5供电系统的保护接地与防雷详解优秀PPT.ppt
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1、西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X第5章供电系统的疼惜接地与防雷第一节第一节 供电系统的疼惜接地供电系统的疼惜接地其次节其次节 供电系统的防雷疼惜供电系统的防雷疼惜西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X第一节第一节 供电系统的疼惜接地供电系统的疼惜接地 西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X 一、接地和接地装置一、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。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接地装置是由接地体和接地线两部分组成的。两部分组成的。埋入
2、地中并干脆与大地接触的埋入地中并干脆与大地接触的金属导体,称为接地体或接地极。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接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线,称为接地线。之间的连接线,称为接地线。由若干接地体在大地中相互用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,称为接接地线连接起来的一个整体,称为接地网。地网。西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X 接地电流、对地电压及接地电流电接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线位分布曲线 当电气设备发生接地故障时,电当电气设备发生接地故障时,电流就通过接地体向大地作半球形散开,流就通过接地体向大地作半球形散开,这
3、一电流称为接地电流这一电流称为接地电流IEIE。试验表明,在距单根接地体或接试验表明,在距单根接地体或接地故障点地故障点20m20m左右的地方,事实上散流左右的地方,事实上散流电阻已趋近于零,电位为零的地方,电阻已趋近于零,电位为零的地方,称为电气上的称为电气上的“地地”或或“大地大地”。电。电气设备的接地部分与零电位的气设备的接地部分与零电位的“地地”(大地)之间的电位差,就称为接(大地)之间的电位差,就称为接地部分的对地电压,如图中的地部分的对地电压,如图中的UEUE。2 2接地装置的散流效应接地装置的散流效应 西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X跨步电压和接触电压示意图跨步
4、电压和接触电压示意图 接触电压是指设备的绝缘损坏时,接触电压是指设备的绝缘损坏时,在身体可同时触及的两部分之间出现在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。的电位差。跨步电压是指在故障点旁边行走,跨步电压是指在故障点旁边行走,两脚之间出现的电位差两脚之间出现的电位差 西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X二、二、接地的种类接地可分为正常接地和非人为的故障接地两类,正常接地又有工作接地和平安接地之分,电力系统的接地网具有工作接地、疼惜接地和防雷接地三项功能。工作接地是指系统运行中须要的接地,它是系统供电回路的必要组成部分。工作接地有两种状况:利用大地作导线的接地,在正常状况下有电流通
5、过,如直流工作接地、弱电工作接地等;为了维持系统平安运行而设的接地,在正常状况下只有很小的不平衡电流甚至没有电流通过,如变压器、发电机、电压互感器的中性点接地等,都属于该类接地。工作接地西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X 依据供电系统的中性点及电气设备的接地方式,疼惜接地可分为依据供电系统的中性点及电气设备的接地方式,疼惜接地可分为三种不同类型,即:三种不同类型,即:ITIT型、型、TNTN型及型及TTTT型。型。(2 2)平安接地)平安接地 平安接地也称疼惜接地,主要包括防止触电或反击的疼惜接地、防雷接地(或称过电压疼惜接地)、防静电接地和屏蔽接地四种。疼惜接地并非电网系统供
6、电回路的一部分,而是一种技术上的平安措施,它是把在故障状况下可能呈现紧急对地电压的金属部分同大地紧密地连接起来。例如,电力设备的金属外壳、金属杆塔,由于绝缘损坏等缘由有可能带电,为了防止这种电压危及人身平安而设的接地称为疼惜接地。过电压疼惜接地是指为了限制过电压紧急而设的接地,如避雷针、避雷器和避雷线等防雷设备的接地。在电力网中,有时也把避雷器等的接地叫做工作接地。西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X1 1、IT系统系统 电电源源小小电电流流接接地地系系统统的的疼疼惜惜接接地地方方式式,电电气气设设备备的的不不带带电电金金属属部部分分干干脆脆经经接接地地体体接地接地 电气设备的疼
7、惜接地(电气设备的疼惜接地(ITIT系统)系统)当电气设备外壳带电时,接地电容电流分别经接地体和人体两条支路通过。只要接地装置的接地电阻在确定范围内,就会使流经人体的电流被限制在平安范围内。西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X2 2、TT系统系统 配配电电系系统统的的中中性性线线N 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干脆接地置干脆接地 TT系统系统 西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X3 3、TN系统系统 TN系统系统 当供电系统是大电流接地系统时,接在系统中的设备进行疼惜接地,称为TN系统。西安理工大学自
8、动化与信息工程学院供电技术电子课件XTN系统系统TNC系统系统TNS系统系统TNCS系统系统整个系统的中性线N与保护线PE是合在一起的,电气设备不带电金属部分与之相连。配电线路中性线N与保护线PE分开,电气设备的金属外壳接在保护线PE上。TN-C和TN-S系统的综合,电气设备大部分采用TN-C系统接线,在设备有特殊要求场合局部采用专设保护线接成TN-S形式 依据电气设备不同的接地方法,TN系统又分为以下三种形式:西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X 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 要想用简洁牢靠的方法保证平安,就应当实行共同接地的方式要想用简
9、洁牢靠的方法保证平安,就应当实行共同接地的方式(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,快速使疼惜装置动作。这样就可以将两相分别接地短路变成相间短路,快速使疼惜装置动作。图5-9 共同接地 西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X 2、重复接地、重复接地 同一低压系统中,不能有的实行疼惜接地,有的又实行疼惜接零,否则当同一低压系统中,不能有的实行疼惜接地,有的又实行疼惜接零,否则当实行疼惜接地的设备发生单相接地故障时,实行疼惜接零的设备外露可导电部实行疼惜接地的设备发生单相接地故障时,实行疼惜接零的设备外露可导电部分将带上紧急的电压。中性点不接地系统中的设备不允许
10、接受疼惜接零。因为分将带上紧急的电压。中性点不接地系统中的设备不允许接受疼惜接零。因为任一设备发生碰壳时都将使全部设备外壳上出现近于相电压的对地电压,这是任一设备发生碰壳时都将使全部设备外壳上出现近于相电压的对地电压,这是特殊紧急的。在中性线上不允许安装熔断器和开关,以防中性线断线,失去疼特殊紧急的。在中性线上不允许安装熔断器和开关,以防中性线断线,失去疼惜接零的作用,为平安起见,中性线还必需实行重复接地,以保证接零疼惜的惜接零的作用,为平安起见,中性线还必需实行重复接地,以保证接零疼惜的牢靠性。牢靠性。西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X在中性点干脆接地在中性点干脆接地的低压电
11、力网中接受的低压电力网中接受接零时,将零线上的接零时,将零线上的一点或多点再次与大一点或多点再次与大地作金属性连接,称地作金属性连接,称为重复接地。为重复接地。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,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,减轻触电的紧急。当接受疼惜接零而零线断裂时,假如在断减轻触电的紧急。当接受疼惜接零而零线断裂时,假如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,线后的电力设备有一相碰壳,则后面的零线会带上相电压,造成紧急。接受了重复接地后,接在断裂处后面的全部电气造成紧急。接受了重复接地后,接在断裂处后面的全部电气设备外壳上的对地电压设备
12、外壳上的对地电压UE UE U U,紧急程度大大降低,紧急程度大大降低,西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X其次节其次节 供电系统的防雷疼惜供电系统的防雷疼惜 雷电是一种自然现象,雷电现象比较困难,产生缘由的学说很多,它与当地的地球纬度、地质结构、地物地貌、大气气流等都有关系。雷电是伴有闪电和雷鸣的一种宏伟壮丽而又有点令人生畏的放电现象。产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。雷电分直击雷、电磁脉冲、球形雷、云闪四种 带电雷云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到确定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。放电过程中,由
13、于闪电通道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致猛烈的雷鸣。西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X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 操作过电压操作过电压谐振过电压等谐振过电压等 防雷就是防止由直击雷防雷就是防止由直击雷形成的雷电流形成的雷电流或雷电的或雷电的电磁脉冲电磁脉冲形成的过电压形成的过电压对供电系统对供电系统及设备造成的损害及设备造成的损害。(二)雷电流的产生和二)雷电流的产生和过电压的形式过电压的形式 闪电的的平均电流是闪电的的平均电流是3 3万安培,最
14、大电流万安培,最大电流可达可达3030万安培。闪电的万安培。闪电的电压电压很高,约为很高,约为1 1亿至亿至1010亿亿伏特伏特。一个中等强度。一个中等强度雷暴雷暴的的功率功率可达一千可达一千万瓦,相当于一座小型万瓦,相当于一座小型核电站核电站的的输出功率输出功率。带。带有电荷的有电荷的雷云雷云与地面的突起物接近时,它们之与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电,形成雷电流。间就发生激烈的放电,形成雷电流。西安理工大学自动化与信息工程学院供电技术电子课件X雷云大地直击雷示意图大地雷云雷电先导迎电先导放电一、一、直击雷及直击雷及防直击雷装置防直击雷装置 西安理工大学自动化与信息工程学院供电
15、技术电子课件X 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 L上上产生的过电压也越大,对绝缘的破坏性也就越严峻。产生的过电压也越大,对绝缘的破坏性也就越严峻。一、一、直击雷及直击雷及防直击雷装置防直击雷装置 直击雷:又称干脆雷击,它是指雷电干直击雷:又称干脆雷击,它是指雷电干脆击打在地面建筑物、供配电网络及设脆击打在地面建筑物、供配电网络及设备上。备上。雷云对地或架空线路的放电就会雷云对地或架空线路的放电就会造成雷电流。强大的雷电流通过输配电造
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