过电压保护与接地(二)-图文

过电压保护与接地(二)_图文.ppt第三节过电压保护设备（P178）为电气设备免遭过电压损坏，可以采用避雷器进行保护。避雷器类型：保护间隙、管型避雷器阀型避雷器普通阀型避雷器（FZ、FS型）、磁吹阀型避雷器（FCZ、FCD型）氧化锌避雷器。避雷器工作原理：避雷器与被保护设备并联安装，正常持续工作电压下保持绝缘状态；过电压的作用时，避雷器动作，雷电流通过避雷器泻入大地，作用在被保护设备上的电压低于其冲击耐压；过电压消失后，避雷器自动、迅速切断工频续流，应能迅速恢复正常工作状态。一、保护间隙、管型避雷器保护间隙、管型避雷器（又称排气式避雷器）都是纯气隙避雷器，其优点是结构简单、价格低廉；主要缺点是熄弧能力低，与被保护设备的伏秒特性不易配合，动作后产生截波，不能保护带绕组的设备，往往需要与其它保护措施配合使用。保护间隙结构管型避雷器结构二、阀式避雷器普通阀式避雷器，主要由多个平板型火花间隙、低温阀片、（并联分路电阻）、瓷套、均压环等组成工作原理（P180）普通阀式避雷器热容量有限，不能用于内过电压保护,只宜做外部过电压保护。例：普通阀型避雷器由于阀片热容量有限，所以只允许在(A)下动作。

A.大气过电压

B.操作过电压

C.谐振过电压1—间隙2—阀片3—非线性并联电阻4—黄铜电极5—云母片（0.5mm厚）6—并联电阻7—间隙电容阀式避雷器的结构普通阀式避雷器的阀片是用电工金刚砂（SiC）细粒和结合剂（水玻璃等）制成的圆盘在高温下烧制而成。阀片的电阻是非线性的，其伏安特性可表示为：u=ciα

式中c为材料常数，与阀片的材料和尺寸有关；α是阀片的非线性系数，小于1(0.2左右)。FZ型普通阀型避雷器的每个标准间隙组的侧面并有两个串联的半环性非线性分路电阻，间隙上的电压分布主要由分路电阻的阻值来决定，适用于变电站设备的保护。FS型普通阀型避雷器间隙上没并联分路电阻，性能较FZ型差，结构简单、体积小，适用于配电设备保护。例.与FZ型避雷器相比，FS型避雷器具有（B）特点。A

残压低

B

体积小

C

有均压电阻三、磁吹阀型避雷器磁吹避雷器主要由磁吹间隙、照射装置、高温阀片、防爆装置、并联分路电阻、瓷套、均压环等组成.磁吹避雷器采用磁吹放电间隙。利用磁场使电弧加快运动来加强弧柱的去游离作用，以提高间隙的灭弧能力。间隙通常有电弧旋转式和电弧拉长式两种。磁吹避雷器适用于工频续流比较大（峰值超过80A）场合。磁吹线圈的工作原理磁吹间隙的磁场是由与间隙串联的磁吹线圈产生，工作原理如图：磁吹避雷器有FCZ型和FCD型两种，FCZ型主要用于35kV及以上电压的变电站中，也可兼作某些内过电压的后备保护；FCD型的部分间隙带有并联电容，用于保护旋转电机。四、金属氧化物避雷器（压敏避雷器）金属氧化物的阀片（MOV）以氧化锌为主掺以微量的氧化铋、氧化钴、氧化锰等添加剂制成.基本特性:在正常工作电压下，其阻值很大，通过的漏电流很小（μA级,不超过1mA），而在过电压的作用下，阻值会急剧变小。可用于防止雷电过电压及内部过电压氧化锌避雷器工作原理：p180-181正常工频电压下，呈绝缘状态；过电压时，呈低阻状态；待过电压结束后，继续保持绝缘状态例：（

C.D

）可以作为电气设备的内过电压保护。

A、FS阀型避雷器

B、FZ阀型避雷器

C、磁吹阀型避雷器

D、金属氧化物避雷器2.优点与碳化硅避雷器相比，氧化锌避雷器具有以下一些优点：①结构简单，并具有优异的保护特性。②耐重复动作能力强。③通流容量大。④造价较低，技术经济效益显著。六、 防雷接地和线路接地装置

（一）接地分类可分为如下四种：工作接地、保护接地、防雷接地、静电接地1.工作接地其作用为稳定电网对地电位，从而可以使对地绝缘降低，还可以使对地绝缘闪络或击穿时容易查出，以及有利于实现继电保护措施等。例如将三相系统的中性点接地。接地电阻为0.5到10欧。一般低压电力设备为小于4欧。并列运行发电机、变压器电力设备总容量不超过100kVA时，不超过10欧。2.保护接地为了人身安全将高压电气设备的金属外壳（包括电缆外皮）接地。高压设备接地保护要求的接地电阻为1到10欧。3.防雷接地为了让强大的雷电流安全导入地中，以减少雷电流流过时引起的电位升高，电阻值为1到30欧。例如避雷针的接地。4.静电接地为释放静电电荷、防止静电危险而设置的接地。接地电阻要求小于30欧。如易燃油、天然气罐、管道的接地。（二）接地体接地体分为自然接地体与人工接地体。接地体包括水平接地体、垂直接地体、水平接地网、复合（立体）接地网和引外接地体等。（三）接地电阻接地电阻是电流I经接地电极流入大地时接地电极的电位U和电流I的比值。R=U/I接地电阻更确切的定义为接地阻抗，是大地阻抗效应的总和。一般分为工频接地电阻和冲击接地电阻工频接地电阻常用的测量方法有：1.利用接地电阻测试仪的测量法2.电流表-电压表法3.钳形接地测试仪测量法（不用辅助电极、不用断开试极导线）接地电阻的大小主要由土壤电阻率、接地极尺寸、形状、埋入深度、接地线与接地体的连接情况决定。由于接地线和接地体的电阻相对较小，可以认为工频接地电阻主要是指接地体的流散电阻。接地电阻测试仪的测量法常用的接地电阻测试仪有：ZC-8型、ZC-29型倍率盘、旋钮测量刻度盘检流计指针接电流探针接电压探针接接地体检流计零位调整器发电机摇柄测量接线图（两种情况）1.一般情况下测量接线2.测量小接地电阻时的接线连片断开连片相连长线（40m）短线(20m)探针试验导线一(20m，红)1.5以上软铜线（绝缘无破损）

垂直插入土中ZC—8(29)型测试仪测量简单接地体接地电阻操作程序(1)使被接地极E′、电位探测针P′和电流探测针C′，依直线彼此相距20m插入地中，且电位探测针P′插于接地极E′和电流探测针C′之间。(2)用专用导线将各极与测试仪的相应端子连接，即E′接E、P′接P和C′接C。(3)将仪表放于水平位置，检查检流计的指针是否指于中心线上(即零线)，否则可用零位调整器将其调正指于中心线。(4)测量开始，先将倍率开关S置于最大倍率，慢慢转动发电机的手柄，同时旋动“测量标度盘”使检流计的指针指于中心线。然后逐渐加快手柄的转速，使其达到120r/min以上，调整“测量标度盘”使指针指于中心线上。(5)如“测量标度盘”的读数小于1时，应将“倍率开关”置于较小倍数，再重新调整“测量标度盘”，以得到正确读数。(6)用“测量标度盘”的读数乘以倍率标度的倍数，即为所测的接地电阻值。ZC—8(29)型测试仪测量中的注意事项(1)当检流计的灵敏度过高时，可将电位探测针插入土壤的深度浅一些；当检流计灵敏度不够时，可沿电位探测针和电流探测针注水，使其所接触的土壤湿润。(2)当用0～1/10/100Ω规格的测试仪(具有4个端钮)测量小于1Ω的接地电阻时，应将C2、P2间连片打开，分别用导线联接到被测接地体上，且P2接在靠近接地体一端,以消除测量时连接导线电阻的附加误差。(3)应避免在雨后立即测量接地电阻。为了保证四季中接地电阻均能符合要求，最好在条件最差的季节进行测量,即土壤干燥时进行。（土壤干燥系数修正见实操教材P184）(4)测量时应将接地装置与避雷线断开。(5)电流极、电压极应布置在与线路或地下金属管道垂直的方向上。（四）冲击接地电阻对防雷起作用的是冲击接地电阻Rch 与工频电阻相比有两点区别：一是由于雷电流相当于高频，接地体的电感效应将使伸长接地体在雷电流作用下呈现较大的阻抗；二是由于雷电流幅值很大，接地体的电位很高，其周围土壤中的电场强度将大大超过土壤的耐压强度，在接地体周围的土壤中会产生强烈的火花放电。经验公式为β、m是与接地体形状有关的系数；I为通过每根接地体的雷电流幅值；ρ为土壤电阻率；l为棒或带的长度，或圆环接地体的圆环直径。也可由相关实验曲线查得。第四节变电所的防雷保护变电所遭受的雷害有：直击雷雷电波侵入主要的保护措施：直击雷避雷针、避雷线雷电波侵入避雷器1.变电所的直击雷过电压保护——避雷针（1）变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针或避雷线。（2）为保护其他设备而装设的避雷针，不宜装在独立的主控制室和35kV及以下变电所的屋顶上。但采用钢结构或钢筋混凝土结构等有屏蔽作用的建筑物的车间变电所可不受此限制。雷电活动特殊强烈地区的控制室和配电装置室宜设直击雷保护装置。

（3）独立避雷针、避雷线与配电装置带电部分间的空气中距离以及独立避雷针、避雷线的接地装置与接地网间的地中距离。a)独立避雷针与配电装置带电部分、发电厂和变电所电气设备接地部分、架构接地部分之间的空气中距离，应符合下式的要求：Sa≥0.2Ri＋0.1hSa≥5m式中：Sa——空气中距离，m；

Ri——避雷针的冲击接地电阻，Ω；

h——避雷针校验点的高度，m。b)独立避雷针的接地装置与发电厂或变电所接地网间的地中距离，应符合下式的要求：Se≥0.3Ri

Se≥3m式中Se——地中距离，m。（４）独立避雷针(线)宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区，其接地电阻不宜超过10Ω。当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。独立避雷针不应设在人经常通行的地方，避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m，否则应采取均压措施，或铺设砾石或沥青地面，也可铺设混凝土地面。

2.变电所的进线段保护——避雷器（1）变电所应采取措施防止或减少近区雷击闪络。未沿全线架设避雷线的35kV～110kV架空送电线路，应在变电所1km～2km的进线段架设避雷线。35kV～110kV线路在1km～2km进线保护段范围内的杆塔耐雷水平应该符合要求。进线保护段上的避雷线保护角宜不超过20°，最大不应超过30°。在靠近隔离开关或断路器处装设一组排气式避雷器FE，以可靠地保护断开状态的隔离开关或断路器（２）变电所的35kV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设阀式避雷器，其接地端应与电缆金属外皮连接。对三芯电缆，末端的金属外皮应直接接地图a)；对单芯电缆，应经金属氧化物电缆护层保护器(FC)或保护间隙(FG)接地图b)。（3）35kV小容量变电所的简化进线保护①3150kVA～5000kVA的变电所35kV侧，可根据负荷的重要性及雷电活动的强弱等条件适当简化保护接线，变电所进线段的避雷线长度可减少到500m～600m，但其首端排气式避雷器或保护间隙的接地电阻不应超过5Ω(如下图)。②小于3150kVA供非重要负荷的变电所35kV侧，根据雷电活动的强弱，可采用图(a)的保护接线；容量为1000kVA及以下的变电所，可采用图(b)的保护接线。

③小于3150kVA供非重要负荷的35kV分支变电所，根据雷电活动的强弱，可采用下图的保护接线。(a)分支线较短时的保护接线；(b)分支线较长时的保护接线（４）变电所的3kV～10kV配电装置(包括电力变压器)，应在每组母线和架空进线上装设阀式避雷器(分别采用电站和配电阀式避雷器)，并应采用下图所示的保护接线。母线上阀式避雷器与主变压器的电气距离不应超过相关规定（理论教材Ｐ176）。１２３４１５２０２５３０例：3~10KV变电所必须在（）装设避雷器。A

母线

B

架空进线

C

变压器

D

开关A.B３．变压器中性点保护（1）直接接地系统中的中性点不接地的变压器，如中性点采用分级绝缘且未装设保护间隙，应在中性点装设雷电过电压保护装置，且宜选变压器中性点金属氧化物避雷器。如中性点采用全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行，也应在中性点装设雷电过电压保护装置。例：在中性点直接接地系统中，中性点不接地变压器一般不装设中性