电力工程基础 教学课件 作者 卢芸第7章 接地与防雷.pptxVIP

电力工程基础第7章　接地与防雷第7章　接地与防雷7.1　接地与接零7.2　接地电阻的计算7.3　雷与防雷7.4　架空线的防雷保护7.5　变配电所的防雷保护7.1　接地与接零7.1.1　接地与接零的有关概念7.1.2　接地与接零的目的和作用7.1.1　接地与接零的有关概念1.“地”和对地电压2.接地和接地装置3.接触电压和跨步电压4.零线与接零1.“地”和对地电压图7-1　接地电流和对地电压2.接地和接地装置设备的某部分与土壤之间作良好的电气连接，叫做“接地”。与土壤直接接触的金属物体叫接地体。连接接地体及设备接地部分的导线，叫做接地线。接地线和接地体合称为接地装置。3.接触电压和跨步电压图7-2　接触电压和跨步电压示意图3.接触电压和跨步电压图7-3　环形接地体及其电位分布a)环形接地体　b)电位分布4.零线与接零零线就是由发电机和变压器中性点引出的、接了地的中性线。设备的某部分直接与零线相连接，叫做接零。7.1.2　接地与接零的目的和作用1.工作接地2.保护接地3.保护接零1.工作接地工作接地是指人为地将电力系统或电气设备的中性点(如发电机、变压器的中性点)直接或经消弧线圈与大地作金属性的连接。在高压或超高压电力系统中，一般只采用中性点直接接地方式，即为大电流接地系统，其目的是为了降低电气设备的绝缘水平，防止系统发生接地故障后引起的过电压。我国在110kV以上的电力系统中，均采用中性点直接接地方式。2.保护接地图7-4　保护接地3.保护接零图7-5　保护接零3.保护接零保护接零是指在1000V以下的中性点直接接地系统中，将变压器中性线直接与其接地的中性点连接起来，并将电气设备的外壳均直接接到中性线上。保护接零如图7-5所示，当某一相绝缘损坏使相线碰壳时，故障相导线、设备外壳、零线及变压器绕组形成闭合回路，短路电流足以使线路上的保护装置(如熔断器)动作。在发生碰壳短路故障的瞬间，即使人体触及外壳，流过人体的电流因其自身阻值较大而分流小，也有利于保证人身的安全。为了提高安全程度，还必须采用重复接地。所谓重复接地是指系统中除在中性点处作工作接地外，在中性线上的一处或多处采用重复与大地接触的方式。当发生碰壳或接地短路时，可降低中性线的对地电压，起到电位平衡的作用。7.2　接地电阻的计算7.2.1　各种接地电阻值的规定7.2.2　人工接地装置工频接地电阻的计算7.2.1　各种接地电阻值的规定从原则上讲，接地电阻值越小，则接触电压和跨步电压就越低，对人身越安全；但若要求接地电阻越小，则人工接地装置的投资也就越大，而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。为此，在有条件的地方，可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体。由于人工接地装置与自然接地体是并联关系，从而可使人工接地装置的接地电阻减小，使工程投资降低。通常，电力系统在不同情况下对接地电阻的要求是不同的。表7-1给出了电力系统不同接地装置所要求的接地电阻值。7.2.1　各种接地电阻值的规定表7-1　电力系统不同接地装置的接地电阻值7.2.1　各种接地电阻值的规定表7-1　电力系统不同接地装置的接地电阻值7.2.2　人工接地装置工频接地电阻的计算1.垂直埋设的接地体电阻2.水平埋设的接地体电阻3.复合接地体的接地电阻1.垂直埋设的接地体电阻图7-6　单根接地体与n根垂直接地体的利用系数a)单根垂直接地体　b)排列成行时的利用系数　c)环形排列时的利用系数2.水平埋设的接地体电阻表7-2　水平接地体结构型式的屏蔽系数3.复合接地体的接地电阻7.3　雷与防雷7.3.1　雷电的形式及其危害性7.3.2　防雷装置7.3.3　防雷装置接地电阻的计算7.3.1　雷电的形式及其危害性雷电的危害性主要表现在以下几个方面： 1)雷电的机械效应——击毁杆塔和建筑，伤害人畜；2)雷电的热效应——烧断导线，烧毁设备，引起火灾；3)雷电的电磁效应——产生过电压，击穿电气绝缘，甚至引起火灾和爆炸，造成人身伤亡；4)雷电的闪络放电——引起绝缘子烧坏、开关跳闸、线路停电或引起火灾等。7.3.2　防雷装置1.避雷针2.避雷线3.避雷器4.消雷器1.避雷针避雷针的作用是它能对雷电场产生一个附加电场(这是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的)，使雷电场畸变，而将雷云的放电通路吸引到避雷针本身，并由它及与它相连的引下线和接地体将雷电流安全导入大地，使附近建筑物和设备免受直接雷击。避雷针的保护范围用滚球法确定。1.避雷针图7-7　单支避雷针的保护范围1.避雷针图7-8　双支等高避雷针的保护范围2.避雷线图7-9　单根避雷线的保护范围a)当h小于2但大于时　b)当h小于或等于时3.避雷器(1)保护间隙　它是最为简单经济的防雷设备。(2)管式避雷器　它是由产气管、内部间隙