同设备接地点的电位差，还可以降低高压设备以及电源对综合自电位差，还可以降低高压设备以及电源对综合自动化装置中通信和信号设备的电磁干扰，有效地动化装置中通信和信号设备的电磁干扰，有效地解决了原来的接地系统中存在的问题。解决了原来的接地系统中存在的问题。2022-8-1579兰州铁路局职工培训站EXIT2022-8-15兰州铁路局职工培训站80谢谢大家！谢谢大家！