配電系統(tǒng)接地與過電壓防護

配電系統(tǒng)接地與過電壓防護制作人：芳芳2014年6月一、配電系統(tǒng)接地

一、引入概念：1）接地和接地裝置

電氣設備的某部分與大地之間作良好的電氣連接，稱為接地。當電氣設備發(fā)生故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開。試驗證明，在距單根接地體或接地故障約20m的地方，電位趨近于零。電位為零的地方，稱為電氣上的“地”或“大地”。電源側的接地稱為系統(tǒng)接地，負載側的接地成為保護接地。2）工作接地、保護接地和重復接地

工作接地: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,例如電源中性點接地、防雷裝置的接地等。

保護接地：是為了保障人身安全、防止間接觸電而將設備的外露可導電部分接地。

重復接地：在TN系統(tǒng)中，為確保公共pe級或PEN線安全可靠，除在電源中性點進行工作接地外，還應在PE線或PEN線進行重復接地。一、配電系統(tǒng)接地二、配電系統(tǒng)接地的形式：

配電系統(tǒng)保護接地形式共有TN、,TT及IT三種。

第一個字母即T：表示一點直接接地（通常為系統(tǒng)中性點）；I：表示不接地（所有帶電部分與地隔離），或通過阻抗（電阻器，電抗器）及通過等值線路接地。

第二個字母表示電氣裝置外露可導電部分的對地關系，即T：表示獨立于電力系統(tǒng)可接地點而直接接地；N：表示與電力系統(tǒng)可接地點直接進行電氣連接。

注意：

在同一低壓配電系統(tǒng)中，不能有的采取保護接地，有的采取保護接零，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。三、防雷裝置的接地要求：

避雷針宜裝設獨立的接地裝置。防雷的接地裝置（包括接地體和接地線）及避雷針（線、網(wǎng)）引下線的結構尺寸，應符合一定的要求。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的建筑物和配電裝置及其接地裝置進行“反擊閃絡”，危及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王配電裝置及其接地裝置之間應有一定的安全距離，此距離與建筑物的防雷等級有關。一、配電系統(tǒng)接地配電系統(tǒng)過電壓防護

概述：電氣設備在正常運行時，所受電壓為其相應的額定電壓。但由于某種原因，可能發(fā)生電壓升高現(xiàn)象，以致引起電氣設備的絕緣遭到破壞。我們把對絕緣有危險的電壓統(tǒng)稱為過電壓。過電壓可分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓。內(nèi)部過電壓包括操作過電壓、諧振過電壓和工頻過電壓；外部過電壓即指雷電過電壓，包括直擊雷過電壓和感應雷過電壓。本節(jié)課主要講述兩個方面的內(nèi)容：1）過電壓防護設備：a.避雷針知識b.避雷針裝設要求2）變電所及電氣設備的過電壓防護：a.配電系統(tǒng)接地與防雷b.配電變壓器的防雷保護c.建筑物的防雷保護過電壓防護設備一、引入：

為了避免電氣設備遭受直擊雷以及防止感應過電壓擊穿絕緣，我們通常采用避雷針、避雷線、避雷器等設備進行過電壓保護。本節(jié)課著重學習避雷針相關知識。二、避雷針知識：1、避雷針的主要組成部分：避雷針是我們最熟悉的防雷設備之一，它的構造很簡單，主要由下列三個部分組成：a)接閃器（又叫“受雷尖端”），它是避雷針最高部分，專用來接受雷電放電，一般都是用長1.5-2m的鍍鋅鐵棍或鐵管制成，其頂部略呈尖形即可；b)引下線：用它將接閃器上的雷電流安全地引到接地裝置，使之盡快泄入大地。引下線一般都用35mm2的鍍鋅鋼絞線或圓鋼以及扁鋼制成。如果避雷針的支架是采用鐵管或鐵塔形式，可利用其支架作為引下線，而無須另設引下線；c)接地裝置，它是避雷針的最下部分，埋入地下。由于它和大地中的土壤緊密接觸，可使雷電流很好地泄入大地。接地裝置一般都是用角鋼、扁鋼或圓鋼、鋼管等打入地中，其接地電阻一般不能超過10Ω。

避雷針圖片

過電壓防護設備2、避雷針的工作原理：由于避雷針比被保護物高出較多，又和大地直接相連，當雷云接近時，它與雷云之間的電場強度最強，雷云放電又總是朝著電場強度最強的方面發(fā)展，因此避雷針則具有引雷的作用，也就是使雷電流按避雷針引下線的道路泄入大地。在一定高度的避雷針下面，有一個安全區(qū)域，在這個區(qū)域中的物體基本上不致遭受雷擊，這個安全區(qū)一般叫做避雷針的保護范圍。避雷針按所采用的支數(shù)不同可分為單支的、雙支的和多支的避雷針，其保護范圍也各有不同。單支避雷針的保護范圍是一個以避雷針為軸心的旋轉體。對避雷針的保護范圍的計算過去沿用曲線法，很麻煩，現(xiàn)改為折線法。常用避雷針(僅指單針)保護范圍的計算方法主要有折線法和滾球法?！罢劬€法”的主要特點是設計直觀，計算簡便，節(jié)省投資，但建筑物高度大于20m以上不適用；“滾球法”的主要特點是可以計算避雷針(帶)與網(wǎng)格組合時的保護范圍，但計算相對復雜，投資成本相對大。避雷針的保護范圍避雷針的保護范圍過電壓防護設備3、避雷針裝設要求對于獨立的避雷針宜裝設獨立的接地裝置。且其接地裝置與被保護物的接地體之間也應保持一定的地中距離，以免在地中向被保護物的接地體發(fā)生反擊。1）變電所裝設避雷針的原則

所有被保護設備均應處于避雷針(線)的保護范圍之內(nèi)，以免遭受雷擊。當雷擊避雷針時，避雷針對地面的電位可能很高，如它們與被保護電氣設備之間的絕緣距離不夠，就有可能在避雷針遭受雷擊后，使避雷針與被保護設備之間發(fā)生放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫反擊。此時避雷針仍能將雷電波的高電位加至被保護的電氣設備上，造成事故。不發(fā)生反擊事故的避雷針與電氣設備之間的距離稱為避雷針與電氣設備之間防雷最小距離。變配電系統(tǒng)防雷一、變配電所的防雷措施：1、裝設避雷針：室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建筑物上防雷設施的保護范圍之內(nèi)，或者變配電所本身為室內(nèi)型時，則不必再考慮直擊雷防護。2、高壓側裝設避雷器：這主要用來保護變壓器，以免雷電過電壓沿高壓線路侵入變電所，擊毀變壓器。要求避雷器盡量靠近主變壓器安裝。注意：避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一起接地。3、低壓側裝設避雷器：主要用于多雷區(qū)以防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。

建筑物的防雷建筑物的防雷保護措施：

建筑物根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為：第一類防雷建筑物、第二類防雷建筑物、第三類防雷建筑物。

第一類防雷建筑物爆炸危險壞境的建筑物，發(fā)生爆炸會造成巨大破壞和人身傷亡。采用:a)防直擊雷措施，裝設獨立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)）。b）防雷電感應措施，建筑物內(nèi)外可能產(chǎn)生雷電感應的金屬物件均應接到防雷電的接地裝置上。c)防雷電波侵入措施：低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設。

第二類防雷建筑物：工企業(yè)內(nèi)有爆炸危險斯安壞境的建筑及國家級重要建筑物。

第三類防雷建筑物：雷擊次數(shù)多，雷暴天氣多發(fā)的地區(qū)的建筑物。

習題集一、判斷題118.避雷針的作用是避免自身讓雷電擊中而放電。（×）P219正確答案：避雷針的作用是將雷電吸引到避雷針本身，并將電流引入大地，保護建筑物免受雷擊。119.在電站的過電壓防護措施中，只要母線上裝有性能合格的閥型避雷器，就能可靠地保護電站所有設備。（×）P219正確答案：在電站的過電壓防護措施中，母線上裝有閥型避雷器，只可避免雷電沖擊波沿線路侵入變電站，不能保護電站所有設備。120.變電站對直擊雷的保護是采用避雷針。（√）P219習題集二、單選題201.避雷針應采用（A)接地方式。P236A.單獨B.共用C.間接D.與附近設備相連202.一個完整的防雷設備一般由接閃器、（A）和接地裝置等三部分組成。P236A.引下線B.接地干線C.接地體D.接地極203.配電系統(tǒng)中，“三點共同接地”的含義是將（C）三者共同用一個接地裝置相聯(lián)接。A.DCS接地裝置、變壓器外殼、避雷器接地引下線B.DCS接地裝置、變壓器外殼、變壓器中性點C.變壓器中性點、變壓器外殼、避雷器接地引下線D.DCS接地裝置、變壓器中性點、避雷器接地引下線204.FZ型35kV避雷器滅弧電壓（有效值）是（D）kV。A.38.5B.39.5C.40D.41205.因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物，稱為（A）。A.第一類防雷建筑物B.第二類防雷建筑物C.第三類防雷