高电压技术1防雷装置接地课件

1、高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件1.n富兰克林于富兰克林于1750年发年发明避雷针。明避雷针。n避雷针的发明不仅是使避雷针的发明不仅是使人类生活上免除了自然人类生活上免除了自然灾害，而且在哲学上和灾害，而且在哲学上和科学上也是一件大事科学上也是一件大事n单根避雷针的保护范围单根避雷针的保护范围 高电压技术1防雷装置接地课件避雷针的保护范围高电压技术1防雷装置接地课件避雷针的保护范围高电压技术1防雷装置接地课件避雷针的保护范围高电压技术1防雷装置接地课件2. 高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件高

2、电压技术1防雷装置接地课件线路的保护角高电压技术1防雷装置接地课件防雷装置防雷装置- -避雷器避雷器高电压技术1防雷装置接地课件1 1 避雷器的发展概况避雷器的发展概况u避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电器设备操作引起的内部过电压的一种电器设备u避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一种放电器，并联连接在被保护设备附近，当作用种放电器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压的发展，

3、从而保护了其他电气设备限制了过电压的发展，从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏免遭击穿损坏高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件避雷器保护作用原理示意 高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件避雷器的基本要求：高电压技术1防雷装置接地课件 避雷器与电气设备的伏秒特性配合图高电压技术1防雷装置接地课件开发年代开发年代保护装置类型保护装置类型19世纪世纪70 80年代年代棒型放电间隙和熔丝棒型放电间隙和熔丝19世纪末世纪末角形保护间隙，防止雷击损坏设备绝缘而角形保护间隙，防止雷击损坏设备绝缘而造成事故造成事故20世纪世纪20年代年代铝避雷

4、器，氧化膜避雷器铝避雷器，氧化膜避雷器20世纪世纪30年代年代管式避雷器，主要用于发电厂、变电所进线和线路的保护管式避雷器，主要用于发电厂、变电所进线和线路的保护20世纪世纪40年代年代SiC避雷器，用于交直流系统发变电设备的保护，避雷器，用于交直流系统发变电设备的保护，40年代年代至至50年代迅速发展，并一直应用至今年代迅速发展，并一直应用至今20世纪世纪50年代年代SIC磁吹避雷器，复合式避雷器磁吹避雷器，复合式避雷器20世纪世纪60年代年代ZnO压敏电阻，用于电子设备的保护压敏电阻，用于电子设备的保护20世纪世纪70年代年代ZnO避雷器，用于交直流电力系统发、变电设备的保护，避雷器，用于

5、交直流电力系统发、变电设备的保护，正逐渐取代正逐渐取代SiC避雷器避雷器20世纪世纪80年代年代合成绝缘合成绝缘ZnO避雷器，用于发、变电设备保护外，还包括避雷器，用于发、变电设备保护外，还包括线路防雷及深度限制操作过电压等线路防雷及深度限制操作过电压等避雷器发展经历：从放电间隙到氧化锌避雷器高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件灭弧工频放切UUK续雷续雷灭弧残IICICIUKbU高电压技术1防雷装置接地课件2.氧化锌避雷器氧化锌避雷器 高电压技术1防雷装置接地课件ZnO非线性电阻片（非线性电阻片（ MOV ）的基本构成）的基本构成高电压技术1防雷

6、装置接地课件ZnO阀片的非线性阀片的非线性UI 特性特性根据作用电场强度的大小可分为三个区域根据作用电场强度的大小可分为三个区域高电压技术1防雷装置接地课件 高电压技术1防雷装置接地课件AEJ CIU 非线性系数高电压技术1防雷装置接地课件非线性系数高电压技术1防雷装置接地课件氧化锌避雷器的基本工作原理氧化锌避雷器的基本工作原理u氧化锌避雷器（氧化锌避雷器（MOA）是将相）是将相应数量的氧化锌电阻片（应数量的氧化锌电阻片（MOV）密封在瓷套或其他绝缘体内而组密封在瓷套或其他绝缘体内而组成成u无间隙无间隙MOA高电压技术1防雷装置接地课件 ZnO高电压技术1防雷装置接地课件 高电压技术1防雷装置

7、接地课件高电压技术1防雷装置接地课件 高电压技术1防雷装置接地课件 复合外套复合外套ZnO避雷器避雷器高电压技术1防雷装置接地课件 复合外套复合外套ZnO避雷器的优点避雷器的优点u具有具有ZnO避雷器的所有优点避雷器的所有优点: : 残压低，保护优异；泄漏电流小；通流容量大，残压低，保护优异；泄漏电流小；通流容量大，吸收过电压能量的能力强吸收过电压能量的能力强u消除了避雷器内部受潮的隐患消除了避雷器内部受潮的隐患u从根本上消除避雷器裙套爆炸的危险从根本上消除避雷器裙套爆炸的危险u重量轻，体积小，扩大了避雷器的使用范围重量轻，体积小，扩大了避雷器的使用范围u耐污性能好耐污性能好u散热特性好散热特

8、性好u制造工艺简单制造工艺简单高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件防雷装置防雷装置- -电力系统接地技术电力系统接地技术高电压技术1防雷装置接地课件一. 接地分类1.工作接地工作接地n交流电力系统根据中性点是否接地而分为中性点接交流电力系统根据中性点是否接地而分为中性点接地系统和中性点绝缘系统，另外还有中性点通过电地系统和中性点绝缘系统，另外还有中性点通过电阻或电感接地的中性点非有效接地系统阻或电感接地的中性点非有效接地系统n定义：定义：我国在我国在110 kV及以上的电力系统中多采用中及以上的电力系统中多采用中性点接地的运行方式，其目的是为了降

9、低电力设备性点接地的运行方式，其目的是为了降低电力设备的绝缘水平的绝缘水平n目的：降低作用在设备绝缘上的电压，因此设备的目的：降低作用在设备绝缘上的电压，因此设备的绝缘水平也可以降低，即达到缩小设备绝缘尺寸、绝缘水平也可以降低，即达到缩小设备绝缘尺寸、降低设备造价的目的降低设备造价的目的n在正常情况下，流过接地装置的电流为系统的不平在正常情况下，流过接地装置的电流为系统的不平衡电流，而在系统发生短路故障时将有数十千安的衡电流，而在系统发生短路故障时将有数十千安的短路电路流过接地装置，持续时间短路电路流过接地装置，持续时间0.5s左右左右高电压技术1防雷装置接地课件n在两线一地的双极直流输电系统

10、中，有时也将中性点在两线一地的双极直流输电系统中，有时也将中性点接地。中性点接地后，可以利用大地作为回路，采用接地。中性点接地后，可以利用大地作为回路，采用单极运行方式。采用单极运行方式时，数千安的电流单极运行方式。采用单极运行方式时，数千安的电流将长期流过接地装置，这时接地装置的电化学腐蚀是将长期流过接地装置，这时接地装置的电化学腐蚀是一个特别应当注意的问题一个特别应当注意的问题n对于配电系统，降压变压器用来联接高压系统和低压对于配电系统，降压变压器用来联接高压系统和低压系统，根据变压器中性点是否接地可分为接地系统和系统，根据变压器中性点是否接地可分为接地系统和非接地系统非接地系统高电压技术

11、1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件2.保护接地保护接地n在电气设备发生故障时，电气设备的外壳将带电，在电气设备发生故障时，电气设备的外壳将带电，如果这时人接触设备外壳，将产生危险。因此为了如果这时人接触设备外壳，将产生危险。因此为了保证人身安全，所有电气设备的外壳必须接地，这保证人身安全，所有电气设备的外壳必须接地，这种接地称为保护接地种接地称为保护接地n当电气设备的绝缘损坏而使外壳带电时，流过保护当电气设备的绝缘损坏而使外壳带电时，流过保护接地装置的故障电流应使相应的继电保护装置动作，接地装置的故障电流应使相应的继电保护装置动作，切除故障设备，另外也可以通过降低接地电阻保证切除故

12、障设备，另外也可以通过降低接地电阻保证外壳的电位在人体安全电压值之下，从而避免因电外壳的电位在人体安全电压值之下，从而避免因电气设备外壳带电而造成的触电事故气设备外壳带电而造成的触电事故高电压技术1防雷装置接地课件3.防雷接地防雷接地n为了防止雷电对电力系统及人身安全的危害，一般为了防止雷电对电力系统及人身安全的危害，一般采用避雷针、避雷线及避雷器等雷电防护设备采用避雷针、避雷线及避雷器等雷电防护设备n雷电防护设备都必须与合适的接地装置相连，以将雷电防护设备都必须与合适的接地装置相连，以将雷电流导入大地，这种接地称为防雷接地雷电流导入大地，这种接地称为防雷接地n流过防雷接地装置的雷电流幅值很大

13、，可以达到数流过防雷接地装置的雷电流幅值很大，可以达到数百千安，但持续的时间很短，一般只有数十微秒百千安，但持续的时间很短，一般只有数十微秒 高电压技术1防雷装置接地课件4.4.信号参考地信号参考地为电子设备提供信号参考点为电子设备提供信号参考点高电压技术1防雷装置接地课件二. 接地电阻的定义及特性n接地电阻为接地体的地电位升与通过接地体流入地接地电阻为接地体的地电位升与通过接地体流入地中电流的比值。它与土壤特性及接地体的几何尺寸中电流的比值。它与土壤特性及接地体的几何尺寸有关。接地体的接地电阻可以通过求解电流场得到有关。接地体的接地电阻可以通过求解电流场得到n电流流经接地体向地中散流时所遇到

14、的土壤电阻为电流流经接地体向地中散流时所遇到的土壤电阻为散流电阻，通常所说的接地电阻包括接地引线的电散流电阻，通常所说的接地电阻包括接地引线的电阻、接地引线与接地装置的接触电阻、接地体本身阻、接地引线与接地装置的接触电阻、接地体本身的电阻、接地体和土壤间的接触电阻及土壤的散流的电阻、接地体和土壤间的接触电阻及土壤的散流电阻。因为散流电阻比其它四种电阻大得多，因此电阻。因为散流电阻比其它四种电阻大得多，因此可以近似地认为接地电阻等于散流电阻可以近似地认为接地电阻等于散流电阻高电压技术1防雷装置接地课件n通常通过求解恒定电流场分析得到的接地装置的通常通过求解恒定电流场分析得到的接地装置的电阻为土壤

15、的散流电阻，即一般计算公式计算得电阻为土壤的散流电阻，即一般计算公式计算得到的接地电阻只是接地装置周围土壤的散流电阻到的接地电阻只是接地装置周围土壤的散流电阻n实际测量得到的接地电阻一般都比计算结果大，实际测量得到的接地电阻一般都比计算结果大，这是因为实际的接地装置与土壤的接触毕竟不是这是因为实际的接地装置与土壤的接触毕竟不是面接触，而是点接触，二者之间存在一定的接触面接触，而是点接触，二者之间存在一定的接触电阻，特别是在岩石地区，接触电阻有时是比较电阻，特别是在岩石地区，接触电阻有时是比较大的。接触电阻是一个不定值，它与施工时的压大的。接触电阻是一个不定值，它与施工时的压紧程度、土壤的颗粒状

16、况及潮湿程度等有关，但紧程度、土壤的颗粒状况及潮湿程度等有关，但接触电阻在计算公式中是很难反映的接触电阻在计算公式中是很难反映的 高电压技术1防雷装置接地课件rIv200000021rCQvdsDvdsvvdsvIvRsnss高电压技术1防雷装置接地课件三. 接地电阻计算n垂直接地体垂直接地体)(4ln2dllR利用系数nRR高电压技术1防雷装置接地课件n水平接地体水平接地体)(Lln22AdhLR高电压技术1防雷装置接地课件n 输电线路的防雷接地（需要人工接地）输电线路的防雷接地（需要人工接地）高电压技术1防雷装置接地课件n 接地网接地网)(2SR高电压技术1防雷装置接地课件工频冲击RR高电

17、压技术1防雷装置接地课件工工频频冲冲击击冲冲击击系系数数RR 1 1 高电压技术1防雷装置接地课件五. 接地的功能 功能功能1：n 降低电力设备绝缘水平n 确保电力系统安全运行：输电线路杆塔接地装置的接地电阻输电线路杆塔接地装置的接地电阻必须降低到一定值，以降低雷击输电线路杆塔时的塔顶电位与必须降低到一定值，以降低雷击输电线路杆塔时的塔顶电位与导线的电位差小于绝缘子串的导线的电位差小于绝缘子串的50%冲击放电电压来保证线路的冲击放电电压来保证线路的正常运行正常运行n 确保人身安全n当电气设备绝缘损坏或老化而使外壳带电时，保护接地当电气设备绝缘损坏或老化而使外壳带电时，保护接地能够保证接触设备外

18、壳的人员的人身安全能够保证接触设备外壳的人员的人身安全n另外发变电站接地装置通过降低接地电阻和采取均压措另外发变电站接地装置通过降低接地电阻和采取均压措施来保证接触电压和跨步电压满足人身安全要求施来保证接触电压和跨步电压满足人身安全要求高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件功能功能2：n 检测接地故障n近年来为了保证人身和财产安全，低压线路采用漏电断近年来为了保证人身和财产安全，低压线路采用漏电断路器等各种故障保护装置。如果线路的一点产生接地故路器等各种故障保护装置。如果线路的一点产生接地故障，为了使保护装置动作，则必须产生足够大的接地故障，为了使保护装置动作，则必须产生足够

19、大的接地故障电流。为确保满足该条件，则在降压变压器二次侧中障电流。为确保满足该条件，则在降压变压器二次侧中性点接地，该接地可以称为接地故障检测用的接地性点接地，该接地可以称为接地故障检测用的接地n对中性点接地的线路，如果电气设备外壳不接地，当由对中性点接地的线路，如果电气设备外壳不接地，当由于绝缘破坏等原因使设备外壳带电时，通过杂散电容构于绝缘破坏等原因使设备外壳带电时，通过杂散电容构成回路产生的电流将不足以使保护设备可靠动作，因此成回路产生的电流将不足以使保护设备可靠动作，因此应将设备外壳接地应将设备外壳接地高电压技术1防雷装置接地课件高电压技术1防雷装置接地课件功能功能3：n功能接地功能接地n有些设备在功能上即有加以接地的必要性。例如阴极有些设备在功能上即有加以接地的必要性