供配電技術(shù)及設(shè)備課件：預(yù)裝式變電站及保護（二）

預(yù)裝式變電站及保護（二）供配電技術(shù)及設(shè)備點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本目錄

預(yù)裝式變電站及保護（二）第4節(jié)

防雷設(shè)備及

防雷保護第5節(jié)

接地保護變電所的保護知識點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本第3節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護

預(yù)裝式變電站及保護（二）電氣安全雷電過電壓及防止措施變電所的防雷保護變配電所的進線保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護1.電氣安全的概念電氣安全包括人身安全和設(shè)備安全兩個方面，人身安全指電氣專業(yè)人員或其他人員的身體安全，設(shè)備安全指包括電氣設(shè)備本身及其所拖動的機械設(shè)備的安全。2.電氣安全措施①崗位及制度②嚴格執(zhí)行設(shè)計、安裝規(guī)范。車間或設(shè)備用電時，電氣設(shè)備和線路的設(shè)計、安裝，應(yīng)嚴格遵循相關(guān)的國家標準、行業(yè)標準，做到精心設(shè)計，按圖施工，確保質(zhì)量，絕不留下事故隱患。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護③加強運行維護和檢修④按規(guī)定正確使用電氣安全用具⑤選用安全電壓和符合安全要求的電器。為防止觸電事故，采用由特定電源供電的電壓系列，稱為安全電壓，如機床的信號指示和照明電源。對于容易觸電及有觸電危險的場所，應(yīng)按表9-1中所示的規(guī)定采用相應(yīng)的安全電壓。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護3.電氣防火和防爆（1）電氣火災(zāi)的特點①著火的電氣設(shè)備可能帶電，要防止可能引起觸電事故。②有些電氣設(shè)備如油浸式變壓器、油斷路器，設(shè)備本身帶有油，可能發(fā)生噴油甚至爆炸事故，擴大火災(zāi)范圍。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（2）電氣失火的處理①選擇適當?shù)臏缁鹌鳍谛》秶鷰щ姕缁?，可使用干砂覆蓋，也可以用棉被、棉衣等覆蓋，要保證能夠一次性全部覆蓋住，并完全有效隔離空氣。③專業(yè)滅火人員用水槍滅火時，宜采用噴霧水槍，這種水槍通過水柱的泄漏電流較小，帶電滅火比較安全；用普通直流水槍滅火時，為防止泄漏電流流過人體，可將水槍噴嘴接地，也可穿戴絕緣手套、絕緣靴或穿戴均壓服后滅火。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（3）防火防爆的措施①選擇適當?shù)碾姎庠O(shè)備及保護裝置，根據(jù)具體的環(huán)境、危險場所區(qū)域等級，選用相應(yīng)的防爆電氣設(shè)備和配線方式，所選用的防爆電氣設(shè)備的級別，不低于該爆炸場所內(nèi)爆炸性混合物的級別。②防爆電氣設(shè)備的具體選擇和配線方式，要符合防爆的標準。③保持必要的防火間距，通風(fēng)良好。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護

4.觸電概念及危害當人體觸及帶電體，或帶電體與人體之間的距離較近、電壓較高產(chǎn)生閃擊放電，或電弧燒傷人體表面對人體所造成的傷害，都稱為觸電。觸電分電擊、電傷兩種。觸電的類型包括單相觸電、雙相觸電和跨步電壓觸電。單相觸點是指當人體直接接觸到帶電設(shè)備或物體時，電流通過人體流入到大地，這種觸電稱為單相觸電。單相電路中的電源相線與零線(或大地)之間的電壓是220V，加在人體上的電壓約是220V，已經(jīng)高于36V的安全電壓。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護當人體同時接觸帶電設(shè)備或帶電導(dǎo)線其中兩相時，或在高壓系統(tǒng)中，人體同時接近不同相的兩相帶電導(dǎo)體，而發(fā)生閃擊放電電流通過人體從某一相流人另一相，此種觸電稱為兩相觸電。這類事故多發(fā)生在帶電檢修或安裝電氣設(shè)備時。當電氣設(shè)備發(fā)生接地短路故障時或電力線路斷落接地時，電流經(jīng)大地流走，這時，接地中心附近的地面存在不同的電位。此時人若在接地短路點周圍行走，人兩腳間按正常人0.8米跨距考慮的電位差叫跨步電壓，由跨步電壓引起的觸電稱為跨步電壓。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護另外還有一種是間接觸電，是指由于事故使正常情況下不帶電的電氣設(shè)備金屬外殼帶電，致使人體觸電叫間接觸電。觸電事故分為“電擊”與“電傷”，電擊指電流通過人體內(nèi)部，可能危及生命；電傷指由電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或機械效應(yīng)對人體造成的傷害。安全電流指人體觸電后最大的擺脫電流，我國規(guī)定50Hz交流30mA，觸電時間不超過1s。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電氣安全第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護5.觸電防護（1）直接觸電防護①將帶電導(dǎo)體絕緣②采用遮欄或外護物③采用阻擋物④將人可能無意識同時觸及不同電位的可導(dǎo)電部分置于伸臂范圍之外。（2）間接觸電防護①將故障時變?yōu)閹щ姷脑O(shè)備外露可接近導(dǎo)體接地或接零。②設(shè)置等電位連接③設(shè)置剩余電流保護電器，故障時自動切斷電源。④采用特低電壓供電點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護1.直擊雷過電壓當雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路或建筑物時，強大的雷電流通過被擊物流人大地，在被擊物產(chǎn)生較高的直擊雷過電壓。當雷云與大地之間在某一方位的電場強度達到25～30kV/cm時開始放電，這就是直接雷擊，如圖9-1所示。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護2.閃電感應(yīng)過電壓（1）電靜電感應(yīng)過電壓由于雷云的作用，附近導(dǎo)體上感應(yīng)出與雷云相反的電荷，雷云主放電時，先導(dǎo)通道中的電荷迅速中和，導(dǎo)體上感應(yīng)電荷釋放，如果沒有就近泄入地中就產(chǎn)生很高的電動勢，出現(xiàn)閃電靜電感應(yīng)過電壓，如圖9-2所示。圖9-1直擊雷示意圖圖9-2架空線路上的閃電靜電感應(yīng)過電壓點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（2）閃電電磁感應(yīng)過電壓由于雷電流迅速變化在周圍空間產(chǎn)生瞬變的強電磁場，附近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動勢，產(chǎn)生閃電電磁感應(yīng)過電壓。（3）閃電電涌侵入閃電電涌指閃電擊于防雷裝置或線路上及由閃電靜電感應(yīng)和閃電電磁脈沖引發(fā)，表現(xiàn)為過電壓、過電流的瞬態(tài)波。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護3.防雷裝置（1）避雷針和避雷線的作用和結(jié)構(gòu)避雷針和避雷線是防止雷擊的有效措施。避雷針吸引雷電，安全導(dǎo)入大地，保護附近的建筑和設(shè)備免受雷擊。避雷針由接閃器、引下線、接地體組成。獨立避雷針還需要支持物，支持物可以是混凝土桿、木桿，也可以由角鋼、圓鋼焊接而成。接閃器是避雷針最重要的組成部分。引下線是接閃器與接地體之間的連接線，將接閃器上的雷電流安全引入接地體，所以應(yīng)保證雷電流通過時不致熔化，引下線一般采用直徑8mm的圓鋼或截面面積不小于25mm2的鍍鋅鋼絞線。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護接地體是避雷針的地下部分，將雷電流直接泄入大地。接地體埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.6m，垂直接地體的長度不應(yīng)小于2.5m，垂直接地體之間的距離一般不小于5m。接地體一般采用直徑為19mm的鍍鋅圓鋼。引下線與接閃器及接地體之間，以及引下線本身接頭，可靠連接。連接處不能用絞合接法，必須燒焊、線夾或螺釘。避雷線主要是保護架空線路，由懸掛在空中的接地導(dǎo)線，接地引下線和接地體組成。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（2）單根避雷針保護范圍的確定保護范圍指被保護物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊。保護范圍的大小與避雷針的高度有關(guān)。應(yīng)采用滾球法對避雷針、避雷線進行保護范圍的計算。滾球法是以hr為半徑的一個球體，沿需要防止雷擊的部位滾動，當球體只觸及接閃器（包括被利用作為接閃器的金屬物）或接閃器和地面（包括與大地接觸能承受雷擊的金屬物），而不觸及需要保護的部位時，該部位就在接閃器的保護范圍之內(nèi)，如圖9-2所示。不同防雷建筑物的滾球半徑如表9-2所示。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護表9-2滾球半徑的確定建筑物防雷類別第一類第二類第三類滾球半徑/m304560圖9-2單根避雷針的保護范圍點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護1)當避雷針高度危h≤hr時的保護范圍①距地面hr處作一平行于地面的平行線；以避雷針的針尖為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點；分別以A、B兩點為圓心，hr為半徑作弧線，該弧線均與針尖相交，并與地面相切，從此弧線起到地面止的整個錐體空間就是避雷針的保護范圍。2)當h>hr時，除在避雷針上取高度hr的一點代替避雷針針尖作圓心外，其余的做法同1，但在式（7-1）和式(7-2)中h用hr代替。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護4.單根架空避雷線保護范圍的確定單根架空避雷線保護范圍，當避雷線高度h≥2hr時，無保護范圍；當避雷線高度h<2hr，時應(yīng)按下列方法確定保護范圍,如圖9-3所示。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護圖9-3單根避雷線的保護范圍

a）hr＜h＜2hr

b）h≤hr1)距地面hr處作一平行于地面的平行線。2)以避雷線為圓心，hr為半徑，作弧線交平行線的A、B兩點。3)以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，兩弧線相交或相切并與地面相切。從兩弧線起到地面都是保護范圍。4)當hr＜h＜2hr時，保護范圍最低點的高度h0按下式計算：

h0=2hr-h5)避雷線在hx高度的平面xxˊ上的保護寬度，按下式計算：

式中，-避雷線在高度xxˊ平面上的保護寬度(m)；

-避雷線的高度；

-被保護物的高度(m)；

-滾球半徑，按表7-1確定?！艿那闆r(9-3b)與(9-3a)確定保護范圍和保護空間的方法相同。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（1）接閃器用于攔截閃擊的接閃桿、接閃導(dǎo)線及金屬屋面和金屬構(gòu)件等組成的外部防雷裝置。分為接閃桿、接閃線、接閃帶和接閃網(wǎng)，接閃桿俗稱避雷針，接閃線俗稱避雷線，接閃帶俗稱避雷帶，接閃網(wǎng)俗稱避雷網(wǎng)。接閃的金屬桿俗稱接閃桿，用于保護露天變配電設(shè)備及建筑物；接閃的金屬線俗稱接閃線或架空地線，用于保護輸電線路；接閃的金屬帶、金屬網(wǎng)俗稱接閃帶、接閃網(wǎng)，用于保護建筑物。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護1)接閃桿接閃桿的功能實質(zhì)作用就是引雷。接閃桿的保護范圍以其可防護直擊雷的空間表示，滾球半徑按建筑物防雷類別確定，見表9-3。表9-3各類防雷建筑物的滾球半徑和避雷網(wǎng)格尺寸建筑物防雷類別滾球半徑hr（m）避雷網(wǎng)格尺寸（m）第一類防雷建筑物30≤5×5或≤6×4第二類防雷建筑物45≤10×10或≤12×8第三類防雷建筑物60≤20×20或≤24×16①單支接閃桿的保護范圍②兩支接閃桿的保護范圍點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護2)接閃線當單根接閃線高度h≥2hr時，無保護范圍。當接閃線的高度h<2hr時，保護范圍如圖9-6。3)接閃帶和接閃網(wǎng)的保護范圍所處的整幢高層建筑，接閃網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸有具體的要求，見表9-2。圖9-6單根接閃線的保護范圍點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護2)接閃線當單根接閃線高度h≥2hr時，無保護范圍。當接閃線的高度h<2hr時，保護范圍如圖9-6。3)接閃帶和接閃網(wǎng)的保護范圍所處的整幢高層建筑，接閃網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸有具體的要求，見表9-2。圖9-6單根接閃線的保護范圍點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（2）避雷器1）閥型避雷器由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷套管內(nèi)?；鸹ㄩg隙是用銅片沖制而成，每對為一個間隙，中間用厚度0.5～lmm的云母片隔開。雷電流流過閥片時要形成電壓降俗稱殘壓，加在電力設(shè)備上，殘壓不能超過設(shè)備絕緣允許的耐壓值，否則會使設(shè)備絕緣擊穿。如圖9-7為FS4-IO型高壓閥型避雷器外形結(jié)構(gòu)圖。2)氧化鋅避雷器屬于目前最先進的過電壓保護設(shè)備。由基本元件和絕緣底座構(gòu)成，由于氧化鋅非線性電阻片具有極高的電阻而呈絕緣狀態(tài)，非線性特性優(yōu)良。正常工作電壓時僅有幾百微安的電流通過，無須采用串聯(lián)的放電間隙，結(jié)構(gòu)先進合理。圖9-8(a)，(b)分別為基本型、有機外套型氧化鋅避雷器的外形。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護圖9-7FS4-10型高壓閥型避雷器外形結(jié)構(gòu)l-上接線端2火花間隙3云母片墊圈4-瓷套管5閥片6下接線端圖9-8氧化鋅避雷器外形結(jié)構(gòu)點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護有機外套氧化鋅避雷器有無間隙和有間隙兩種，前者廣泛用于變壓器、電機、開關(guān)、母線等的防雷，后者主要用于6～lOkV中性點非直接接地配電系統(tǒng)的變壓器、電纜頭等交流配電設(shè)備的防雷。氧化鋅避雷器的技術(shù)參數(shù)見表9-3所示。3)保護間隙與被保護物絕緣并聯(lián)的空氣火花間隙稱為保護間隙。按結(jié)構(gòu)形式可分為棒形、球形和角形3種。廣泛應(yīng)用于3～35kV線路的是角形間隙。如圖9-9(a)所示。正常情況下，間隙對地絕緣。當遭雷擊時，角形間隙擊穿，雷電流泄入大地。角形間隙擊穿時產(chǎn)生電弧，空氣受熱上升，電弧轉(zhuǎn)移到間隙上方，拉長并熄滅，線路絕緣子或其他電氣設(shè)備的絕緣不發(fā)生閃絡(luò)，起保護作用。如圖9-9(b)所示。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（3）引下線用于將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置的導(dǎo)體，有熱浸鍍鋅鋼、銅、鍍錫銅、鋁、鋁合金和不銹鋼等材料。熱浸鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)和最小截面按表9-4所示取值。一般情況下，明敷引下線固定支架間距小于或等于表9-5所示的規(guī)定。圖9-9羊角形保護間隙結(jié)構(gòu)與接線S1-主間隙S2-輔助間隙點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本雷電過電壓及防止措施第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護（4）電涌保護器①電壓開關(guān)型電涌保護器②限壓型電涌保護器③組合型電涌保護器4.電力裝置的防雷保護（1）架空線路的防雷保護①架設(shè)接閃線②高線路本身的絕緣水平③利用三角形排列的頂線兼做防雷保護線④加強對絕緣薄弱點的保護⑤采用自動重合閘裝置⑥絕緣子鐵腳接地

圖9-10頂線兼做防雷保護線1-保護間隙2-絕緣子3-架空線4-接地引下線5-電桿點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護1.變配電所的直擊雷保護變配電所對直擊雷的防護，一般裝設(shè)避雷針，裝設(shè)避雷針應(yīng)考慮兩個原則：1）所有被保護設(shè)備均應(yīng)處于避雷針的保護范圍之內(nèi)。2）當雷擊避雷針后，雷電流沿引下線入地時，對地電位很高，如果它與被保護設(shè)備的絕緣距離不夠，有可能在避雷針受雷擊之后，從避雷針至被保護設(shè)備發(fā)生放電，這種情況稱為逆閃絡(luò)或反擊。如圖9-11所示。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護為了降低雷擊避雷針時所造成的感應(yīng)過電壓的影響，在條件許可時，Sk和Sd應(yīng)盡量增大，但一般情況下Sk大于5m，Sd大于3m。避雷針的接地電阻不能太大，若太大，Sk和Sd都將增大，避雷針的高度也要增加，成本提高。一般土壤中的工頻接地電阻不宜大于10Ω。圖9-11獨立避雷針與被保護設(shè)備間的距離點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護2.變配電所配電裝置的過電壓保護為防止侵入變配電所的行波損壞電氣設(shè)備，應(yīng)保護措施，使用閥形避雷器；或者在與變配電所適當?shù)木嚯x內(nèi)裝設(shè)可靠的進線保護。變配電所3～10kV配電裝置包括電力變壓器，應(yīng)在每組母線和架空進線上裝設(shè)閥形避雷器，分別用FZ和FS型，并采用圖9-12所示的保護接線。母線上閥形避雷器與3～10kV主變壓器電氣距離不應(yīng)大于表9-6所列數(shù)值。圖9-12變配電所3～10kV側(cè)的過電壓保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護3.防直擊雷35kV及以上電壓等級變電所可采用接閃桿、接閃線或接閃帶，保護室外配電裝置、主變壓器、主控室、室內(nèi)配電裝置及變電所免遭直擊雷。一般裝設(shè)獨立接閃桿或在室外配電裝置架構(gòu)上裝設(shè)接閃桿防直擊雷。當采用獨立接閃桿時應(yīng)當裝設(shè)獨立的接地裝置。為防止發(fā)生“反擊”，應(yīng)注意以下幾個方面：①獨立接閃桿與被保護物之間應(yīng)保持一定的空間距離S0，如圖9-11所示，此距離與建筑物的防雷等級有關(guān)，一般滿足S0≥5m。②獨立接閃桿應(yīng)裝設(shè)獨立的接地裝置，接地體與被保護物的接地體之間應(yīng)保持地中距離SE，如圖9-11所示，通常滿足SE≥3m。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護③立接閃桿及接地裝置不可設(shè)在有人經(jīng)常出入處。與建筑物出入口及人行道的距離大于3m，限制跨步電壓；或采取相應(yīng)的措施，如水平接地體局部埋深大于1m；水平接地體局部包絕緣物，涂瀝青層50～80mm；采用瀝青碎石路面，或在接地裝置上面敷設(shè)瀝青層50～80mm，寬度超過接地裝置2m；采用“帽檐式”均壓帶。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護4.進線防雷保護35kV電力線路的防直擊雷一般不用全線裝設(shè)接閃線，但為防止變電所附近線路受到雷擊時，雷電壓沿線路侵入變電所內(nèi)損壞設(shè)備，需在進線1～2km段內(nèi)裝設(shè)接閃線，保護該段線路免遭直接雷擊。為使接閃線保護段以外的線路受雷擊時侵入變電所的過電壓有所限制，一般在接閃線兩端處的線路裝設(shè)管型避雷器，進線段防雷保護接線方式如圖9-13所示。3～lOkV配電線路的進線防雷保護，可以在每路進線終端，裝設(shè)FZ型或FS型閥型避雷器，保護線路斷路器及隔離開關(guān)，如圖9-14所示中的F1，F(xiàn)2。如果進線是電纜引入的架空線路，在架空線路終端靠近電纜頭處裝設(shè)避雷器，接地端與電纜頭外殼相連后接地。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護

圖9-13接閃桿接地裝置與被保護物及接地裝置的距離

S0-空氣中間距SE-地中間距圖9-14變電所35kV進線段防雷保護接線

F1，F(xiàn)2-管型避雷器F3-閥型避雷器點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護5.配電裝置防雷保護為防止雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，對絕緣相對薄弱的電力變壓器造成危害，在變配電所每段母線上裝設(shè)一組閥型避雷器，盡量靠近變壓器。如圖9-14和圖9-15中的F3。避雷器接地線與變壓器低壓側(cè)接地中性點及金屬外殼連一同接地，如圖9-16所示。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護圖9-15配電裝置防雷保護圖9-16避雷器接地線與金屬外殼連一同接地點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護6.高壓電動機的防雷保護高壓電動機的絕緣水平比變壓器低，一般不采取特殊的防雷措施。但如果直接和架空線路連接時，防雷很重要。對定子繞組中性點不能引出的高壓電動機，為降低侵入電機的雷電波陡度，采用如圖9-17所示的接線。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變電所的防雷保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護7.高壓電動機的防雷保護高壓電動機的絕緣水平比變壓器低，一般不采取特殊的防雷措施。但如果直接和架空線路連接時，防雷很重要。對定子繞組中性點不能引出的高壓電動機，為降低侵入電機的雷電波陡度，采用如圖9-17所示的接線。圖9-17高壓電動機的防雷保護接線F1-管型或普通閥型避雷器F2-磁吹閥型避雷器點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變配電所的進線保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護為了使變配電所內(nèi)的閥形避雷器能可靠地保護變壓器，要設(shè)法使避雷器中流過的雷電流幅值I低于5kA。因此，這種架空線路靠近變配電所的一段進線上必須加裝避雷線或避雷針。圖9-18所示。進線段長度為1～2km，接地電阻應(yīng)小于10Ω。進線段避雷線保護角α，一般不超過20°，但最大不超過30°，減少在這段發(fā)生繞擊的可能性，如圖9-19所示。在圖9-18所示中，對鐵塔和鐵橫擔、瓷橫擔的鋼筋混凝土桿線路及全線有避雷線的線路，進線段首端一般不裝設(shè)管形避雷器FE1，只在對沖擊絕緣水平較高的線路如木桿線路時才裝設(shè)，接地電阻低于10Ω，目限制流過變配電所內(nèi)閥形避雷器的雷電流幅值不起過5kA。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變配電所的進線保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護圖9-18變配電所進線保護圖9-19保護角α點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變配電所的進線保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護對于35kV以上電纜進線的變配電所，進線段保護可采用圖9-20所示的保護接線，在架空線路與電纜進線的連接處必須裝設(shè)閥形避雷器，接地線與電纜金屬外皮連接后共同接地，可利用電纜金屬外皮的分流作用，使很大一部分雷電流沿電纜外皮流人大地，同時產(chǎn)生磁通，這個磁通全部與電纜芯線交鏈，在芯線上感應(yīng)出與外加電壓相等、方向相反的電動勢，這個電動勢將阻止雷電流沿電纜芯線侵入變配電所中的配電裝置，降低配電裝置的過電壓幅值。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本變配電所的進線保護第4節(jié)

防雷設(shè)備及防雷保護圖9-20具有35kV及以上電纜段的變配電所的進線保護接線對于三芯電纜，末端金屬外殼應(yīng)直接接地。如圖9-20a。對于單芯電纜，應(yīng)經(jīng)保護間隙(FE)接地，如圖9-20b。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本第5節(jié)

接地保護知識變電所的保護接地要求接地的應(yīng)用范圍接地種類應(yīng)實行接地或接零的設(shè)備可不接地或不接零的設(shè)備接地電阻的要求接地裝置的鋪設(shè)點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地要求第5節(jié)

接地保護1.一般要求①電氣設(shè)備的外殼應(yīng)接地②直流電力回路中，不應(yīng)利用自然接地體作為電流回路的接地線或接地體。③安裝接地裝置時，應(yīng)考慮土壤干燥或凍結(jié)等季節(jié)變化影響，接地電阻均能保證所要求的電阻值。④不同用途和不同電壓的電氣設(shè)備，除規(guī)定外用一個總接地體，但電氣設(shè)備的工作接地和保護接地，應(yīng)與防雷接地分開，并保持一定的安全距離。⑤在中性點直接接地的供用電系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)能迅速自動切除接地短路故障的保護裝置。在中性點非直接接地的供用電系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)能迅速反映接地故障的信號裝置，必要時也可裝設(shè)延時自動切除故障的裝置。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地要求2.防靜電接地要求①車間內(nèi)每個系統(tǒng)的設(shè)備和管道可靠連接，接頭的接觸電阻低于0.03Ω。②車間內(nèi)和棧橋上等平行管道，相距約10cm時，每隔20m互相連接一次；相交或相距近于10cm的管道，應(yīng)該在該處互相連接，管道與金屬構(gòu)架相距10cm處也要互相連接。③氣體產(chǎn)品輸送管干線頭尾部和分支處應(yīng)接地。④貯存液化氣體、液態(tài)碳氫化合物及其他有火災(zāi)危險的液體的貯罐，貯存易燃氣體的貯氣罐以及其他貯器都應(yīng)接地。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地要求3.特殊設(shè)備的接地要求①一般電氣設(shè)備有單獨的接地體，接地體電阻低于10Ω，接地體與設(shè)備的距離小于5m，可與車間接地干線相連；對于測量高頻電源的波形及其他參數(shù)的電子設(shè)備，采用獨立接地裝置，此接地裝置與車間接地干線距離至少2.5m。②中性點不接地系統(tǒng)的供電電弧爐設(shè)備，外殼及爐殼均應(yīng)接地，接地電阻低于4Ω；中性點接零的系統(tǒng)供電的電弧爐設(shè)備，外殼和爐殼應(yīng)采用接零保護。③高壓試驗室接地網(wǎng)的接地電阻1～4Ω，沖擊設(shè)備應(yīng)有獨立接地網(wǎng)并自成回路，接地電阻小于10Ω。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地的應(yīng)用范圍1.接地的范圍①1OOOV以上的電氣設(shè)備，在各種情況均應(yīng)保護接地；與變壓器或發(fā)電機的中性點是否直接接地?zé)o關(guān)。②1000V以下的電氣設(shè)備，在變壓器中性點不接地的電網(wǎng)中應(yīng)保護接地；在中性點直接接地的電網(wǎng)中，應(yīng)采用保護接零，如果沒有中性線，也可采用保護接地。③同一臺發(fā)電機、變壓器，或者由幾臺發(fā)電機、變壓器的同一段母線供電的低壓線路，只能用一種保護方式，不可對一部分電氣裝置保護接地、而對另一部分電氣裝置保護接零。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地的應(yīng)用范圍2.電氣裝置中必須接地的部分①電機、變壓器、斷路器及電氣設(shè)備的金屬底座、外殼。②斷路器、隔離開關(guān)等電氣裝置的操作機構(gòu)；配電盤與控制盤的柜架；電流互感器及電壓互感器的二次線圈；室內(nèi)及室外配電裝置的金屬構(gòu)架。③電力電纜的金屬外皮；電纜終端頭金屬外殼；導(dǎo)線的金屬保護管等。④居民區(qū)內(nèi)，無避雷線的小接地電流線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿；有架空避雷線的電力線路桿塔。⑤裝在配電線路構(gòu)架上的電氣設(shè)備的金屬外殼；避雷針、避雷器、避雷線及各種過電壓保護間隙。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地的應(yīng)用范圍3.電氣裝置中不需接地的部分①安裝在已接地的金屬構(gòu)架上的電氣設(shè)備的金屬外殼。②安裝在電氣柜或配電裝置上的電氣測量儀表、繼電器和其他低壓電器的外殼；控制電纜的金屬外皮。③額定電壓220V及以下蓄電池室內(nèi)的金屬支架；在干燥場所交流額定電壓127V及以下，直流額定電壓110V及以下的電氣設(shè)備外殼。④在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的干燥房間內(nèi)，交流380V及以下、直流440V及以下的電氣設(shè)備外殼，維護人員可能同時觸及電氣設(shè)備外殼和接地物件時除外。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地種類1.工作接地在正?；蚬收锨闆r下，為保證電氣設(shè)備可靠地運行，將電力系統(tǒng)中某一點接地稱為工作接地。2.保護接地低壓配電系統(tǒng)的保護接分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)3種。第5節(jié)

接地保護圖9-21TN的接地方式點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地種類（1）TN系統(tǒng)①TN-S系統(tǒng)。如圖9-21(a)所示。②TN-C系統(tǒng)。如圖9-21(b)所示。③TN-C-S系統(tǒng)。如圖9-21(c)所示。TN系統(tǒng)中，設(shè)備外露可接近導(dǎo)體通過保護導(dǎo)體或保護中性導(dǎo)體接地，這種接地形式習(xí)慣稱為“保護接零”。TN系統(tǒng)中的設(shè)備發(fā)生單相碰殼漏電故障時，形成單相短路回路，因該回路內(nèi)不含接地電阻，阻抗很小，故障電流很大，足以保證在最短的時間內(nèi)使熔絲熔斷、保護裝置或自動開關(guān)跳閘，從而切除故障設(shè)備的電源，保障人身安全。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地種類（2）TT系統(tǒng)電力系統(tǒng)中有一點直接接地，電氣設(shè)備的外露可接近導(dǎo)體通過保護接地線接至與電力系統(tǒng)接地點無關(guān)的接地極，如圖9-22(a)所示。當設(shè)備發(fā)生一相接地故障時，就會通過保護接地裝置形成單相短路電流IK(l)，見圖9-22(b)所示，由于電源相電壓為220V，如按電源中性點工作接地電阻為4Ω、保護接地電阻按4Ω計算，則故障回路將產(chǎn)生27.5A的電流。故障電流大，對于容量較小的電氣設(shè)備，所選用的熔絲會熔斷或使自動開關(guān)跳閘，從而切斷電源，可以保障人身安全。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地種類圖9-22TT系統(tǒng)及保護接地功能說明第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地種類（3）IT系統(tǒng)電力系統(tǒng)與大地間不直接連接，屬于三相三線制系統(tǒng)，如圖9-23(a)所示。當設(shè)備發(fā)生一相接地故障時，就會通過接地裝置、大地、兩非故障相對地電容及電源中性點接地裝置，如采取中性點經(jīng)阻抗接地時形成單相接地故障電流，見圖9-23(b)所示。第5節(jié)

接地保護圖9-23IT系統(tǒng)及一相接地時的故障電流注意，在同一低壓配電系統(tǒng)中，保護接地與保護接零不能混用。否則，當采取保護接地的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時，危險電壓將通過大地竄至零線及采用保護接零的設(shè)備外殼上。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地種類3.重復(fù)接地將保護中性線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接。如圖9-24(a)所示，很危險。如重復(fù)接地，接觸電壓大大降低，UE=IERR≤Uφ，如圖9-24(b)所示，危險大為降低。第5節(jié)

接地保護圖9-24重復(fù)接地功能說明示意圖點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本應(yīng)實行接地或接零的設(shè)備①電機、變壓器、電器、攜帶式或移動式用電器具等的金屬底座和外殼；電氣設(shè)備的傳動裝置；配電、控制、保護用的屏（柜、箱）及操作臺等的金屬框架和底座。②屋內(nèi)外配電裝置的金屬或鋼筋混凝土構(gòu)架以及霏近帶電部分的金屬遮欄和金屬門。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本應(yīng)實行接地或接零的設(shè)備③交、直流電力電纜的接頭盒、終端頭和膨脹器的金屬外殼和電纜的金屬護層、可觸及的電纜金屬保護管和穿線的鋼管；電纜橋架、支架和井架；裝有接閃線的電力線路桿塔；裝在配電線路桿上的電力設(shè)備。④在非瀝青地面的居民區(qū)內(nèi)，無接閃線的小接地電流架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔；電除塵器的構(gòu)架；封閉母線的外殼及其他裸露的金屬部分；六氟化硫封閉式組合電器和箱式變電站的金屬箱體；電熱設(shè)備的金屬外殼；控制電纜的金屬護層；互感器的二次繞組。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本可不接地或不接零的設(shè)備①在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的干燥房間內(nèi)，交流額定電壓為380V及以下或直流額定電壓440V及以下的電氣設(shè)備的外殼；但當有可能同時觸及上述電氣設(shè)備外殼和已接地的其他物體時，則仍應(yīng)接地；②在干燥場所，交流額定電壓為127V及以下或直流額定電壓為IIOV及以下的電氣設(shè)備的外殼；第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本可不接地或不接零的設(shè)備③安裝在配電屏、控制屏和配電裝置上的電氣測量儀表、繼電器和其他低壓電器等的外殼，以及當發(fā)生絕緣損壞時，在支持物上不會引起危險電壓的絕緣子的金屬底座等；④安裝在已接地金屬構(gòu)架上的設(shè)備，如穿墻套管等；額定電壓為220V及以下的蓄電池室內(nèi)的金屬支架；由發(fā)電廠、變電所和工業(yè)、企業(yè)區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道；與已接地的機床、機座之間有可靠電氣接觸的電動機和電器的外殼。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地電阻的要求

1.電壓在1kV及以上的大接地短路電流系統(tǒng)單相接地就是單相短路，線路電壓高，接地電流很大。規(guī)程允許接地網(wǎng)的對地電壓升高不超過2kV，因此，接地電阻規(guī)定為

R≤2000/Ick式中，R—接地電阻(Ω)；Ick—計算用的接地短路電流(A)?？梢钥闯?，當接地電流Ick=4000A時，接地裝置電阻不大于0.5Ω；當接地電流大于4kA時，規(guī)程規(guī)定接地裝置的接地電阻在一年內(nèi)任何季節(jié)均不超過0.5Ω。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地電阻的要求2.電壓在1kV及以上的小接地短路電流系統(tǒng)規(guī)程規(guī)定接地電阻在一年內(nèi)任何季節(jié)均不得超過以下數(shù)值，接地電流即使很小，接地電阻也不允許超過10Ω。①高壓和低壓電氣設(shè)備共用一套接地裝置，對地電壓要求低于120VR≤120/Ick②當接地裝置僅用于高壓電氣設(shè)備時，要求對地電壓不超過250VR≤250/Ick第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地電阻的要求3.lkV以下中性點直接接地系統(tǒng)lkV以下的中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)，發(fā)電機和變壓器的中性點接地裝置的接地電阻不大于4Ω；容量不超過100kVA時，接地電阻不大于10Ω。零線的每一重復(fù)接地的接地電阻不大于10Ω；容量不超過lOOkVA，且當重復(fù)接地點多于三處時，每一重復(fù)接地裝置的接地電阻可不大于30Ω。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地電阻的要求4.1kV以下的中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，不會產(chǎn)生很大的接地短路電流，設(shè)計時用10A作計算值，接地電阻規(guī)定不大于4Ω，即發(fā)生接地時的對地電壓不超過10A×4Ω=40V，保證小于50V的安全電壓值。對于小容量的電氣設(shè)備（lkW及以下），接地短路電流更小，規(guī)定接地電阻不大于10Ω。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地電阻的要求5.降低接地電阻的方法為了保證人身和設(shè)備的安全，需使接地裝置的接地電阻滿足規(guī)定的要求，接地裝置的接地體應(yīng)盡可能埋設(shè)在土壤電阻率較低的土層內(nèi)。如果變配電所和桿塔處的土壤電阻率很高，附近有較低土壤電阻率的土層時，可以用接地線引至土壤電阻率較低的土層處再做集中接地，但引線短于60m。第5節(jié)

接地保護點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)1.接地體的選用①自然接地體②人工接地體2.接地線的選用接地線最小尺寸應(yīng)符合表9-7所示的規(guī)定。第5節(jié)

接地保護表9-7接地體和接地線的最小規(guī)格種類規(guī)格及單位地上地下屋內(nèi)屋外圓鋼直徑/mm688/10扁鋼截面面積/mm2244848厚度/mm344角鋼厚度/mm22.54鋼管管壁厚度/mm2.52.53.5/2.5注：架空線路桿塔的接地極引出線，截面面積不小于50mm2，并應(yīng)熱鍍鋅。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)3.接地電阻的估算（l）工頻接地電阻工頻接地電流流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻，稱工頻接地電阻，可按表9-8中的公式計算。（2)沖擊接地電阻雷電流經(jīng)接地裝置泄放入地時所呈現(xiàn)的接地電阻，稱為沖擊接地電阻。沖擊接地電阻RE.sh與工頻接地電阻RE的換算應(yīng)按下式計算：

式中，RE-接地裝置各支線的長度，取值≤接地體的有效長度e或有支線大于e而取其等于e時的工頻接地電阻(Ω)；任務(wù)2了解基地保護知識點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)A-換算系數(shù)，其值宜按圖9-25所示確定。接地體的有效長度e應(yīng)按下式計算(單位為m)：

式中，-敷設(shè)接地體處的土壤電阻率(Ω?m)。第5節(jié)

接地保護圖9-25確定換算系數(shù)A的曲線點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)接地體的長度和有效長度計量如圖9-26所示。單根接地體時，為其實際長度；有分支線的接地體，為其最長分支線的長度；環(huán)形接地體，為其周長的一半。一般，因此。若，取，即A=l，RE=RE.sh。第5節(jié)

接地保護圖9-26接地體的有效長度點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)第5節(jié)

接地保護（3)接地裝置的設(shè)計計算①按設(shè)計規(guī)范要求，確定允許的接地電阻值RE。②實測或估算可以利用的自然接地體的接地電阻RE（nat）。③計③計算需要補充的人工接地體的接地電阻

若不考慮自然接地體，則RE(man)=RE。④根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，初步安排接地體的布置、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(l)。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)第5節(jié)

接地保護⑥用逐步漸近法計算接地體的數(shù)量

⑦校驗短路熱穩(wěn)定度。對于大接地電流系統(tǒng)中的接地裝置，應(yīng)進行單相短路熱穩(wěn)定校驗。由于鋼線的熱穩(wěn)定系數(shù)C=70，因此接地鋼線的最小允許截面(mm2)為

式中，-單相接地短路電流，為計算方便，可取I′′(3)(A)；tK-短路電流持續(xù)時間(s)。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本接地裝置的鋪設(shè)第5節(jié)

接地保護4.降低接地電阻的方法在高土壤電阻率場地，可采取下列方法降低接地電阻：將垂直接地體深埋到低電阻率的土壤中或擴大接地體與土壤的接觸面積；置換成低電阻率的土壤；采用降阻劑或新型接地材料；在永凍土地區(qū)和采用深孑L（井）技術(shù)的降阻方法，應(yīng)符合國家標準GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工