供电系统的保护接地与防雷ppt课件.ppt

中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。内容提要：内容提要：概述供电系统的保护接地与防雷保护。概述供电系统的保护接地与防雷保护。供电系统的保护接地与防雷中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。供电系统的保护接地与防雷第一节第一节 供电系统的保护接地供电系统的保护接地第二节第二节 供电系统的防雷保护供电系统的防雷保护中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第一节第一节 供电系统的保护接地供电系统的保护接地 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。一、电流对人体的危害一、电流对人体的危害 电流对人体的伤害程度与通过人体电流的强度、持续时间、频率、路径及电流对人体的伤害程度与通过人体电流的强度、持续时间、频率、路径及人体健康状况等因素有关。电流大小不同，引起人体的生理、病理效应不同。人体健康状况等因素有关。电流大小不同，引起人体的生理、病理效应不同。我国规定触电时间不超过我国规定触电时间不超过1s的安全电流为的安全电流为30mA(50Hz)。一般情况下通过人。一般情况下通过人体的工频电流超过体的工频电流超过50mA时，心脏就会停止跳动，发生昏迷，并出现致命的电时，心脏就会停止跳动，发生昏迷，并出现致命的电烧伤。工频烧伤。工频100mA电流通过人体时，很快使人致命。电流通过人体时，很快使人致命。图图5-1 是人体触电时间是人体触电时间与通过人体电流对人与通过人体电流对人身机体反应的曲线身机体反应的曲线 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二、接地和接地装置二、接地和接地装置 1 1接地的基本概念接地的基本概念 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。接地装置是由接地体和接地线两部分组成的。接地装置是由接地体和接地线两部分组成的。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接地极。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接地极。接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线，称为接地线。接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线，称为接地线。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。为接地网。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。接地电流、对地电压及接地接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线电流电位分布曲线 当电气设备发生接地故障时，当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地作电流就通过接地体向大地作半球形散开，这一电流称为半球形散开，这一电流称为接地电流接地电流IE。试验表明，在距单根接地体试验表明，在距单根接地体或接地故障点或接地故障点20m左右的地左右的地方，实际上散流电阻已趋近方，实际上散流电阻已趋近于零，电位为零的地方，称于零，电位为零的地方，称为电气上的为电气上的“地地”或或“大地大地”。电气设备的接地部分与。电气设备的接地部分与零电位的零电位的“地地”（大地）之（大地）之间的电位差，就称为接地部间的电位差，就称为接地部分的对地电压，如图中的分的对地电压，如图中的UE。2 2接地装置的散流效应接地装置的散流效应 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。跨步电压和接触电压示意图跨步电压和接触电压示意图 接触电压接触电压是指设备的是指设备的绝缘损坏时，在身体可绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间同时触及的两部分之间出现的电位差。出现的电位差。跨步电压跨步电压是指在故障是指在故障点附近行走，两脚之间点附近行走，两脚之间出现的电位差出现的电位差 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3 3接地电阻的组成及电力系统对接地电阻的要求接地电阻的组成及电力系统对接地电阻的要求 a)土土壤壤电电阻阻:土土壤壤电电阻阻的的大大小小用用土土壤壤电电阻阻率率表表示示。土土壤壤电电阻阻率率就就是是 体积为一立方厘米的正立方体土壤的电阻值。体积为一立方厘米的正立方体土壤的电阻值。b)接接地地线线:自自然然接接地地线线包包括括建建筑筑物物的的金金属属结结构构，生生产产用用的的金金属属构构架架如如吊吊车车轨轨道道、配配电电装装置置外外壳壳，布布线线的的钢钢管管，电电缆缆外外皮皮以以及及非非可可燃燃和和爆爆炸炸危危险的工业管道等。险的工业管道等。c)接接地地极极 :自自然然接接地地极极主主要要有有：地地下下水水管管道道，非非可可燃燃、非非爆爆炸炸性性液液、气金属管道；建筑物和构筑物的金属结构和电缆外皮。气金属管道；建筑物和构筑物的金属结构和电缆外皮。（2 2）电力系统对）电力系统对接地电阻的要求接地电阻的要求电力系统在不同情况下对接地电阻的要求是不同的。具体内电力系统在不同情况下对接地电阻的要求是不同的。具体内容见表容见表5-3（1）决定接地电阻的因素）决定接地电阻的因素 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。4 4工频接地电阻的计算工频接地电阻的计算 不同类型的单个接地极的接地电阻计算公式，在设计手册中不同类型的单个接地极的接地电阻计算公式，在设计手册中均有介绍，读者可根据需要参考有关设计手册均有介绍，读者可根据需要参考有关设计手册。在实际的供电。在实际的供电系统设计中，往往单个接地极的接地电阻不能满足某些系统对系统设计中，往往单个接地极的接地电阻不能满足某些系统对接地电阻的要求，因此，必须将接地电阻的要求，因此，必须将数根接地极进行并联数根接地极进行并联成组。成组。人工接地极人工接地极(以以钢钢管管为为例例)单单根根电电阻阻（）接地极的根数接地极的根数 接地极接地极组组的的利用系利用系数，根据接地极布置情况，根数及其数，根据接地极布置情况，根数及其间间距而定；距而定；设计时设计时可可查阅查阅相关相关设计设计手册手册 人工接地极人工接地极组组的的总电总电阻阻值值（）中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。组合接地极是用扁钢连接的组合接地极是用扁钢连接的 长长度度为为z的扁的扁钢钢考考虑虑利用系数利用系数时时的的电电阻阻值值（）长长度度为为z的扁的扁钢钢，未考，未考虑虑利用系数影响前的利用系数影响前的电电阻阻值值（）扁扁钢钢的利用系数。的利用系数。设计时设计时可可查阅查阅相关相关设计设计手册。手册。人工接地网的总接地电阻人工接地网的总接地电阻 人工接地极组的总电阻为人工接地极组的总电阻为 钢管数钢管数扁钢扁钢 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。5 5.冲击接地电阻的计算冲击接地电阻的计算 冲击接地电阻冲击接地电阻 冲冲击击接地接地电电阻阻（）接地体的冲接地体的冲击击系数系数 工工频频接地接地电电阻阻（）中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。三、保护接地三、保护接地 p为保证人体触及意外带电的电气设备时的人身安全，为保证人体触及意外带电的电气设备时的人身安全，而将电气设备的金属外壳进行接地即为保护接地（又而将电气设备的金属外壳进行接地即为保护接地（又称安全接地）。称安全接地）。p工作接地是为保证电力系统和电气设备达到正常工作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，例如电源中性点的接地等。要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地等。p依据低压配电系统的对地关系、电气设备（或装置）依据低压配电系统的对地关系、电气设备（或装置）的外露可导电部分的对地关系以及整个系统的中性线的外露可导电部分的对地关系以及整个系统的中性线（neutral wire，简写，简写N线）与保护线（线）与保护线（protective wire，简写，简写PE线）的组合情况，低压配电系统接地型线）的组合情况，低压配电系统接地型式有式有IT系统、系统、TT系统和系统和TN系统（包括系统（包括TN-C、TN-S、TN-C-S系统）共系统）共5种。种。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第第1个字母表示系统电源端与地的关系；个字母表示系统电源端与地的关系；nT表示电源端有一点直接接地；表示电源端有一点直接接地；nI表示电源端所有带电部分不接地或经消弧线圈表示电源端所有带电部分不接地或经消弧线圈(或阻抗或阻抗)接接地。地。第第2个字母表示系统中的电气设备个字母表示系统中的电气设备(或装置或装置)外露可导电部分与地外露可导电部分与地的关系；的关系；nT表示电气设备表示电气设备(或装置或装置)外露可导电部分与大地有直接的电外露可导电部分与大地有直接的电气连接；气连接；nN表示电气设备表示电气设备(或装置或装置)外露可导电部分与配电系统的中性外露可导电部分与配电系统的中性点有直接的电气连接。点有直接的电气连接。第第2个字母后的字母：表示系统的中性线和保护线的组合关系；个字母后的字母：表示系统的中性线和保护线的组合关系；nC表示整个系统中性线与保护线共用；表示整个系统中性线与保护线共用；nS表示整个系统中性线与保护线是分开的；表示整个系统中性线与保护线是分开的；nCS表示系统中有一部分中性线与保护线是共用的。表示系统中有一部分中性线与保护线是共用的。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1 1、IT系统系统 电源小电流接地电源小电流接地系统的保护接地方式，系统的保护接地方式，电气设备的不带电金电气设备的不带电金属部分直接经接地体属部分直接经接地体接地。接地。10KV10KV供电线路供电线路及煤矿井下及煤矿井下660V,380V660V,380V配电线路配电线路均为均为ITIT系统。系统。煤安规煤安规程规定井下严禁中性程规定井下严禁中性点直接接地变压器供点直接接地变压器供电。电。电气设备的保护接地（电气设备的保护接地（IT系统）系统）以以井井下下660/380660/380系系统统为为例例，不不采采取取接接地地保保护护时时人人体体接接触触漏漏电电设设备备时时通通过过人人体体的的漏漏电电流流约约为为154ma154ma，采采取取接接地地保保护护后后人人体体接接触触漏漏电电设设备备通通过过的的漏漏电电流流约约0.8ma0.8ma，因因此此应应采采取取接接地地保保护护及及漏漏电电保保护护来来保证人身安全。保证人身安全。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2 2、TT系统系统 配配电电系系统统的的中中性性线线N引引出出，但但电电气气设设备备的的不不带带电电金金属属部部分分经经各各自自的的接接地地装装置置直直接接地接接地 TT系统系统 以以380/220V系系统统为为例例，TT系系统统中中设设备备外外壳壳不不采采取取接接地地保保护护发发生生人人体体触触电电时时流流过过人人体体的的电电流流约约120ma120ma，采采取取接接地地保保护护后后通通过过人人体体的的触触电电电电流流约约为为65ma65ma，因因此此TTTT系系统统设设备备接接地地只只是是降降低低了了人人体体触触及及带带电电设设备备的的危危险险程程度度，也也不不足足以以将将人人体体触触及及带带电电设设备备通通过过人人体体的的电电流流降降低低到到30ma30ma的的安安全全值值以以下下，因因此此采采用用TT系系统统必必须须在在电电源源开开关关处处加加装装漏漏电电保保护护或或者者使使设设备备接接地电阻降至地电阻降至0.5欧以下。欧以下。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3.TN3.TN系统系统 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。四、共同接地与重复接地四、共同接地与重复接地 1、共同接地、共同接地 要想用简单可靠的方法保证安全，就应当采取共同接地的要想用简单可靠的方法保证安全，就应当采取共同接地的方式方式(见图见图5-9)。这样就可以将两相分别接地短路变成相间短路，。这样就可以将两相分别接地短路变成相间短路，迅速使保护装置动作。迅速使保护装置动作。图5-9 共同接地 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2、重复接地、重复接地 同一低压系统中，不能有的采取保护接地，有的又采同一低压系统中，不能有的采取保护接地，有的又采取保护接零，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。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。中性点不接地系统中的设备不允许采用保护接零。因为任一中性点不接地系统中的设备不允许采用保护接零。因为任一设备发生碰壳时都将使所有设备外壳上出现近于相电压的对设备发生碰壳时都将使所有设备外壳上出现近于相电压的对地电压，这是十分危险的。在中性线上不允许安装熔断器和地电压，这是十分危险的。在中性线上不允许安装熔断器和开关，以防中性线断线，失去保护接零的作用，为安全起见，开关，以防中性线断线，失去保护接零的作用，为安全起见，中性线还必须实行重复接地，以保证接零保护的可靠性。中性线还必须实行重复接地，以保证接零保护的可靠性。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。在中性点直在中性点直接接地的低压接接地的低压电力网中采用电力网中采用接零时，将零接零时，将零线上的一点或线上的一点或多点再次与大多点再次与大地作金属性连地作金属性连接，称为接，称为重复重复接地接地。重复接地可在系统中发生碰壳短路时降低零线的对重复接地可在系统中发生碰壳短路时降低零线的对地电压，减轻触电的危险。当采用保护接零而零线断地电压，减轻触电的危险。当采用保护接零而零线断裂时，如果在断线后的电力设备有一相碰壳，则后面裂时，如果在断线后的电力设备有一相碰壳，则后面的零线会带上相电压，造成危险。采用了重复接地后，的零线会带上相电压，造成危险。采用了重复接地后，接在断裂处后面的所有电气设备外壳上的对地电压接在断裂处后面的所有电气设备外壳上的对地电压U UE E U U，危险程度降低。，危险程度降低。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。五、漏电保护器的应用五、漏电保护器的应用 漏电保护（又称剩余电流保护）是从泄漏电流，人体触漏电保护（又称剩余电流保护）是从泄漏电流，人体触电等非金属性单相接地故障考虑，用来保护人身及设备安电等非金属性单相接地故障考虑，用来保护人身及设备安全的一种保护方式。全的一种保护方式。漏电保护器的类型按其工作原理可分为电压动作型、电漏电保护器的类型按其工作原理可分为电压动作型、电流动作型、电压电流动作型、交流脉冲型和直流动作型等。流动作型、电压电流动作型、交流脉冲型和直流动作型等。由于电流动作型的检测特性较好，既可作全系统的总保护，由于电流动作型的检测特性较好，既可作全系统的总保护，也可作各干线、支线的分级保护，所以是目前应用较为普遍也可作各干线、支线的分级保护，所以是目前应用较为普遍的一种。的一种。电流动作型漏电保护器主要由零序电流互感器、脱扣机电流动作型漏电保护器主要由零序电流互感器、脱扣机构及主开关组成。零序电流互感器是一个检测元件，可以安构及主开关组成。零序电流互感器是一个检测元件，可以安装在变压器中性点与接地板之间，构成全网总保护，也可安装在变压器中性点与接地板之间，构成全网总保护，也可安装在干线或分支线上，构成干线或分支线保护。如图装在干线或分支线上，构成干线或分支线保护。如图5-13所所示。示。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。图5-13 电流动作型漏电保护器工作原理图 a)全网总保护 b)支干线保护 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。干线或分支线回路的漏电保护工作原理可用图干线或分支线回路的漏电保护工作原理可用图5-14来说明。来说明。图5-14 干线回路漏电保护工作原理 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。(1)漏电保护用于漏电保护用于TN系统中，从使用漏电保护装置的地系统中，从使用漏电保护装置的地点起，点起，TNC系统应改用系统应改用TNS系统，即保护线不再用作系统，即保护线不再用作中性线，使整体成为中性线，使整体成为TNCS系统。系统。(2)漏电保护应用于漏电保护应用于TT系统中，可以降低对设备接地电系统中，可以降低对设备接地电阻值的要求。但是装设漏电保护和不装漏电保护的设备不阻值的要求。但是装设漏电保护和不装漏电保护的设备不能共用一个接地装置。能共用一个接地装置。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第二节第二节 供电系统的防雷保护供电系统的防雷保护 过电压过电压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）直击雷击直击雷击感应雷击感应雷击 雷电波侵入雷电波侵入 一、过电压与雷电的有关概念一、过电压与雷电的有关概念（一）过电压的形式一）过电压的形式 操作过电压操作过电压谐振过电压等谐振过电压等（二）雷电流的产生、幅值与陡度二）雷电流的产生、幅值与陡度 异性带电雷云间的放电就是通常所说的闪电。异性带电雷云间的放电就是通常所说的闪电。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。雷电流是一个陡度很高、幅值很大雷电流是一个陡度很高、幅值很大的冲击波电流。的冲击波电流。对对电电力力系系统统的的电电气气设设备备来来说说，雷雷电电流流的的陡陡度度越越大大，在在负负载载电电感感L上上产产生生的的过过电电压压也越大，对绝缘的破坏性也就越严重。也越大，对绝缘的破坏性也就越严重。雷云对地或架空线路的放电就会造雷云对地或架空线路的放电就会造成雷电流。成雷电流。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。雷雷电电冲冲击击波波具具有有波波的的传传导导特特性性。输输电电线线路路受受到到雷雷击击后后，产产生生的的雷雷电电冲冲击击波波会会向向输输电电线线路路两两侧侧流流动动传传播播，雷雷电电波波在在传传导导过过程程中中到到达达结结点点后后，还还会会发发生生折折射射和和反反射射现现象。象。传播速度传播速度 雷雷电电波波沿沿架架空空线线传传播播的的速速度度与与光光速速（3108m/s）相相同同，而而在在电电缆缆中中传传播播的的速速度度约为上值的约为上值的1/21/3。波阻抗波阻抗 波波阻阻抗抗表表征征的的是是沿沿导导线线传传播播的的电电压压冲冲击击波波和和电电流流冲冲击击波波之之间间的的动动态态关关系系，与与线线路长度无关。路长度无关。（三）雷电冲击波的基本特性（三）雷电冲击波的基本特性 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。雷雷电电入入射射波波到到达达线线路路末末端端结结点点处处会会发发生生全全反反射射，线线路路的的开开路路末末端端电电压压将将增增大大至至雷雷电行波电压的电行波电压的2 2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。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。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二、二、防雷装置防雷装置 防防雷雷设设备备由由接接闪闪器器、引引下下线线、接接地地装装置置等等组组成成。接接闪闪器器是是专专门门用用来来接接受受直直接接雷雷击击的的金金属属物物体体。接接闪闪器器包包括括金金属属杆杆状状的的避避雷雷针针，金金属属线线状状的的避避雷雷线线，金属带状或网状的避雷带、避雷网等。金属带状或网状的避雷带、避雷网等。避雷针的作用是引雷。避雷针的作用是引雷。1.1.避雷针避雷针 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。避雷针是防止直击避雷针是防止直击雷的有效措施。一定雷的有效措施。一定高度的避雷针（线）高度的避雷针（线）下面，有一个安全区下面，有一个安全区域，此区域内的物体域，此区域内的物体基本上不受雷击。我基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫们把这个安全区域叫做避雷针的保护范围。做避雷针的保护范围。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。避雷针的保护范围用避雷针的保护范围用“滚球法滚球法”来确定。来确定。当避雷针高度为当避雷针高度为h h时，时，如如h hh hr r，地面上的保，地面上的保护半径护半径r r0 0为为 单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围 高度为高度为h hx x的平面的平面xxxx上的保护半径上的保护半径r rx x为为 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过避雷针接地必须良好，接地电阻不宜超过10 10 ；v 35kV35kV及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，避雷及以下变配电所的避雷针应单独装设支架，避雷针与被保护设备之间的空气距离不小于针与被保护设备之间的空气距离不小于5m5m；v 独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置与变独立避雷针应有自己专用的接地装置，接地装置与变配电所接地网间的地中距离不应小于配电所接地网间的地中距离不应小于3m3m；v 避雷针及接地装置与道路入口等的距离不小于避雷针及接地装置与道路入口等的距离不小于3m3m。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。“折线法折线法”现现行行电电力力行行业业标标 准准 DL/T6201997规规定定，用用于于变变配配电电所所和和电电力力线线路路的的防防雷雷保保护护时时，避避雷雷针针、线线的的保保护护范范围围按按“折线法折线法”来确定。来确定。2.2.避雷线避雷线 避避雷雷线线的的接接闪闪原原理理与避雷针类似。与避雷针类似。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。避雷器是用来防止线路避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路侵入的的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电所内的电过电压波对变电所内的电气设备造成的损害。它一气设备造成的损害。它一般接于各段母线与架空线般接于各段母线与架空线的进出口处，装在被保护的进出口处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备的电源侧，与被保护设备并联设备并联 避雷器的连接避雷器的连接 3.3.避雷器避雷器 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。避雷器避雷器管形避雷器管形避雷器阀形避雷器阀形避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。管型避雷器管型避雷器 管型避雷器主要管型避雷器主要用于变配电所的进线用于变配电所的进线保护和线路绝缘弱点保护和线路绝缘弱点的保护，保护性能较的保护，保护性能较好的管型避雷器可用好的管型避雷器可用于保护配电变压器。于保护配电变压器。管型避雷器结构示意图管型避雷器结构示意图1产气管；产气管；2胶木管；胶木管；3棒形电极；棒形电极；4环形电极；环形电极；5动作指示器；动作指示器；s1内间隙；内间隙；s2外间隙外间隙中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。阀型避雷器阀型避雷器 n由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。n阀型避雷器的火花间隙组是由多个单间隙串联组成的。正阀型避雷器的火花间隙组是由多个单间隙串联组成的。正常运行时，间隙介质处于绝缘状态，仅有极小的泄漏电流常运行时，间隙介质处于绝缘状态，仅有极小的泄漏电流通过阀片。通过阀片。n当系统出现雷电过电压时，火花间隙很快被击穿，使雷电当系统出现雷电过电压时，火花间隙很快被击穿，使雷电冲击电流很容易通过阀性电阻而引入大地。阀片在大的冲冲击电流很容易通过阀性电阻而引入大地。阀片在大的冲击电流下电阻由高变低，所以冲击电流在其上产生的压降击电流下电阻由高变低，所以冲击电流在其上产生的压降（残压）较低，此时，作用在被保护设备上的电压只是避（残压）较低，此时，作用在被保护设备上的电压只是避雷器的残压，从而使电气设备得到了保护。雷器的残压，从而使电气设备得到了保护。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器 n金属氧化物避雷器又称压敏避雷器。它是一种没有火花间隙只金属氧化物避雷器又称压敏避雷器。它是一种没有火花间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。有压敏电阻片的阀型避雷器。n压敏电阻片是氧化锌等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷压敏电阻片是氧化锌等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的伏安特性。元件，具有理想的伏安特性。n在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速有效地阻断工频电在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速有效地阻断工频电流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧；流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧；n在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，能很好地泄放雷电流。在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，能很好地泄放雷电流。n具有无间隙、无续流、残压低、体积小等优点而被广泛应用具有无间隙、无续流、残压低、体积小等优点而被广泛应用。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。三、供电系统的三、供电系统的防雷措施防雷措施p户户外外变变配配电电所所中中，一一般般采采用用避避雷雷针针作作为为直直击击雷雷的的防防护护装装置置，并并要要求求所所有有被被保保护护的的电电气气设设备备和和建建筑筑物物均均应应处处于于避避雷雷针针的的保护范围之内。保护范围之内。p变变配配电电所所中中一一般般需需要要通通过过装装设设阀阀式式避避雷雷器器或或氧氧化化锌锌避避雷雷器器对变压器进行雷电侵入波的防护。对变压器进行雷电侵入波的防护。p避雷器的选择，必须使其伏秒特性与变压器伏秒特性合理避雷器的选择，必须使其伏秒特性与变压器伏秒特性合理配合，并且避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允配合，并且避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允许的程度。许的程度。p避避雷雷器器应应尽尽可可能能靠靠近近变变压压器器安安装装。避避雷雷器器接接地地线线应应与与变变压压器低压侧接地中性线及金属外壳连在一起接地。器低压侧接地中性线及金属外壳连在一起接地。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。（1）架空线的防雷措施）架空线的防雷措施 用户供电系统是电力系统的负荷末端，具有以下特点：用户供电系统是电力系统的负荷末端，具有以下特点：1)一般架空线路都在一般架空线路都在35kV以下，是中性点不接地系以下，是中性点不接地系统，当雷击杆顶对一相导线放电时，工频接地电流很小，统，当雷击杆顶对一相导线放电时，工频接地电流很小，不会引起线路的跳闸。不会引起线路的跳闸。2)配电网路一般不长，同时架空线路多受建筑物和配电网路一般不长，同时架空线路多受建筑物和树木的屏蔽，遭受雷击的机会比较少。树木的屏蔽，遭受雷击的机会比较少。3)对于有重要负荷的供电系统，采用双电源供电或对于有重要负荷的供电系统，采用双电源供电或自动重合闸装置，可以减轻雷害事故的影响。自动重合闸装置，可以减轻雷害事故的影响。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。（1）架空线的防雷措施）架空线的防雷措施 用户供电系统用户供电系统35kV架空线路的防雷一般可采用以下措施：架空线路的防雷一般可采用以下措施：1)增加架空线绝缘子个数，采用较高等级的绝缘子，或顶相增加架空线绝缘子个数，采用较高等级的绝缘子，或顶相用针式而下面两相改用悬式绝缘子，提高反击电压水平。用针式而下面两相改用悬式绝缘子，提高反击电压水平。2)部分架空线装设避雷线。部分架空线装设避雷线。3)改进杆塔结构，譬如当应力允许时，可以采用瓷横担等。改进杆塔结构，譬如当应力允许时，可以采用瓷横担等。4)减小接地电阻以及采用拉线减少杆塔电感。减小接地电阻以及采用拉线减少杆塔电感。5)采用电缆供电。采用电缆供电。对于对于610kV架空线，一般比架空线，一般比35kV线路高度低，不需装设避线路高度低，不需装设避雷线，防雷方式可利用钢筋混凝土杆的自然接地，必要时也可雷线，防雷方式可利用钢筋混凝土杆的自然接地，必要时也可采用双电源供电和自动重合闸。采用双电源供电和自动重合闸。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。（2）变电所的防雷）变电