過電壓保護(hù)與接地(二)-圖文

過電壓保護(hù)與接地(二)_圖文.ppt第三節(jié)過電壓保護(hù)設(shè)備（P178）為電氣設(shè)備免遭過電壓損壞，可以采用避雷器進(jìn)行保護(hù)。避雷器類型：保護(hù)間隙、管型避雷器閥型避雷器普通閥型避雷器（FZ、FS型）、磁吹閥型避雷器（FCZ、FCD型）氧化鋅避雷器。避雷器工作原理：避雷器與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)安裝，正常持續(xù)工作電壓下保持絕緣狀態(tài)；過電壓的作用時，避雷器動作，雷電流通過避雷器瀉入大地，作用在被保護(hù)設(shè)備上的電壓低于其沖擊耐壓；過電壓消失后，避雷器自動、迅速切斷工頻續(xù)流，應(yīng)能迅速恢復(fù)正常工作狀態(tài)。一、保護(hù)間隙、管型避雷器保護(hù)間隙、管型避雷器（又稱排氣式避雷器）都是純氣隙避雷器，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉；主要缺點(diǎn)是熄弧能力低，與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性不易配合，動作后產(chǎn)生截波，不能保護(hù)帶繞組的設(shè)備，往往需要與其它保護(hù)措施配合使用。保護(hù)間隙結(jié)構(gòu)管型避雷器結(jié)構(gòu)二、閥式避雷器普通閥式避雷器，主要由多個平板型火花間隙、低溫閥片、（并聯(lián)分路電阻）、瓷套、均壓環(huán)等組成工作原理（P180）普通閥式避雷器熱容量有限，不能用于內(nèi)過電壓保護(hù),只宜做外部過電壓保護(hù)。例：普通閥型避雷器由于閥片熱容量有限，所以只允許在(A)下動作。

A.大氣過電壓

B.操作過電壓

C.諧振過電壓1—間隙2—閥片3—非線性并聯(lián)電阻4—黃銅電極5—云母片（0.5mm厚）6—并聯(lián)電阻7—間隙電容閥式避雷器的結(jié)構(gòu)普通閥式避雷器的閥片是用電工金剛砂（SiC）細(xì)粒和結(jié)合劑（水玻璃等）制成的圓盤在高溫下燒制而成。閥片的電阻是非線性的，其伏安特性可表示為：u=ciα

式中c為材料常數(shù)，與閥片的材料和尺寸有關(guān)；α是閥片的非線性系數(shù)，小于1(0.2左右)。FZ型普通閥型避雷器的每個標(biāo)準(zhǔn)間隙組的側(cè)面并有兩個串聯(lián)的半環(huán)性非線性分路電阻，間隙上的電壓分布主要由分路電阻的阻值來決定，適用于變電站設(shè)備的保護(hù)。FS型普通閥型避雷器間隙上沒并聯(lián)分路電阻，性能較FZ型差，結(jié)構(gòu)簡單、體積小，適用于配電設(shè)備保護(hù)。例.與FZ型避雷器相比，F(xiàn)S型避雷器具有（B）特點(diǎn)。A

殘壓低

B

體積小

C

有均壓電阻三、磁吹閥型避雷器磁吹避雷器主要由磁吹間隙、照射裝置、高溫閥片、防爆裝置、并聯(lián)分路電阻、瓷套、均壓環(huán)等組成.磁吹避雷器采用磁吹放電間隙。利用磁場使電弧加快運(yùn)動來加強(qiáng)弧柱的去游離作用，以提高間隙的滅弧能力。間隙通常有電弧旋轉(zhuǎn)式和電弧拉長式兩種。磁吹避雷器適用于工頻續(xù)流比較大（峰值超過80A）場合。磁吹線圈的工作原理磁吹間隙的磁場是由與間隙串聯(lián)的磁吹線圈產(chǎn)生，工作原理如圖：磁吹避雷器有FCZ型和FCD型兩種，F(xiàn)CZ型主要用于35kV及以上電壓的變電站中，也可兼作某些內(nèi)過電壓的后備保護(hù)；FCD型的部分間隙帶有并聯(lián)電容，用于保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)。四、金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）金屬氧化物的閥片（MOV）以氧化鋅為主摻以微量的氧化鉍、氧化鈷、氧化錳等添加劑制成.基本特性:在正常工作電壓下，其阻值很大，通過的漏電流很?。é藺級,不超過1mA），而在過電壓的作用下，阻值會急劇變小。可用于防止雷電過電壓及內(nèi)部過電壓氧化鋅避雷器工作原理：p180-181正常工頻電壓下，呈絕緣狀態(tài)；過電壓時，呈低阻狀態(tài)；待過電壓結(jié)束后，繼續(xù)保持絕緣狀態(tài)例：（

C.D

）可以作為電氣設(shè)備的內(nèi)過電壓保護(hù)。

A、FS閥型避雷器

B、FZ閥型避雷器

C、磁吹閥型避雷器

D、金屬氧化物避雷器2.優(yōu)點(diǎn)與碳化硅避雷器相比，氧化鋅避雷器具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，并具有優(yōu)異的保護(hù)特性。②耐重復(fù)動作能力強(qiáng)。③通流容量大。④造價較低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。六、 防雷接地和線路接地裝置

（一）接地分類可分為如下四種：工作接地、保護(hù)接地、防雷接地、靜電接地1.工作接地其作用為穩(wěn)定電網(wǎng)對地電位，從而可以使對地絕緣降低，還可以使對地絕緣閃絡(luò)或擊穿時容易查出，以及有利于實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)措施等。例如將三相系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地。接地電阻為0.5到10歐。一般低壓電力設(shè)備為小于4歐。并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)、變壓器電力設(shè)備總?cè)萘坎怀^100kVA時，不超過10歐。2.保護(hù)接地為了人身安全將高壓電氣設(shè)備的金屬外殼（包括電纜外皮）接地。高壓設(shè)備接地保護(hù)要求的接地電阻為1到10歐。3.防雷接地為了讓強(qiáng)大的雷電流安全導(dǎo)入地中，以減少雷電流流過時引起的電位升高，電阻值為1到30歐。例如避雷針的接地。4.靜電接地為釋放靜電電荷、防止靜電危險(xiǎn)而設(shè)置的接地。接地電阻要求小于30歐。如易燃油、天然氣罐、管道的接地。（二）接地體接地體分為自然接地體與人工接地體。接地體包括水平接地體、垂直接地體、水平接地網(wǎng)、復(fù)合（立體）接地網(wǎng)和引外接地體等。（三）接地電阻接地電阻是電流I經(jīng)接地電極流入大地時接地電極的電位U和電流I的比值。R=U/I接地電阻更確切的定義為接地阻抗，是大地阻抗效應(yīng)的總和。一般分為工頻接地電阻和沖擊接地電阻工頻接地電阻常用的測量方法有：1.利用接地電阻測試儀的測量法2.電流表-電壓表法3.鉗形接地測試儀測量法（不用輔助電極、不用斷開試極導(dǎo)線）接地電阻的大小主要由土壤電阻率、接地極尺寸、形狀、埋入深度、接地線與接地體的連接情況決定。由于接地線和接地體的電阻相對較小，可以認(rèn)為工頻接地電阻主要是指接地體的流散電阻。接地電阻測試儀的測量法常用的接地電阻測試儀有：ZC-8型、ZC-29型倍率盤、旋鈕測量刻度盤檢流計(jì)指針接電流探針接電壓探針接接地體檢流計(jì)零位調(diào)整器發(fā)電機(jī)搖柄測量接線圖（兩種情況）1.一般情況下測量接線2.測量小接地電阻時的接線連片斷開連片相連長線（40m）短線(20m)探針試驗(yàn)導(dǎo)線一(20m，紅)1.5以上軟銅線（絕緣無破損）

垂直插入土中ZC—8(29)型測試儀測量簡單接地體接地電阻操作程序(1)使被接地極E′、電位探測針P′和電流探測針C′，依直線彼此相距20m插入地中，且電位探測針P′插于接地極E′和電流探測針C′之間。(2)用專用導(dǎo)線將各極與測試儀的相應(yīng)端子連接，即E′接E、P′接P和C′接C。(3)將儀表放于水平位置，檢查檢流計(jì)的指針是否指于中心線上(即零線)，否則可用零位調(diào)整器將其調(diào)正指于中心線。(4)測量開始，先將倍率開關(guān)S置于最大倍率，慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)的手柄，同時旋動“測量標(biāo)度盤”使檢流計(jì)的指針指于中心線。然后逐漸加快手柄的轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到120r/min以上，調(diào)整“測量標(biāo)度盤”使指針指于中心線上。(5)如“測量標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1時，應(yīng)將“倍率開關(guān)”置于較小倍數(shù)，再重新調(diào)整“測量標(biāo)度盤”，以得到正確讀數(shù)。(6)用“測量標(biāo)度盤”的讀數(shù)乘以倍率標(biāo)度的倍數(shù)，即為所測的接地電阻值。ZC—8(29)型測試儀測量中的注意事項(xiàng)(1)當(dāng)檢流計(jì)的靈敏度過高時，可將電位探測針插入土壤的深度淺一些；當(dāng)檢流計(jì)靈敏度不夠時，可沿電位探測針和電流探測針注水，使其所接觸的土壤濕潤。(2)當(dāng)用0～1/10/100Ω規(guī)格的測試儀(具有4個端鈕)測量小于1Ω的接地電阻時，應(yīng)將C2、P2間連片打開，分別用導(dǎo)線聯(lián)接到被測接地體上，且P2接在靠近接地體一端,以消除測量時連接導(dǎo)線電阻的附加誤差。(3)應(yīng)避免在雨后立即測量接地電阻。為了保證四季中接地電阻均能符合要求，最好在條件最差的季節(jié)進(jìn)行測量,即土壤干燥時進(jìn)行。（土壤干燥系數(shù)修正見實(shí)操教材P184）(4)測量時應(yīng)將接地裝置與避雷線斷開。(5)電流極、電壓極應(yīng)布置在與線路或地下金屬管道垂直的方向上。（四）沖擊接地電阻對防雷起作用的是沖擊接地電阻Rch 與工頻電阻相比有兩點(diǎn)區(qū)別：一是由于雷電流相當(dāng)于高頻，接地體的電感效應(yīng)將使伸長接地體在雷電流作用下呈現(xiàn)較大的阻抗；二是由于雷電流幅值很大，接地體的電位很高，其周圍土壤中的電場強(qiáng)度將大大超過土壤的耐壓強(qiáng)度，在接地體周圍的土壤中會產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花放電。經(jīng)驗(yàn)公式為β、m是與接地體形狀有關(guān)的系數(shù)；I為通過每根接地體的雷電流幅值；ρ為土壤電阻率；l為棒或帶的長度，或圓環(huán)接地體的圓環(huán)直徑。也可由相關(guān)實(shí)驗(yàn)曲線查得。第四節(jié)變電所的防雷保護(hù)變電所遭受的雷害有：直擊雷雷電波侵入主要的保護(hù)措施：直擊雷避雷針、避雷線雷電波侵入避雷器1.變電所的直擊雷過電壓保護(hù)——避雷針（1）變電所的直擊雷過電壓保護(hù)可采用避雷針或避雷線。（2）為保護(hù)其他設(shè)備而裝設(shè)的避雷針，不宜裝在獨(dú)立的主控制室和35kV及以下變電所的屋頂上。但采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等有屏蔽作用的建筑物的車間變電所可不受此限制。雷電活動特殊強(qiáng)烈地區(qū)的控制室和配電裝置室宜設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。

（3）獨(dú)立避雷針、避雷線與配電裝置帶電部分間的空氣中距離以及獨(dú)立避雷針、避雷線的接地裝置與接地網(wǎng)間的地中距離。a)獨(dú)立避雷針與配電裝置帶電部分、發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備接地部分、架構(gòu)接地部分之間的空氣中距離，應(yīng)符合下式的要求：Sa≥0.2Ri＋0.1hSa≥5m式中：Sa——空氣中距離，m；

Ri——避雷針的沖擊接地電阻，Ω；

h——避雷針校驗(yàn)點(diǎn)的高度，m。b)獨(dú)立避雷針的接地裝置與發(fā)電廠或變電所接地網(wǎng)間的地中距離，應(yīng)符合下式的要求：Se≥0.3Ri

Se≥3m式中Se——地中距離，m。（４）獨(dú)立避雷針(線)宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不宜超過10Ω。當(dāng)有困難時，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長度不得小于15m。獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m，否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面，也可鋪設(shè)混凝土地面。

2.變電所的進(jìn)線段保護(hù)——避雷器（1）變電所應(yīng)采取措施防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)。未沿全線架設(shè)避雷線的35kV～110kV架空送電線路，應(yīng)在變電所1km～2km的進(jìn)線段架設(shè)避雷線。35kV～110kV線路在1km～2km進(jìn)線保護(hù)段范圍內(nèi)的桿塔耐雷水平應(yīng)該符合要求。進(jìn)線保護(hù)段上的避雷線保護(hù)角宜不超過20°，最大不應(yīng)超過30°。在靠近隔離開關(guān)或斷路器處裝設(shè)一組排氣式避雷器FE，以可靠地保護(hù)斷開狀態(tài)的隔離開關(guān)或斷路器（２）變電所的35kV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器，其接地端應(yīng)與電纜金屬外皮連接。對三芯電纜，末端的金屬外皮應(yīng)直接接地圖a)；對單芯電纜，應(yīng)經(jīng)金屬氧化物電纜護(hù)層保護(hù)器(FC)或保護(hù)間隙(FG)接地圖b)。（3）35kV小容量變電所的簡化進(jìn)線保護(hù)①3150kVA～5000kVA的變電所35kV側(cè)，可根據(jù)負(fù)荷的重要性及雷電活動的強(qiáng)弱等條件適當(dāng)簡化保護(hù)接線，變電所進(jìn)線段的避雷線長度可減少到500m～600m，但其首端排氣式避雷器或保護(hù)間隙的接地電阻不應(yīng)超過5Ω(如下圖)。②小于3150kVA供非重要負(fù)荷的變電所35kV側(cè)，根據(jù)雷電活動的強(qiáng)弱，可采用圖(a)的保護(hù)接線；容量為1000kVA及以下的變電所，可采用圖(b)的保護(hù)接線。

③小于3150kVA供非重要負(fù)荷的35kV分支變電所，根據(jù)雷電活動的強(qiáng)弱，可采用下圖的保護(hù)接線。(a)分支線較短時的保護(hù)接線；(b)分支線較長時的保護(hù)接線（４）變電所的3kV～10kV配電裝置(包括電力變壓器)，應(yīng)在每組母線和架空進(jìn)線上裝設(shè)閥式避雷器(分別采用電站和配電閥式避雷器)，并應(yīng)采用下圖所示的保護(hù)接線。母線上閥式避雷器與主變壓器的電氣距離不應(yīng)超過相關(guān)規(guī)定（理論教材Ｐ176）。１２３４１５２０２５３０例：3~10KV變電所必須在（）裝設(shè)避雷器。A

母線

B

架空進(jìn)線

C

變壓器

D

開關(guān)A.B３．變壓器中性點(diǎn)保護(hù)（1）直接接地系統(tǒng)中的中性點(diǎn)不接地的變壓器，如中性點(diǎn)采用分級絕緣且未裝設(shè)保護(hù)間隙，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)雷電過電壓保護(hù)裝置，且宜選變壓器中性點(diǎn)金屬氧化物避雷器。如中性點(diǎn)采用全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺變壓器運(yùn)行，也應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)雷電過電壓保護(hù)裝置。例：在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)不接地變壓器一般不裝設(shè)中性