配电系统接地与过电压防护

配电系统接地与过电压防护制作人：芳芳2014年6月一、配电系统接地

一、引入概念：1）接地和接地装置

电气设备的某部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地。当电气设备发生故障时，电流就通过接地体向大地作半球形散开。试验证明，在距单根接地体或接地故障约20m的地方，电位趋近于零。电位为零的地方，称为电气上的“地”或“大地”。电源侧的接地称为系统接地，负载侧的接地成为保护接地。2）工作接地、保护接地和重复接地

工作接地:工作接地是为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的一种接地,例如电源中性点接地、防雷装置的接地等。

保护接地：是为了保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地。

重复接地：在TN系统中，为确保公共pe级或PEN线安全可靠，除在电源中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线进行重复接地。一、配电系统接地二、配电系统接地的形式：

配电系统保护接地形式共有TN、,TT及IT三种。

第一个字母即T：表示一点直接接地（通常为系统中性点）；I：表示不接地（所有带电部分与地隔离），或通过阻抗（电阻器，电抗器）及通过等值线路接地。

第二个字母表示电气装置外露可导电部分的对地关系，即T：表示独立于电力系统可接地点而直接接地；N：表示与电力系统可接地点直接进行电气连接。

注意：

在同一低压配电系统中，不能有的采取保护接地，有的采取保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电压。三、防雷装置的接地要求：

避雷针宜装设独立的接地装置。防雷的接地装置（包括接地体和接地线）及避雷针（线、网）引下线的结构尺寸，应符合一定的要求。为了防止雷击时雷电流在接地装置上产生的高电位对被保护的建筑物和配电装置及其接地装置进行“反击闪络”，危及建筑物和配电装置的安全，防直击雷的接地装置与建筑物和王配电装置及其接地装置之间应有一定的安全距离，此距离与建筑物的防雷等级有关。一、配电系统接地配电系统过电压防护

概述：电气设备在正常运行时，所受电压为其相应的额定电压。但由于某种原因，可能发生电压升高现象，以致引起电气设备的绝缘遭到破坏。我们把对绝缘有危险的电压统称为过电压。过电压可分为内部过电压和外部过电压。内部过电压包括操作过电压、谐振过电压和工频过电压；外部过电压即指雷电过电压，包括直击雷过电压和感应雷过电压。本节课主要讲述两个方面的内容：1）过电压防护设备：a.避雷针知识b.避雷针装设要求2）变电所及电气设备的过电压防护：a.配电系统接地与防雷b.配电变压器的防雷保护c.建筑物的防雷保护过电压防护设备一、引入：

为了避免电气设备遭受直击雷以及防止感应过电压击穿绝缘，我们通常采用避雷针、避雷线、避雷器等设备进行过电压保护。本节课着重学习避雷针相关知识。二、避雷针知识：1、避雷针的主要组成部分：避雷针是我们最熟悉的防雷设备之一，它的构造很简单，主要由下列三个部分组成：a)接闪器（又叫“受雷尖端”），它是避雷针最高部分，专用来接受雷电放电，一般都是用长1.5-2m的镀锌铁棍或铁管制成，其顶部略呈尖形即可；b)引下线：用它将接闪器上的雷电流安全地引到接地装置，使之尽快泄入大地。引下线一般都用35mm2的镀锌钢绞线或圆钢以及扁钢制成。如果避雷针的支架是采用铁管或铁塔形式，可利用其支架作为引下线，而无须另设引下线；c)接地装置，它是避雷针的最下部分，埋入地下。由于它和大地中的土壤紧密接触，可使雷电流很好地泄入大地。接地装置一般都是用角钢、扁钢或圆钢、钢管等打入地中，其接地电阻一般不能超过10Ω。

避雷针图片

过电压防护设备2、避雷针的工作原理：由于避雷针比被保护物高出较多，又和大地直接相连，当雷云接近时，它与雷云之间的电场强度最强，雷云放电又总是朝着电场强度最强的方面发展，因此避雷针则具有引雷的作用，也就是使雷电流按避雷针引下线的道路泄入大地。在一定高度的避雷针下面，有一个安全区域，在这个区域中的物体基本上不致遭受雷击，这个安全区一般叫做避雷针的保护范围。避雷针按所采用的支数不同可分为单支的、双支的和多支的避雷针，其保护范围也各有不同。单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴心的旋转体。对避雷针的保护范围的计算过去沿用曲线法，很麻烦，现改为折线法。常用避雷针(仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法。“折线法”的主要特点是设计直观，计算简便，节省投资，但建筑物高度大于20m以上不适用；“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围，但计算相对复杂，投资成本相对大。避雷针的保护范围避雷针的保护范围过电压防护设备3、避雷针装设要求对于独立的避雷针宜装设独立的接地装置。且其接地装置与被保护物的接地体之间也应保持一定的地中距离，以免在地中向被保护物的接地体发生反击。1）变电所装设避雷针的原则

所有被保护设备均应处于避雷针(线)的保护范围之内，以免遭受雷击。当雷击避雷针时，避雷针对地面的电位可能很高，如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够，就有可能在避雷针遭受雷击后，使避雷针与被保护设备之间发生放电现象，这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上，造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。变配电系统防雷一、变配电所的防雷措施：1、装设避雷针：室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建筑物上防雷设施的保护范围之内，或者变配电所本身为室内型时，则不必再考虑直击雷防护。2、高压侧装设避雷器：这主要用来保护变压器，以免雷电过电压沿高压线路侵入变电所，击毁变压器。要求避雷器尽量靠近主变压器安装。注意：避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起接地。3、低压侧装设避雷器：主要用于多雷区以防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。

建筑物的防雷建筑物的防雷保护措施：

建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为：第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物、第三类防雷建筑物。

第一类防雷建筑物爆炸危险坏境的建筑物，发生爆炸会造成巨大破坏和人身伤亡。采用:a)防直击雷措施，装设独立避雷针或架空避雷线（网）。b）防雷电感应措施，建筑物内外可能产生雷电感应的金属物件均应接到防雷电的接地装置上。c)防雷电波侵入措施：低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设。

第二类防雷建筑物：工企业内有爆炸危险斯安坏境的建筑及国家级重要建筑物。

第三类防雷建筑物：雷击次数多，雷暴天气多发的地区的建筑物。

习题集一、判断题118.避雷针的作用是避免自身让雷电击中而放电。（×）P219正确答案：避雷针的作用是将雷电吸引到避雷针本身，并将电流引入大地，保护建筑物免受雷击。119.在电站的过电压防护措施中，只要母线上装有性能合格的阀型避雷器，就能可靠地保护电站所有设备。（×）P219正确答案：在电站的过电压防护措施中，母线上装有阀型避雷器，只可避免雷电冲击波沿线路侵入变电站，不能保护电站所有设备。120.变电站对直击雷的保护是采用避雷针。（√）P219习题集二、单选题201.避雷针应采用（A)接地方式。P236A.单独B.共用C.间接D.与附近设备相连202.一个完整的防雷设备一般由接闪器、（A）和接地装置等三部分组成。P236A.引下线B.接地干线C.接地体D.接地极203.配电系统中，“三点共同接地”的含义是将（C）三者共同用一个接地装置相联接。A.DCS接地装置、变压器外壳、避雷器接地引下线B.DCS接地装置、变压器外壳、变压器中性点C.变压器中性点、变压器外壳、避雷器接地引下线D.DCS接地装置、变压器中性点、避雷器接地引下线204.FZ型35kV避雷器灭弧电压（有效值）是（D）kV。A.38.5B.39.5C.40D.41205.因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物，称为（A）。A.第一类防雷建筑物B.第二类防雷建筑物C.第三类防雷