安全用电第三讲.ppt

1、安全用电安全用电 接地和接地装置接地和接地装置 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地电阻或接地体接地电阻或接地体。接地装置人工接地自然接地6、防雷接地、防雷接地安全用电安全用电 装设接地装置减小接地电阻，这是针对防雷保装设接地装置减小接地电阻，这是针对防雷保护的需要而设置，目的是减小雷电流通过接地护的需要而设置，目的是减小雷电流通过接地装置时的地电位升高。装置时的地电位升高。主要特点是雷电流的幅值大和雷电流的等值频主要特点是雷电流的幅值大和雷电流的等值频率高。率高。安全用电安全用电 接地装置接地电阻值的要求接地装置接地电阻值的要

2、求从电压角度看从电压角度看 单相接地时，接地网电压规定不得超过2000V，其接地装置的接地电阻为当接地装置仅用于高压设备时，规定接地电压不得超过250V，即安全用电安全用电 当接地装置为高低压设备共用时，考虑到人与低压设备接触的机会更多，规定接地电压不得超过120V，即1000V以下中性点直接接地系统的接地电阻一般不宜大于4欧；1000V以下中性点不接地系统的接地电阻一般不应大于10欧。安全用电安全用电 I50A，R2000/I；I4000A，R 0.5。冲击接地电阻（冲击接地电阻（Rch）：雷电流流经接地装置所呈现的接地电阻，大小为冲击电压的幅值与冲击电流幅值之比。工频接地电阻（工频接地电阻

3、（R）：工频(50Hz)接地电流流经接地装置所呈现的接地电阻。火花效应火花效应：土壤内靠近接地体部分发生局部火花放电，使的：土壤内靠近接地体部分发生局部火花放电，使的接地电阻下降，小于工频电流作用下的接地电阻。接地电阻下降，小于工频电流作用下的接地电阻。电感效应电感效应：接地体本身的电感作用，阻碍电流向接地体远端：接地体本身的电感作用，阻碍电流向接地体远端流通，使冲击电阻大于工频接地电阻流通，使冲击电阻大于工频接地电阻。从电流角度看从电流角度看安全用电安全用电 工程适用接地装置工程适用接地装置 为了减少外界温度变化对流散电阻的影响，埋人地下的接地体，其顶面埋设深度不宜小于0.6m。水平接地体水

4、平接地体：扁钢或圆钢垂直接地体垂直接地体：角钢。最常用最常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管。降低接地电阻降低接地电阻加大接地体尺寸加大接地体尺寸自然接地体自然接地体 与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋地的非可燃可爆的金属管道非可燃可爆的金属管道及埋地敷设的不少于两根的电缆金属外皮等。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。引外接地引外接地换土换土：用电阻率地的土替代电阻率高的土降阻剂降阻剂（缺点缺点：有效期短；对接地体有腐蚀性）安全用电安全用电 只要能设法制止上述发展过程中任一环节的实现，就可避免雷击引起长时间停电事故。二、电力设施和建筑物的防雷1、线路的

5、防雷保护、线路的防雷保护安全用电安全用电 高压输电线路在每一杆塔下一般都设有接地装置，并通过引线与避雷线相连，其目的是使击中避雷线的雷电流通过较低的接地电阻而进入大地。高压线路杆塔都有混凝土基础，它也起着接地体的作用，是自然接地电阻。大多数情况下单纯依靠自然接地电阻是不能满足要求的，需要装设人工接地装置。低压架空线路低压架空线路 主要指380V/220V低压架空线路，主要指防止雷电侵入波的危害。高压架空线路高压架空线路 防雷性能指标耐雷水平雷击跳闸率安全用电安全用电 1）架设避雷线（最基本）架设避雷线（最基本）一般装设在35kV及以上线路上。110kV及以上全线全线装设。35kV及以下及以下的

6、线路主要依靠架设消弧线圈和自动重合闸来进行防雷保护。6-10kV配电线路上不装设避雷线，利用钢筋混凝土电杆的自然接地作用和中性点不接地作用。单根避雷线保护范围单根避雷线的保护范围按下式计算单根避雷线的保护范围按下式计算：保护角：外侧输电线与避雷线的连线与垂线之间的夹角（大多20 30）安全用电安全用电 2）降低杆塔接地电阻）降低杆塔接地电阻 提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施。杆塔的工频接地电阻一般为1030。3）架设耦合底线）架设耦合底线 作为一种补救措施，具有一定的分流作用和增大导地线之间的耦合系数以降低绝缘子串上的电压，因而能提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率。4）不平衡绝缘方式）

7、不平衡绝缘方式 两回路的绝缘子片数有差异。一回路的三相绝缘子片数少于另一路的。5）装设自动重合闸）装设自动重合闸 线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化，具有自恢复能力，跳闸后雷电造成的闪络会自动消除。安全用电安全用电 6）加强绝缘）加强绝缘 对于高杆塔地段，可以增加绝缘子串中的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等等来加强绝缘，降低雷击跳闸率。一般优先采用降低杆塔接地电阻的办法来提高线路耐雷水平。7）采用消弧线圈接地）采用消弧线圈接地 用于雷电活动强，接地电阻难以降低的地区。能使雷电过电压所引起的一相对地冲击闪络不转变成稳定的工频电弧，即大大减小建弧率和断路器的跳闸次数。安全用电安全用电

8、 2、变配电所的防雷保护、变配电所的防雷保护 线路的雷害事故往往只导致电网工况的短时恶化；变电所的雷害事故就要严重得多，往往导致大面积停电。变电设备得内绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不具有自恢复功能，一旦发生击穿，后果十分严重。变电所的防雷保护与输电线路相比，要求更严格、措施更严密、可靠。变电所遭受雷害可能来自两个方面：雷直击于变电所雷直击于变电所；雷击线路，沿线路向雷击线路，沿线路向变电所入侵的雷电波变电所入侵的雷电波。对直击雷的保护，一般采用避雷针或避雷线。装设避雷针装设避雷针 应该使所有设备都处于避雷针保护范围之内，此外，还应采取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。安全用电安全用电 逆闪络

9、（反击）逆闪络（反击）：被保护设备过分靠近避雷针（线），可能从避雷针（线）至被保护设备间发生放电，有可能将高电压加到被保护设备上，造成事故。按安装方式安装方式的不同，避雷针分为独立避雷针和构架避雷针两类。注意注意对绝缘水平不高的35kV以下的配电装置，构架避雷针容易导致绝缘闪络(反击)。35kV及以下及以下变电所，要求架设独立避雷独立避雷。架构避雷针的接地是利用发电厂、变电站的主接地网，但应在其附近装设辅助集中接地装置。辅助接地装置辅助接地装置与变电所接地网的连接点，离变压器与接地网的连接点间的地中距离不小于15m。不允许不允许在变压器的门型构架上装设避雷针。安全用电安全用电 装设阀型避雷器装

10、设阀型避雷器 由于线路落雷频繁，所以沿线路入侵的雷电波是变电所遭受雷害的主要原因。其主要防护措施是在变电所内装设阀型避雷器以限制入侵雷电波的幅值 。一般将避雷器装在母线上装在母线上。母线上的避雷器要能保护到母线上所有的电气设备。避雷器与被保护设备间的距离，应越短越好越短越好。阀式避雷器的保护作用基于三个前提三个前提：1)它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合 2)它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度。3)被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。安全用电安全用电 阀式避雷器动作以后有一个不大的电压降，然后保持残压水平，由于被保护设备与避雷器间有距离，致使电压波产生振荡，

11、接近冲击截波，因此对于变压器类电力设备来说，往往采用2us截波冲击耐压值作为他们的绝缘冲击耐压水平。避雷器具体安装点选择原则：避雷器具体安装点选择原则：避雷器具体安装点选择原则：避雷器具体安装点选择原则：“确保重点、兼顾一般确保重点、兼顾一般确保重点、兼顾一般确保重点、兼顾一般”。在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽可能把阀式避雷器装得离主变压器近一些。可能把阀式避雷器装得离主变压器近一些。可能把阀式避雷器装得离主变

12、压器近一些。可能把阀式避雷器装得离主变压器近一些。安全用电安全用电 进线保护概念：进线保护概念：（1）保证在靠近变电所的一段不长(一般为l2km)的线路上不出现绕击或不出现绕击或反击反击。对 35110kV 线路，并不要求全线架设避雷线进行保护，但在靠近变电所的 1 2km 范围内应装设避雷线、避雷针或其它防雷装置，通常称此线段为进线段。（2）对全线有避雷线的线路来说，把靠近变电站附近 2km 长的一段线路也叫进线段。它除了线路防雷外，还担负着避免或减少变电所雷电行波事故的作用。（3）在上述两种情况下，进线段的耐雷水平要达到有关规程规定值，以减少反击；同时保护角不超过20，以减少这段线路的绕击

13、。进线段的保护进线段的保护安全用电安全用电 进线保护的作用进线保护的作用a.限制限制沿线路侵入变电站侵入波过电压幅值不超过沿线路侵入变电站侵入波过电压幅值不超过5kA；例如，对于220kV 线路，取U50%=1200kV，Z=400，uR=664kV，则：高电压工程基础安全用电安全用电 计算流经避雷器的冲击电流最大值计算流经避雷器的冲击电流最大值 额定定电压(kV)避雷器型号避雷器型号线路路绝缘的的U50%(kV)ib(kA)35FZ-353501.41110FZ-110J7002.67220FZ-220J120014004.355.38330FCZ-330J16457.06500FCZ-50

14、0J206023108.6310 当选用避雷器保护变电所时，一般在电压为 220kV 级及以下时用 5kA 下的残压为准，而在 330kV 以上时，以 l0kA 下残压为准，或者更大的雷电流，由于金属氧化物避雷器非线性特性非常好，因此雷电流要取更高的值。高电压工程基础安全用电安全用电 b.限制限制侵入波陡度不超过允许值。侵入波陡度不超过允许值。变电所侵入波计算陡度 额定电压(kV)侵入波计算陡度(kV/m)额定电压(kV)侵入波计算陡度(kV/m)1km进线段2km进线段或全线有避雷线1km进线段2km进线段或全线有避雷线351.00.52201.5601.10.553302.21101.60

15、.755002.5高电压工程基础安全用电安全用电 配电变压器的防雷保护配电变压器的防雷保护避雷器的接地线与变压器金属外壳、低压侧中性点连在一起接地避雷器尽量靠近变压器，尽量减小连接线的长度如低压侧线路落雷，作用在低压侧的冲击电压按变比感应到高压侧，由于低压侧绝缘裕度比高压侧大，故有可能在高压侧引起先击穿，这个过程叫做“正变换”。为了防止正反变换出现的过电压，可在低压侧每相上装一只避雷器，使配电变压器的防雷保护得以改善。高压侧遭雷击，避雷器动作，作用于低压绕组的电流通过电磁耦合又变换到高压侧的过程叫做“反变换”。3、配电变压器和柱上开关的防雷保护、配电变压器和柱上开关的防雷保护安全用电安全用电

16、柱上断路器或负荷开关的防雷保护柱上断路器或负荷开关的防雷保护 6kV10kV柱上断路器和负荷开关应装设氧化锌避雷器、阀型避雷器或保护间隙进行保护。经常断路断路运行的柱上断路器、负荷开关或隔离开关，应在开关两侧开关两侧装设避雷器，其接地线应与柱上断路器等的金属外壳连接，且接地电阻不应超过10。经常闭路路运行的柱上断路器、负荷开关或隔离开关，可只在电源侧电源侧装设避雷器。其接地线应与柱上断路器等的开关外壳连接，防止对外壳放电。安全用电安全用电 4、发电厂的防雷保护、发电厂的防雷保护发电厂过电压保护的特点和基本要求发电厂过电压保护的特点和基本要求 旋转电机的防雷保护比变压器困难得多，其雷害事故率也往往大于变压器，这是由它的绝缘结构、运行条件等方面的特殊性所造成的。由于旋转电机在结构和工艺上的特点，旋转电机的冲击绝缘水平在相同电压等级的电气设备中最低最低。旋转电机的绝缘特别容易在运行中发生局部劣化和损坏（端部最甚）安全用电安全用电 从防雷的观点防雷的观点来看，发电机可分为两大类：（1)经过变压器与架空线连接的电机，简称非直配非直配电机机；（2)直接与架空线相连(包括经过电缆段、电抗器等元件与架