8第八章防雷与接地.ppt
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1、1,第八章 防雷与接地,章节导学 本章教学内容 1、接地概述 人为地将电气设备中带电或不带电的部位与大地连接。按接地目,分为工作接地、保护接地、防雷接地。 2、雷电的形成及危害 雷电的热效应、机械效应和磁效应 。 3、防雷装置 避雷针、避雷器 4、输电线路和变电所的防雷,2,5、工厂供电系统的防雷 工厂架空线路、变电所及低压进线的防雷。 6、建筑配电系统的防雷 建筑物防雷分级、民用建筑防雷措施及装置、防雷电波侵入措施及高层建筑的防雷。 重点:接地;防雷装置;工厂供电系统、建筑配电系统防雷。 难点:接地;输电线路和变电所的防雷。,3,一、工作接地,第一节 接地概述,接地的种类,为保证电力系统正常
2、工作而采取的接地,即中性点接地运行方式。,4,电力系统的中性点: 指星形连接的变压器或发电机的中性点。 中性点运行方式: 中性点直接接地 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地,5,1、中性点直接接地电力系统,1) 正常运行时,中性点无电流通过; 2) 单相接地时,出现另一个接地点,构成短路回路,接地相短路电流很大,各相之,间电压不再对称。为防止损坏设备,需要由继电保护装置将故障线路切除。,3)优点:单相接地时,中性点电位不变,非故障相对地电压接近于相电压,可降低电网的绝缘投资。 适用:110KV及以上电网。,(角钢或钢管),6,2、中性点不接地电力系统,1)优点:单相接地时,不能构成短路回路;接
3、地相电流不大,不必立即切除故障线路,但不允许超过2小时,以免发展为相间短路。,2)非故障相的对地电压升为相电压的 倍,,要求线路绝缘要按线电压设计,投资大。,电压小于500V的装置。 310kV电网,当单相接地电流小于30A时,发电机直配系统,接地电流小于5A时。 35kV电网,单相接地电流小于10A时。,适用:,7,3、中性点经消弧线圈接地电力系统,当中性点不接地系统单相接地电流较大时,可用中性点经消弧线圈接地。减小接地电流,使电弧易于自灭。,故障相接地电流,为容性电流:,三种补偿方式:,1)全补偿( ),易产生串联谐振(过电压);,2)欠补偿( ),也可出现串联谐振;,3)过补偿( ),采
4、用较多。,8,低压配电系统,按保护接地形式,分为TN系统、TT系统和IT系统。 TN系统:所有设备的外露可导电部分均接 公共保护线(PE线)或公共的保护中性线 (PEN线)。 如果系统中的N线与PE线全部合为PEN线,则此系统称为TN-C系统,如图所示。,TN-C系统,9,如果系统中的N线与PE线全部分开,则此系统称为TN-S系统,如图所示 。,TN-S系统,10,如果系统的前一部分,其N线与PE线合为PEN线,而后一部分线路,N线与PE线则全部或部分地分开,则此系统称为TN-C-S系统,如图所示。,TN-C-S系统,11,TT系统:所有设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地,如图所示。,
5、低压配电的TT系统,12,IT系统:所有设备的外露可导电部分也都各自经PE线单独接地,如图所示。,低压配电的IT 系统,13,二、保护接地,1、人体的触电 2、保护接地的作用 若电源的中性点不接地,电机的外壳绝缘损坏时,人若触及外壳,就有危险,,交流电在10mA以上开始对人有危害,当超过50mA时就有致命危险。人所接触的电压只要达到0.05(8001000),4050V,就有致命的危险。,人体,, 通过人体的电流几乎等于零。,14,3、接地电阻的要求,1)大接地短路电流系统中:,流经接地装置的入地短路电流,A。,2)小接地短路电流系统中,1000V以下中性点直接接地系统,,当变压器容量不超过1
6、00kVA时,,1000V以下中性点不接地系统,,3),15,4跨步电压 当人在分布电压区域内跨开一步,两脚间(相距0.8m)所承受的电压称为跨步电压。 在大接地短路电流系统中,小接地短路电流系统中,电位分布,接地点,跨步电压,双脚跨步,16,5、保护接零,中性点直接接地的三相四线制380/220V系统中,常采用保护接零。,若用电设备的一相绝缘损坏发生碰壳时,该相回路中产生单相短路电流,熔断器迅速熔断或自动空气开关自动跳开,用电设备被切除。,电路未断开前,接零回路中的电阻远小于人体电阻,短路电流几乎全部通过接零回路,人体的安全得到保证。,17,避免零线断线,采用重复接地。,保护接地和保护接零的
7、适用范围: (1)额定电压为1kV及以上的高压配电装置中的设备,在一切情况下均应采用保护接地。 (2)额定电压为1kV以下的低压配电装置中的设备,中性点不接地电网中,应采用保护接地;在中性点直接接地的电网中,应采用保护接零。在没有中性线的情况下,亦可采用保护接地。,18,三、防雷接地,目的:减小雷电流通过接地装置时的地电位升高。,1、输电线路的防雷接地,目的:使击中避雷线的雷电流通过较低的接地电阻而进入大地。,高压输电线路在杆塔下都设有接地装置,并通过引线与避雷线相连。,19,2、变电所的防雷接地,一般在避雷针和避雷器下面设接地体;并要求敷设一个统一的接地网。,接地网普遍由扁钢水平连接,埋入地
8、下0.60.8m处。面积大体与发电厂和变电所的面积相同,总接地电阻可按下式估算:,一般在0.55 的范围内!,20,一、雷电的形成,积云在运动中受到强气流的作用,感应出正、负电荷(雷云)。当雷云附近的电场强度达到一定大时,与地面静电感应的电荷形成放电通道(空气绝缘被击穿)。,雷电流,可达几十万安培; 雷电压,可达几百万伏; 温度,可达2万摄氏度; 放电时间,才几个微秒。,空气被烧,猛烈膨胀,产生发光(闪电)和巨响(雷声 )。,第二节 雷电的形成及危害,21,二、雷电过电压,又称为大气过电压或外部过电压。,由于变配电系统内的设备或建筑物遭受到来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。,22,三、
9、雷电的危害,雷电流一般在14 内增长到幅值 。,雷电流在幅值前的一段波形,称为波头;从幅值起到雷电流衰减到0.5 的一段波形,为波尾。,1、雷电的热效应和机械效应,2、雷电的磁效应,23,一、避雷针,1、用途 为防止设备免受直接雷击,常采用避雷针或避雷线,避雷针高于被保护物。将雷电引向自身,把雷电流引入大地,从而保护设备。,第三节 防雷装置,高层建筑,感应电荷,避雷针,引下线,感应电荷,由接闪器、引下线、接地体组成。,24,25,2、避雷针的保护范围 (1)单支避雷针,在高度为 的空间,其保护范围的半径 :,高度影响系数,(2)双支等高避雷针* (3)两支不等高避雷针*,26,二、避雷线(又称
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