第6章-供配電系統(tǒng)的保護(hù)-供配電技術(shù)-教學(xué)課件

第六章

供配電系統(tǒng)的保護(hù)

第六章

供配電系統(tǒng)的保護(hù)1

本章講的是企業(yè)供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置。首先簡述繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求，然后介紹常用的保護(hù)繼電器及繼電保護(hù)的結(jié)線方式和操作方式及電力線路和電力變壓器的各種繼電保護(hù)的結(jié)線、原理、整定計算、供配電系統(tǒng)的防雷與接地問題。本章講的是企業(yè)供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置。首先簡述2第一節(jié)繼電保護(hù)的任務(wù)與要求

一、繼電保護(hù)裝置的任務(wù)繼電保護(hù)裝置是按照保護(hù)的要求，將各種繼電器按一定的方式進(jìn)行連接和組合而成的電氣裝置，其任務(wù)是：（1）故障時作用于跳閘

（2）異常狀態(tài)時發(fā)出報警信號

第一節(jié)繼電保護(hù)的任務(wù)與要求一、繼電保護(hù)裝置的任務(wù)3二、對繼電保護(hù)的基本要求（1）選擇性（2）可靠性（3）速動性（4）靈敏度繼電保護(hù)裝置除了滿足上述四項(xiàng)基本要求外，尚應(yīng)要求投資省、便于調(diào)試和維護(hù)，且盡可能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所要求的靈活性。

二、對繼電保護(hù)的基本要求4一、繼電器的分類繼電器是一種在其輸入的物理量（電氣量或非電氣量）達(dá)到規(guī)定值時，其電氣量輸出電路被接通或分?jǐn)嗟淖詣与娖?。繼電器按其輸入量的性質(zhì)分，有電氣繼電器和非電氣繼電器兩大類。按其用途分，有控制繼電器和保護(hù)繼電器兩大類，前者用于自動控制電路，后者用于繼電保護(hù)電路。保護(hù)繼電器按其在繼電保護(hù)裝置電路中的功能分，有“測量繼電器”和“有或無繼電器”兩大類。

第二節(jié)常用的保護(hù)繼電器及其結(jié)線和操作方式一、繼電器的分類第二節(jié)常用的保護(hù)繼電器及其結(jié)線和操作方5測量繼電器裝設(shè)在繼電保護(hù)裝置電路的第一級，用來反應(yīng)被保護(hù)元件（電氣設(shè)備或線路）的特性量變化情況。當(dāng)其特性量達(dá)到預(yù)先整定的動作值時即行動作，在保護(hù)裝置中屬于主保護(hù)，或稱起動繼電器。有或無繼電器是一種只按電氣量是否在其工作范圍內(nèi)或者是否為零時而動作的電氣繼電器，包括時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器等，在繼電保護(hù)裝置中用來實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能，屬于輔助繼電器，過去也稱為邏輯繼電器。保護(hù)繼電器按其組成元件分，有機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型三類。由于機(jī)電型繼電器具有可靠、便于維修和調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，因此我國企業(yè)供電系統(tǒng)目前仍以傳統(tǒng)的機(jī)電型繼電器為主。

測量繼電器裝設(shè)在繼電保護(hù)裝置電路的第6機(jī)電型繼電器按其結(jié)構(gòu)原理分，有電磁式和感應(yīng)式繼電器。保護(hù)繼電器按其反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、瓦斯繼電器、欠電壓（低電壓）繼電器等。保護(hù)繼電器按其在保護(hù)裝置中的功能分，有起動繼電器、時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器（或稱出口繼電器）等。下圖是過電流保護(hù)的框圖。

機(jī)電型繼電器按其結(jié)構(gòu)原理分，有電磁式7當(dāng)線路上發(fā)生短路時，起動用的電流繼電器KA瞬時動作，使時間繼電器KT起動。KT經(jīng)整定一定時間后，接通信號繼電器KS和中間（出口）繼電器KM。KM就接通斷路器QF的跳閘回路，使斷路器跳閘，從而切除短路故障。

圖1過電流保護(hù)當(dāng)線路上發(fā)生短路時，起動用的電流繼電器KA瞬時動作，8保護(hù)繼電器按其動作于斷路器的方式分，有直接動作式（直動式）和間接動作式兩大類。保護(hù)繼電器按其與一次電路聯(lián)結(jié)的方式分，有一次式繼電器和二次式繼電器。一次式繼電器的線圈是與一次電路直接相連的，例如低壓斷路器的過電流脫扣器和低電壓（失壓）脫扣器，實(shí)際上就是一次式繼電器（也是直動式繼電器）。二次式繼電器的線圈連接在電流互感器或電壓互感器的二次側(cè)，經(jīng)過互感器與一次電路相聯(lián)系。高壓系統(tǒng)中的保護(hù)繼電器都是二次式繼電器

保護(hù)繼電器按其動作于斷路器的方式分，9（一）電磁式電流繼電器和電壓繼電器電磁式電流繼電器和電壓繼電器在繼電保護(hù)裝置中均為起動元件，屬測量繼電器。常用的DL-10系列電磁式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。過電流繼電器線圈中的使繼電器動作的最小電流，稱為繼電器的“動作電流”，用Iop表示。過電流繼電器線圈中的使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱為繼電器的“返回電流”，用Ire表示。繼電器的返回電流與動作電流的比值，稱為繼電器的“返回系數(shù)”，用Kre表示二、常用的保護(hù)繼電器

（一）電磁式電流繼電器和電壓繼電器二、常用的保護(hù)繼電器10電磁式電流繼電器的動作電流有兩種調(diào)節(jié)方法：（1）平滑調(diào)節(jié)（2）級進(jìn)調(diào)節(jié)DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)線如圖所示。

低電壓繼電器的動作電壓Uop，為其線圈上的使繼電器動作的最高電壓；其返回電壓Ure，為其線圈上的使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最低電壓。低電壓繼電器的返回系數(shù)Kre=Ure/Uop>1，一般Kre為1.25。越接近于1，說明繼電器越靈敏。

圖2DL-10系列電磁式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)

電磁式電流繼電器的動作電流有兩種調(diào)節(jié)方法：低電壓繼電器11（二）電磁式時間繼電器電磁式時間繼電器在繼電保護(hù)裝置中，用來獲得所需要的延時（時限），它屬于機(jī)電式有或無繼電器。常用的DS-110/120系列電磁式時間繼電器的基本結(jié)構(gòu)實(shí)物。DS-110系列用于直流，DS-120系列用于交流。DS-110/120系列電磁式時間繼電器的內(nèi)部結(jié)線及其圖形符號和文字符號，如下圖所示。圖3DS-110/120系列電磁式時間繼電器的內(nèi)部結(jié)線及其圖形符號和文字符號（二）電磁式時間繼電器圖3DS-110/120系列電磁式時12（三）電磁式信號繼電器電磁式信號繼電器在繼電保護(hù)裝置中用來發(fā)出指示信號，以提醒運(yùn)行值班人員注意。它也屬于機(jī)電式有或無繼電器。常用的DX-11型電磁式信號繼電器有電流型和電壓型兩種：電流型信號繼電器的線圈為電流線圈，串聯(lián)在二次回路內(nèi)，由于其阻抗小，不影響其他二次回路元件的動作；電壓型信號繼電器的線圈為電壓線圈，阻抗大，只能并聯(lián)在二次回路中。DX-11型電磁式信號繼電器的基本結(jié)構(gòu)如實(shí)物所示。

（三）電磁式信號繼電器13DX-11型電磁式信號繼電器的內(nèi)部結(jié)線及其圖形符號和文字符號如下圖所示。電磁式中間繼電器電磁式中間繼電器在繼電保護(hù)裝置中用作輔助繼電器，以彌補(bǔ)主繼電器觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量的不足。中間繼電器也屬機(jī)電式有或無繼電器。

圖4DX-11型電磁式信號繼電器的內(nèi)部結(jié)線及其圖形符號和文字符號DX-11型電磁式信號繼電器的內(nèi)部14

電磁式中間繼電器在繼電保護(hù)裝置中用作輔助繼電器，以彌補(bǔ)主繼電器觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量的不足。中間繼電器也屬機(jī)電式有或無繼電器。常用的DZ-10系列電磁式中間繼電器的基本結(jié)構(gòu)如實(shí)物所示。這種快吸快放的電磁式中間繼電器的內(nèi)部結(jié)線及其圖形符號和文字符號如下圖所示。圖5DZ-10系列電磁式中間繼電器的基本結(jié)構(gòu)電磁式中間繼電器在繼電保護(hù)裝置中用作15（四）感應(yīng)式電流繼電器在工廠供電系統(tǒng)中，廣泛采用感應(yīng)式電流繼電器來實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。由于感應(yīng)式電流繼電器兼有上述電磁式電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能，從而可大大簡化繼電保護(hù)裝置。感應(yīng)式電流繼電器屬測量繼電器。常用的GL-10/20系列感應(yīng)式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)如實(shí)物所示。（四）感應(yīng)式電流繼電器16感應(yīng)式電流繼電器兼有“速斷特性”，所示的動作特性曲線上對應(yīng)于開始速斷時間的動作電流倍數(shù)，稱為“速斷電流倍數(shù)”，即

速斷電流Iqb的含義，是指繼電器線圈中的使電流速斷元件動作的最小電流。圖6GL-10/20系列感應(yīng)式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)感應(yīng)式電流繼電器兼有“速斷特性”，所示的17三、電保護(hù)裝置的結(jié)線方式過電流的繼電保護(hù)裝置中，起動繼電器與電流互感器之間的連接，主要有兩相兩繼電器式和兩相一繼電器式兩種結(jié)線方式：（一）兩相一繼電器式結(jié)線，如下圖（左）又稱“兩相電流差結(jié)線”。正常工作時，流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流之差。（二）兩相兩繼電器式結(jié)線，如下圖（右）如一次電路發(fā)生三相短路或任意兩相短路，都至少有一個繼電器要動作，從而使一次電路的斷路器跳閘。為了表述繼電器電流IKA與電流互感器二次電流I2的關(guān)系，特引入一個結(jié)線系數(shù)kw，其定義式為：

圖8兩相兩繼電器式結(jié)線圖7兩相一繼電器式結(jié)線三、電保護(hù)裝置的結(jié)線方式圖8兩相兩繼電器式結(jié)線圖718

在其一次電路發(fā)生三相短路時，流入繼電器的電流為電流互感器二次電流的倍，即.在其一次電路的A、C兩相發(fā)生短路時，流入繼電器的電流為互感器二次電流的2倍，即。在其一次電路的A、B兩相或B、C兩相發(fā)生短路時，流入繼電器的電流只有一相電流互感器的二次電流，即。

在其一次電路發(fā)生三相短路時，流入繼電器的電流為電19四、繼電保護(hù)裝置的操作方式繼電保護(hù)裝置的操作電源，有直流操作電源和交流操作電源兩大類。直流操作電源有蓄電池組和整流電源兩種。但交流操作電源具有投資少、運(yùn)行維護(hù)方便及二次回路簡單可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此它在企業(yè)供配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。交流操作電源供電的繼電保護(hù)裝置主要有兩種操作方式：

（一）直接動作式（如下圖）（二）“去分流跳閘”的操作方式（如下圖）

圖9直接動作式、“去分流跳閘”的操作方式四、繼電保護(hù)裝置的操作方式（一）直接動作式（如下圖）圖920第三節(jié)高壓電力線路的繼電保護(hù)

一、電力線路繼電保護(hù)概述按GB50062—1992《電力裝置的繼電和自動裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：對3～66KV電力線路，應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。作為線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時限的過電流保護(hù)和瞬時動作的電流速斷保護(hù)。如過電流保護(hù)的時限不大于0.5～0.7s時，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)。相間短路保護(hù)應(yīng)動作于跳閘，以切除短路故障。單相接地保護(hù)，有兩種方式：(1)絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動作于信號。(2)有選擇性的單相接地保護(hù)（零序電流保護(hù)），亦動作于信號，但當(dāng)單相接地危及人身和設(shè)備安全時，則應(yīng)動作于跳閘。

第三節(jié)高壓電力線路的繼電保護(hù)一、電力線路繼電保護(hù)21二、帶時限的過電流保護(hù)帶時限的過電流保護(hù)，按其動作時限特性分，有“定時限”過電流保護(hù)和“反時限”過電流保護(hù)兩種。定時限過電流保護(hù)裝置的組成和原理定時限過電流保護(hù)裝置的原理電路如圖所示。圖10直接動作式、“去分流跳閘”的操作方式二、帶時限的過電流保護(hù)圖10直接動作式、“去分流跳22反時限過電流保護(hù)裝置的原理電路，如圖所示。

圖11反時限過電流保護(hù)裝置的原理電路反時限過電流保護(hù)裝置的原理電路，如圖所示。圖11反時23動作電流的整定帶時限的過電流保護(hù)（包括定時限和反時限）的動作電流Iop，應(yīng)躲過線路的最大負(fù)荷電流（包括正常過負(fù)荷電流和尖峰電流），以免在通過時保護(hù)裝置誤動作，而且其返回電流Ire也應(yīng)躲過，否則保護(hù)裝置還可能發(fā)生誤動作。為了說明這一點(diǎn)，以圖a所示電路來說明。

圖12帶時限過電流保護(hù)裝置的原理電路動作電流的整定圖12帶時限過電流保護(hù)裝置的原理電路24過電流保護(hù)裝置動作電流的整定公式為：如采用斷路器手動操動機(jī)構(gòu)中的過電流脫扣器YR作直動式過電流保護(hù)，則脫扣器的動作電流（脫扣電流）應(yīng)按下式整定：動作時間的確定為保證前后兩級保護(hù)裝置動作的選擇性，應(yīng)按“階梯原則”進(jìn)行整定。如上圖b和c所示，即對定時限過電流保護(hù)，因采用DL型電流繼電器，其可動部分慣性小，可??；對反時限過電流保護(hù)，因采用GL型電流繼電器其可動部分（鋁盤）慣性較大，可取，定時限過電流保護(hù)的動作時間，利用時間繼電器來整定。

過電流保護(hù)裝置動作電流的整定公式為：對定時限過電流25反時限過電流保護(hù)的動作時間，由于GL型電流繼電器的時限調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是按10倍動作電流的動作時間來標(biāo)度的，因此須根據(jù)前后兩級保護(hù)的GL型繼電器的動作特性曲線來整定。假設(shè)如圖所示線路中，后一級保護(hù)KA2的10倍動作電流的動作時間已整定為t2，現(xiàn)要整定前一級保護(hù)KA1的10倍動作電流的動作時間t1，整定計算的方法步驟如下（參看下圖）：

圖13整定計算的方法步驟反時限過電流保護(hù)的動作時間，由于G26①計算WL2首端的三相短路電流Ik反應(yīng)到KA2中去的電流：②計算對KA2的動作電流的倍數(shù)：③確定KA2的實(shí)際動作時間。如圖所示KA2的動作特性曲線的橫坐標(biāo)軸上，找出n2，然后向上找到該曲線上a點(diǎn)，該點(diǎn)所對應(yīng)的動作時間就是KA2通過時的實(shí)際動作時間。④計算KA1的實(shí)際動作時間。根據(jù)保護(hù)選擇性的要求，KA1的實(shí)際動作時間。取，故。⑤計算WL2首端的三相短路電流Ik反應(yīng)到KA1中去的電流值，即⑥計算對KA1的動作電流Iop(1)的倍數(shù)：⑦確定KA1的10倍動作電流的動作時間。

①計算WL2首端的三相短路電流Ik反應(yīng)到KA2中去的電流：27（一）過電流保護(hù)的靈敏度及提高靈敏度的措施——低電壓閉鎖保護(hù)

1、過電流保護(hù)的靈敏度根據(jù)公式，保護(hù)靈敏度。對于線路過電流保護(hù)，應(yīng)取被保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電路。而，因此過電流保護(hù)的靈敏度必須滿足的條件為：

2、低電壓閉鎖的過電流保護(hù)動作電流整定計算公式為：動作電壓的整定計算公式為：為母線最低工作電壓，取(0.85～0.95)UN；UN為線路額定電路；Krel為保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，可取1.2；Kre為低電壓繼電器的返回系數(shù)，一般取1.25；Ku為電壓互感器的變壓比。

（一）過電流保護(hù)的靈敏度及提高靈敏度的措施——低電壓閉鎖保護(hù)28（二）定時限過電流保護(hù)與反時限過電流保護(hù)的比較定時限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：動作時間比較精確，整定簡便，而且不論短路電流大小，動作時間都是一定的，不會出現(xiàn)因短路電流小動作時間長而延長了故障時間的問題。但缺點(diǎn)是：所需繼電器多，結(jié)線復(fù)雜，且需直流操作電源，投資較大。此外，靠近電源處的保護(hù)裝置，其動作時間較長，這是帶時限過電流保護(hù)共有的缺點(diǎn)。反時限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，加之可采用交流操作，因此簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大減少，因此它在中小企業(yè)供電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。但缺點(diǎn)是動作時間的整定比較麻煩，而且誤差較大，當(dāng)短路電流較小時，其動作時間可能相當(dāng)長，從而延長了故障持續(xù)時間。

（二）定時限過電流保護(hù)與反時限過電流保護(hù)的比較29例6-1某10kV電力線路，已知TA1的變流比為100/5A，TA2的變流比為50/5A。WL1和WL2的過電流保護(hù)均采用兩相兩繼電器式結(jié)線，繼電器均為GL-15/10型

。現(xiàn)KA1已經(jīng)整定，其動作電流為7A，10倍動作電流的動作時間為1s。WL2的計算電流為28A，WL2首端k-1點(diǎn)的三相短路電流為800A，其末端k-2點(diǎn)的三相短路電流為250A。試整定KA2的動作電流和動作時間，并檢驗(yàn)其靈敏度。

解：（1）整定KA2的動作電流取，故根據(jù)GL-15/10型繼電器規(guī)格，動作電流整定為9A。

例6-1某10kV電力線路，已知TA1的變流比為130（2）整定KA2的動作時間

先確定KA1的實(shí)際動作時間，由于k-1點(diǎn)發(fā)生三相短路時KA1中的電流為：

故對KA1的動作電流倍數(shù)為：

利用n1=5.7和KA1整定的時限t1=1s，去查附錄表23-2的GL-15型繼電器的動作特性曲線，得KA1的實(shí)際動作時間t’1≈1.3s.

由此可得KA2的實(shí)際動作時間應(yīng)為：

下面確定KA2的10倍動作電流的動作時間。由于k-1點(diǎn)發(fā)生三相短路時KA2中的電流為：

故對KA2的動作電流倍數(shù)為：

利用n2=8.9和KA2的實(shí)際動作時間，去查附錄表23-2的GL-15型繼電器的動作特性曲線，得KA2的10倍動作電流的動作時間t2≈0.7s。

（2）整定KA2的動作時間

先確定KA1的實(shí)際動作時間，由于31（3）檢驗(yàn)KA2的保護(hù)靈敏度

KA2保護(hù)的線路WL2末端k-2點(diǎn)的兩相短路電流為其保護(hù)區(qū)內(nèi)的最小短路電流，即

因此KA2的保護(hù)靈敏度為：

由此可見，KA2整定的動作電流滿足保護(hù)靈敏度的要求。

（3）檢驗(yàn)KA2的保護(hù)靈敏度

KA2保護(hù)的線路WL2末端k-32三、電流速斷保護(hù)

上述帶時限的過電流保護(hù)有一個明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源，其動作時間越長，而且短路電流也越靠近電源也越大，因此危害也就更加嚴(yán)重。因此GB50062—1992規(guī)定，在過電流保護(hù)動作時間超過0.5～0.7時，應(yīng)裝高瞬時動作的電流速斷保護(hù)裝置。

(一)電流速斷保護(hù)的組成及速斷電流的整定

電流速斷保護(hù)是指一種瞬時動作的過電流保護(hù)。對于采用DL型電流繼電器的速斷保護(hù)來說，就相當(dāng)于定時限過電流保護(hù)中抽去時間繼電器，最后由中間繼電器觸點(diǎn)接通斷路器的跳閘回路。下圖是電力線路上同時裝設(shè)有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的電路圖

。

三、電流速斷保護(hù)

上述帶時限的過電流保護(hù)有一個明顯的缺點(diǎn)33為了保證前后兩級瞬動的電流速斷選擇性，因此電流速斷保護(hù)的動作電流即速斷電流Iqb，應(yīng)按躲過它所保護(hù)線路末端的最大短路電流（即三相短路電流）Ik.max來整定。因?yàn)橹挥腥绱苏?，才能避免在后一級速斷保護(hù)所保護(hù)的線路首端發(fā)生三相短路時前一級速斷保護(hù)誤動作的可能性，以保證選擇性。

圖14同時裝設(shè)有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的電路圖為了保證前后兩級瞬動的電流速斷選擇性，因此電流速斷保34（二）電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ)

由于電流速斷保護(hù)的動作電流躲過了線路末端的最大短路電流，因此靠近末端的一段線路上發(fā)生的不一定是最大的短路電流（例如兩相短路電流）時，電流速斷保護(hù)不會動作，這說明，電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長。這種保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域，稱為“死區(qū)”，如圖所示。

為了保護(hù)死區(qū)得不到保護(hù)的缺陷，所以凡是裝設(shè)有電流速斷保護(hù)的線路，必須配備帶時限的過電流保護(hù)，過電流保護(hù)的動作時間應(yīng)比電流速斷保護(hù)至少長一個時間級差，而且前后的過電流保護(hù)的動作時間仍須符合“階梯原則”，以保證選擇性。

在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，過電流保護(hù)作為后備；而在電流速斷的死區(qū)內(nèi)，則過電流保護(hù)為基本保護(hù)。

（二）電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ)

由于電流35（三）電流速斷保護(hù)的靈敏度

電流速斷保護(hù)的靈敏度必須滿足的條件為：

一般宜；個別有困難時可。

（三）電流速斷保護(hù)的靈敏度

電流速斷保護(hù)的靈敏度必須滿足36四、單相接地保護(hù)

在小接地電流的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單地接地故障時，只有很小的接地電容電流，而相間電壓仍是對稱的，其值也未變，因此可暫時繼續(xù)運(yùn)行。由于非故障相的對地電壓要升高為正常時對地電壓的倍，故對線路絕緣是一威脅，如果長此下去，可能引起非故障相的對地絕緣擊穿而導(dǎo)致兩相接地短路，引起線路開關(guān)跳閘，造成停電事故。為此，這種小接地電流系統(tǒng)中，必須裝設(shè)無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置或有選擇性的單相接地保護(hù)裝置，以便在發(fā)生單相接地故障時，發(fā)出報警信號，以便運(yùn)行值班人員及時發(fā)現(xiàn)和處理。

四、單相接地保護(hù)

在小接地電流的電力系統(tǒng)中，發(fā)37（一）有選擇性的單相接地保護(hù)的基本原理

單相接保護(hù)，又稱“零序電流保護(hù)”，它利用單相接地所產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)裝置動作，發(fā)出信號。當(dāng)單相接地危及人身和設(shè)備安全時，則動作于跳閘。

下圖是電纜線路用零序電流互感器進(jìn)行單相接地保護(hù)的結(jié)線。在系統(tǒng)正常運(yùn)行及發(fā)生相間短路時，由于穿過零序電流互感器的電纜線路中的電流相量和為零，因此在零序電流互感器鐵心中沒有磁通，其二次側(cè)也不會感應(yīng)出電流，電流繼電器也不會動作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，就有接地電容電流在接地線中通過，從而在零序電流互感器鐵心中產(chǎn)生磁通，互感器二次側(cè)相應(yīng)地感應(yīng)出零序電流，使電流繼電器動作，接通信號回路，發(fā)出報警信號。（一）有選擇性的單相接地保護(hù)的基本原理

單相接保護(hù)，38圖16單相接地時接地電容電流的分布圖圖15電纜線路用零序電流互感器進(jìn)行單相接地保護(hù)的結(jié)線圖16單相接地時接地電容電流的分布圖圖15電纜線路用39（二）單相接地保護(hù)動作電流的整定

由圖可知，當(dāng)系統(tǒng)中某一線路發(fā)生單相接地故障時，其他線路上都會出現(xiàn)不平衡的電容電流，而這些線路因本身是正常的，其接地保護(hù)裝置不應(yīng)該動作，因此單相接地保護(hù)的動作電流Iop(E)應(yīng)躲過在其他線路發(fā)生單相接地故障時在本線路上引起的電容電流Ic，即單相接保護(hù)動作電流的整定計算公式為：

ki為零序電流互感器的變流比；krel為保護(hù)裝置可靠系數(shù)，保護(hù)裝置不帶時限時，宜取4～5，以躲過被保護(hù)線路發(fā)生兩相短路時所出現(xiàn)的不平衡電流；保護(hù)裝置帶時限時，可取為1.5～2，這時接地保護(hù)的動作時間應(yīng)比相間短路的過電流保護(hù)動作時間大一個Δt，以保證選擇性。（二）單相接地保護(hù)動作電流的整定

由圖可知，當(dāng)系統(tǒng)中40（一）單相接地保護(hù)的靈敏度

單相接地保護(hù)的靈敏度，應(yīng)按被保護(hù)線路末端發(fā)生單相接故障時流過接地線的不平衡電流作為最小故障電流來檢驗(yàn)，而這一電容電流為與被保護(hù)線路有電氣聯(lián)系的總電網(wǎng)電容電流Ic.Σ與被保護(hù)線路本身電容電流Ic之差。

因此單相接保護(hù)的靈敏度必須滿足的條件：（一）單相接地保護(hù)的靈敏度

單相接地保護(hù)的靈敏度，應(yīng)41五、線路的過負(fù)荷保護(hù)

線路的過負(fù)荷保護(hù)只對可能出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路才予以裝設(shè)，一般是延時動作于信號。動作電流按躲過線路的計算電流I30來整定，其整定計算公式為：

動作時間一般取10～15s。五、線路的過負(fù)荷保護(hù)

線路的過負(fù)荷保護(hù)只對可能出現(xiàn)過42第四節(jié)電力變壓器的繼電保護(hù)

一、電力變壓器繼電保護(hù)概述高壓為6～10kV的車間變電所主變壓器，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護(hù)。如過電流保護(hù)動作時間大于0.5～0.7s，則應(yīng)補(bǔ)裝電流速斷保護(hù)。容量在800kV·A及以上的油浸式變壓器和400kV·A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱“氣體繼電保護(hù)”）。容量在400kV·A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單臺運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)及與其保護(hù)在變壓器內(nèi)部輕微故障（通稱“輕瓦斯”）時，動作于信號，而其他保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障（通稱“重瓦斯”）時，一般均動作于跳閘。

第四節(jié)電力變壓器的繼電保護(hù)一、電力變壓器繼電保護(hù)概述43

對于高壓側(cè)為35kV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時，也需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺運(yùn)行的變壓容量在10000kV·A及以上及并列運(yùn)行的變壓器每臺容量在6300kV·A及以上時，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。

對于高壓側(cè)為35kV及以上的工廠總降壓變電所主變44二、變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)

a)變壓器的過電流保護(hù)

無論是采用電流繼電器還是脫扣器，是定時限還是反時限，變壓器過電流保護(hù)的組成、原理與前面所講電力線路過電流保護(hù)的組成、原理完全相同。

變壓器過電流保護(hù)動作電流的整定也與線路過電流保護(hù)的整定基本相同，只是公式中的IL.max應(yīng)取為(1.5～3)I1N.T，這I1N.T為變壓器的額定一次電流。

變壓器過電流保護(hù)動作時間的整定也與線路過電流保護(hù)的整定相同，也按“階梯原則”整定。但對電力系統(tǒng)的終端變電所（如車間變電所），其動作時間可整定為最小值(0.5s)。

變壓器過電流保護(hù)的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時換算到高壓側(cè)的短路電流值I’k.min來檢驗(yàn)，要求靈敏系數(shù)Sp≥1.5。如Sp達(dá)不到要求，可采用低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。二、變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)

a45b)變壓器的電流速斷保護(hù)

變壓器的電流速斷保護(hù)，其組成、原理也與前面所講線路的電流速斷保護(hù)完全相同。

變壓器電流速斷保護(hù)的動作電流（速斷電流）的整定計算公式也與線路電流速斷保護(hù)基本相同，只是公式中的Ik.max應(yīng)取為低壓母線的三相短路電流周期分量有效值換算到高壓側(cè)的電流值，即變壓器電流速斷保護(hù)的速斷電流應(yīng)按躲過低壓母線三相短路電流周期分量有效值來整定。

變壓器電流速斷保護(hù)的靈敏度，按其保護(hù)裝置安裝處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路的短路電流來檢驗(yàn)，要求其靈敏Sp≥1.5～2。

變壓器的電流速斷保護(hù)也有保護(hù)不到的“死區(qū)”。彌補(bǔ)死區(qū)的措施，也是配備帶時限的過電流保護(hù)。

考慮變壓器在空載投入或突然恢復(fù)電壓時將出現(xiàn)一個沖擊性的勵磁涌流（可高達(dá)變壓器額定一次電流的8～10倍），為了防止電流速斷保護(hù)誤動作，可在速斷保護(hù)整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢查速斷保護(hù)是否誤動作。b)變壓器的電流速斷保護(hù)

變壓器的電流速斷46c)變壓器的過負(fù)荷保護(hù)

變壓器的過負(fù)荷保護(hù)，其組成、原理也與前面所講線路的過負(fù)荷保護(hù)完全相同。

變壓器的過負(fù)荷保護(hù)動作電流的整定計算公式也與線路的過負(fù)荷保護(hù)基本相同，只是式(6-23)中的I30應(yīng)取為變壓器的額定一次電流I1N.T。其動作時間也取為10～15s。

如圖是變壓器的定限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的綜合電路圖。圖17變壓器的定限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的綜合電路圖c)變壓器的過負(fù)荷保護(hù)

變壓器的過負(fù)荷保護(hù)，47三、變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)

低壓側(cè)的單

相短路保護(hù)，可采取下列措施之一：

1.低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶過流脫扣器的低壓斷路器保護(hù)

2.低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器保護(hù)

3.在變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序電流保護(hù)

如圖所示：

圖18變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序電流保護(hù)圖三、變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)

低壓側(cè)的單相48這種零序電流保護(hù)的動作電流Iop(0)按躲過變壓器低壓側(cè)最大不平衡電流來整定，其整定計算公式為

式中，I2N.T為變壓器的額定二次電流；Kdsq為不平衡系數(shù)，一般取為0.25；Krel為可靠系數(shù)，可取1.3；Ki為零序電流互感器的變流比。

零序電流保護(hù)的動作時間一般取0.5～0.7s。

零序電流保護(hù)的靈敏度，按低壓干線末端發(fā)生單相短路來檢驗(yàn)。對架空線，Sp≥1.5；對電纜線，Sp≥1.25。

采用這種零序電流保護(hù)，靈敏度較高，但投資較多，故一般企業(yè)中較少采用。

這種零序電流保護(hù)的動作電流Iop(0)按躲過變494.

采用兩相三繼電器結(jié)線或三相三繼電器結(jié)線的過電流保護(hù)

這兩種結(jié)線既實(shí)現(xiàn)相間短路保護(hù)，又能實(shí)現(xiàn)對變壓器低壓側(cè)的單相短路的保護(hù)，且保護(hù)靈敏度比較高。

這里必須指出，通常作為變壓器過電流保護(hù)的兩相兩繼電器結(jié)線和兩相一繼電器結(jié)線均不宜作為低壓單相短路的保護(hù)。下面分別進(jìn)行簡單的分析：

4.

采用兩相三繼電器結(jié)線或三相三繼電器結(jié)線的50采用兩相兩繼電器式過電流保護(hù)的變壓器的低壓側(cè)單相短路時的電流分布。如圖，設(shè)未裝電流互感器的B相所對應(yīng)的低壓側(cè)b相發(fā)生單

相短路時，低壓側(cè)b相的單

相短路電流按“對稱分量法”可分解正序，負(fù)序,零序。由此可繪出變壓器低壓側(cè)各相電流的正序、負(fù)序和零序的相量圖，如圖所示。低壓側(cè)正序電流和負(fù)序電流通過三相三芯柱變壓器都要感應(yīng)到高壓側(cè)去，但低壓側(cè)的零序電流、、都是同相的，它們產(chǎn)生的零序磁通在三相三芯變壓器鐵芯內(nèi)不可能閉合，因而不可能與高壓繞組相交鏈，高壓繞組也就不可能有零序分量。所以變壓器高壓側(cè)各相電流只有正序分量和負(fù)序分量的迭加。由以上分析可知，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)b相發(fā)生單相短路時，在變壓器高壓側(cè)兩相兩繼電器結(jié)線的繼電器中只反應(yīng)1/3的單相短路電流，靈敏度很低，因此這種結(jié)線不適于作低壓側(cè)的單相短路保護(hù)。

采用兩相兩繼電器式過電流保護(hù)的變壓器的低壓側(cè)單相短路51圖19兩相兩繼電器式過電流保護(hù)的變壓器的低壓側(cè)單相短路時的電流分布圖圖19兩相兩繼電器式過電流保護(hù)的變壓器的低壓側(cè)單相短路522、采用兩相一繼電器過電流保護(hù)的變壓器在低壓側(cè)單相短路時的電流分布

如圖所示，當(dāng)未裝電流互感器的那一相所對應(yīng)的低壓相發(fā)生單相短路時，高壓側(cè)的繼電器中根本無電流通過，即根本不反應(yīng)低壓側(cè)的單相短路電流，因此這種結(jié)線不能作低壓側(cè)的單相短路保護(hù)。

圖20兩相一繼電器過電流保護(hù)的變壓器在低壓側(cè)單相短路時的電流分布圖2、采用兩相一繼電器過電流保護(hù)的變壓器在低壓側(cè)單相短路時的電53四、變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)

差動保護(hù)分縱聯(lián)差動和橫聯(lián)差動兩種形式，縱聯(lián)差動保護(hù)用于單回路，橫聯(lián)差動保護(hù)用于雙回路。差動保護(hù)利用故障時產(chǎn)生的不平衡電流來動作，保護(hù)靈敏度很高，而且動作迅速。按GB50062—1992規(guī)定，10000kV·A及以上的單獨(dú)運(yùn)行變壓器和6300kV·A及以上的并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)；6300kV·A及以下單獨(dú)運(yùn)行的重要變壓器，也可裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時，亦宜裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。四、變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)

差動保護(hù)分縱聯(lián)差動和橫聯(lián)差54（一）變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的基本原理

變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，主要用來保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路，并且也可用來保護(hù)變壓器內(nèi)的匝間短路，并且也可用來保護(hù)變壓器內(nèi)的匝間短路，其保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。

（二）變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)中的不平衡電流及其減小措施

變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)是利用保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時變壓器兩側(cè)電流在差動回路內(nèi)引起的不平衡電流Idsp而動作的一種保護(hù)。（一）變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的基本原理

變壓器的縱聯(lián)差動55不平衡電流產(chǎn)生的原因及其減小或消除的措施。

1.

由變壓器結(jié)線而引起的不平衡電流及其消除措施

企業(yè)總降壓變電所的主變壓器通常采用Yd11聯(lián)結(jié)組，這就造成變壓器兩側(cè)電流有30o的相位差。因此，雖然可以通過恰當(dāng)?shù)剡x擇變壓器兩側(cè)電流互感器的變流比，使互感器二次電流I2相等，但由于兩互感器二次電流之間也存在30o的相位差，因此差動回路中仍然有相當(dāng)大的不平衡電流Idsp=0.268I2。為了消除差動回路中的這一不平衡電流Idsp，因此將裝設(shè)在變壓器星形聯(lián)結(jié)一側(cè)的電流互感器接成三角形聯(lián)結(jié)，而裝設(shè)在變壓器三角形聯(lián)結(jié)一側(cè)的電流互感器接成星形聯(lián)結(jié)。這樣即可消除差動回路中因變壓器兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流。不平衡電流產(chǎn)生的原因及其減小或消除的措施。

1.562.

由兩側(cè)電流互感器變流比選擇而引起的不平衡電流及其消除措施

由于變壓器的電壓比和電流互感器的變流比各有標(biāo)準(zhǔn)，不太可能完全配合恰當(dāng)，從而差動保護(hù)兩邊的電流也不太可能完全相等，這就必然在差動回路中產(chǎn)生不平衡電流。為了消除這一不平衡電流，可在互感器二次回路裝設(shè)自耦電流互感器進(jìn)行調(diào)節(jié)，或利用速飽和電流互感器中的或?qū)ｉT的差動繼電器中的平衡線圈來實(shí)現(xiàn)平衡，消除不平衡電流。

3.

由變壓器勵磁涌流引起的不平衡電流及其減小措施

由于變壓器在空載時投入產(chǎn)生的勵磁涌流只通過變壓器一次繞組而二次繞組無電流，從而在差動回路中產(chǎn)生相當(dāng)大的不平衡電流。這可通過在差動回路中接入速飽和電流互感器，繼電器接在速飽和電流互感器的二次側(cè)，以減少勵磁涌流對差動保護(hù)的影響。

2.

由兩側(cè)電流互感器變流比選擇而引起的不平衡電流及其消除57（三）變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)動作電流的整定

變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的動作電流Iop(d)，應(yīng)滿足以下三個條件：

①應(yīng)躲過變壓器差動保護(hù)區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流Idsq.max，即Iop(d)=KrelIdsq.max

式中，Krel為可靠系數(shù)，可取1.3。

②應(yīng)躲過變壓器勵磁涌流，即Iop(d)=KrelI1N.T

式中，I1N.T為變壓器額定一次電流；Krel為可靠系數(shù)，可取1.3~1.5。

③在電流互感器二次回路斷線且變壓器處于最大負(fù)荷時，差動保護(hù)不應(yīng)誤動作，因此Iop(d)=KrelIL.max

式中，IL.max為最大負(fù)荷電流，取(1.2~1.3)I1N.T；Krel為可靠系數(shù)，取1.3。

（三）變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)動作電流的整定

變壓器58五、變壓器的瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的繼電保護(hù)裝置。按GB50062—1992規(guī)定，800kVA及以上的一般場所油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

瓦斯保護(hù)的基本元件是瓦斯繼電器（又稱“氣體繼電器”）。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上，如實(shí)物所示。

(一)瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理五、變壓器的瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是保護(hù)油浸式電力變壓器59（二）變壓器瓦斯保護(hù)的結(jié)線

下圖是油浸式變壓器瓦斯保護(hù)的結(jié)線圖

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障（輕瓦斯）時，瓦斯繼電器KG的上觸點(diǎn)KG1-2閉合，動作于報警信號。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障（重瓦斯）時，KG的下觸點(diǎn)KG3-4閉合，通常是經(jīng)中間繼電器KM動作于斷路器QF的跳閘機(jī)構(gòu)YR，同時通過信號繼電器KS發(fā)出跳閘信號。但是KG3-4閉合，也可以利用切換片XB切換位置，串接限流電阻R，只動作于報警信號。

圖21油浸式變壓器瓦斯保護(hù)的結(jié)線圖（二）變壓器瓦斯保護(hù)的結(jié)線

下圖是油浸式變壓器瓦斯保60（三）變壓器瓦斯保護(hù)動作后的故障分析

變壓器瓦斯保護(hù)動作后，可由蓄積于瓦斯繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來分析和判斷故障的原因及處理要求。

（三）變壓器瓦斯保護(hù)動作后的故障分析

變壓器瓦61第五節(jié)

供配電系統(tǒng)和建筑物的防雷保護(hù)

一、過電壓及雷電的有關(guān)概念

（一）過電壓的形式

過電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常工作要求的電壓。

1、部過電壓

內(nèi)部過電是由于電力系統(tǒng)本身的開關(guān)操作發(fā)生故障或其他原因．使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變

從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁振蕩而引起的過電壓。

內(nèi)部過電壓分操作過電壓和諧振過電壓等形式。操作過電壓是由于系統(tǒng)的開關(guān)操作、負(fù)荷驟變或由于故障而出現(xiàn)斷續(xù)性電弧而引起的過電壓。諧振過電壓是由于系統(tǒng)中的電路參數(shù)（R、L、C）在不利組合時發(fā)生諧振而引起的過電壓，包括電力變壓器鐵芯飽和而引起的鐵磁諧振過電壓。

第五節(jié)

供配電系統(tǒng)和建筑物的防雷保護(hù)

622、雷電過電壓

雷電過電壓又稱外部過電壓或大氣過電壓,是由于電力系統(tǒng)的設(shè)備或建(構(gòu))筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。

雷電過電壓有兩種基本形式:

(1)直接雷擊

其過電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過這些物體放電入地,從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng),相伴的還有電磁效應(yīng)和閃絡(luò)放電。

(2)間接雷擊

這種雷電過電壓稱為“感應(yīng)過電壓”或“感應(yīng)雷”。

據(jù)統(tǒng)計,電力系統(tǒng)中由于雷電侵入波而造成的雷害事故,占整個雷害事故的50%～70%,比例很大,因此對雷電波侵入的防護(hù)應(yīng)予足夠的重視。

2、雷電過電壓

雷電過電壓又稱外部過電壓或大氣過63（二）雷電的形成及有關(guān)概念

雷電是帶有電荷的“雷云”之間或“雷云”對大地或物體之間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。

當(dāng)雷云與大地之間在某一方位的電場強(qiáng)度達(dá)到25～30KV/cm時,雷云就會開始向這一方位放電,形成一個導(dǎo)電的空氣通道,稱為“雷電先導(dǎo)”.大地的異性電荷集中的上述方位尖端上方,也形成一個上行的“迎雷先導(dǎo)”,當(dāng)雷電先導(dǎo)和迎電先導(dǎo)相互接近,正負(fù)電荷強(qiáng)烈吸引中和而產(chǎn)生強(qiáng)大的“雷電流”,并相伴雷鳴電閃,這就是直擊雷的“主放電階段”.這時間極短.主放電階段之后,雷云中的剩余電荷繼續(xù)沿主放電通道向大地放電,形成繼續(xù)的隆隆雷聲,這就是直擊雷的“余輝放電階段”.電流較小。雷電先導(dǎo)在主放電階段前與地面上雷擊對象之間的最小空間距離,稱為“閃擊距離”,簡稱“擊距”。雷電的擊距,與雷電流的幅值和陡度有關(guān)。確定直擊雷防護(hù)范圍的“滾球半徑”大小,就與閃擊距離有關(guān)。（二）雷電的形成及有關(guān)概念

雷電是帶有電荷的“雷云64架空線路在附近出現(xiàn)對地雷擊時極易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。當(dāng)云出現(xiàn)在架空線路上方時,線路上由于靜電感應(yīng)而積聚大量異性的束縛電荷，如圖所示。當(dāng)雷云對其他地方放電后，線路上的束縛電荷被釋放而形成自由電荷，向路線兩端泄放，形成電位很高的過電壓，如圖所示。高壓線路上的感應(yīng)過電壓，可達(dá)幾十萬伏，

對供電系統(tǒng)和建筑物的危害很大。

由于雷電流具有很大的幅值和陡度，因此可在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場。

為了防止雷電流電磁感應(yīng)引起的危險過電壓，應(yīng)用跨接導(dǎo)體或用焊接將開口金屬環(huán)連成閉合回路后接地。

圖22線路上由于靜電感應(yīng)而積聚大量異性的束縛電荷架空線路在附近出現(xiàn)對地雷擊時極易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。當(dāng)云65雷電的幾個名詞概念:

（1）雷電流的幅值和陡度雷電流是一個幅值很大、陡度很高的沖擊波電流。

（2）年平均雷暴日數(shù)年平均雷暴日數(shù)不超過15天的地區(qū)，稱為“少雷區(qū)”。年平均雷暴日數(shù)超過40天的地區(qū)，稱為“多雷區(qū)”。年平均雷暴日數(shù)越多，說明該地區(qū)雷電活動越頻繁，因此防雷要求也越高,防雷措施就更需加強(qiáng)。

（3）年預(yù)計雷擊次數(shù)按GB50057—1994《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,年預(yù)計雷擊次數(shù)按下式計算:

N=0.02KTa1.3AeK為校正系數(shù),在一般情況下取1,在下列情況下應(yīng)取相應(yīng)數(shù)值，如位于曠野孤立的建筑物取2，金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7，位于河邊、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(fēng)口等處的建筑物取1.5。雷電的幾個名詞概念:

（1）雷電流的幅值和陡度雷電流是一66二、接閃器及其保護(hù)范圍

接閃器就是專門用來接受直接雷擊(雷電閃擊)的金屬物體。接閃的金屬桿稱為“避雷針”。接閃的金屬線稱為“避雷線”或“架空地線”。接閃的金屬帶稱為“閉雷帶”。接閃的金屬網(wǎng)稱為“閉雷網(wǎng)”。

（1）避雷針及其保護(hù)范圍

避雷針一般采用鍍鋅圓鋼(針長1m以下時直徑不小于12㎜，針長1～2m時直徑不小于16㎜)或鍍鋅鋼管(針長1m以下時內(nèi)徑不小于20㎜，針長1～2m時內(nèi)徑不小于25㎜)制成。它通常安裝在電桿(支柱)或構(gòu)架、建筑物上。它的下端要經(jīng)引下線與接地裝置連接。

避雷針的保護(hù)范圍，以它能防護(hù)直接雷擊的空間來表示。

新頒國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057—1994《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》則規(guī)定采用IEC推薦的“滾球法”來確定。二、接閃器及其保護(hù)范圍

接閃器就是專門用來接受直接雷67所謂“滾球法”就是選擇一個半徑為hr(滾球半徑)的球體,沿需要防護(hù)直擊雷的部位滾動。如果球體只接觸到避雷針(線)或避雷針(線)與地面，而不觸及需要保護(hù)的部位，則該部位就在避雷針(線)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

單只避雷針的保護(hù)范圍，按GB50057—1994規(guī)定，應(yīng)按下列方法確定:

所謂“滾球法”就是選擇一個半徑為hr(滾68(1)當(dāng)避雷針高度h≤hr時,

1）距地面hr處畫一平行于地面的平行線.

2）以避雷針的針尖為圓心,以hr為半徑,作弧線交于平行線的A、B兩點(diǎn).

3）以A、B為圓心,為半hr徑作弧線,該弧線與針尖相交并與地面相切。從該弧線起到地面上的整個錐行空間，就是避雷針的保護(hù)范圍。避雷針在被保護(hù)物高度hx的xx，平面上的保護(hù)半徑。按表確定(據(jù)GB50057—1994)。

表按建筑物防雷類別確定滾球半徑和避雷網(wǎng)格尺寸

建筑物防雷類別第一類第二類第三類滾球半徑hr/m304560避雷網(wǎng)絡(luò)尺寸(不大于)/m5×5或6×410×10或12×820×20或24×16(1)當(dāng)避雷針高度h≤hr時,

1）距地面hr處畫一平行69（1）避雷針在地面上的保護(hù)半徑,按下式計算:

（2）當(dāng)避雷針高度h＞hr時

在避雷針上取高度hr的一點(diǎn)代替單只避雷針的針尖作圓心，其余的作法與h≤hr的作法相同。

關(guān)于兩只及多只避雷針的保護(hù)范圍，可參看GB50057—1994或有關(guān)設(shè)計手冊，此略。（1）避雷針在地面上的保護(hù)半徑,按下式計算:

（2）當(dāng)70（二）避雷線及其保護(hù)范圍

避雷線一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設(shè)在架空線路的上邊，以保護(hù)架空線路或其他物體(包括建筑物)免遭直接雷擊。由于避雷線既是架空，又要接地，因此又稱為“架空地線”。

避雷線的功能與避雷針基本相同，本質(zhì)上也是引雷作用。單根避雷線的保護(hù)范圍,按GB50057—1994規(guī)定，當(dāng)避雷線的高度h≥2hr時，無保護(hù)范圍。當(dāng)避雷線的高度h＜2hr時，應(yīng)按下列方法確定(參看圖)：

（二）避雷線及其保護(hù)范圍

避雷線一般采用截面不小于3711）距地面hr處畫一平行于地面的平行線。

2）以避雷線為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點(diǎn)。

3）以A、B為圓心,hr為半徑作弧線，該兩弧線相交或相切，并于地面相切。從該弧線起到地面上的空間就是其保護(hù)范圍。

圖23當(dāng)避雷線的高度h＜2hr時避雷線及其保護(hù)范圍1）距地面hr處畫一平行于地面的平行線。

2）以避雷線為圓心724）2hr＞h＞hr時,保護(hù)范圍最高點(diǎn)的高度h0=2hr－h(huán)

5）雷線在被保護(hù)物高度hx的xx，平面上的保護(hù)寬度,按下式計算：式中,h為避雷線的高度。必須注意，確定避雷線的高度時,應(yīng)計其弧垂的影響；在無法確定弧垂時，等高支柱間的檔距小于120m，避雷線中點(diǎn)的弧垂宜采用2m，檔距為120～150m時宜采用3m。

關(guān)于兩根等高避雷線的保護(hù)范圍，可參看GB50057—1994或有關(guān)設(shè)計手冊,此略。4）2hr＞h＞hr時,保護(hù)范圍最高點(diǎn)的高度h0=2hr－73（三）避雷帶和避雷網(wǎng)

避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來保護(hù)高層建筑物免遭直擊雷和感應(yīng)雷。

避雷帶和避雷宜采用圓鋼和扁鋼,優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑應(yīng)不小于8mm；扁鋼截面應(yīng)不小于48mm2，其厚度應(yīng)不小于4mm。當(dāng)煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑應(yīng)不小于12mm；

扁鋼截面應(yīng)不小于100mm2，其厚度應(yīng)不小于4mm。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸要求如前面表所示。

以上各接閃器應(yīng)經(jīng)引下線與接地裝置連接。引下線宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼，其尺寸要求與避雷帶(網(wǎng))采用的相同。引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短的路徑接地，建筑藝術(shù)要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑應(yīng)不小于10mm，扁鋼截面應(yīng)不小于80mm2。

（三）避雷帶和避雷網(wǎng)

避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來保74三、供配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)

㈠

架空線路的防雷措施

（1）架設(shè)避雷線

這是架空線路防雷的有效措施,但造價高,因此只在66kV及以上的架空線路才沿全線裝設(shè)。35kV的架空線路上,一般只在進(jìn)出變配電所的一段線上裝設(shè)。而10kV及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。

（2）提高線路本身的絕緣水平

在架空線路上,可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一電壓級的絕緣子,以提高線路本身的防雷水平。

（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線

由于3～10kV的線路是中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng),因此可在三角排列的頂線絕緣子上裝設(shè)保護(hù)間隙，

如圖所示。在出現(xiàn)雷電過電壓時,頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過接地引下線對地釋放雷電流，從而保護(hù)了下面的兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。

三、供配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)

㈠架空線路的防雷措施

（75（4）裝設(shè)自動重合閘裝置

在斷路器跳閘后,電弧即自行熄滅,.如果線路裝設(shè)自動重合閘裝置(ARD),使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點(diǎn)時間后自動合閘,電弧通常不會復(fù)燃,從而能恢復(fù)供電,這對一般用戶不會有什么影響。

（5）個別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器

（4）裝設(shè)自動重合閘裝置在斷路器跳閘后,電弧即自行熄76㈡變配電所的防雷措施

(1)裝設(shè)避雷針或避雷帶(網(wǎng))變配電所及其室外配電裝置,應(yīng)裝設(shè)避雷針以防護(hù)直擊雷。如無室外配電裝置,可于變配電所的屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶(網(wǎng))。如果變配電所及其屋外配電裝置處在相鄰的建(構(gòu))筑物防雷保護(hù)范圍以內(nèi)時,可不再裝設(shè)避雷針或避雷帶(網(wǎng))。

獨(dú)立避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置.其工頻接地電阻Re≤10Ω。獨(dú)立避雷針及其引下線與變配電裝置在空氣中的水平間距S。(單位為m)，應(yīng)滿足下列兩式要求：

S?！?.2Rsh＋0.1h即S?！?m

獨(dú)立避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在水中的水平間距(單位為m),應(yīng)滿足下列兩式要求:

SE≥0.3Rsh且SE≥3m

㈡變配電所的防雷措施

(1)裝設(shè)避雷針或避雷帶(網(wǎng))77(2)裝設(shè)避雷線處于峽谷地區(qū)的變配電所,可利用避雷線(架空地線)來防護(hù)直擊。.

在35kV及以上的變配電所架空進(jìn)線上,架設(shè)1～2km的避雷線,以消除近區(qū)進(jìn)線上的雷擊閃絡(luò)，進(jìn)線保護(hù)段上的避雷線保護(hù)角不宜大于200，最大不應(yīng)大于300。進(jìn)線保護(hù)段范圍內(nèi)的電桿工頻接地電阻RE≤10Ω

(3)裝設(shè)避雷器用以防止雷電侵入波對變配電所電氣裝置特別是對主變壓器的危害。

1)

高壓架空線路的終端桿裝設(shè)閥式或排氣式避雷器。

(2)裝設(shè)避雷線處于峽谷地區(qū)的變配電所,可利用避雷線782)

每組高壓母線上均應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器。

圖a為35kV架空和電纜進(jìn)線的雷電侵入波過電壓保護(hù)結(jié)線圖

圖b為30kV架空和電纜進(jìn)線的雷電侵入波過電壓保護(hù)結(jié)線圖

3～10kV配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(如IT系統(tǒng)),應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)擊穿保險器。圖2435kV、30kV架空和電纜進(jìn)線的雷電侵入波過電壓保護(hù)結(jié)線圖

2)

每組高壓母線上均應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器。

79四、建筑物的防雷保護(hù)

㈠建筑物的防雷分類

按防雷要求分以下三類：

(1)第一防雷建筑物

(2)第二防雷建筑物

(3)第三防雷建筑物

㈡各類防雷建筑物的防雷措施

1建筑物易受雷擊的部位

按GB50057—1994規(guī)定,應(yīng)沿表所示的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)。

2各類防雷建筑物的避雷網(wǎng)格尺寸

按GB50057—1994規(guī)定,各類防雷建筑物的避雷網(wǎng)格尺寸要求如表所示。

四、建筑物的防雷保護(hù)

㈠建筑物的防雷分類按防雷要求分803.各類防雷建筑物的防雷要求

（1）第一類防雷建筑物的防雷要求

應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施。

1）直擊雷

采取裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線(網(wǎng))，使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。

2）防雷電感應(yīng)

建筑物內(nèi)外的所有可能產(chǎn)生雷電感應(yīng)的金屬物件均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上，其工頻接地電阻RE≤10Ω。

防雷電波侵入

低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)。

3.各類防雷建筑物的防雷要求

（1）第一類防雷建筑物的防雷要81（2）第二類防雷建筑物的防雷要求

也應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施。

1）防直擊雷

宜采取在建筑物上裝設(shè)避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或由其混合組成的接閃器，使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。

2）防雷電感應(yīng)

建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架等主要金屬物，應(yīng)就接近至防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置上，可不另設(shè)接地裝置。

3）防雷電波侵入

當(dāng)?shù)蛪壕€路全長采用埋地電纜或敷設(shè)在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入時，在入戶端應(yīng)將電纜金屬外皮和金屬線槽接地。

（2）第二類防雷建筑物的防雷要求也應(yīng)有防直擊雷、防雷82（3）第三類防雷建筑物的防雷要求

也應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施。

1）防直擊雷

也宜采取在建筑物上裝設(shè)避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或由其混合組成的接閃器。

2）防雷電感應(yīng)

為防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電器線路的反擊，引下線與附近金屬物和電氣線路的間距應(yīng)符合規(guī)范的要求。

3）防雷電波侵入

對電纜進(jìn)出線，應(yīng)在進(jìn)出端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設(shè)備接地相連。

（3）第三類防雷建筑物的防雷要求也應(yīng)有防直擊雷、防雷83第六節(jié)

電氣裝置的接地與接零

一

接地與接零的有關(guān)概念

㈠接地與接零的類型與作用

（1）工作接地

是指為了電路或設(shè)備達(dá)到運(yùn)行要求的一種接地方式。

（2）保護(hù)接地

是指為了在故障情況下保障人身安全、防止觸電事故而進(jìn)行的接地方式。保護(hù)接地的作用可用下圖來說明。

圖25工作接地與保護(hù)接地圖

第六節(jié)電84（3）保護(hù)接零

指為了達(dá)到保護(hù)接地要求而采取將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接保護(hù)中性線（PEN線，通稱

“零線”）或保護(hù)線（PE線，亦稱

“地線”）的方式。

（4）重復(fù)接地

在TN系統(tǒng)中，為確保PEN線或PE線安全可靠，除在系統(tǒng)中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還必須在PEN線或PE線中重復(fù)接地。

（5）防雷接地

指為了防止雷電過電壓對人身和設(shè)備的安全產(chǎn)生危害而進(jìn)行的一種接地方式，如避雷針、避雷器等的接地。

（3）保護(hù)接零指為了達(dá)到保護(hù)接地要求而采取將電氣設(shè)備85㈡

接地有關(guān)的名詞概念

(1)接地和接地裝置

電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為

“接地”。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為

“接地體”，或稱

“接地極”。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為

“人工接地體”。如圖所示。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接。

圖26人工接地體圖

㈡接地有關(guān)的名詞概念

(1)接地和接地裝置電86(2)接地電流對地電壓

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流稱為“接地電流”，用IE表示。在距接地體越遠(yuǎn)的地方球面越大，其散流電阻也越小。在距接地體或接地故障點(diǎn)20m左右的地方，流散電阻已趨近于零。

(3）接觸電壓與跨步電壓

1）接觸電壓指電氣設(shè)備的絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。如圖中的Uton。

2）跨步電壓指在接地故障點(diǎn)附近行走，兩腳之間所出現(xiàn)的電位差，如圖中的Ustep。

圖27接觸電壓與跨步電壓圖

(2)接地電流對地電壓當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時，電流就873）接地電阻

指接地體的流散電阻與接地線和接地體電阻的總和。

關(guān)于低壓TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)中電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的保護(hù)接地電阻RE，按規(guī)定應(yīng)滿足這樣的條件，即在接地電流IE通過RE產(chǎn)生的對地電壓UE，不應(yīng)高于安全特低電壓50V。因此保護(hù)接地電阻應(yīng)為：

RE≤50V/IE

3）接地電阻指接地體的流散電阻與接地線和接地體電阻的總88二

接地裝置的裝設(shè)

㈠

電氣裝置應(yīng)接地或接零的金屬部分（據(jù)GB50169—1992）

㈡

自然接地體的利用

在設(shè)計和裝設(shè)接地裝置時，首先應(yīng)充分利用自然接地體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材。

㈢

人工接地體的裝設(shè)

人工接地體有垂直埋設(shè)和水平埋設(shè)兩種基本結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。最常用的垂直接地體為直徑50mm、長2.5m的鋼管。

圖27人工接地體有垂直埋設(shè)和水平埋設(shè)兩種基本結(jié)構(gòu)形式圖

二接地裝置的裝設(shè)

㈠電氣裝置應(yīng)接地或接零的金屬部分89為了減少外界溫度變化對流散電阻的影響，埋入地下的接地體，其頂面埋設(shè)深度不宜小于0.6m

當(dāng)土壤電阻率（參看附錄表）偏高時，例如土壤電阻率ρ≧300??m時，為降低接地裝置的接地電阻，可采取以下措施：①采用多支外引接地裝置。②采用深埋式接地體。③局部進(jìn)行土壤置換處理，如圖所示，或者進(jìn)行土壤化學(xué)處理，填充以降阻劑，如圖所示。

圖29填充以降阻劑圖

圖28局部進(jìn)行土壤置換處理圖

為了減少外界溫度變化對流散電阻的影響，埋入地下90當(dāng)多根接地體相互接近時，入地電流的流散將相互排擠，其電流分布如圖所示。這種影響入地電流流散的作用，稱為“屏蔽效應(yīng)”。由于這種屏蔽效應(yīng)，而使接地裝置的利用率下降，水平接地體的間距一般不宜小于5m。

接地網(wǎng)的布置，應(yīng)盡量使地面的電位分布均勻，以降低接觸電壓的跨步電壓。35～110/6～10kV變電所的接地網(wǎng)內(nèi)應(yīng)敷設(shè)水平均壓帶，如圖所示。為保障人身安全，應(yīng)在經(jīng)常有人出入的走道處，采用高絕緣路面（如瀝青碎石路面），或加裝帽檐式均壓帶。

當(dāng)多根接地體相互接近時，入地電流的流散將相互排91種類、規(guī)格及單位地上地下室內(nèi)室外交流電流回路直流電流回路圓鋼直徑/mm681012扁鋼截面積/mm260100100100厚度/mm3446角鋼厚度/mm22.546角鋼管壁厚度/mm2.52.53.54.5

鋼接地體和接地線的最小規(guī)格（據(jù)GB50169—1992）

注：1、電力線路桿塔的接地體引出線截面不應(yīng)小于50mm2。引出線應(yīng)熱鍍焊。2、按GB50057—1994《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：防雷的接地裝置，圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm；扁鋼截面不應(yīng)小于100mm2，厚度不應(yīng)小于4mm；角鋼厚度不應(yīng)小于4mm；鋼管壁厚不應(yīng)小于3.5mm。作為引下線，圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm；扁鋼截面不應(yīng)小于48mm2,厚度不應(yīng)小于4mm。

種類、規(guī)格及單位地上地下室內(nèi)室外扁鋼鋼接地體和接地線的最小92（四）防雷裝置的接地要求

避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。防雷的接地裝置及避雷針（線、網(wǎng)）引下線的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)符合GB50057—1994的規(guī)定（參看表6—4下注2）。

為了防止雷擊時雷電流在接地裝置上產(chǎn)生的高電位對被保護(hù)的建筑物和配電裝置及其接地裝置進(jìn)行“反擊閃絡(luò)”，危機(jī)建筑物和配電裝置的安全，防

直擊雷的接地裝置與建筑物和配電裝置及其接地裝置之間，應(yīng)有一定的安全距離，此距離與建筑物的防雷等級有關(guān)，但空氣中的安全距離S0≥5m，地下的安全距離SE≥3m。（四）防雷裝置的接地要求

避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立93如圖所示

防直擊雷的接地裝置對建筑物和配電裝置及其接地裝置的安全距離

，S0—空氣中間距，SE—地下間距

為了防止降低跨步電壓，保證人身安全，按GB50057—1994規(guī)定，防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的距離不應(yīng)小于3m。當(dāng)小于3m時，應(yīng)采取措施。

圖30防直擊雷的接地裝置對建筑物和配電裝置及其接地裝置的安全距離圖

如圖所示防直擊雷的接地裝置對建筑物和配電裝置及其94三、接地裝置的計算

（一）人工接地體工頻接地電阻的計算。

（1）單根垂直管形接地體的接地電阻（Ω）RE≈ρ/L

（2）多根垂直管形接地體的接地電阻（Ω）n根垂直接地體并聯(lián)時，由于接地體間的屏蔽效應(yīng)影響，使得總的接地電阻RE＞RE（1）/n，故實(shí)際總的接地電阻為：

RE=RE（1）／ηE

（3）單根水平帶形接地體的接地電阻RE=2ρ／L

（4）

n根放射形水平接地帶（n≤12，每根長度L≈60m）的接地電阻RE≈0.062ρ／n+1.2

（5）

環(huán)行接地網(wǎng)的接地電阻（Ω）RE≈0.6ρ／

三、接地裝置的計算

（一）人工接地體工頻接地電阻的計算。

（95㈡

自然接地體的工頻接地電阻的計算

部分自然接地體的工頻接地電阻和采用下列簡化公式計算。

（1）電纜金屬外皮和水管等的接地電阻RE≈2ρ／L

（2）鋼筋混凝土基礎(chǔ)的接地電阻RE≈0.2ρ／

㈢

沖擊接地電阻的計算

沖擊接地電阻可按下列近似公式計算：

Rsh≈βRE

RE為工頻接地電阻；β為沖擊電阻換算系數(shù)，可查表

。

土壤電阻率/（Ω·m）≦1005001000≥2000接地網(wǎng)中接地點(diǎn)至最遠(yuǎn)端的長度（m）2010.670.500.3340—0.800.530.3460——0.630.3880———0.43㈡自然接地體的工頻接地電阻的計算

部分自96㈣接地裝置的計算程序及示例

1）

計規(guī)范要求確定允許的接地電阻RE。

2）

測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻

RE（nat）。

3）

計算需要補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻

RE（man）=RE（nat）RE／RE（nat）－RE

如果不考慮自然接地體，則RE（man）=RE。

4）在裝設(shè)接地體的區(qū)域內(nèi)初步安排接地體的布置方案，并按一般經(jīng)驗(yàn)試選，初步確定接地體和連接導(dǎo)線的尺寸。

5）計算單根接地體的接地電阻RE（1）。

㈣接地裝置的計算程序及示例

1）計規(guī)范要求確定允許的接地電976）用逐步漸近法計算接地體的數(shù)量

n=RE（1）RE／ηERETT（man）

7）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度，對于大接地電流系統(tǒng)中的接地裝置，進(jìn)行單相短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，因此計算滿足單相短路熱穩(wěn)定度的鋼接地線的最小允許截面（mm2）為：6）用逐步漸近法計算接地體的數(shù)量

n=98例題

某降壓變電所的主變壓器容量為800kV·A,電壓為10/0.4kV，Dyn11連接。試確定此變電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼尺寸。已知裝設(shè)地點(diǎn)的土質(zhì)為黃土，10kV側(cè)有電聯(lián)系的架空線路長50km，電纜線路長15km。

解：（1）確定接地電阻限值由附錄表25可知該變電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件：RE≤RE≤4?式中的IE由式計算：

IE=IC=A=16.4A

故應(yīng)為RE≤=7.3?

比較可知，此變電所總接地電阻應(yīng)為： RE≤4?例題某降壓變電所的主變壓器容量為800kV·A,99（2）接地裝置的初步方案

現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所外墻2~3m，打入一圈直徑50㎜、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40