ch5_供電系統(tǒng)的保護接地與防雷

1、中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章概述供電系統(tǒng)的保護接地與防雷保護。本章概述供電系統(tǒng)的保護接地與防雷保護。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件第一節(jié)第一節(jié) 供電系統(tǒng)的保護接地供電系統(tǒng)的保護接地第二節(jié)第二節(jié) 供電系統(tǒng)的防雷保護供電系統(tǒng)的防雷保護中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件第一節(jié)第一節(jié) 供電系統(tǒng)的保護接地供電系統(tǒng)的保護接地 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 一、電流對人體的危害一、電流對人體的危害 電流對人體的傷害程度與通過人體電流的強度、持續(xù)時間、頻率、路徑及電流對人體的傷害程度與通過人體電流的強度、

2、持續(xù)時間、頻率、路徑及人體健康狀況等因素有關。電流大小不同，引起人體的生理、病理效應不同。人體健康狀況等因素有關。電流大小不同，引起人體的生理、病理效應不同。我國規(guī)定觸電時間不超過我國規(guī)定觸電時間不超過1s的安全電流為的安全電流為30mA(50Hz) 。一般情況下通過人。一般情況下通過人體的工頻電流超過體的工頻電流超過50mA時，心臟就會停止跳動，發(fā)生昏迷，并出現(xiàn)致命的時，心臟就會停止跳動，發(fā)生昏迷，并出現(xiàn)致命的電燒傷。工頻電燒傷。工頻100mA電流通過人體時，很快使人致命。電流通過人體時，很快使人致命。 圖圖5-1 是人體觸電時間是人體觸電時間與通過人體電流對人與通過人體電流對人身機體反應的

3、曲線身機體反應的曲線 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 二、接地和接地裝置二、接地和接地裝置 1 1接地的基本概念接地的基本概念 電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成的。接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成的。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地體或接地極。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地體或接地極。接地體與電氣設備的金屬外殼之間的連接線，稱為接地線。接地體與電氣設備的金屬外殼之間的連接線，稱為接地線。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整

4、體，稱由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。為接地網(wǎng)。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 接地電流、對地電壓及接地接地電流、對地電壓及接地電流電位分布曲線電流電位分布曲線 當電氣設備發(fā)生接地故障時，當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流稱為半球形散開，這一電流稱為接地電流接地電流IE。試驗表明，在距單根接地體試驗表明，在距單根接地體或接地故障點或接地故障點20m左右的地左右的地方，實際上散流電阻已趨近方，實際上散流電阻已趨近于零，電位為零的地方，稱于零，電位為零的地方，稱為電氣上的為電氣上的“地

5、地”或或“大大地地”。電氣設備的接地部分。電氣設備的接地部分與零電位的與零電位的“地地”（大地）（大地）之間的電位差，就稱為接地之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓，如圖中的部分的對地電壓，如圖中的UE。 2 2接地裝置的散流效應接地裝置的散流效應 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件跨步電壓和接觸電壓示意圖跨步電壓和接觸電壓示意圖 接觸電壓接觸電壓是指設備的是指設備的絕緣損壞時，在身體可絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間同時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。出現(xiàn)的電位差?？绮诫妷嚎绮诫妷菏侵冈诠收鲜侵冈诠收宵c附近行走，兩腳之間點附近行走，兩腳之間出現(xiàn)的電位差出現(xiàn)的電位差 中

6、國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件3 3接地電阻的組成及電力系統(tǒng)對接地電阻的要求接地電阻的組成及電力系統(tǒng)對接地電阻的要求 a) 土壤電阻土壤電阻:土壤電阻的大小用土壤電阻率表示。土壤電阻率就是土壤電阻的大小用土壤電阻率表示。土壤電阻率就是 體積為一立方厘米的正立方體土壤的電阻值。體積為一立方厘米的正立方體土壤的電阻值。 b) 接地線接地線:自然接地線包括建筑物的金屬結(jié)構，生產(chǎn)用的金屬構架自然接地線包括建筑物的金屬結(jié)構，生產(chǎn)用的金屬構架如吊車軌道、配電裝置外殼，布線的鋼管，電纜外皮以及非可燃和爆炸如吊車軌道、配電裝置外殼，布線的鋼管，電纜外皮以及非可燃和爆炸危險的工業(yè)管道等。危險的

7、工業(yè)管道等。 c) 接地極接地極 :自然接地極主要有：地下水管道，非可燃、非爆炸性液、自然接地極主要有：地下水管道，非可燃、非爆炸性液、氣金屬管道；建筑物和構筑物的金屬結(jié)構和電纜外皮。氣金屬管道；建筑物和構筑物的金屬結(jié)構和電纜外皮。 （2 2）電力系統(tǒng)對）電力系統(tǒng)對接地電阻的要求接地電阻的要求電力系統(tǒng)在不同情況下對接地電阻的要求是不同的。具體內(nèi)電力系統(tǒng)在不同情況下對接地電阻的要求是不同的。具體內(nèi)容見表容見表5-3 （1）決定接地電阻的因素）決定接地電阻的因素 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件4 4工頻接地電阻的計算工頻接地電阻的計算 不同類型的單個接地極的接地電阻計算公式，在

8、設計手冊不同類型的單個接地極的接地電阻計算公式，在設計手冊中均有介紹，讀者可根據(jù)需要參考有關設計手冊中均有介紹，讀者可根據(jù)需要參考有關設計手冊 。在實際的供。在實際的供電系統(tǒng)設計中，往往單個接地極的接地電阻不能滿足某些系統(tǒng)電系統(tǒng)設計中，往往單個接地極的接地電阻不能滿足某些系統(tǒng)對接地電阻的要求，因此，必須將對接地電阻的要求，因此，必須將數(shù)根接地極進行并聯(lián)數(shù)根接地極進行并聯(lián)成組。成組。 gEgEgnRREgR 人工接地極人工接地極(以鋼管為例以鋼管為例)單根電阻單根電阻（）n 接地極的根數(shù)接地極的根數(shù) g 接地極組的接地極組的利用系利用系數(shù)，根據(jù)接地極布置情況，根數(shù)及其數(shù)，根據(jù)接地極布置情況，根數(shù)

9、及其間距而定；設計時可查閱相關設計手冊間距而定；設計時可查閱相關設計手冊 EgR 人工接地極組的總電阻值（人工接地極組的總電阻值（）中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件組合接地極是用扁鋼連接的組合接地極是用扁鋼連接的 bEbEbRREbREbRb長度為長度為z的扁鋼考慮利用系數(shù)時的電阻值的扁鋼考慮利用系數(shù)時的電阻值（）長度為長度為z的扁鋼，未考慮利用系數(shù)影響前的電阻值的扁鋼，未考慮利用系數(shù)影響前的電阻值（）扁鋼的利用系數(shù)。設計時可查閱相關設計手冊。扁鋼的利用系數(shù)。設計時可查閱相關設計手冊。人工接地網(wǎng)的總接地電阻人工接地網(wǎng)的總接地電阻 EbEgEbEgEMRRRRR人工接地極組的總

10、電阻為人工接地極組的總電阻為 EMEbEbEMEgRRRRRgEgEgRRn鋼管數(shù)鋼管數(shù)扁鋼扁鋼 gEgEg9 . 0RRn中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件5 5. 沖擊接地電阻的計算沖擊接地電阻的計算 沖擊接地電阻沖擊接地電阻 EshshRRshRshER沖擊接地電阻沖擊接地電阻（）接地體的沖擊系數(shù)接地體的沖擊系數(shù) 工頻接地電阻工頻接地電阻（）中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 三、保護接地三、保護接地 p 為保證人體觸及意外帶電的電氣設備時的人身安全，為保證人體觸及意外帶電的電氣設備時的人身安全，而將電氣設備的金屬外殼進行接地即為保護接地（又而將電氣設備的

11、金屬外殼進行接地即為保護接地（又稱安全接地）。稱安全接地）。p 工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設備達到正常工作工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設備達到正常工作要求而進行的一種接地，例如電源中性點的接地等。要求而進行的一種接地，例如電源中性點的接地等。p 依據(jù)低壓配電系統(tǒng)的對地關系、電氣設備（或裝置）依據(jù)低壓配電系統(tǒng)的對地關系、電氣設備（或裝置）的外露可導電部分的對地關系以及整個系統(tǒng)的中性線的外露可導電部分的對地關系以及整個系統(tǒng)的中性線（neutral wire，簡寫，簡寫N線）與保護線（線）與保護線（protective wire，簡寫，簡寫PE線）的組合情況，低壓配電系統(tǒng)接地型線）的組合情況，

12、低壓配電系統(tǒng)接地型式有式有IT系統(tǒng)、系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和系統(tǒng)和TN系統(tǒng)（包括系統(tǒng)（包括TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)）共系統(tǒng)）共5種。種。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件第第1個字母表示系統(tǒng)電源端與地的關系；個字母表示系統(tǒng)電源端與地的關系； nT表示電源端有一點直接接地；表示電源端有一點直接接地； nI表示電源端所有帶電部分不接地或經(jīng)消弧線圈表示電源端所有帶電部分不接地或經(jīng)消弧線圈 (或阻抗或阻抗)接接地。地。第第2個字母表示系統(tǒng)中的電氣設備個字母表示系統(tǒng)中的電氣設備(或裝置或裝置)外露可導電部分與地外露可導電部分與地的關系；的關系；nT表示電氣設備表示電氣設備(或裝置或

13、裝置)外露可導電部分與大地有直接的電外露可導電部分與大地有直接的電氣連接；氣連接；nN表示電氣設備表示電氣設備(或裝置或裝置)外露可導電部分與配電系統(tǒng)的中性外露可導電部分與配電系統(tǒng)的中性點有直接的電氣連接。點有直接的電氣連接。 第第2個字母后的字母：表示系統(tǒng)的中性線和保護線的組合關系；個字母后的字母：表示系統(tǒng)的中性線和保護線的組合關系；nC表示整個系統(tǒng)中性線與保護線共用；表示整個系統(tǒng)中性線與保護線共用； nS表示整個系統(tǒng)中性線與保護線是分開的；表示整個系統(tǒng)中性線與保護線是分開的；nCS表示系統(tǒng)中有一部分中性線與保護線是共用的。表示系統(tǒng)中有一部分中性線與保護線是共用的。中國礦業(yè)大學信電學院電氣工

14、程研究所供電技術電子課件1 1、 IT系統(tǒng)系統(tǒng) 電源小電流接電源小電流接地系統(tǒng)的保護接地系統(tǒng)的保護接地方式，電氣設地方式，電氣設備的不帶電金屬備的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地部分直接經(jīng)接地體接地體接地 電氣設備的保護接地（電氣設備的保護接地（IT系統(tǒng)）系統(tǒng)） 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件2 2、 TT系統(tǒng)系統(tǒng) 配電系統(tǒng)的中配電系統(tǒng)的中性線性線N引出，但引出，但電氣設備的不帶電氣設備的不帶電金屬部分經(jīng)電金屬部分經(jīng)各各自的接地裝置自的接地裝置直直接接地接接地 TT系統(tǒng)系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件3.TN3.TN系統(tǒng)系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究

15、所供電技術電子課件 四、共同接地與重復接地四、共同接地與重復接地 1、共同接地、共同接地 要想用簡單可靠的方法保證安全，就應當采取共同接地的要想用簡單可靠的方法保證安全，就應當采取共同接地的方式方式(見圖見圖5-9)。這樣就可以將兩相分別接地短路變成相間短路，。這樣就可以將兩相分別接地短路變成相間短路，迅速使保護裝置動作。迅速使保護裝置動作。 圖5-9 共同接地 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 2、重復接地、重復接地 同一低壓系統(tǒng)中，不能有的采取保護接地，有的又采同一低壓系統(tǒng)中，不能有的采取保護接地，有的又采取保護接零，否則當采取保護接地的設備發(fā)生單相接地故取保護接零，否則

16、當采取保護接地的設備發(fā)生單相接地故障時，采取保護接零的設備外露可導電部分將帶上危險的障時，采取保護接零的設備外露可導電部分將帶上危險的電壓。中性點不接地系統(tǒng)中的設備不允許采用保護接零。電壓。中性點不接地系統(tǒng)中的設備不允許采用保護接零。因為任一設備發(fā)生碰殼時都將使所有設備外殼上出現(xiàn)近于因為任一設備發(fā)生碰殼時都將使所有設備外殼上出現(xiàn)近于相電壓的對地電壓，這是十分危險的。在中性線上不允許相電壓的對地電壓，這是十分危險的。在中性線上不允許安裝熔斷器和開關，以防中性線斷線，失去保護接零的作安裝熔斷器和開關，以防中性線斷線，失去保護接零的作用，為安全起見，中性線還必須實行重復接地，以保證接用，為安全起見，

17、中性線還必須實行重復接地，以保證接零保護的可靠性。零保護的可靠性。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件在中性點直在中性點直接接地的低壓接接地的低壓電力網(wǎng)中采用電力網(wǎng)中采用接零時，將零接零時，將零線上的一點或線上的一點或多點再次與大多點再次與大地作金屬性連地作金屬性連接，稱為接，稱為重復重復接地接地。 重復接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對重復接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對地電壓，減輕觸電的危險。當采用保護接零而零線斷地電壓，減輕觸電的危險。當采用保護接零而零線斷裂時，如果在斷線后的電力設備有一相碰殼，則后面裂時，如果在斷線后的電力設備有一相碰殼，則后面的零線會帶

18、上相電壓，造成危險。采用了重復接地后，的零線會帶上相電壓，造成危險。采用了重復接地后，接在斷裂處后面的所有電氣設備外殼上的對地電壓接在斷裂處后面的所有電氣設備外殼上的對地電壓U UE E U U ，危險程度降低。，危險程度降低。中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 五、漏電保護器的應用五、漏電保護器的應用 漏電保護（又稱剩余電流保護）是從泄漏電流，人體觸漏電保護（又稱剩余電流保護）是從泄漏電流，人體觸電等非金屬性單相接地故障考慮，用來保護人身及設備安電等非金屬性單相接地故障考慮，用來保護人身及設備安全的一種保護方式。全的一種保護方式。 漏電保護器的類型按其工作原理可分為電壓動作型

19、、電漏電保護器的類型按其工作原理可分為電壓動作型、電流動作型、電壓電流動作型、交流脈沖型和直流動作型等。流動作型、電壓電流動作型、交流脈沖型和直流動作型等。由于電流動作型的檢測特性較好，既可作全系統(tǒng)的總保護，由于電流動作型的檢測特性較好，既可作全系統(tǒng)的總保護，也可作各干線、支線的分級保護，所以是目前應用較為普也可作各干線、支線的分級保護，所以是目前應用較為普遍的一種。遍的一種。 電流動作型漏電保護器主要由零序電流互感器、脫扣電流動作型漏電保護器主要由零序電流互感器、脫扣機構及主開關組成。零序電流互感器是一個檢測元件，可機構及主開關組成。零序電流互感器是一個檢測元件，可以安裝在變壓器中性點與接地

20、板之間，構成全網(wǎng)總保護，以安裝在變壓器中性點與接地板之間，構成全網(wǎng)總保護，也可安裝在干線或分支線上，構成干線或分支線保護。如也可安裝在干線或分支線上，構成干線或分支線保護。如圖圖5-13所示。所示。中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件圖5-13 電流動作型漏電保護器工作原理圖 a)全網(wǎng)總保護 b)支干線保護 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件干線或分支線回路的漏電保護工作原理可用圖干線或分支線回路的漏電保護工作原理可用圖5-14來說明。來說明。 圖5-14 干線回路漏電保護工作原理 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 (1)漏電保護用于漏電保護用于

21、TN系統(tǒng)中，從使用漏電保護裝置的地系統(tǒng)中，從使用漏電保護裝置的地點起，點起，TNC系統(tǒng)應改用系統(tǒng)應改用TNS系統(tǒng)，即保護線不再用作系統(tǒng)，即保護線不再用作中性線，使整體成為中性線，使整體成為TNCS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 (2)漏電保護應用于漏電保護應用于TT系統(tǒng)中，可以降低對設備接地電系統(tǒng)中，可以降低對設備接地電阻值的要求。但是裝設漏電保護和不裝漏電保護的設備不阻值的要求。但是裝設漏電保護和不裝漏電保護的設備不能共用一個接地裝置。能共用一個接地裝置。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件第二節(jié)第二節(jié) 供電系統(tǒng)的防雷保護供電系統(tǒng)的防雷保護 過電壓過電壓內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓 外部過電壓外部過電

22、壓 （雷電過電壓（雷電過電壓 ）直擊雷擊直擊雷擊感應雷擊感應雷擊 雷電波侵入雷電波侵入 一、過電壓與雷電的有關概念一、過電壓與雷電的有關概念（一）過電壓的形式一）過電壓的形式 操作過電壓操作過電壓諧振過電壓等諧振過電壓等 （二）雷電流的產(chǎn)生、幅值與陡度二）雷電流的產(chǎn)生、幅值與陡度 異性帶電雷云間的放電就是通常所說的閃電。異性帶電雷云間的放電就是通常所說的閃電。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件0波 尾波 頭1 4st/I/kAImIm/2s 雷電流是一個陡度很高、幅值很大雷電流是一個陡度很高、幅值很大的沖擊波電流。的沖擊波電流。 對電力系統(tǒng)的電氣設備來說，雷電流的陡度越大，在

23、負載電感對電力系統(tǒng)的電氣設備來說，雷電流的陡度越大，在負載電感L上產(chǎn)生的過電壓上產(chǎn)生的過電壓也越大，對絕緣的破壞性也就越嚴重。也越大，對絕緣的破壞性也就越嚴重。LddiuLt 雷云對地或架空線路的放電就會造雷云對地或架空線路的放電就會造成雷電流。成雷電流。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 雷電沖擊波具有波的傳導特性。輸電線路受到雷擊后，產(chǎn)生的雷電沖擊波會向雷電沖擊波具有波的傳導特性。輸電線路受到雷擊后，產(chǎn)生的雷電沖擊波會向輸電線路兩側(cè)流動傳播，雷電波在傳導過程中到達結(jié)點后，還會發(fā)生折射和反射現(xiàn)輸電線路兩側(cè)流動傳播，雷電波在傳導過程中到達結(jié)點后，還會發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。象。

24、00d1dxvtL C傳播速度傳播速度 雷電波沿架空線傳播的速度與光速雷電波沿架空線傳播的速度與光速（3108m/s）相同，而在電纜中傳播的速度相同，而在電纜中傳播的速度約為上值的約為上值的1/21/3。00CLiuZ波阻抗波阻抗 波阻抗表征的是沿導線傳播的電壓沖擊波和電流沖擊波之間的動態(tài)關系波阻抗表征的是沿導線傳播的電壓沖擊波和電流沖擊波之間的動態(tài)關系 ，與線，與線路長度無關。路長度無關。 （三）雷電沖擊波的基本特性（三）雷電沖擊波的基本特性 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件反射波入射波折射波Z1Z2 雷電入射波到達線路末端結(jié)點處會發(fā)生全反射，線路的開路末端電壓將增大至雷雷

25、電入射波到達線路末端結(jié)點處會發(fā)生全反射，線路的開路末端電壓將增大至雷電行波電壓的電行波電壓的2 2倍，嚴重威脅線路的絕緣安全，必須設置避雷器等防雷保護措施。倍，嚴重威脅線路的絕緣安全，必須設置避雷器等防雷保護措施。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件二、二、防雷裝置防雷裝置 防雷設備由接閃器、引下線、接地裝置等組成。接閃器是專門用來接受防雷設備由接閃器、引下線、接地裝置等組成。接閃器是專門用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃器包括金屬桿狀的避雷針，金屬線狀的避雷線，直接雷擊的金屬物體。接閃器包括金屬桿狀的避雷針，金屬線狀的避雷線，金屬帶狀或網(wǎng)狀的避雷帶、避雷網(wǎng)等。金屬帶狀或網(wǎng)狀的避

26、雷帶、避雷網(wǎng)等。 避雷針的作用是引雷。避雷針的作用是引雷。1.1.避雷針避雷針 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 避雷針是防止直擊避雷針是防止直擊雷的有效措施。一定雷的有效措施。一定高度的避雷針（線）高度的避雷針（線）下面，有一個安全區(qū)下面，有一個安全區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)的物體域，此區(qū)域內(nèi)的物體基本上不受雷擊。我基本上不受雷擊。我們把這個安全區(qū)域叫們把這個安全區(qū)域叫做避雷針的保護范圍。做避雷針的保護范圍。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件避雷針的保護范圍用避雷針的保護范圍用“滾球法滾球法”來確定。來確定。 當避雷針高度為當避雷針高度為h h時，時，如如h hh h

27、r r，地面上的保，地面上的保護半徑護半徑r r0 0為為 單支避雷針的保護范圍單支避雷針的保護范圍 )2(r0hhhr高度為高度為h hx x的平面的平面xxxx上的保護半徑上的保護半徑r rx x為為 )2(xrx0 xhhhrr中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 避雷針接地必須良好，接地電阻不宜超過避雷針接地必須良好，接地電阻不宜超過10 10 ；v 35kV35kV及以下變配電所的避雷針應單獨裝設支架，避及以下變配電所的避雷針應單獨裝設支架，避雷針與被保護設備之間的空氣距離不小于雷針與被保護設備之間的空氣距離不小于5m5m；v 獨立避雷針應有自己專用的接地裝置，接地裝置

28、與獨立避雷針應有自己專用的接地裝置，接地裝置與變配電所接地網(wǎng)間的地中距離不應小于變配電所接地網(wǎng)間的地中距離不應小于3m3m；v 避雷針及接地裝置與道路入口等的距離不小于避雷針及接地裝置與道路入口等的距離不小于3m3m。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件rxhhx0.5h0.75h4 51.5h“折線法折線法” 現(xiàn) 行 電 力 行現(xiàn) 行 電 力 行業(yè)標準業(yè)標準DL/T6201997規(guī)定，用規(guī)定，用于變配電所和電于變配電所和電力線路的防雷保力線路的防雷保護時，避雷針、護時，避雷針、線的保護范圍按線的保護范圍按“折線法折線法”來確來確定。定。 2.2.避雷線避雷線 避雷線的接閃原理

29、避雷線的接閃原理與避雷針類似。與避雷針類似。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 避雷器是用來防止線路避雷器是用來防止線路的感應雷及沿線路侵入的的感應雷及沿線路侵入的過電壓波對變電所內(nèi)的電過電壓波對變電所內(nèi)的電氣設備造成的損害。它一氣設備造成的損害。它一般接于各段母線與架空線般接于各段母線與架空線的進出口處，裝在被保護的進出口處，裝在被保護設備的電源側(cè)，與被保護設備的電源側(cè)，與被保護設備并聯(lián)設備并聯(lián) 避雷器的連接避雷器的連接 3.3.避雷器避雷器 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件避雷器避雷器管形避雷器管形避雷器閥形避雷器閥形避雷器金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷

30、器中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 管型避雷器管型避雷器 管型避雷器主要管型避雷器主要用于變配電所的進線用于變配電所的進線保護和線路絕緣弱點保護和線路絕緣弱點的保護，保護性能較的保護，保護性能較好的管型避雷器可用好的管型避雷器可用于保護配電變壓器。于保護配電變壓器。 管型避雷器結(jié)構示意圖管型避雷器結(jié)構示意圖1產(chǎn)氣管；產(chǎn)氣管；2膠木管；膠木管；3棒形電極；棒形電極；4環(huán)形電極；環(huán)形電極；5動作指示器；動作指示器；s1內(nèi)間隙；內(nèi)間隙；s2外間隙外間隙中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 閥型避雷器閥型避雷器 n由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)。由火花間隙和閥

31、片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)。n閥型避雷器的火花間隙組是由多個單間隙串聯(lián)組成的。正閥型避雷器的火花間隙組是由多個單間隙串聯(lián)組成的。正常運行時，間隙介質(zhì)處于絕緣狀態(tài)，僅有極小的泄漏電流常運行時，間隙介質(zhì)處于絕緣狀態(tài)，僅有極小的泄漏電流通過閥片。通過閥片。n當系統(tǒng)出現(xiàn)雷電過電壓時，火花間隙很快被擊穿，使雷電當系統(tǒng)出現(xiàn)雷電過電壓時，火花間隙很快被擊穿，使雷電沖擊電流很容易通過閥性電阻而引入大地。閥片在大的沖沖擊電流很容易通過閥性電阻而引入大地。閥片在大的沖擊電流下電阻由高變低，所以沖擊電流在其上產(chǎn)生的壓降擊電流下電阻由高變低，所以沖擊電流在其上產(chǎn)生的壓降（殘壓）較低，此時，作用在被保護設備上的電壓只是

32、避（殘壓）較低，此時，作用在被保護設備上的電壓只是避雷器的殘壓，從而使電氣設備得到了保護。雷器的殘壓，從而使電氣設備得到了保護。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器 n 金屬氧化物避雷器又稱壓敏避雷器。它是一種沒有火花間隙只金屬氧化物避雷器又稱壓敏避雷器。它是一種沒有火花間隙只有壓敏電阻片的閥型避雷器。有壓敏電阻片的閥型避雷器。n 壓敏電阻片是氧化鋅等金屬氧化物燒結(jié)而成的多晶半導體陶瓷壓敏電阻片是氧化鋅等金屬氧化物燒結(jié)而成的多晶半導體陶瓷元件，具有理想的伏安特性。元件，具有理想的伏安特性。n 在工頻電壓下，它具有極大的電阻，能迅速有效地阻斷工頻

33、電在工頻電壓下，它具有極大的電阻，能迅速有效地阻斷工頻電流，因此不需要火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起的電??；流，因此不需要火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起的電?。籲 在雷電過電壓作用下，其電阻變得很小，能很好地泄放雷電流。在雷電過電壓作用下，其電阻變得很小，能很好地泄放雷電流。n 具有無間隙、無續(xù)流、殘壓低、體積小等優(yōu)點而被廣泛應用具有無間隙、無續(xù)流、殘壓低、體積小等優(yōu)點而被廣泛應用 。中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件三、供電系統(tǒng)的三、供電系統(tǒng)的防雷措施防雷措施p戶外變配電所中，一般采用避雷針作為直擊雷的防護裝置，戶外變配電所中，一般采用避雷針作為直擊雷的防護裝置，并要求所有被保護

34、的電氣設備和建筑物均應處于避雷針的并要求所有被保護的電氣設備和建筑物均應處于避雷針的保護范圍之內(nèi)。保護范圍之內(nèi)。p變配電所中一般需要通過裝設閥式避雷器或氧化鋅避雷器變配電所中一般需要通過裝設閥式避雷器或氧化鋅避雷器對變壓器進行雷電侵入波的防護。對變壓器進行雷電侵入波的防護。p避雷器的選擇，必須使其伏秒特性與變壓器伏秒特性合理避雷器的選擇，必須使其伏秒特性與變壓器伏秒特性合理配合，并且避雷器的殘壓必須小于變壓器絕緣耐壓所能允配合，并且避雷器的殘壓必須小于變壓器絕緣耐壓所能允許的程度。許的程度。p避雷器應盡可能靠近變壓器安裝。避雷器接地線應與變壓避雷器應盡可能靠近變壓器安裝。避雷器接地線應與變壓器

35、低壓側(cè)接地中性線及金屬外殼連在一起接地。器低壓側(cè)接地中性線及金屬外殼連在一起接地。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件（1）架空線的防雷措施）架空線的防雷措施 用戶供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的負荷末端，具有以下特點：用戶供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的負荷末端，具有以下特點： 1) 一般架空線路都在一般架空線路都在35kV以下，是中性點不接地系以下，是中性點不接地系統(tǒng)，當雷擊桿頂對一相導線放電時，工頻接地電流很小，統(tǒng)，當雷擊桿頂對一相導線放電時，工頻接地電流很小，不會引起線路的跳閘。不會引起線路的跳閘。 2) 配電網(wǎng)路一般不長，同時架空線路多受建筑物和配電網(wǎng)路一般不長，同時架空線路多受建筑物和樹木

36、的屏蔽，遭受雷擊的機會比較少。樹木的屏蔽，遭受雷擊的機會比較少。 3) 對于有重要負荷的供電系統(tǒng)，采用雙電源供電或?qū)τ谟兄匾摵傻墓╇娤到y(tǒng)，采用雙電源供電或自動重合閘裝置，可以減輕雷害事故的影響。自動重合閘裝置，可以減輕雷害事故的影響。中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件（1）架空線的防雷措施）架空線的防雷措施 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng)35kV架空線路的防雷一般可采用以下措施：架空線路的防雷一般可采用以下措施： 1) 增加架空線絕緣子個數(shù)，采用較高等級的絕緣子，或頂增加架空線絕緣子個數(shù)，采用較高等級的絕緣子，或頂相用針式而下面兩相改用懸式絕緣子，提高反擊電壓水平。相用針式而下面兩

37、相改用懸式絕緣子，提高反擊電壓水平。 2) 部分架空線裝設避雷線。部分架空線裝設避雷線。 3) 改進桿塔結(jié)構，譬如當應力允許時，可以采用瓷橫擔等。改進桿塔結(jié)構，譬如當應力允許時，可以采用瓷橫擔等。 4) 減小接地電阻以及采用拉線減少桿塔電感。減小接地電阻以及采用拉線減少桿塔電感。 5) 采用電纜供電。采用電纜供電。 對于對于610kV架空線，一般比架空線，一般比35kV線路高度低，不需裝設避線路高度低，不需裝設避雷線，防雷方式可利用鋼筋混凝土桿的自然接地，必要時也可雷線，防雷方式可利用鋼筋混凝土桿的自然接地，必要時也可采用雙電源供電和自動重合閘。采用雙電源供電和自動重合閘。 中國礦業(yè)大學信電學

38、院電氣工程研究所供電技術電子課件（2）變電所的防雷）變電所的防雷 對直擊雷和線路侵入沖擊波的防護應考慮：對直擊雷和線路侵入沖擊波的防護應考慮： (1) 獨立避雷針受雷擊時的高電位對附近獨立避雷針受雷擊時的高電位對附近設施的反擊和電磁感應設施的反擊和電磁感應 圖5-27 獨立避雷針與附近設施的最小距離 hRhRs1 . 03 . 0757501500150shshk規(guī)程規(guī)定規(guī)程規(guī)定sk不小于不小于5m。中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所供電技術電子課件 (2) 對線路侵入雷電沖擊波的防護對線路侵入雷電沖擊波的防護 n 雷擊線路導線時，沿導線就有雷電沖擊波流動，從而會雷擊線路導線時，沿導線就有雷電沖擊波流動，從而會傳到變電所。傳到變電所。n 變電所中最重要、價格最昂貴、絕緣最薄弱的就是變壓變電所中最重要、價格最昂貴、絕緣最薄弱的就是變壓器，因此需要在變壓器附近電源側(cè)設置避雷器。器，因此需要在變壓器附近電源側(cè)設置避雷器。n 避雷器