电气线路与防雷.pptx
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1、燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心*2配电装置的防雷保护*(1)配电变压器的防雷保护配电装置上的防雷保护重点是配电变压器。其防雷的主要措施是采用阀型避雷器。310kV线路配电变压器防雷保护接线示意 见图83。*防雷保护的装置要求:*避雷器应安装在跌开式熔断器和变压器之间,阀型避雷器要求尽量靠近变压器安装。*避雷器的接地线与变压器低压绕组中性点及变压器金属外壳连接在一起共同接地,这种连接方式称“三位一体”式接地方式。*对于低压侧由架空线路引出的变压器,为了防止低压侧落雷造成绝缘击穿事故,要求在配电变压器低压出线端安装一组低压阀型避雷器。(接线示意图207页)燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心 接地与
2、接零接地与接零一、接地概述一、接地概述 电力系统为了保证电气设备的可靠运行和人身电力系统为了保证电气设备的可靠运行和人身安全、不论在发电、供安全、不论在发电、供(输输)电、变电、配电,都需电、变电、配电,都需要有符合规定的接地,所谓接地就是将供、用电设要有符合规定的接地,所谓接地就是将供、用电设备,防雷装置等的某一部分通过金属导体组成接地备,防雷装置等的某一部分通过金属导体组成接地装置与大地的任何一点进行良好的连接。与大地连装置与大地的任何一点进行良好的连接。与大地连接的点在正常情况下均为零电位。接的点在正常情况下均为零电位。电气设备因绝缘损坏会呈现对地电压的金属部电气设备因绝缘损坏会呈现对地
3、电压的金属部位,均应接地。否则位,均应接地。否则 电气设备一旦漏电将对人有致电气设备一旦漏电将对人有致命危险。命危险。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(1)IT系统是指电源中性点不接地或经足够大阻抗(约1000欧)接地,电气设备的外露可导电部分(如设备的金属外壳)经各自的保护线PE分别直接接地的三相三线制低压配电系统。L1 L2 L3 N Z PE 电力系统接地 外露可导电部分燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(2)TT系统中性点直接接地的低压电网(三相四线制)系统。是应用较广泛的低压配电系统,但在这样的系统中,采用接地保护是我国规程目前不推荐采用的方式,因此,只局限应用于部分公用配电网络中,以
4、及配电变压器容量小,低压馈电线路距离长,采用接零保护不能满足要求时而采用。在这样的电网中,采用保护接地,一般情况下,仅能减轻触电的危险程度。L1 L L1 N N 外露可导电部分 电力系统接地 燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心 接地的电气设备,因绝缘损坏而造成相线与接地的电气设备,因绝缘损坏而造成相线与设备金属外壳接触时,其漏电电流通过接地体向大设备金属外壳接触时,其漏电电流通过接地体向大地呈半球形流散。因为球面积与半径的平方成正比。地呈半球形流散。因为球面积与半径的平方成正比。所以,与半球形面积对应的土壤电阻值,将随着远所以,与半球形面积对应的土壤电阻值,将随着远离接地体而迅速减小。电流在地
5、中流散时,所形成离接地体而迅速减小。电流在地中流散时,所形成的电压降,距接地体越近就越大;距接地体越远越的电压降,距接地体越近就越大;距接地体越远越小。通常当距接地体大于小。通常当距接地体大于20m20m时时.地中电流所产生地中电流所产生的电压降已接近于零值。因此,零电位点通常指远的电压降已接近于零值。因此,零电位点通常指远距接地体距接地体20m20m之外处。但理论上的零电位点将是距之外处。但理论上的零电位点将是距接地体无穷远处。接地体无穷远处。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心 接地装置:接地装置:接地装置:接地装置:是指电气设备接地引下导线和埋入地中的金属接地体组的总和。接地体是指埋入地中直
6、。接地体是指埋入地中直接与土壤接触的金属导体或金属导体组,是接地电流接与土壤接触的金属导体或金属导体组,是接地电流流向土壤的流散件。接地线是指电气设备及需要接地流向土壤的流散件。接地线是指电气设备及需要接地的部位用金属导体与接地体相连接的部分是接地电的部位用金属导体与接地体相连接的部分是接地电流由接地部位传导至大地的途径。流由接地部位传导至大地的途径。接地电阻:接地电阻:接地电阻:接地电阻:接地装置的接地电阻是指接地线电阻,接地体电阻,接地体与土壤之间的过渡电阻和土壤流散电阻的总和。接地短路电流:接地短路电流:接地短路电流:接地短路电流:当电力系统一相故障接地造成系当电力系统一相故障接地造成系
7、统发生短路,这时的接地电流叫接地短路电流。在高统发生短路,这时的接地电流叫接地短路电流。在高压系统中,接地短路电流在压系统中,接地短路电流在500A500A及以下的称小接地及以下的称小接地短路电流系统,大于短路电流系统,大于.500A.500A的,称大接地短路电流系的,称大接地短路电流系统。统。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心 接触电压接触电压:是指人站在漏电设备附近,手触及漏电设备的外壳则人所接触的两点(手与脚)之间的电位差称为接触电压。接触电压的大小与人距离接地短路点有关,人距离接地短路点愈远时,接触电压愈大;人距离接地短路点愈近时,接触电压愈小。跨步电压:跨步电压:是指人体站在有接地短路
8、电流流过的大地上,加于两脚之间的电压差称为跨步电压,人体愈接近接地点(短路接地点)。跨步电压就愈大,人距离接地故障点愈远,跨步电压愈小。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心二、接地作用和接地种类 为保证电力系统及电气设备的正常运行和人身安全的防护接地措施,有工作接地,保护接地,保护接零、重复接地(一)工作接地的应用 电力系统中,电力变压器绕组的中性点接地,避雷器组的引出线端接地等均属于工作接地。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心电力变压器0.4kV电压侧的三相绕组的中性点应进行工作接地其作用如下:1防止高压窜入低压系统的危险:如中性点不进行工作接地,一旦当变压器高低压绕组间绝缘击穿损坏则高电压窜入到
9、低压侧系统中,有可能造成低压电气设备绝缘击穿及人身触电事故。工作接地后,能够有效地限制系统对地电压,减轻高压窜入低压的危险。2减轻一相接地故障时的危险:如果中性点没有进行工作接地,一旦发生一相导线接地故障时,则中性线对地电压变为接近相电压的数值,使所有接零设备的对地电压均接近相电压,触电危险性大。同时其它非接地两相的对地电压也可能接近线电压。使单相触电的危险程度加大燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(=)保护接地的应用:保护接地的应用:保护接地是一种重要的技术安全措施,无论在高压或低压系统,交流或直流系统以及在防止静电方面等,都得到了广泛地应用。在电力系统中,保护接地主要应用于三相三线制电网。在
10、三相三线制中性点不接地系统中。如电气设备因绝缘损坏而使金属外壳带电时,人体误触及该设备外壳,电流就会通过人体与大地和电网之间的阻抗(对地电容和绝缘电阻并联阻抗)够成回路,造成触电危险。在1kV以上三相中性点不接地系统中,一般情况时这个回路电流不大。但是如果电网对地绝缘电阻过低或电网系统很大,线路较长(电容电流)也可能造成触电致命的危险线路对地电容越大,电压越高、触电危险性就越大。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心说明:当采用保护接地措施后,就能将漏电设备的对地电压限制在安全范围内。人误触及漏电设备时,由于人体电阻与接地电阻是并联关系而人体电阻比保护接地电阻大几倍所以,流过人体的电流要比流过保护接
11、地体的电流小几百倍起到安全保护作用。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(三)保护接零的应用:1保护接零在中性点直接接地,电压为380220V的三相四线制配电系统中,得到广泛的应用。它是一种重要的安全技术措施,设计规范规定,在电压为设计规范规定,在电压为1kV及以下的中性点直接接地的电气装置中及以下的中性点直接接地的电气装置中 电气设备的外壳,除另有规定外一定要与电气设备的接地中性点有金属连接,即保护接零。电气设备发生漏电时,通过设备外壳形成相线对零线的单相短路,短路电流使保护装置(熔断器、自动空气开关)动作切断故障设备电流,清除了触电的危险;注:注:保护接零措施只适用于三相四线制中性点直接接地系
12、统。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心1、TN系统电源系统中性点接地,负载设备的外露可导电部份,通过保护线连接到该接地点的低压配电保护接零系统。依据中性线N和保护线PE的不同组合又分为以下三种形式。(1)TNC系统,整个系统内中性线N与保护线PE是合用的,称为保护中性线,简称PEN线。又称三相四线制系统。L1L2L3PE N N PE N PE 电力系统接地 电力系统接地外露可导电部分燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(2)TNS系统,在这种系统中,L1,L2,L3为相线,N为中性线,PE为专用保护线。此系统为三相五线制。根据国家规定建筑施工现场临时用电的电源中性点直接接地的电力线路中,必须采用T
13、NS系统。L1 L2 L3 N PE N PE PE 电力系统接地 外露可导电部分燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(3)TNCS系统在这种系统中,一部分中性线预保护线合用,一部分分开。习惯称为局部三相五线制系统。L1 L2 L3 PEN N PE PE 电力系统接地 外露可导电部分 燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心2采用保护接零时,采用保护接零时,零线在规定的位置必须进行重复接地;3采用保护接零时,采用保护接零时,应确保零线连接不中断,零线上不得装接开关或熔断器。4采用保护接零时采用保护接零时,接地线和零线在短路电流下,应符合热稳定的要求三相四线系统主干零线的截面不得小于相线截面的二分之一燕山
14、仿真培训中心燕山仿真培训中心 5接至用电设备的保护零线应有足够的机械强度,应尽量按IEC标准选择零线的截面和材质,架空敷设的保护零线应选用截面不小于10m的铜芯线,穿管敷设的保护零线应选用截面不小于4m的铜芯线,若采用铝芯线截面应按高一等级选择。6为提高保护接零的可靠性,有条件的应采用IEC标准中TNS系统接零保护方式,即将380220V电系统中的工作零线(中线)和保护零线分开,采用三相五线制供电方式,将电气设备的外壳和专用保护零线相连接。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心 7在同一台变压器供电的三相接零保护系统中。不允不允许将一部分电气设备的接地部位采用保护接零许将一部分电气设备的接地部位采用
15、保护接零。而将另而将另一部分电气设备的接地部位采用保护接地一部分电气设备的接地部位采用保护接地。因为,在同一个接零系统中,若采用保护接地的设备,一旦发生绝缘损坏而漏电时(熔丝未及时熔断),接地电流通过大地与变压器工作接地形成回路,使整个零线上出现危险电压。从而使所有采用保护接零的电气设备的接地部位电位升高,威胁人身的安全 8单相三线式插座上的保护接零端,在接用零线保护时,不准许与工作零线端相封接不准许与工作零线端相封接。工作零线与保护零线应分别敷设。这样,可以防止零线与相线偶然接反时发生电气设备金属外壳的带电危险,也可防止零线松脱断落时使电气设备金属外壳有带电危险。燕山仿真培训中心燕山仿真培训
16、中心(四)重复接地的应用 在采用接零保护的系统中将零线的一处或多处通过接地装置与大地做再次连接,称为重复接地。重复接地是确保接零保护安全、可靠的重要措施。其作用如下:1降低漏电设备金属外壳的对地电压,当用电设备因绝缘损坏而漏电时,由于采用重复接地就减少了通过零线的短路电流,降低了零线阻抗电压降,即降低了漏电设备对地电压,减轻了触电的危险。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心2减轻零线发生断线故障时的触电危险。采用接零保护的用电设备,当零线一旦发生断线故障时,则断线故障点之后采用接零保护的用电设备,实际上已失去接零保护的作用。一旦某一设备发生碰壳漏电故障,使所有接零设备的金属外壳带电。对地电压接近于
17、相电压,严重威胁人身安全。零线采用重复接地,那么零线断线故障点之后的用电设备,仍有相当保护接地的安全措施。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心3减轻零线断线时,由于三相负荷不平衡造成中性点严重位移,使负荷中性点出现对地电压。在中性点直接接地的系统中,规程规定,由于三相负荷不平衡由于三相负荷不平衡引起的中性线电流,一般不得超过变压器额定电流的引起的中性线电流,一般不得超过变压器额定电流的25,在正常零线完好的情况下,零线起到平衡电位的作用,三相不平衡电流,只在零线上产生很少的电压降,中性点对地电位很低。当零线发生断线时,三相不平衡电路无路可回,中性点向负荷大的方向偏移,三相负荷电压不平衡,零线可能呈
18、现对地电压电压之大小与三相负荷程度成正比,若极端不平衡时,其对地电压将达到造成使人身触电危险的数值。采用重复接地后一旦零线断线时,三相不平衡电流经重复接地与电源构成回路。因此就能减轻中性点位移所造成的危险。燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心三、应接地、接零的设备应接地、接零的设备(一)变压器、电机、电器,携带或及移动式用 电器具等的底座和外壳;(二)电气设备的传动装置;(三)互感器的二次绕组;(四)配电屏与控制屏的框架;(五)屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构,以及靠近带电部分的金属围栏和金属门;燕山仿真培训中心燕山仿真培训中心(六)交、直流电力电缆接线盆,终端盒的外壳和电缆外皮、穿线的钢
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