第八章防雷与接地课件.ppt
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- 第八 防雷 接地 课件
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1、1 第一节第一节 接地概述接地概述 第二节第二节 雷电的形成及危害雷电的形成及危害 第三节第三节 防雷装置防雷装置 第四节第四节 输电线路和变电所防雷输电线路和变电所防雷 第五节第五节 工厂供电系统的防雷工厂供电系统的防雷 第六节第六节 建筑配电系统的防雷建筑配电系统的防雷2电力系统的中性点电力系统的中性点:是指星形连接的变压器或发电机的中性点。是指星形连接的变压器或发电机的中性点。为保证电力系统正常工作而采取的接地,即中为保证电力系统正常工作而采取的接地,即中性点接地运行方式。性点接地运行方式。中性点直接接地、中性点直接接地、中性点不接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接
2、地 中性点运行方式:中性点运行方式:31 1、中性点直接接地电力系统、中性点直接接地电力系统1)1)正常运行时,正常运行时,中性点中性点无电流通无电流通过;过;2)2)单相接地时,单相接地时,出现了另一个接地点,出现了另一个接地点,构成了短路回构成了短路回路,接地相短路电流很大路,接地相短路电流很大,各相之间电压不再是对称,各相之间电压不再是对称的。为了防止损坏设备,需要由继电保护装置将故障的。为了防止损坏设备,需要由继电保护装置将故障线路切除线路切除 3 3)优点:)优点:单相接地时,中性点电位不变单相接地时,中性点电位不变(保持地电位)保持地电位),非故障,非故障相对地电压接近于相电压,可
3、降低电网的相对地电压接近于相电压,可降低电网的绝缘投资绝缘投资。适用:适用:110KV110KV及以上电网一般都采用这种接地方式。及以上电网一般都采用这种接地方式。(角钢或钢管)(角钢或钢管)42 2、中性点不接地电力系统、中性点不接地电力系统1 1)优点:运行可靠。)优点:运行可靠。发生单相接地时,不发生单相接地时,不能构成短路回路能构成短路回路;接接地相电流不大地相电流不大,不必,不必立即切除故障线路,立即切除故障线路,但不允许超过但不允许超过2 2小时,小时,以免发展为相间短路。以免发展为相间短路。2 2)非故障相的对地电压升为相电压的非故障相的对地电压升为相电压的 倍倍,3要求线路绝缘
4、要按线电压设计,投资大。要求线路绝缘要按线电压设计,投资大。1 1)电压小于)电压小于500V500V的装置(的装置(380/220V380/220V照明装置除外)。照明装置除外)。2 2)3 310kV10kV电网,当单相接地电流小于电网,当单相接地电流小于30A30A时,发电机直配系时,发电机直配系统,接地电流小于统,接地电流小于5A5A时。时。3 3)35kV35kV电网,单相接地电流小于电网,单相接地电流小于10A10A时。时。适用:适用:5CACBCIII3 3、中性点经消弧线圈接地电力系统、中性点经消弧线圈接地电力系统当中性点当中性点不接地系不接地系统统单相接地电流较单相接地电流较
5、大时大时,可采用中性,可采用中性点经点经消弧线消弧线圈接地。圈接地。减小接地电流,使减小接地电流,使电弧易于自灭。电弧易于自灭。故障相接地电流故障相接地电流CI为容性电流:为容性电流:CLkIII:短路电流CLIICLIICLII三种补偿方式:三种补偿方式:1 1)全补偿全补偿(),但易产生串联谐振(过电压);),但易产生串联谐振(过电压);2 2)欠补偿欠补偿(),也可能出现串联谐振;),也可能出现串联谐振;(因为当出现部分线路突然断开时,(因为当出现部分线路突然断开时,C C变小。)变小。)3 3)过补偿过补偿(),采用较多。),采用较多。61 1、人体的触电、人体的触电 交流电在交流电在
6、10mA10mA以上开始对人有危害,当超过以上开始对人有危害,当超过50mA50mA时时对人就有对人就有致命致命危险。危险。人所接触的电压只要达到人所接触的电压只要达到0.050.05(8008001000 1000 )404050V50V,就有,就有致命致命的危险。的危险。2 2、保护接地的作用、保护接地的作用 若电源的中性点不接地,电机的外壳绝缘损坏时,若电源的中性点不接地,电机的外壳绝缘损坏时,人若触及外壳,就有危险,图(人若触及外壳,就有危险,图(a)所示。)所示。bERR EbII 人体,,通过人体的电流几乎等于零。72000EERI250EERI3 3、对接地电阻的要求、对接地电阻
7、的要求1 1)大接地短路电流系统中:)大接地短路电流系统中:流经接地装置的入地短流经接地装置的入地短路电流,路电流,A A。2 2)小接地短路电流系统中)小接地短路电流系统中:1000V1000V以下中性点直接接地系统以下中性点直接接地系统:当变压器容量不超过当变压器容量不超过100kVA100kVA时时:1000V 1000V以下中性点不接地系统以下中性点不接地系统:3)4ER 10ER 10ER 接地网电压接地网电压不得超过不得超过2000V2000V、250V250V8 当发生接地故障时,人在分布电压区域内当发生接地故障时,人在分布电压区域内跨开一步跨开一步,两脚间两脚间(相距(相距0.
8、8m0.8m)所承受的电压称为)所承受的电压称为跨步电压跨步电压U US S。2502500.25stouUtUt在小接地短路电流系统中:在小接地短路电流系统中:500.2500.25stouUU4 4、跨步电压、跨步电压在大接地短路电流系统中:在大接地短路电流系统中:土壤的电阻率土壤的电阻率 接地短路电流接地短路电流的持续时间的持续时间 允许值如下:允许值如下:当人触及漏电外壳,加于人的手与脚之间的电压当人触及漏电外壳,加于人的手与脚之间的电压称为称为接触电压接触电压U Utoutou。95 5、保护接零、保护接零 在中性点直接接地的在中性点直接接地的三相四线制三相四线制380/220V38
9、0/220V系统中,系统中,常采用保护接零。常采用保护接零。若用电设备(如电动机)的一相绝缘损坏发生碰壳若用电设备(如电动机)的一相绝缘损坏发生碰壳时,该相回路中产生单相短路电流,熔断器迅速熔断或时,该相回路中产生单相短路电流,熔断器迅速熔断或自动空气开关自动跳开,用电设备被切除。自动空气开关自动跳开,用电设备被切除。在电路未断开以前,因接零回路中的电阻远小于人在电路未断开以前,因接零回路中的电阻远小于人体电阻,短路电流几乎全部通过接零回路,使人体的安体电阻,短路电流几乎全部通过接零回路,使人体的安全得到保证。全得到保证。10避免零线断线,采用重复接地。避免零线断线,采用重复接地。(1 1)额
10、定电压为)额定电压为1kV1kV及以上的高压配电装置中的设备,及以上的高压配电装置中的设备,在一切情况下均应采用保护接地。在一切情况下均应采用保护接地。(2 2)额定电压为)额定电压为1kV1kV以下的低压配电装置中的设备,在以下的低压配电装置中的设备,在中性点不接地电网中,应采用保护接地;在中性点直中性点不接地电网中,应采用保护接地;在中性点直接接地的电网中,应采用保护接零。在没有中性线的接接地的电网中,应采用保护接零。在没有中性线的情况下,亦可采用保护接地。情况下,亦可采用保护接地。保护接地和保护接零的适用范围如下:保护接地和保护接零的适用范围如下:111、输电线路的防雷接地目的:是使击中
11、避雷目的:是使击中避雷线的雷电流通过线的雷电流通过较低较低的接地电阻的接地电阻而进入大而进入大地。地。高压输电线路在高压输电线路在每一杆塔下一般都设每一杆塔下一般都设有接地装置,并通过有接地装置,并通过引线与避雷线相连。引线与避雷线相连。120.5()RS2、变电所的防雷接地 一般在一般在避雷针和避雷器避雷针和避雷器下面设下面设接地体接地体;并要;并要求敷设一个统一的接地网。求敷设一个统一的接地网。接地网接地网普遍由普遍由扁钢扁钢水平连接,埋入地下水平连接,埋入地下0.60.60.8m0.8m处。其面积处。其面积S S大体与发电厂和变电所的面积相大体与发电厂和变电所的面积相同,总接地电阻可按下
12、式估算:同,总接地电阻可按下式估算:一般在一般在0.50.55 5 的范围内!的范围内!13 积云积云在运动中受到在运动中受到强气流强气流的作用,的作用,感应出正、负电荷感应出正、负电荷(雷云)。当雷云附近的电场(雷云)。当雷云附近的电场强度达到一定大时,与强度达到一定大时,与地面静地面静电感应的电荷电感应的电荷形成放电通道形成放电通道(空气绝缘被击穿)。(空气绝缘被击穿)。雷电流雷电流,可达,可达几十万安培几十万安培;雷电压雷电压,可达,可达几百万伏几百万伏;温度温度,可达,可达2 2万摄氏度万摄氏度;放电时间放电时间,才,才几个微秒几个微秒。空气被烧,猛烈膨胀,产生发光空气被烧,猛烈膨胀,
13、产生发光(闪电)和闪电)和巨响(雷声巨响(雷声)。)。14又称为又称为大气过电压大气过电压或或外部过电压外部过电压。它是由于变配电系统内的设备或建筑物遭受到来自它是由于变配电系统内的设备或建筑物遭受到来自大气中的大气中的雷击或雷电感应雷击或雷电感应而而引起的过电压引起的过电压。雷电对设备、线路或其它物体的静电感应或雷电对设备、线路或其它物体的静电感应或电磁感应所引起的过电压。电磁感应所引起的过电压。有两种基本形式:有两种基本形式:直击雷或直接雷击、直击雷或直接雷击、雷电感应或雷电感应或感应雷感应雷。15smImI雷电流一般在雷电流一般在1 14 4 内增长到幅值内增长到幅值 。雷电流在幅值以前
14、的一段波形,称为波头雷电流在幅值以前的一段波形,称为波头;而;而从幅值起到雷电流衰减到从幅值起到雷电流衰减到0.5 0.5 的一段波形,称为的一段波形,称为波尾波尾。1 1、雷电的、雷电的热效应热效应和和机机械效应械效应 2 2、雷电的、雷电的磁效应磁效应,产生强大的电磁场,产生强大的电磁场,使附近的导体等感应使附近的导体等感应出很高的电压。出很高的电压。16一、避雷针一、避雷针1 1、用途、用途 为了防止设备为了防止设备免受直接雷击免受直接雷击,通常采用装设避,通常采用装设避雷针(或避雷线)的措施,避雷针高于被保护物。雷针(或避雷线)的措施,避雷针高于被保护物。其作用是将其作用是将雷电引向自
15、身雷电引向自身,并把,并把雷电流引入大雷电流引入大地,地,从而保护了设备。从而保护了设备。避雷针:避雷针:由接闪器、引下线、由接闪器、引下线、接地体组成。接地体组成。172 2、避雷针的保护范围、避雷针的保护范围(1 1)单支避雷针)单支避雷针()2(1.52)2xxxxxxhhrhhphhrhhp当时,当时,xhxr 在高度为在高度为 的空间,的空间,其保护范围的半径其保护范围的半径 :高度影响系数高度影响系数 3015.530120hmphmph时,时,(2 2)双支等高避雷针)双支等高避雷针*(3 3)两支不等高避雷针)两支不等高避雷针*18二、避雷线(又称架空地线)二、避雷线(又称架空
16、地线)0.47()22xxxxxxhhrh h phhrhp当时,当时,(h-1.53)1 1、用途、用途用于保护用于保护线路线路,也可用以保护,也可用以保护发电厂、变电所发电厂、变电所。2 2、保护范围(单根)、保护范围(单根)(上式各符号同前)(上式各符号同前)19三、避雷器三、避雷器作用作用:限制:限制过电压过电压以保护电气设备。以保护电气设备。保护间隙和管型避雷器保护间隙和管型避雷器主要用于限制大气过主要用于限制大气过电压,一般用于配电系统、线路和变电所进线段电压,一般用于配电系统、线路和变电所进线段的保护。的保护。阀型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷器氧化锌避雷器用于变电所和发用于变电
17、所和发电厂的保护。电厂的保护。主要类型:主要类型:有保护间隙、有保护间隙、管型避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器等几种。氧化锌避雷器等几种。201 1、保护间隙与管型避雷器、保护间隙与管型避雷器 保护间隙由两个电极(即主间隙和辅助间隙)组成,保护间隙由两个电极(即主间隙和辅助间隙)组成,常用的角型间隙及其与保护设备相并联的接线如图所常用的角型间隙及其与保护设备相并联的接线如图所示示:主间隙主间隙主间隙主间隙辅间隙辅间隙瓷瓶瓷瓶被保护被保护设备设备形式一形式一形式二形式二 当雷电波入侵时,当雷电波入侵时,间隙先击穿间隙先击穿,避免被保护设备的电压升高。,避免被保护设备的电压
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