城市轨道交通供变电技术 徐亚辉 第五章 接地与过电压保护新.ppt

雷电冲击电流的等值频率很高，接地体自身的电感阻碍电流向远处流动，结果使得接地体得不到充分利用。在冲击电流的作用下，由于接地体本身的电感作用，地网导体上的电位分布很不均匀，离冲击电流注入点愈远的地方，接地体上的电位就愈低，甚至电位为零，其变化规律按指数衰减。因此，接地极在冲击电流作用下，只有电流注入附近一小块范围内的导体起散流作用。不论水平接地网有多大，在冲击电流作用下其散流的有效面积却是一定的，有效面积之外部导体上的冲击电压几乎接近于零。 不同电阻率情况下的有效面积见表5.1。 表5.1 不同电阻率情况下的有效面积 5.5 接地装置及接地电阻要求 接地装置包括接地线的各个组成部分将通过接地故障电流，故应有足够的截面，能够满足接地故障电流的热稳定性要求。 1.在直接接地或小电阻接地系统中，接地线的截面应按照流过接地故障电流进行热稳定校验。钢接地线的短时温度不应超过400oC，铜接地线不应超过450oC。 2.校验不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中接地线的热稳定性时，明敷接地线的长时间温度不应大于150oC，暗敷接地线不应大于100oC。 3.接地线的热稳定校验。根据热稳定条件，接地线的最小截面计算公式如下： S≥ ( 5.5-1) 式中 S ——接地线的最小截面(mm2)； I ——流过接地线的接地故障电流(A)； t ——故障的等效持续时间； C ——接地线材料的热稳定系数。 5.5 接地装置及接地电阻要求 4.根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地装置接地极的截面不宜小于该接地装置接地线截面的75%。 5.自然接地体的热稳定。当采用钢筋混凝土中的钢筋作为自然接地体时，钢筋因流过电流而发热，将降低与混凝土的附着力和钢筋预应力，以致降低其强度和刚度。当温度上升到350oC～400oC时，其附着力被完全破坏，因此也需要校验热稳定。 ·钢筋混凝土中能通过雷电流的钢筋最小截面。 对要求温度值不大于600C，需要验算疲劳的构件为90 mm2；对要求温度值不大于80oC的构件为64 mm2；对无温度要求的构件为54 mm2。 ·对需要短时通过交流接地故障电流的钢筋混凝土中的钢筋。 对要求温度值不大于60oC，需要验算疲劳的构件钢筋截面面积计算公式如下： (5.5-2) 对要求温度值不大于800C的构件钢筋截面面积计算公式如下： (5.5-3) 对无温度要求的构件钢筋截面面积计算公式如下： (5.5-4) 式中S——流过故障工频电流的钢筋最小截面面积( mm2)； I——通过钢筋的故障工频电流(A)； t——故障工频电流通过的时间(s)。 5.5 接地装置及接地电阻要求 二、接地电阻 接地电阻允许值与系统接地方式以及高、中压和低压是否共用接地装置有关。无论主变电所还是其他变电所涉及低压设备的接地问题，各电压等级的接地都是同一个接地装置。 1.电源系统中性点非直接接地 接地装置的接地电阻计算公式如下： (5.5-5) 式中R——考虑到季节变化的最大接地电阻(Ω)； I——计算用的接地故障电流(A)； 接地电阻不应大于4Ω。 5.5 接地装置及接地电阻要求 2.电源中性点直接接地或小电阻接地 接地装置的接地电阻计算公式如下： (5.5-6) 式中R——考虑到季节变化的最大接地电阻(Ω)； I——计算用的接地故障电流(A)。 由于在电源中性点接地情况下，接地故障电流较大，对地电位有较大的抬升；若低压配电系统采用TN接地型式，低压配电设备外壳将有较高的异常电位，应采取总等电位联结措施，消除对人身的伤害。 5.5 接地装置及接地电阻要求 三、接触电压和跨步电压 供电设备发生接地故障时，接地故障电流流过接地装置，在大地表面形成分布电位，地面上距设备水平距离0.8 m处与沿设备外壳垂直距离1.8 m处两点间的电位差，称为接触电位差；人体接触该两点时所承受的电压，称为接触电压。地面上水平距离0.8 m的两点间的电位差，称为跨步电位差；人体两脚接触该两点时承受的电压，称为跨步电压。