城市軌道交通供電系統(tǒng)的防雷與接地課件

1、單元城市軌道交通供電系統(tǒng)的防雷與接地.雷電與防雷設(shè)備.電氣裝置的接地返回.雷電與防雷設(shè)備. . 雷電的形成及危害雷電放電是一種氣體放電現(xiàn)象， 叫作大氣過電壓， 是帶有電荷的雷云之間或者雷云與大地或物體之間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。雷電產(chǎn)生如此大的電流和電壓， 必然給附近的電力設(shè)施甚至建筑物造成巨大的威脅， 甚至嚴重危及人身安全。. . 防雷裝置簡介變電所防雷裝置種類繁多， 但是常用的防雷裝置主要有避雷針、 避雷線、 避雷網(wǎng)、 避雷帶以及避雷器。下一頁返回.雷電與防雷設(shè)備 避雷針主要是對整個變電站的建筑物實施防雷， 避雷線主要是對高壓輸電線路以及進出變電所的線路實施防雷保護， 而避雷網(wǎng)和避雷帶

2、也同樣是對建筑物防雷， 避雷器主要對電力設(shè)備實施防雷保護。 無論哪種防雷裝置， 總體上都是由三大部分組成， 分別稱為接閃器、 引下線和接地體。. . 建筑物防雷等級的劃分對建筑物或構(gòu)筑物采取相應(yīng)的防雷措施是十分必要的， 但并不是要求所有建筑物或構(gòu)筑物都采取相同的防雷措施， 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 規(guī)定， 建筑物根據(jù)其重要性、 使用性質(zhì)、 發(fā)生雷電事故的可能性和后果， 按防雷要求分為以下三類。上一頁下一頁返回.雷電與防雷設(shè)備（） 第一類防雷建筑物是制造、 使用或儲存爆炸物， 電火花會引起爆炸， 造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物。（） 第二類防雷建筑物是制造、 使用或儲存爆炸物， 電火花不易引起爆炸或不

3、致造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物。（） 第三類防雷建筑物是除第一、 第二類建筑物以外的易發(fā)生爆炸、 火災(zāi)危險的場所。第一類防雷建筑物和第二類防雷建筑物中有爆炸危險的場所， 應(yīng)有防直擊雷、 防感應(yīng)雷和防雷電侵入波的措施。 第二類防雷建筑物 （除有爆炸危險者外） 及第三類防雷建筑物，應(yīng)有防直擊雷和防雷電波侵入的措施。上一頁下一頁返回.雷電與防雷設(shè)備. . 建筑物的防雷要求防直擊雷采取的措施是引導雷云對避雷裝置放電， 使雷電流迅速流入大地， 從而保護建筑物或構(gòu)筑物免受雷擊。 第一類防雷建筑物防直擊雷的措施主要有裝設(shè)獨立避雷針或架空避雷網(wǎng)、 避雷線， 使被保護的建筑物等突出屋面的物體均處于接閃器的保護

4、范圍內(nèi)。 第二類和第三類防雷建筑物防直擊雷的措施主要是采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)、 避雷帶、 避雷針或由其混合組成接閃器。防止由于雷電感應(yīng)而在建筑物上聚集電荷的方法是在建筑物上裝設(shè)收集并泄放電荷的裝置， 如避雷網(wǎng)、 避雷帶。 防止建筑物內(nèi)金屬物上雷電感應(yīng)的方法是將金屬設(shè)備、 管道等金屬物通過接地裝置與大地作可靠的連接， 以便將雷電感應(yīng)電荷迅速引入大地， 避免雷害。上一頁下一頁返回.雷電與防雷設(shè)備防止雷電波沿供電線路侵入建筑物的行之有效的方法是安裝避雷器， 將雷電波引入大地， 以免危及電氣設(shè)備。 但對于有易燃易爆危險的建筑物， 當避雷器放電時線路上仍有較高的殘壓進入建筑物， 還是不安全。 對這種

5、建筑物可采用地下電纜供電方式， 這就從根本上避免了過電壓雷電波侵入的可能性， 但這種供電方式費用較高。 對于部分建筑物， 可采用一段金屬鎧裝電纜進線的保護方式， 這種方式不能完全避免雷電波的侵入， 但通過一段電纜后可以將雷電波的過電壓限制在安全范圍之內(nèi)。上一頁返回.電氣裝置的接地. . 接地概述電氣系統(tǒng)的任何部分與大地間作良好的電氣連接， 叫作接地。 埋入地下用來直接與土壤接觸并存在一定流散電阻的一個或多個金屬導體組， 稱為接地體或接地極。 接地體是埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體。 專門為接地而人為裝設(shè)的接地體， 稱為人工接地體； 并不是專門用作接地體， 而兼作接地體用的直接與大地接觸的金

6、屬構(gòu)件、 金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土等， 稱為自然接地體。 電氣設(shè)備接地部分與接地體連接用的金屬導體， 稱為接地線。 接地線在設(shè)備正常運行情況下是不載流的， 但在故障情況下要通過接地故障電流。 接地體與接地線， 稱為接地裝置。 由若干接地體在大地中用接地線相互連接起來的一個整體， 稱為接地網(wǎng)。下一頁返回.電氣裝置的接地其中接地線分為接地干線和接地支線， 如圖 所示， 接地干線一般不少于兩根導體， 在不同地點與接地網(wǎng)連接。大地是個導電體， 當其中沒有電流流通時是等電位的， 通常人們認為大地具有零電位。 如果地面上的金屬物體與大地牢固連接， 在沒有電流流通的情況下， 金屬物體與大地之間沒有電位差

7、， 該物體也就具有了大地的電位零電位， 這就是接地的含義。 當電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時， 電流通過接地體向大地做半球形散開， 這一電流稱為接地電流， 用 表示， 如圖 所示。 距離接地體越遠的地方， 散流電流越小， 實驗表明， 在距離接地點約 處， 實際散流基本為零。 電氣設(shè)備的接地部分與零電位的地的電位差為對地電壓， 用 表示。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地. . 變電站接地的分類接地按目的和作用不同， 可以分為工作接地、 保護接地和重復接地， 等等。. . 接地電阻允許值因為故障對地電壓等于故障接地電流與接地電阻的乘積， 所以各種保護接地電阻不得超過規(guī)定的限值。 對于低壓配電網(wǎng)， 由于分布

8、電容很小， 單相故障接地電流也很小， 限制電氣設(shè)備的保護接地電阻不超過 即能將其故障時對地電壓限制在安全范圍以內(nèi)； 如配電容量在 以下， 由于配電網(wǎng)分布范圍很小， 單相故障接地電流更小， 限制電氣設(shè)備的保護接地電阻不超過 即可滿足安全要求。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地。在高壓配電網(wǎng)中， 由于接地故障電流比低壓配電網(wǎng)的大得多， 將故障電壓限制在安全范圍以內(nèi)是難以實現(xiàn)的， 因此， 對高壓電氣設(shè)備規(guī)定了較高的保護接地電阻允許值， 并限制故障持續(xù)時間。 各種保護接地電阻允許值如表 所示。 在高土壤電阻率地區(qū)， 接地電阻允許適當提高， 但必須符合專業(yè)標準。在高土壤電阻率地區(qū)， 可采用外引接地法、 接

9、地體延長法、 深埋法、 換土法、 土壤化學處理法以及網(wǎng)絡(luò)接地法降低接地電阻。 外引接地法是引出接地線與埋在水井內(nèi)、 湖邊或大樹下等低土壤電阻率處的接地體相連。 深埋法是避開地表高電阻層， 將接地體埋在更深的地下。 換土法是用大量低電阻率的土壤替換高電阻率的砂石。 化學處理法是應(yīng)用氯化鈣、 氯化鈉、 氧化鋅渣、 木炭、 黏土等或?qū)ｉT配制的化學減阻劑填入接地體周圍以降低接地電阻。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地 采用固體減阻材料時， 可根據(jù)需要預先做好加水設(shè)施。 網(wǎng)絡(luò)接地法是采用網(wǎng)絡(luò)狀接地體等降低故障時地面各點之間的電位， 以減少電擊的危險性。. . 接地裝置的敷設(shè)要求. 電氣裝置安裝工程接地裝置

10、施工及驗收規(guī)范 規(guī)定） 電氣裝置應(yīng)接地或接零的金屬部分（） 電動機、 變壓器、 電器、 攜帶式或移動式用電器具等的金屬底座和外殼。（） 電氣設(shè)備的傳動裝置。（） 屋內(nèi)外配電裝置的金屬或鋼筋混凝土構(gòu)架以及靠近帶電部分的金屬遮攔和金屬門。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地（） 配電、 控制、 保護用的屏 （柜、 箱） 及操作臺等的金屬框架和底座。（） 交直流電力電纜的接頭盒、 終端頭和膨脹器的金屬外殼、 可觸及的電纜金屬護層和穿線的鋼管。 穿線的鋼管之間或鋼管與電氣設(shè)備之間有金屬軟管過渡的， 應(yīng)保證金屬軟管段接地暢通。（） 電纜橋架、 支架和井架。（） 裝有避雷線的電力線路桿塔。（） 裝在配電線路桿

11、上的電力設(shè)備。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地（） 在非瀝青地面的居民區(qū)內(nèi)， 中性點不接地、 消弧線圈接地或高電阻接地的電力系統(tǒng)中無避雷線的架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔。（） 承載電氣設(shè)備的構(gòu)架和金屬外殼。（） 發(fā)電機中性點柜外殼、 發(fā)電機出線柜、 封閉母線的及其他裸露的金屬部分。（） 氣體絕緣全封閉組合電器 （） 的外殼接地端子和箱式變電站的金屬箱體。（） 電熱設(shè)備的金屬外殼。（） 鎧裝控制電纜的金屬護層。（） 互感器的二次繞組。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地） 電氣裝置的金屬部分可不接地或不接零（） 在木質(zhì)、 瀝青等不良導電地面的干燥房間內(nèi)， 交流額定電壓為 及以下或直流額定電

12、壓為 及以下的電氣設(shè)備的外殼； 但當有可能同時觸及上述設(shè)備外殼和已接地的其他物體， 則仍應(yīng)接地。（） 在干燥場所， 交流額定電壓為 及以下或直流額定電壓為 及以下的電氣設(shè)備的外殼。（） 安裝在配電屏、 控制屏和配電裝置上的電氣測量儀表、 繼電器和其他低壓電器等的外殼， 以及發(fā)生絕緣損壞時， 在支持物上不會引起危險電壓的絕緣子的金屬底座等。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地（） 安裝在已接地金屬構(gòu)架上的設(shè)備， 如穿墻套管等。（） 額定電壓為 及以下的蓄電池室內(nèi)的金屬支架。（） 由發(fā)電廠、 變電所和工業(yè)企業(yè)區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道。（） 與已接地的機床、 機座之間有可靠電氣接觸的電動機和電器的外殼。.

13、接地體通常將專門為接地而裝設(shè)的接地體稱為人工接地體。 兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、 金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)稱為自然接地體。 在接地設(shè)計中， 首先應(yīng)充分利用自然接地體， 若自然接地體滿足不了接地要求， 則裝設(shè)人工接地體。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地. . 接地裝置的運行與維護運行中的接地裝置巡視與檢查項目一般有：（） 檢查接地線或接零線與電氣設(shè)備的金屬外殼以及同接地網(wǎng)連接處的連接是否良好，有無松動脫落等現(xiàn)象。（） 檢查接地線有無損傷、 碰斷及腐蝕等現(xiàn)象。（） 對于移動式電氣設(shè)備的接地線， 在每次使用前應(yīng)檢查其接地線情況， 觀察有無斷股現(xiàn)象。（） 定期測量接地裝置的接地電阻值， 測量接地電阻要在土壤電阻率最大的季節(jié)進行，即夏季土壤干燥時期和冬季土壤冰凍最甚時期。上一頁下一頁返回.電氣裝置的接地維護工作：（） 要經(jīng)常觀察人工接地體周圍的環(huán)境情況， 不應(yīng)堆放具有強烈腐蝕性的化學物質(zhì)。（） 對于接地裝置與公路、 鐵路或管道等交叉的地方， 應(yīng)采取保護措施， 以防碰傷