贵州盈德--防雷及接地

1、防雷与接地防雷与接地主要内容：主要内容： 过电压、防雷装置、防雷措施接地基本知识、接地装置设计重点内容：重点内容： 防雷装置、防雷措施 接地的有关概念、接地电阻计算防雷与接地防雷与接地第一节 过电压与雷电知识过电压与雷电知识 第二节 防雷装置防雷装置 第三节 防雷措施防雷措施 第四节 接地装置接地装置第五节第五节 接地电阻接地电阻思考题与习题思考题与习题第一节 过电压与雷电知识过电压与雷电知识 内部过电压内部过电压 外部过电压外部过电压（雷电过电压（雷电过电压 ）（大气过电压（大气过电压 ）直击雷直击雷过电压过电压感应雷感应雷过电压过电压雷电侵入波雷电侵入波过电压过电压一、过电压的类型：一、过

2、电压的类型： 操作过电压操作过电压谐振过电压等谐振过电压等 1、内部过电压n系统中磁能和电能之间的转化，或能量通过电容的传递，以及线路参数选择不当，致使在工频电压或高次谐波电压下发生谐振等产生的过电压，都称之为内部过电压。n由于操作而引起的内部过电压，也称为操作过电压。n由于电源设备运行情况的变化，如不对称短路等也会引起内部过电压。n运行经验证明，内部过电压一般不会超过系统正常运行时相对地额定电压的 34倍，因此对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。 2、大气过电压大气过电压系指供电系统的电气设备和地面构筑物因雷电而产生的过电压，又称外部过电压。 大气过电压的电压幅值高达数百千伏，电流幅值高

3、达数百千安。大气过电压包括:n直击雷过电压n感应雷过电压n侵入波过电压(1)直击雷过电压n直击雷过电压系指雷云直接对电力网或设备放电而引起的过电压。图81为直击雷放电过程n很强的雷电流通过这些设备导入大地，从而产生破坏性很大的热效应和机械效应，使设备损坏。n相伴的还有电磁效应和闪络放电。 (2)感应雷过电压n当雷云出现在架空线路上方时，线路上由于静电感应而积聚大量异性的束缚电荷，当雷云对其附近的大地放电后，线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷，向线路两端泄放，形成电位很高的过电压，这就是感应雷过电压。n高压线路上的感应雷过电压，可高达几十万伏，低压线路上的感应雷过电压也可达几万伏，对供电系统的

4、危害很大。如图82所示。 图82 当强大的雷电流沿着防雷装置的引下线等导体泄放入地时，由于雷电流具有很大的幅值和陡度，因此在它周围产生强大的电磁场。如果附近有一开口的金属环，如图83所示，则将在该金属环的开口间隙处感生相当大的电动势而产生火花放电。这对于存放易燃易爆物品的建筑物是十分危险的。为了防止雷电流电磁感应引起的危险过电压，应该用跨接或焊接导体将开口金属环（包括电缆金属线槽桥架、包装箱上的铁皮箍等）连成闭合回路后接地。 (3)侵入波过电压侵入波过电压n由于架空线路遭受直击雷或感应雷而产生的雷电侵入波，沿架空线路侵入变电站、厂房或其它建筑物内亦将导致过电压，此即侵入波过电压。其幅值高达30

5、0400kV。n据我国几个城市统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，占整个雷害事故的5070，比例很大，因此对雷电波侵入的防护亦应予以足够的重视。 雷电入射波到达线路末端结点处会发生全反射，线路的开路雷电入射波到达线路末端结点处会发生全反射，线路的开路末端电压将增大至雷电行波电压的末端电压将增大至雷电行波电压的2 2倍，严重威胁线路的绝缘安倍，严重威胁线路的绝缘安全，必须设置避雷器等防雷保护措施。全，必须设置避雷器等防雷保护措施。 变电所常采用一段变电所常采用一段100200m的进线电缆，以达到降低行波的进线电缆，以达到降低行波陡度的效果。陡度的效果。 雷电是带有电荷的“雷云”之间或

6、“雷云”与大地及地面其他物体之间发生急剧放电的一种自然现象。在闷热的天气里地面水汽蒸发上升，在高空遇低温凝成冰晶。冰晶受到上升气流的冲击而破碎分裂，气流挟带一部分带正电的小冰晶上升，形成“正雷云”，而另一部分较大的带负电的冰晶则下降，形成“负雷云”。在高空气流的作用下正雷云和负雷云不停的游动。当空中的雷云靠近大地时，雷云与大地之间形成一个很大的雷电场。由于静电感应作用，使地面出现与雷云的电荷极性相反的电荷，如图81a所示。图81 直击雷放电过程a）雷云在建筑物上方；b）雷云对建筑物放电 当雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到2530kVcm时，雷云即开始向这一方位放电，形成一个导电的空气通道

7、，称作雷电先导；大地的异性电荷集中的上述方位尖端上方，在雷电先导下行的对应方位也形成一个上行的迎雷先导，如图8b所示。当上、下先导相互接近时，正、负电荷强烈吸引中和而产生强大的雷电流，并伴有雷鸣电闪。这就是直击雷的主放电阶段，此时间一般仅50100s。主放电阶段之后，雷云中的剩余电荷继续沿主放电通道向大地放电，形成断续的隆隆雷声。这就是直击雷的余辉放电阶段，时间约为30ms150ms，此时的电流约几百安培。雷电先导在主放电阶段前与地面上雷击对象之间的最小空间距离，称作闪击距离，简称击距。雷电的闪击距离，与雷电流的幅值和陡度有关。确定直击雷防护范围的“滚球半径”（详见后述）大小，就与闪击距离有关

8、。 架空线路在附近出现对地雷击时极易产生感应过电压。当雷云出现在架空线路上方时，线路上由于静电感应而积聚大量异性的束缚电荷，如图82a所示。当雷云对附近的大地或其它物体放电后，线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷，并迅速向线路两端泄放，形成电位很高的过电压，如图82b所示。高压线路上的感应过电压，可高达几十万伏，低压线路上的感应过电压也可达几万伏，都会产生很大的危害。 图82 感应雷过电压a）雷云在线路上方时；b）雷云对地放电后 (1)雷电流 雷电流是一个幅值大 陡度高的冲击波电流,如图8-4所示雷电流的幅值Im与雷云中的电荷量及雷电放电通道的阻抗有关 雷电流一般在14s内增长到幅值Im雷电流

9、在幅值以前的一段波形称作波波头头,而从幅值起到雷电流衰减到Im/2的一段波形称作波尾波尾图8-4 雷电流波形 雷电流的陡度a用雷电流波头部分增长的速率来表示,即a=di/dt 雷电流陡度据测定可达50kA/s以上 对电气设备绝缘来说,雷电流的陡度越大,由uL=Ldi/dt可知,产生的过电压越高,对绝缘的破坏性也越严重因此,研究如何降低雷电流的幅值和陡度是防雷保护的一个重要课题凡有雷电活动的日子,包括看到雷闪和听到雷声,都称作雷暴日由当地气象台站统计的多年雷暴日的年平均值称作年平均雷暴日数年平均雷暴日数不超过15天的地区称作少雷区,年平均雷暴日数超过40天的地区称作多雷区。年平均雷暴日数越多,说

10、明该地区雷电活动越频繁,因此防雷要求就越高,防雷措施越需加强 我国某些城市的年平均雷暴日见下表8-1 地区年平均雷暴日地区年平均雷暴日上海35西安20北京40重庆40南京38南昌60天津30长沙50广州90福州60哈尔滨80兰州25沈阳33太原40年预计雷击次数是表征建筑物可能遭受雷击的一个频率参数。据GB50057-94建筑物防雷设计规范规定,建筑物年预计雷击次数应按下式确定:1.30.024(/ )gedeNKN AKTAa次K校正系数：一般情况下取1;位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边 湖边 山坡下或山地中土壤电阻率较小处 地下水露头处 土山顶部 山谷风

11、口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;Ng建筑物所处地区雷击大地的年平均密度 :Td年平均雷暴日数,按当地气象台 站资料确定; Ae与建筑物截收雷击次数相同的等效面积(km2), 应按下式计算: 1.320.024/()NgTdkm a次626220020010100210100eLWLWHHHHHmALWH LWHHmL W H分别为建筑物的长 宽 高(m) 第二节 防雷装置防雷装置防雷装置： 接闪器 引下线 接地装置 避雷器n接闪器包括：避雷针、架空避雷线以及屋顶避雷带和避雷网等，主要用于直击雷过电压保护；n避雷器则主要用于感应雷和侵入波过电压保护。注：本节仅介绍接闪器、引下线、电

12、涌保护器和避雷器，接地装置将在本章第四节讲解。 一、接闪器 直接截受雷击的避雷针、架空避雷线、屋顶避雷带和避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等均可作为接闪器。 避雷针采用圆钢或焊接钢管制作避雷针时，其直径不应小于下列数值：针长1m以下： 圆钢为12mm; 钢管为20mm。针长12m.： 圆钢为16mm; 钢管为25mm。烟囱顶上的针： 圆钢为20mm; 钢管为40mm。一、接闪器（续）避雷网和避雷带 避雷网和避雷带宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2其厚度不应小于4mm。 当烟囱上采用避雷环时，其圆钢直径不应小于12mm。扁钢截面不应小于10

13、0mm2，其厚度不应小于4mm。架空避雷线 架空避雷线宜采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。金属屋面和金属构件 除第一类防雷建筑物外，可以利用建筑物的金属屋面，以及屋顶上的旗杆、栏杆、装饰物、钢管、钢罐和混凝土构件内的钢筋等永久性金属物作为接闪器，但其各部件之间均应连成电气通路，并应符合GB 5005794建筑物防雷设计规范的有关规定。接闪器类型接闪器类型 接闪器是专门用来接受直接雷击的金属物体。接闪器包括金接闪器是专门用来接受直接雷击的金属物体。接闪器包括金属杆状的避雷针，金属线状的避雷线，金属带状或网状的避雷带、属杆状的避雷针，金属线状的避雷线，金属带状或网状的避雷带、避雷网等。避雷网等

14、。 连接接闪器和接地装置的金属导体称作引下线。引下线可以单独装设，在条件具备的情况下通常利用建筑构件内钢筋作为引下线。单独装设时通常采用圆钢或扁钢，圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2，其厚度不应小于4mm。但对于烟囱上的引下线，采用圆钢时直径不应小于12mm；采用扁钢时截面不应小100mm2，且厚度不应小于4mm。引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地;建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80mm2。建筑物的消防梯、钢柱等金属构件作为引下线时，但其各部件之间均应连电气通路。采用多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设

15、断接卡。当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断接卡，利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板，该连接板可供测量、接人工接地和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，应在每根引下线上于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡，其上端应与连接板或钢柱焊接。连接板处宜有明显标志。在易受机械损坏和防人身接触的地方，地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地线应采取暗敷或镀锌角钢、塑料管或橡胶管等保护设施。 避雷针和避雷线的保护范围，以它能防护直击雷的空间来表示。GB 5005794建筑物防雷设计规范

16、规定避雷针（线）的保护范围采用IEC推荐的“滚球法”来确定。 所谓“滚球法”，就是选择一个半径为hr （滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到避雷针（线）或避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。建筑物防雷类别滚球半径hr（m）避雷网格尺寸（m）第一类防雷建筑物3055或64第二类防雷建筑物451010或128第三类防雷建筑物602020或2416如图8-3所示，单只避雷针的保护范围是一个旋转的锥体 1）距地面hr处做一平行于地面的平行线；2）以避雷针的针尖为圆心，hr为半径，做弧线交于平行线的A、B两点；3）以A、B点之一为

17、圆心，hr为半径做弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，该弧线绕避雷针旋转一周形成的锥形空间，就是避雷针的保护范围。4)避雷针在被保护物高度hx的平面上的保护半径，按下式计算:)2()2(xrxrxhhhhhhr当避雷针高度大于hr时，在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针的针尖作圆心。其余的作法与hhr时的作法相同，此时，上式中的h用hr代之。图图8.3 单单支支避避雷雷针针的的保保护护范范围围 )2()2(xrxrxhhhhhhr)2(0hhhrr某厂房（属于第三类防雷建筑）占地面积为2025m，高6m，附近有一个烟窗，高43m，距厂房最远的一角30m，如图87所示。若在烟窗上装一支2m高

18、的避雷针，是否能可靠地保护这座厂房 ？解：解： 避雷针高h=43+2=45m，查表82得滚球半径hr=60m。避雷针在厂房高度为hx=6m时的保护半径为：45 (2 6045)6 (2 606)33.130 xrm由此可见，此烟窗上的避雷针完全能保护这一厂房。在避雷针高度小于或等于hr的情况下，当两支避雷针的距离2(2)2(2)rrDhhhDhhh时，没有联合保护范围，应各按单支避雷针的方法确定；时，应按图86所示方法确定： （）AEBC外侧的保护范围，按照单支避雷针的方法确定。（）C、E点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度b0按下式计算：2000(2)2rDbCEhhh在AO

19、B轴线上，距中心线任一距离x处，其在保护范围上边线上的保护高度hx按下式确定：222()2xrrDhhhhx该保护范围上边线是以中心线距地面hr的一点O为圆心，以为半径所作的圆弧AB。 22()2rDhh（）两针间AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范围按以下方法确定：在任一保护高度hx和点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定（见图86的11剖面图）。确定BCO、AEO、BEO部分的保护范围的方法与ACO部分的相同。 （）确定xx平面上保护范围截面的方法以单支避雷针的保护半径rx为半径，以AB为圆心作弧线与四边形AEBC相交；以单支避雷针的（rorx）为半径，以

20、EC为圆心作弧线与上述弧线相接。见图86中的粗虚线。关于双支不等高避雷针及多支避雷针的保护范围计算，可参阅GB5005794或有关设计手册。 a.当避雷线的高度h大于或等于2hr时，无保护范围；b.当避雷线的高度h小于2hr时，应按下列方法确定(参看图示) c.确定架空避雷线的高度时应计及弧垂的影响。在无法确定弧垂的情况下，当等高支柱间的距离小于120m时架空避雷线中点的弧垂宜采用2m，距离为120150m时宜采用3m。 (1)距地面hr处作一平行于地面的平行线； (2)以避雷线为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的A、B两点； (3)以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该两弧相交或相切并与地面

21、相切。从该弧线起到地面止就是保护范围； (4)当h小于2hr且大于hr时，保护范围最高点的高度h0按下式计算：h0=2hr-h (5)避雷线在hx高度的xx平面上的保护宽度，按下式计算：(2)(2)xrxrxbhhhhhh（6）避雷线两端的保护范围按单支避雷针的方法确定。关于两支等高避雷线的保护范围的确定方法，可参阅GB5005794或有关设计手册，此处从略。 所有电气设备的绝缘都具有一定的耐压能力，一般均不低于其工频线电压的3.57倍。如果施加的过电压超过这个范围，则将发生闪络、爬弧或击穿绝缘，使电气设备损坏。如在电气设备上并联一种保护设备，当雷电冲击波侵入时，首先使保护设备迅速对地放电，而

22、使被保护设备的绝缘免受冲击波的损坏，当冲击波消失后，保护设备又能自动恢复原始状态，承担这种任务的保护设备就是避雷器。避雷器是与电气设备并联的一种保护设备，当雷电侵入波侵入时，首先通过避雷器迅速对地放电，而使被保护设备的绝缘免受侵入波的损坏，当侵入波消失后，避雷器又能自动恢复起始状态。.管型避雷器 （1）保护间隙 （2）管形避雷器 .阀型避雷器 .金属氧化物避雷器 保护间隙是一种最简单的避雷器。保护间隙由主间隙和辅助间隙构成，主间隙由两个金属电极构成，其中一个电极固定在绝缘子上，而另一个电极则经绝缘子与第一个电极隔开，并保持适当的距离，如图8（a）所示。固定在绝缘子上的电极一端和带电部分相连，而

23、另一个电极则通过辅助间隙与接地装置相连接。辅助间隙的作用，主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成短路时，不致引起线路接地。保护间隙按其结构形式的不同分为棒型、球型和角型三种。常见的角型间隙和辅助间隙的接线如图8（b）所示 图89 角型间隙和辅助间隙接线（a） 保护间隙的结构;（b） 保护间隙的结构接线1主间隙，2辅助间隙。 保护间隙的结构十分简单,成本低,维护方便,但保护性能差(灭弧能力弱),所以,只有在缺少阀型避雷器或管避雷器的参数不能满足要求时,才采用它来代替 目前保护间隙仅在一些1035kV的架空线路上偶有使用 在正常运行的情况下，间隙对地是绝缘的，而当架空电力线路遭受雷击时，间隙的空气被击

24、穿，将雷电流泄入大地，使线路绝缘子或其它电气设备的绝缘上不致发生闪络，起到了保护作用。 管形避雷器是一种灭弧能力很强的保护间隙 管型避雷器由产气管内部间隙和外部间隙等三部分组成,如图8-10所示 产气管由纤维有机玻璃或塑料制成 内部间隙装在产气管内 一个电极为棒形,另一个电极为环形 当线路上遭到雷击或感应雷时,雷电过电压使管型避雷器的内 外间隙击穿,强大的雷电流通过接地装置入地 由于避雷器放电时内阻接近于零,所以其残压极小,但工频续流极大 雷电流和工频续流使管子内部间隙发生强烈电弧,使管内壁材料燃烧产生大量灭弧气体,由管口喷出,强烈吹弧,使电弧迅速熄灭,全部灭弧时间至多0.01s(半个周期)

25、这时外部间隙的空气恢复绝缘,使避雷器与系统隔离,恢复系统正常运行 外部火花间隙是保证正常时使避雷器与电网隔离,用以避免纤维管受潮漏电 外部火花间隙可根据网路额定电压而进行调节图8-10 管型避雷器1产气管;2内部电极;3外部电极;s1内部间隙;s2外部间隙 阀型避雷器是一种电气性能较好的避雷装置,它由装在密封瓷套管中的火花间隙和非线性电阻片(阀片)串联组成 在瓷套管的上端有与网路导线相连接的接线端子,下端通过接地引下线与接地体相连,其结构和外形见图8-11 火花间隙按网路额定电压的高低,采用若干个单间隙叠合而成,每个单间隙见图8-12,它由两个圆形黄铜电极1及一个垫在中间的云母片2叠合组成 由

26、于两黄铜电极的间距小 面积较大,因而电场较均匀,可得到较平缓的放电伏秒特性,并能熄灭80A的工频续流电弧 非线性电阻片是由金刚砂(碳化硅)细粒(占70%) 石墨(占10%)和水玻璃(占20%)在一定的高温下烧结而成,呈圆饼状,阀片具有良好的非线性特性及较高的通流能力,阔片的电阻不是常数,随通过的电流大小而变化,当通过的电流大时,电阻值很小;通过的电流小时,电阻值很大,因而在通过较大雷电流时不会使残压过高,又能对较小的工频续流加以限制,这样就为火花间隙切断工频续流创造了条件 阀片最大通流能力达3040kA 阀式避雷器中火花间隙和阀片的多少,与工作电压高低成比例 高压阀式避雷器串联很多单元火花间隙

27、,目的是将长弧分割成多段短弧,以加速电弧的熄灭 当然阀电阻的限流作用是加速灭弧的主要因素图8-11高低压阀式避雷器(a)FS4-10型;(b)FS-038型1上接线端;2火花间隙;3云母垫圈;4瓷套管;5阀片;6下接线端 图8-12单个平行板型火花间隙1黄铜电极;2云母片 阀型避雷器的工作原理,见图8-13,设有一雷电冲击波Uin沿线路向设置有避雷器的A 点侵入,火花间隙被击穿放电,很大的雷电流通过阀片迅速泄入大地 此时,雷电流在阀片上产生的压降Uv为残压 可见,通过A点以后的电压UvUin,而UvUv 雷电流过后,线路电压又恢复为线路的正常对地工频电压;电流又为工频续流,此时阀片的电阻变大,

28、限制了工频续流,使火花间隙容易熄弧,从而切断工频续流于是避雷器和电网又恢复正常运行图8-13 阀型避雷器的工作原理 普通型和磁吹型两大类。普通型有FS和FZ两种系列。 FS系列一般只用以保护10kV及以下小容量配电装置、变压器等。FZ系列电气性能较好，主要用来保护35kV及以上中等和大容量变电所电气设备。磁吹型有FCD和FCZ两种系列。FCD系列通流能力大，主要用来保护旋转电机等绝缘较差的设备。FCZ系列采用限流间隙和大直径阀片，其通流能力更大，故用来保护变电所的高压电气设备。4.金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器结构特点金属氧化物避雷器分类及应用6kV10kV系统用复合外套金属氧化物避雷器 n

29、结构原理：n无火花间隙，仅有以氧化锌或氧化铋等金属氧化物高温烧结而成的压敏电阻片(阀片)。这类阀片有较理想的伏安特性，非线性系数很小，约为0.05，在工频电压下，阀片呈现极大电阻，能迅速抑制工频续流，因此不需串联火花间隙来熄灭工频续流引起的电弧。阀片通流能力强，故面积可减小。n特点：n这种避雷器具有无间隙、残压低、无续流、结构简单、可靠性高、使用寿命长、维护简便等优点，它很有发展前途，可能取代现有各类阀型避雷器。 金属氧化物避雷器分类及应用（1）Y5W型氧化锌避雷器用于输变电设备、变压器、电缆、开关、互感器等的大气过电压保护，以及限制真空断路器在切、合电容器组、电炉变压器及电机而产的操作过电压

30、等。（2）Y3W型氧化铸避雷器用于保护相应额定电压的旋转电机等弱绝缘的电气设备。（3）Y5C型串联间隙氧化锌避雷器，用于中性点不接地电系统，保护相应额定电压的电气设备。（4）Y0.5W和Y0.lW型避雷器为三相组合式、相间和相对地同时保护。 由雷电侵入波或雷击电磁脉冲导致各种线路上出现的过电流和过电压称为电涌。由雷电侵入波或雷击电磁脉冲导致各种线路上出现的过电流和过电压称为电涌。 电涌保护器电涌保护器(Surge protection Device)是设置在建筑物的不同防雷区是设置在建筑物的不同防雷区（LPZ）界界面和所需的特定位置，以及电源和信号进线上用于限制瞬态雷电过电压和分流电涌电面和所

31、需的特定位置，以及电源和信号进线上用于限制瞬态雷电过电压和分流电涌电流的一种器件，流的一种器件，是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器避雷器”或或“过电压保护器过电压保护器”英文缩写为英文缩写为SPD。 电涌保护器的主要参数有最大持续运行电压、电涌保护器的主要参数有最大持续运行电压、通流容量、电压保护水平（即残压）、漏电流、通流容量、电压保护水平（即残压）、漏电流、使用寿命及响应时间。使用寿命及响应时间。 电涌保护器的工作原理是把窜入电力线、信号电涌保护器的工作原理是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承

32、受的传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏！保护的设备或系统不受冲击而损坏！ SPD是一个非线性阻性元件，它的工作决定于施加其两端的电压U和触发电压Ud值的大小，对不同产品Ud为标准给定值，见右图。当UUd时，SPD的电阻值很高，只有很小的漏电电流(1mA)通过。当UUd时，SPD的电阻值减少到只有几，瞬间泄放过电流，使电压突降。待U100030100河滩中的沙300煤350多石土壤400砂砂 砂砾1000250100010002500岩石碎石5000多岩山地5000花岗

33、岩200000混凝土在水中4055在湿土中100200在干土中5001300在干燥的大气中120001800矿金属矿石0.011管间距离与管子长度之比(a/l)管子根数(n)利用系数(E)管间距离与管子长度之比(a/l)管子根数(n)利用系数(E)敷设成一排时12320.840.870.900.920.930.9512350.670.720.790.830.850.8812330.760.800.850.880.900.92123100.560.620.720.770.790.83敷设成环形时12340.660.720.760.800.840.86123200.440.500.610.660.

34、680.?312360.580.650.710.750.780.82123300.410.470.580.630.660.71123100.520.580.660.710.740.78123400.380.440.560.610.640.69注：以上均未计入连接扁钢的影响lRE232 . 0VRE电缆及水管等的埋地长度,m 钢筋混凝土基础的体积,m3 shEshKRR各种型式接地极中接地点至接地极最远端的长度（m）土壤电阻率（m） 100500100020002040608011.51.2521.91.632.92.62.3冲击系数, 见表8-7 1按设计规范要求确定允许的接地电阻值RE;2实

35、测或估算可以利用的自然接地体的接地电阻RE(nat);3计算需要补充的人工接地体的接地电阻RE(man);4在装设接地体的区域内初步确定接地体的布置方案,并初选接地体和连接导线 ;5计算单根接地体的接地电阻RE(1); 6计算接地体的数量n;7短路热稳定度校验。)()1(manEEERRn对于大接地电流系统中的接地装置，可进行单相短路热稳定度校验70/)1(miniKtIAEnatEEnatEmanERRRRR)()()(单相接地短路电流,A 短路发热假想时间 某车间变电所的主变压器容量为500kVA,电压为10/0.4kV,接线组为Y,yn0 试确定此变电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁

36、钢 已知装设地点的土质为砂质粘土, 10kV侧有联系的架空线路长150km,电缆线路长10km 解:(1)确定接地电阻值 125/125/14.38.7444EEEERIRR 故应取(35)10 (15035 10)14.3350350NohcabECUllIIAA式中(2)接地装置初步方案 现初步考虑围绕变电所建筑四周,距变电所23m,打入一圈直径50mm 长2.5m的钢管接地体,每隔5m打入一根,管间用404mm2的扁钢焊接 (3)计算单根钢管接地电阻 查表取土壤电阻率 100m(1)/100/2.540ERlmm故：(4)确定接地钢管数和最后的接地方案根据 (1)40/410EERR 但

37、考虑到管间的屏蔽效应,初选15根直径50mm 长2.5m的钢管作接地体 查表8-6 得0.66E(1)40150.66 4EEERnR 因此取： 考虑到接地体的均匀对称布置,选16根直径50mm 长2.5m的钢管作接地体,用404mm2的扁钢连接,环形布置 某某10/0.4kV车间变电所，主变压器容量为车间变电所，主变压器容量为800kVA，采用采用Dyn11联结。已知接于联结。已知接于10kV侧的架空线路长侧的架空线路长100km，电缆线路电缆线路长长10km。当地土质为砂质粘土。经现场测定，可利用的自然接当地土质为砂质粘土。经现场测定，可利用的自然接地体电阻为地体电阻为60。已知流过接地线

38、的低压侧单相接地短路电流已知流过接地线的低压侧单相接地短路电流为为10kA，短路存在时间短路存在时间0.4s。试确定该变电所的共用人工接地试确定该变电所的共用人工接地装置。装置。解：解： 1 1）确定该变电所的接地电阻允许值）确定该变电所的接地电阻允许值 ： ()E alR(35)10(35 10100)12.85350350NcabohEUllIAA1201209.3412.854EEEVVRIAR E4R 2 2）已知可利用的自然接地体电阻）已知可利用的自然接地体电阻 。 ()60E natR续上页续上页 4 4）人工接地体的初步敷设方案：）人工接地体的初步敷设方案： 拟选用直径拟选用直径

39、50mm，长长2.5m的钢管接地体，沿变电所四周，的钢管接地体，沿变电所四周，距墙脚距墙脚2.53m，每隔每隔5m打入一根钢管，各钢管接地体之间用打入一根钢管，各钢管接地体之间用404mm 2的扁钢连接构成一个接地网。的扁钢连接构成一个接地网。 3 3）人工接地体所需总电阻：人工接地体所需总电阻： ()()()6044.29604E natEE manE natERRRRR 5 5）单根人工接地体钢管的接地电阻）单根人工接地体钢管的接地电阻 ： ()(1)E manR()(1)/100/2.540E manRlmm续上页续上页 选用选用14直径直径50mm，长长2.5m的钢管作接地体，并用的钢管作接地体，并用404 mm2 的扁钢连接，呈环形布置。的扁钢连接，呈环形布置。 7 7）校验接地线的短路热稳定：）校验接地线的短路热稳定： 实际接地线截面为实际接地线截面为404160mm2大于大于90.4 mm2，短路热稳短路热稳定条件合格。定条件合格。 ()(1)()40140.664.29E manEE manRnR(1)2min100000.490.470kkIAtmmC 6 6）人工接地装置需用的钢管数量和最终的接地方案：）人工接地装置需用的钢管数量和最终的接地方案： (一)、利用接地电阻表测量 用接地电阻表测量接地电阻是应用最