第十三節(jié) 絕緣、接地及防雷技術(shù)(一)

絕緣、防雷及接地技術(shù)

2/5/2023雷電的危害全球任何時刻大約有2000個地點遇上雷暴，平均每天約發(fā)生800萬次閃電，每次閃電在微秒級的瞬間釋放出約55kW.h的能量。森林火災(zāi)有50％以上因雷電引發(fā)；人們居住生活的建筑物屢遭雷擊破壞；電力、石化等工業(yè)設(shè)施常因雷擊而發(fā)生災(zāi)難性事故。2/5/2023雷災(zāi)的特點

(1)受災(zāi)面大大擴(kuò)展，從電力、建筑這兩個傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)到幾乎所有行業(yè)部門。

(2)從二維空間入侵變?yōu)槿S人侵。從閃電直擊，過電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落，無孔不入地造成災(zāi)害。（3）雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了，它襲擊的對象本身的宜接經(jīng)濟(jì)損失并不太大，面由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響就難以估計。（4）微電子技術(shù)的應(yīng)用廣泛滲透到各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這是大好事。但是微電子器件極端靈敏、它的這一特點又容易受到無孔不入的LEMP的作用，或者造成微電子設(shè)備的失控，或者是損壞。2/5/2023牽引供電系統(tǒng)防雷技術(shù)研究意義雷電放電在供電系統(tǒng)中引起很高的雷電過電壓，它是造成供電系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一產(chǎn)生巨大電流，使被擊物體炸毀、燃燒、使導(dǎo)體熔斷或通過電動力引起機(jī)械損壞。2/5/2023高速鐵路防雷技術(shù)研究的意義廣深鐵路自1998年開通以來，發(fā)生多起雷擊引起設(shè)備損壞的事故。廣深鐵路長139.46km，在2000年1月間共發(fā)生雷擊接觸網(wǎng)跳閘45次，其中廣深線平湖牽引變電所雷擊跳閘占事故總跳閘的比例達(dá)57.7%.南昆線昆明局管內(nèi)的325.8km接觸網(wǎng)，在1999年3月27～8月31日期間，發(fā)生雷擊接觸網(wǎng)跳閘85次。2/5/2023雷電的本質(zhì)早在18世紀(jì)初，富蘭克林等物理學(xué)家已經(jīng)揭示了“閃電就是電”的本質(zhì)，而隨著物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對雷電這一自然現(xiàn)象有了更深刻的認(rèn)識。雷電放電實質(zhì)上是一種超長氣隙的火花放電，它所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。2/5/2023閃電的分類（形狀）枝狀閃電帶狀閃電2/5/2023閃電的分類（形狀）叉狀閃電片狀閃電2/5/2023

閃電的分類（形狀）云間閃電2/5/2023閃電的分類（形狀）球狀閃電聯(lián)珠狀閃電2/5/2023閃電的分類（形狀）晴天霹靂2/5/2023閃電的分類按空間位置分類:云閃：云內(nèi)閃電和云際閃電（兩片云之間）。地閃：俗稱落地雷，防雷研究主要對象。云閃地閃2/5/2023四種不同類型的地閃四種不同類型的地閃示意圖正地閃：將云中正電荷釋放到地。負(fù)地閃：將云中負(fù)電荷釋放到地。2/5/2023雷云的形成機(jī)理獲得比較廣泛認(rèn)同的是水滴分裂起電理論：大水滴分裂成水珠和細(xì)微的水沫，出現(xiàn)電荷分離現(xiàn)象，大水珠帶正電，小水沫帶負(fù)電，細(xì)微水沫被上升氣流帶往高空，形成大片帶負(fù)電的雷云。雷云下部局部正電荷區(qū)。雷電的形成2/5/2023雷電的形成國外雷云電荷分布示意圖圖示為美國肯尼迫航天中心和美國國家航天局于1990年發(fā)布的關(guān)于雷云電荷分布的研究成果。最上部為正電荷區(qū)(P區(qū))、中間為負(fù)電荷區(qū)(N區(qū))和下部為正電荷區(qū)(P區(qū))。2/5/2023雷電放電就其本質(zhì)而言是一種超長氣隙的火花放電。

第一次主放電箭狀先導(dǎo)第三次主放電雷電的放電過程2/5/2023雷擊的種類一、直擊雷雷云直接對地面建筑物或人放電2/5/2023雷擊的種類二、感應(yīng)雷雷云通過靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)，在附近的金屬體上產(chǎn)生感應(yīng)電壓2/5/2023雷擊種類三、雷電電磁脈沖（LEMP）雷電電磁脈沖對信號及通信系統(tǒng)造成干擾。并損壞敏感電子元件2/5/2023(一)雷電放電的計算模型雷電過電壓2/5/2023直接雷擊過電壓典型實例分析雷擊于地面接地良好的物體（假設(shè)接地電阻Ri=15Ω）根據(jù)彼德遜法則，接地點（A）的電流計算可等效為右圖，則計算得到電流iA≈2i0（推導(dǎo)計算），A點電壓uA=iARi2/5/2023直接雷擊過電壓典型實例分析雷擊于導(dǎo)線或檔距中央避雷線根據(jù)彼德遜法則，接地點（A）的電流計算可等效為下圖，令Z0=300Ω，Z=400Ω，計算A點電壓。2/5/2023雷擊于線路附近大地的情況

雷擊于線路附近大地或接地的線路桿塔頂部等，在絕緣的導(dǎo)線上引起感應(yīng)過電壓。感應(yīng)過電壓典型實例分析2/5/2023(一)雷電活動頻度雷暴日（Td）：一年中發(fā)生雷電的天數(shù)，以聽到雷聲為準(zhǔn)，在一天內(nèi)只要聽到過雷聲，無論次數(shù)多少，均計為一個雷暴日。雷暴小時（Th）：一年中發(fā)生雷電放電的小時數(shù)，在一個小時內(nèi)只要有一次雷電，即計為一個雷電小時。注意點（1）一個雷暴日折合三個雷暴小時。（2）雷暴日與該地區(qū)所在緯度、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、地形地貌有關(guān)（3）Td<15，少雷區(qū)；>40，多雷區(qū)；>90，強(qiáng)雷區(qū)雷電參數(shù)2/5/2023(二)地面落雷密度地面落雷密度g表示每平方公里地面在一個雷暴日受到的平均雷擊次數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)對Td=40的地區(qū)取g=0.07。運(yùn)行經(jīng)驗表明：某些地面落雷密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上述平均值，它們或者是一塊土壤電阻率遠(yuǎn)小于周邊地區(qū)的場地、或者在山谷邊的小河近旁、或者是迎風(fēng)的山坡等。它們被稱為易擊區(qū)，在為發(fā)電廠、變電所、輸電線路選址時應(yīng)盡量避免這些地方。雷電參數(shù)2/5/2023(三)雷道波阻抗雷電通道長度數(shù)千米，半徑僅為數(shù)厘米，類似于一條分布參數(shù)線路，具有某一等值波阻抗，稱為雷道波阻抗。主放電過程可看作是一個電流波沿著波阻抗為Z0的雷道投射到雷擊點的波過程。我國有關(guān)規(guī)程建議取Z0

≈300Ω

(四)雷電波的極性負(fù)極性雷擊均占75～90%，對設(shè)備絕緣危害較大,防雷計算中一般均按負(fù)極性考慮。雷電參數(shù)2/5/2023(五)雷電流幅值通常定義雷電流為雷擊于低阻接地電阻(Ri≤30Ω)的物體時流過雷擊點的電流。它近似等于電流入射波I0的兩倍，即一般地區(qū)，雷電流幅值超過的概率可按下式計算雷電參數(shù)2/5/2023波前陡度的最大極限值一般可取50kA/us左右。(六)雷電流的波前時間、陡度及波長雷電流的波前時間T1處于1～4us的范圍內(nèi)，平均為2.6us。波長T2處于20～100us的范圍內(nèi)，多數(shù)為40us左右。我國防雷設(shè)計采用2.6/40us的波形；在絕緣的沖擊高壓試驗中，標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓的波形定為1.2/50us雷電流波前的平均陡度(kA/us)雷電參數(shù)2/5/2023(七)雷電流的計算波形1、雙指數(shù)波2、斜角波3、斜角平頂波4、半余弦波雷電參數(shù)2/5/2023(八)雷電的多重放電次數(shù)及總延續(xù)時間有55％的對地雷擊包含兩次以上的重復(fù)沖擊；3～5次沖擊者有25%；10次以上者有4%。平均重復(fù)沖擊次數(shù)取3次。一次雷電總延續(xù)時間，有50%小于0.2s(九)放電能量A=QU=107V×20C＝20×107W.s，放電能量不大，但是在極短時間內(nèi)放出的，因而功率很大。雷電參數(shù)2/5/20231、雷電流的特性雷電放電速度很快，雷電流的幅值很大，陡度很高，且其電流的大小與土壤電阻率、雷擊點的散流電阻有關(guān)。2、雷電的危害分為三類直擊雷——雷直接擊在建筑物和設(shè)備上而發(fā)生的機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。感應(yīng)雷——雷電流產(chǎn)生的電磁效應(yīng)和靜電效應(yīng)。高電位的引入——雷電流沿電氣線路和管道引入建筑物的內(nèi)部。雷電防護(hù)基礎(chǔ)2/5/20233、耐雷水平電氣設(shè)備或其他設(shè)備能承受的最大雷電流沖擊而不至于損壞時的電流，單位一般是kA。2/5/2023現(xiàn)代防雷體系高空防雷區(qū)低空防雷區(qū)地下防雷區(qū)2/5/2023高空防雷區(qū)2/5/2023低

空

防

雷

區(qū)2/5/2023地下防雷區(qū)2/5/2023接閃器防護(hù)范圍的確定接閃器（避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)）的防護(hù)范圍一般用滾球法明確定，不同的防雷等級所用球的半徑不同2/5/2023輸電線路避雷線的防雷效果采用不同半徑的滾球所得到到避雷線的防護(hù)范圍不一樣，對應(yīng)的繞擊概率也不相同2/5/2023只要能設(shè)法制止上述發(fā)展過程中任一環(huán)節(jié)的實現(xiàn)，就可避免雷擊引起長時間停電事故。

線路雷害事故發(fā)展過程及防護(hù)措施2/5/2023(一)避雷線（架空地線）110kV及以上架空輸電線路防雷措施是沿全線架設(shè)避雷線；35kV及以下的線路主要依靠架設(shè)消弧線圈和自動重合閘來進(jìn)行防雷保護(hù)。（二）降低桿塔接地電阻提高線路耐雷水平和減少反擊概率的主要措施。桿塔的工頻接地電阻一般為10～30Ω。（三）加強(qiáng)線路絕緣增加絕緣子串中的片數(shù)、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣間距等等，但有相當(dāng)大的局限性。一般優(yōu)先采用降低桿塔接地電阻的辦法來提高線路耐雷水平。（四）耦合地線作為一種補(bǔ)救措施，具有一定的分流作用和增大導(dǎo)地線之間的耦合系數(shù)，因而能提高線路的耐雷水平和降低雷擊跳閘率。輸電線路上采用的各種防雷保護(hù)措施2/5/2023

(五)消弧線圈能使雷電過電壓所引起來的一相對地沖擊閃絡(luò)不轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的工頻電弧，即大大減小建弧率和斷路器的跳閘次數(shù)。(六)避雷器僅用作線路上雷電過電壓特別大或絕緣薄弱點的防雷保護(hù)。它能免除線路絕緣的沖擊閃絡(luò)，并使建弧率降為零。(七)不平衡絕緣一回路的三相絕緣子片數(shù)少于另一路的三相。(八)自動重合閘線路絕緣不會發(fā)生永久性的損壞或劣化。輸電線路上采用的各種防雷保護(hù)措施2/5/2023接觸網(wǎng)無避雷線，不能有效防止直擊雷。鐵路隧道內(nèi)接觸網(wǎng)對地的空氣間隙太小，規(guī)范規(guī)定困難值為240mm，耐雷水平僅11kA，超過雷電流概率為75％，與絕緣子不匹配。接觸網(wǎng)支柱是利用回流線作閃絡(luò)保護(hù)地線的集中接地，支柱基礎(chǔ)上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地電阻較大。接觸網(wǎng)防雷技術(shù)可以參考輸電線路的防雷措施，但從客觀環(huán)境看，接觸網(wǎng)防雷較為復(fù)雜一些。接觸網(wǎng)防雷的特點接觸網(wǎng)的防雷2/5/2023日本防雷現(xiàn)狀

區(qū)域劃分防雷措施架空避雷線避雷器設(shè)置位置A區(qū)雷害嚴(yán)重且重要線路，進(jìn)行全面防雷保護(hù)全線架設(shè)避雷線牽引變電所出口接觸網(wǎng)隔離開關(guān)兩側(cè)架空線與電纜連接處架空線終端B區(qū)雷害比較嚴(yán)重且重要的線路，對雷害場所、重點設(shè)備進(jìn)行必要的防雷保護(hù)特別需要的場所沿接觸網(wǎng)架設(shè)避雷線1、牽引變電所出口2、接觸網(wǎng)隔離開關(guān)兩側(cè)3、架空線與電纜連接處4、架空線終端C區(qū)A和B以外的區(qū)域牽引變電所出口接觸網(wǎng)隔離開關(guān)兩側(cè)架空線與電纜連接處2/5/2023S狀horn每間隔200m加一個帶放電horn的絕緣子來分段在架空地線分段區(qū)間的中間進(jìn)行接地。接地阻抗30Ω以下2/5/2023AT供電線接觸導(dǎo)線鋼軌AT保護(hù)線中性線避雷器放電開始電壓42kV放電器放電開始電壓：5kV接地阻抗

10Ω以下2/5/2023國內(nèi)接觸網(wǎng)防雷現(xiàn)狀在TB10009-98《鐵路電氣牽引供電設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定：1、吸流變壓器的原邊應(yīng)設(shè)避雷裝置。2、重雷區(qū)及超重雷區(qū)，下列重點位置應(yīng)設(shè)避雷裝置。1）分相和站場端部的絕緣關(guān)節(jié)；2）長度2000m及以上隧道的兩端；3）供電線或AF線連接到接觸網(wǎng)上的連接處。通過規(guī)范可以看出，我國電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷工程設(shè)計中，除了通過絕緣子自恢復(fù)絕緣外，還在接觸網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)位置設(shè)置了避雷器以達(dá)到防雷的目的。

2/5/20231－避雷器2－回流線3－承力索4－接觸網(wǎng)導(dǎo)線圖4接觸網(wǎng)示意圖加避雷器2/5/2023兩種主要的避雷器用于接觸網(wǎng)線路的避雷器主要有兩種，一種是火花間隙形避雷器，另一種是氧化鋅避雷器2/5/2023在接觸網(wǎng)上安裝避雷器的優(yōu)點:避雷器的體積小、重量輕，安裝在現(xiàn)有接觸網(wǎng)上不會明顯增加支柱的機(jī)械負(fù)荷。避雷器的結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方式簡單，便于現(xiàn)場安裝和更換。避雷器的保護(hù)水平與接觸網(wǎng)的絕緣水平配合良好，特別是帶間隙避雷器的50％沖擊放電電壓與接觸網(wǎng)絕緣子的放電特性一致，且正、負(fù)極性的分散性要小。2/5/2023變電所的防雷保護(hù)變電所的直擊雷保護(hù)避雷器保護(hù)變電所的進(jìn)線段保護(hù)變電所防雷的幾個具體問題2/5/2023裝設(shè)避雷針或避雷線注意對絕緣水平不高的35kV以下的配電裝置，構(gòu)架避雷針容易導(dǎo)致絕緣閃絡(luò)(反擊)。變電所的直擊雷防護(hù)設(shè)計內(nèi)容主要是選擇避雷針的支數(shù)、高度、裝設(shè)位置、驗算它們的保護(hù)范圍、應(yīng)有的接地電阻、防雷接地裝置設(shè)計等。對于獨(dú)立避雷針，則還有一個驗算它對相鄰配電裝置構(gòu)架及其接地裝置的空氣間距及地下距離的問題。變電所的直擊雷防護(hù)2/5/2023裝設(shè)避雷器是變電所對入侵雷電過電壓波進(jìn)行防護(hù)的主要措施，它的保護(hù)作用主要是限制過電壓波的幅值。但是還需要有“進(jìn)線段保護(hù)”與之配合。閥式避雷器的保護(hù)作用基于三個前提：1)它的伏秒特性與被保護(hù)絕緣的伏秒特性有良好的配合2)它的伏安特性應(yīng)保證其殘壓低于被保護(hù)絕緣的沖擊電氣強(qiáng)度3)被保護(hù)絕緣必須處于該避雷器的保護(hù)距離之內(nèi)。避雷器保護(hù)2/5/2023保證在靠近變電所的一段不長(一般為l～2km)的線路上不出現(xiàn)繞擊或反擊。對于那些未沿全線架設(shè)避雷線的35kV及以下的線路來說，首先在靠近變電所(l~2km)的線段上加裝避雷線，使之成為進(jìn)線段；對于全線有避雷線的110km及以上的線路，將靠近變電所的一段長2km的線路劃為進(jìn)線段。在進(jìn)線段上,加強(qiáng)防雷措施、提高耐雷水平。進(jìn)線段的作用：1）雷電過電壓波在流過進(jìn)線段時因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降低了波前陡度和幅值；2）限制流過避雷器的沖擊電流幅值變電所進(jìn)線段保護(hù)2/5/2023(一)變電所防雷接線進(jìn)線段提高耐雷性能的保護(hù)措施：1)在進(jìn)線保護(hù)段內(nèi)，避雷線的保護(hù)角不宜超過20°。2)采取措施以保證進(jìn)線段的耐雷水平。(二)三相繞組變壓器的防雷保護(hù)高壓側(cè)有雷電過電壓波時，通過繞組間的靜電耦合和電磁耦合，低壓側(cè)出現(xiàn)一定過電壓。在任一相低壓繞組加裝閥式避雷器。變電所防雷的幾個具體問題2/5/2023

(三)自耦變壓器的防雷保護(hù)高壓側(cè)進(jìn)波時，應(yīng)在中壓斷路器QF2的內(nèi)側(cè)裝設(shè)一組閥式避雷器（圖8-14中的FV2）進(jìn)行保護(hù)。中壓側(cè)進(jìn)波時，在高壓斷路器QF1的內(nèi)側(cè)也應(yīng)裝設(shè)一組避雷器（圖8-14中的FV1）進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)中壓側(cè)接有出線時，還應(yīng)在AA′之間再跨接一組避雷器（圖8-14中的FV3）。變電所防雷的幾個具體問題2/5/2023

(四)變壓器中性點的保護(hù)110kV及以上的中性點有效接地系統(tǒng)1、中性點為全絕緣時，一般不需采用專門的保護(hù)。但在變電所只有一臺變壓器且為單路進(jìn)線的情況下，仍需在中性點加裝一臺與繞組首端同樣電壓等級的避雷器。2、當(dāng)中性點為降級絕緣時，則必須選用與中性點絕緣等級相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)，同時注意校核避雷器的滅弧電壓35kV及以下的中性點非有效接地系統(tǒng)變壓器的中性點都采用全絕緣，一般不設(shè)保護(hù)裝置。變電所防雷的幾個具體問題2/5/20231)GIS絕緣的伏秒特性很平坦，其絕緣水平主要取決于雷電沖擊水平。采用氧化鋅避雷器；2)GIS結(jié)構(gòu)緊湊，被保護(hù)設(shè)備與避雷器相距較近，比常規(guī)變電所有利；3)GIS的同軸母線筒的波阻抗小，過電壓幅值和陡度都顯著變小，對變電所的進(jìn)行波防護(hù)有利；4)GIS內(nèi)絕緣電場結(jié)構(gòu)不均勻，易擊穿，要求防雷保護(hù)措施更加可靠、在絕緣配合中留有足夠的裕度。

(五)氣體絕緣變電所防雷保護(hù)的特點全封閉SF6氣體絕緣變電所(GIS)的特點：變電所防雷的幾個具體問題2/5/2023（一）接地一般概念電工中“地”是指地中不受入地電流的影響而保持著零電位的土地。電氣設(shè)備導(dǎo)電部分和非導(dǎo)電部分與大地的人為連接稱為接地。電力系統(tǒng)的接地分為三類：1）工作接地：正常工作需要而設(shè)置的接地。0.5~10Ω2）保護(hù)接地：為了保護(hù)人身安全金屬接地。1~10Ω3）防雷接地：將雷電流順利泄入地下，減小它所引起的過電壓防雷接地2/5/2023沖擊接地電阻，工頻或直流下的接地電阻，二者之比稱為沖擊系數(shù)。的值一般小于1，但在接地體很長時也有可能大于1。接地電阻Re等于從接地體到地下遠(yuǎn)處零位面之間的電壓Ue與流過的工頻或直流電流Ie之比。2/5/2023常見的一些接地體的工頻接地電阻計算公式1、單根垂直接地體2、多根垂直接地體3、水平接地體2/5/2023(二)防雷接地及有關(guān)計算防雷接地所泄放的電流是沖擊大電流。接地體單位長度電感L0，壓降L0di/dt很可觀，使接地體變成非等電位物體。L0的影響使伸長接地體的沖擊接地電阻Ri增大接地體周圍會出現(xiàn)一個火花放電區(qū)，使沖擊接地電阻Ri變小。兩者對接地電阻的影響相反?？磧蓚€因素的相對強(qiáng)弱而定。2/5/2023接地系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)影響著接地系統(tǒng)的性能的主要因素：1、土壤參數(shù)2、接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)3、接地電流2/5/2023土壤參數(shù)對接地系統(tǒng)的影響土壤參數(shù)主要是指土壤電阻率，但土壤電阻率并不是一個恒定的值，當(dāng)土壤類型與土壤結(jié)構(gòu)不同，或者溫度與濕度發(fā)生變化時，土壤的電阻率會發(fā)生較大的改變2/5/2023土壤電阻率對安全的影響土壤電阻率直接影響接地電流的分布，同時也影響著地電位的分布2/5/2023土壤類型土壤類型是可以根據(jù)主要礦物成份分類，也可以按土壤固體物質(zhì)的顆粒大小分類。2/5/2023土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)主要是指土壤內(nèi)物質(zhì)的分布方式，即孔隙度，孔隙結(jié)構(gòu)，毛細(xì)管的含量等2/5/2023土壤溫度土壤溫度發(fā)生變化時，其電阻率發(fā)生變化，凍土的電阻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未凍土2/5/2023含水量對土壤電阻率的影響2/5/2023土壤電阻計算優(yōu)化主要采用的方法是對土壤進(jìn)行分層處理。分層方法有：水平雙層垂直雙層水平多層垂直多層2/5/2023土壤水平分層2/5/2023均勻土壤水平雙層土壤水平多層土壤2/5/2023土壤垂直分層2/5/2023垂直雙層土壤垂直三層土壤2/5/2023接地網(wǎng)設(shè)計的優(yōu)化高土壤電阻率地區(qū)，應(yīng)盡量降低接地裝置的接地電阻，以滿足規(guī)范要求。針對降低接地電阻的問題，常見的方法有：增大地網(wǎng)面積、敷設(shè)外引接地網(wǎng)、增設(shè)垂直接地體、深埋接地網(wǎng)、使用降阻劑等。2/5/2023增大地網(wǎng)面積

增大地網(wǎng)面積是降低地網(wǎng)接地電阻最為有效的措施。然而，隨著面積的增大,電流密度的不均勻也在增加，降阻的效果逐漸趨于飽和。并且,增大面積亦會大大增加投資。2/5/2023敷設(shè)外引接地網(wǎng)其原理是在在已建成地網(wǎng)的附近，找一處電阻率較低的地方（如水塘、水田、水洼地等），再建設(shè)一個新地網(wǎng)，然后把兩地網(wǎng)連接，從而使地網(wǎng)的接地電阻降低。敷設(shè)外引接地網(wǎng)示意圖2/5/2023增設(shè)垂直接地體增設(shè)垂直接地體的原理是流過大地的電流呈垂直和水平向外擴(kuò)散，充分利用電流垂直方向的擴(kuò)散分量，將較大的電流引入地的深層。垂直接地體一般架設(shè)在水平接地體上，從而構(gòu)成立體地網(wǎng)。除了傳統(tǒng)的扁鋼，接地模塊在這方面應(yīng)用比較廣泛。2/5/2023接地模塊是一種以導(dǎo)電非金屬材料為主的接地體。其特點是用料少、耗資小、壽命長、穩(wěn)定性好,特別適合于高阻率土壤地區(qū)使用。方形接地模塊圓柱形接地模塊2/5/2023使用降阻劑通過置換或者使用高壓泵將低電阻率材料壓入的方法可降低地網(wǎng)附近的土壤電阻率,在一定程度上相當(dāng)于加大了地網(wǎng)導(dǎo)體的半徑從而降低土壤與接地體間的接觸電阻。但是隨著時間流逝，這種方法的效果會越來越不明顯，而且降阻劑具有腐蝕作用，長期使用會對地網(wǎng)產(chǎn)生腐蝕。2/5/2023青藏鐵路防雷接地工程2/5/2023青藏線防雷接地工程2/5/2023高速鐵路牽引變電所綜合接地牽引變電所接地系統(tǒng)的電流特點由于機(jī)車在運(yùn)行中要進(jìn)行啟動、制動以及升降弓等操作，因此通過接地系統(tǒng)的電流不是恒定值。接地系統(tǒng)要起到收集地回流的作用，因此正常情況下接地系統(tǒng)中有電流通過，電流的大小由供電方式?jīng)Q定。2/5/2023圖8直供方式圖9BT供電方式2/5/2023牽引變電所接地中主要存在的問題地網(wǎng)電流對接地性能的影響牽引電流通過回流網(wǎng)流回主變壓器，電流通過接地網(wǎng)時，會造成接地網(wǎng)各個部位電位不相等，地電位差異將對測量以及信號設(shè)備造成影響。地網(wǎng)電流變化對綜合自動化設(shè)備的電磁干擾變電所采用綜合自動化系統(tǒng)大量使用了以計算機(jī)和微處理機(jī)為基礎(chǔ)的微電子設(shè)備。這些設(shè)備比傳統(tǒng)的繼電保護(hù)方式更容易受到電磁場的干擾。地網(wǎng)電流變化時將產(chǎn)生電磁波，這些電磁波有可能干擾上述設(shè)備。2/5/2023減少接地網(wǎng)電勢差常用的方法有采用環(huán)網(wǎng)消除局部電位差。接地環(huán)網(wǎng)可以分為四個部分：主控室接地環(huán)網(wǎng)、高壓室接地環(huán)網(wǎng)、主變壓器接地環(huán)網(wǎng)、各接地環(huán)網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線。各接地環(huán)網(wǎng)通過聯(lián)絡(luò)線與變電所的主接地網(wǎng)連接以減少各接地環(huán)網(wǎng)電位差，避免在各接地環(huán)網(wǎng)之間的二次電纜或通訊電纜屏蔽層中產(chǎn)生大電流燒壞這些設(shè)備。牽引變電所綜合接地2/5/2023當(dāng)設(shè)備與干擾源串聯(lián)時，各個設(shè)備接地電流在引線電阻上產(chǎn)生的電位疊加，A、B、C點間的電位差較大，該接地方式會增大A點干擾源的電壓信號，但在簡單的接地系統(tǒng)中應(yīng)用仍然較多。

改變接地方式減少電磁干擾圖16設(shè)備串聯(lián)接地方法示意圖牽引變電所綜合接地2/5/2023干擾源與設(shè)備間的地線是并聯(lián)時，各電路的地電位只與本電路的地電流、地線阻抗有關(guān)，B、C點間的電位差較小。通常情況下，A點離接地網(wǎng)越近，抗干擾效果越好。圖17設(shè)備并聯(lián)接地方法示意圖2/5/2023牽引變電所綜合接地系統(tǒng)的組成方案2/5/2023上圖為一種牽引變電所綜合接地方案，圖中根據(jù)設(shè)備的不同用途以及地點位置設(shè)置了三個接地環(huán)網(wǎng)；一次設(shè)備與二次設(shè)備分別接于不同的接地環(huán)網(wǎng)中，回流電流單獨(dú)使用一個環(huán)網(wǎng)，強(qiáng)弱電設(shè)備分別設(shè)置接地母排并采用并聯(lián)接地方式。這樣不但可以減少同一個系統(tǒng)中不同設(shè)備接地點的電位差，還可以降低高壓設(shè)備以及電源對綜合自動化裝置中通信和信號設(shè)備的電磁干擾，有效地解決了原來的接地系統(tǒng)中存在的問題。2/5/2023天府廣場綜合接地工程2/5/2023遂渝線綜合接地工程2/5/2023絕緣、接地與防雷三、防雷接觸網(wǎng)工作的額定電壓為25kV，但在某種情況下會出現(xiàn)大超過25kV的電壓，稱為過電壓。過電壓分為操作過電壓和大氣過電壓。大氣過電壓是指在接觸網(wǎng)附近，發(fā)生雷擊時使接觸產(chǎn)生的過電壓。這種峰值很高的過電壓會使絕緣子閃絡(luò)、擊穿而發(fā)生短路事故，造成接觸網(wǎng)設(shè)備損壞，當(dāng)安裝了避雷器后，它能及時地將雷電引入大地。2/5/2023絕緣、接地與防雷三、防雷避雷器安裝在接觸網(wǎng)支柱上，與接觸懸掛相連接，作為接觸網(wǎng)大氣過電壓保護(hù)之用。目前接觸網(wǎng)上采用的避雷器