牵引变电所运行与维护 课件 任务6：防雷及接地装置的运行与维护

牵引变电所运营与维护任务6防雷及接地装置的运行与维护主要内容一.避雷器的基本知识

二.常用避雷器三.避雷线四.避雷针五.牵引变电所的接地装置六.放电保护器七.轨道交通供电雷电防护体系一、避雷器的基本知识避雷器是一种能释放过电压能量、限制过电压幅值的设备。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。避雷器的连接二、常用避雷器（一）保护间隙工作原理：当雷电侵入波要危机它所保护的电气设备绝缘时，间隙首先击穿，工作母线接地，避免了被保护设备上的电压升高，从而保护设备。1-主间隙；2-辅助间隙；3-绝缘子；4-工频续流电弧运动方向优点：结构简单，制造方便。缺点：伏-秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理想。间隙动作后会形成截波，熄弧能力低，需配合自动重合闸使用。（二）管式避雷器工作原理：当排气式避雷器受到雷电波入侵时，内外间隙同时击穿，雷电流经间隙流入大地；过电压消失后，在工作电压作用下，流经间隙的工频续流电弧的高温使管内产气材料分解出大量气体，管内压力升高，气体从开口处喷出，从而使工频续流在第一次经过零值时就熄灭。。S1-内部间隙；S2-外部间隙；1-产气管；2-内部电极；3-端部环形电极优点：熄弧能力比保护间隙强。缺点：伏秒特性曲线比较陡，且会形成截波，并受大气条件影响较大。（三）阀式避雷器工作原理：在雷电波侵入时，由于电压很高（即发生过电压），间隙被击穿，而非线性电阻阻值很小，雷电流便迅速进入大地，从而防止雷电波的侵入。当过电压消失之后，非线性电阻阻值很大，间隙又恢复为断路状态。随时准备阻止雷电波的入侵。1-上接线端；2-火花间隙；3-云母片垫圈；4-瓷套管；5-阀片；6-下接线端（四）氧化锌避雷器工作原理：在正常工作电压下，氧化锌避雷器具有极高的电阻而成绝缘状态，流经电流仅有微安级；当遭受过电压时，由于氧化锌压敏电阻片的非线性，避雷器呈现低电阻状态泄放雷电流，流过避雷器的电流瞬间达数千安培，避雷器处于导通状态，释放过电压能量。1-瓷套；2-熔丝；3-氧化锌阀片；4-弹簧；5-密封垫三、避雷线在66kV及以上的架空线路上全线装设；35kV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设；而10kV及以下线路上一般不装设避雷线。避雷线四、避雷针（一）避雷针的作用避雷针是由接闪器、引下线和接地装置组成的防雷保护装置。当雷云放电临近地面时首先击中避雷针，避雷针的引流体将雷电流安全引入地中，防止避雷针周围的设备受到雷击。分类：避雷针按安装地点可分为独立式避雷针、组合式避雷针。（二）避雷针的工作原理在雷云先导离地面达到一定高度时，避雷针因静电感应聚集了雷云先导性的大量电荷，使雷电场畸变，因而将雷云放电的通路由原来可能向其他物体发展的方向，吸引到避雷针本身，通过引下线和接地装置将雷电流放入大地，从而使被保护物体免受直接雷击。（三）避雷针的结构避雷针由避雷针针头、引流体和接地体三部分组成。避雷针结构五、牵引变电所的接地装置（一）接地装置的基本概念地：一般定义为电路或系统中的零电位参考点。接地：电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接。1接地的概念2接地装置接地体：埋入地下直接与大地接触的金属导体。接地线：将电气装置中接地部分与接地体连接起来的金属导体。接地装置：接地体与接地线的总和。接地体是埋在土壤中的金属体，分为自然接地体：与大地有可靠接触的金属导体人工接地体：采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等钢

材制成接地装置接地装置3接地网接地网是由若干个接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体。1—接地体2—接地干线3—接地支线4—电气设备（二）接地电流凡从接地体流入地下的电流即属于接地电流。接地电流有正常接地电流和故障接地电流之分。正常接地电流指正常工作时，通过接地装置流入地下，借大地形成回路的电流，故障接地电流指系统发生故障时出现的接地电流。接地电流IE流入地下之后，通过接地体向大地作半球形散开，如下图所示，这一接地电流叫流散电流。流散电流（三）对地电压、接触电压和跨步电压对地电压、接触电压和跨步电压对地电压：电气设备的接地部分与零电位地之间的电位差，称为接地部分的对地电压，用UE表示。很显然对地电压等于接地电流与接地电阻的乘积。接触电压：当电气设备发生接地故障时，人体触及的电气设备和大地上任意两点之间的电位差，称为接触电压Utou

。接触电压一般按人体离开设备0.8m考虑。跨步电压：人在接地故障点附近行走时，两脚之间（人的跨距0.8m）的电位差，称为跨步电压Ustep

。（四）接地的分类各种接地示意图工作接地：根据电力系统运行的需要，人为地将电力系统中性点或电气设备的某一部分进行接地。保护接地：为保证人身安全、防止间接触电事故，将电气设备的外露可导电部分与地作良好的连接。保护接地示意图保护原理：人若触及带电外壳，人体电阻和接地电阻并联，再通过另外两相对地的漏电阻形成回路。保护接地电阻值应小于4欧姆。因为人体电阻比接地电阻大得多(1000:4)。故流过人体的电流小得多(1:250)，通常小于安全电流10mA，保证了安全用电。保护接零示意图保护接零：就是在中性点接地的电网中，将电气设备金属外壳（在正常情况下不带电）与电网的中性线直接连接。保护接零用在中性点接地的系统中。重复接地：在TN系统中，为了避免PE线或PEN线断开时系统失去保护作用，除在电源中性点必须采用工作接地外，PE线或PEN线还应在下列地方重复接地：在架空线路末端及沿线每隔1km处；在电缆和架空线路引入车间或其它大型建筑物处。（a）无重复接地（b）有重复接地（五）牵引变电所的接地牵引变电所的接地为了保证牵引变电所工作人员的安全和牵引供电设备的正常运行，牵引变电所中必须设置可靠的接地装置。牵引变电所中电源侧110kV为中性点直接接地系统，其接地装置的接地电阻应小于0.5Ω。1屋外配电装置的接地装置牵引变电所接地网要求较高，采用垂直接地体和水平接地体组成的复合接地网。如表所示为接地装置导体的最小尺寸。表

接地装置导体的最小尺寸种类规格及单位地上地下屋内屋外圆钢直径（mm）688/10扁钢截面（mm）244848厚度（mm）344角钢厚度（mm）22.54钢管管壁厚度（mm）2.52.53.5/2.52屋内配电装置的接地装置牵引变电所内配电装置，高压室、主控制室、电容器室等本身不设接地体，是将屋外复合接地网多点连接引入接地干线。高压室是用扁钢或圆钢固定在屋内四周墙壁下方组成接地干线，楼上、楼下的接地干线多处连接构成一体，再与屋外复合接地网多处连接；主控室利用电缆沟中的固定电缆支架扁钢作接地干线；需接地的每台电气设备应用接地支线单独与接地干线连接，严禁几台电气设备的接地支线串联后再接入接地干线。接地干线和接地支线均应涂为黑色，作为接地线的标识。六、放电保护器在AT供电系统中，接地保护放电保护器