牽引變電所運(yùn)行與維護(hù) 課件 任務(wù)6：防雷及接地裝置的運(yùn)行與維護(hù)

牽引變電所運(yùn)營(yíng)與維護(hù)任務(wù)6防雷及接地裝置的運(yùn)行與維護(hù)主要內(nèi)容一.避雷器的基本知識(shí)

二.常用避雷器三.避雷線四.避雷針五.牽引變電所的接地裝置六.放電保護(hù)器七.軌道交通供電雷電防護(hù)體系一、避雷器的基本知識(shí)避雷器是一種能釋放過電壓能量、限制過電壓幅值的設(shè)備。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。避雷器的連接二、常用避雷器（一）保護(hù)間隙工作原理：當(dāng)雷電侵入波要危機(jī)它所保護(hù)的電氣設(shè)備絕緣時(shí)，間隙首先擊穿，工作母線接地，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高，從而保護(hù)設(shè)備。1-主間隙；2-輔助間隙；3-絕緣子；4-工頻續(xù)流電弧運(yùn)動(dòng)方向優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。缺點(diǎn)：伏-秒特性曲線比較陡，絕緣配合不理想。間隙動(dòng)作后會(huì)形成截波，熄弧能力低，需配合自動(dòng)重合閘使用。（二）管式避雷器工作原理：當(dāng)排氣式避雷器受到雷電波入侵時(shí)，內(nèi)外間隙同時(shí)擊穿，雷電流經(jīng)間隙流入大地；過電壓消失后，在工作電壓作用下，流經(jīng)間隙的工頻續(xù)流電弧的高溫使管內(nèi)產(chǎn)氣材料分解出大量氣體，管內(nèi)壓力升高，氣體從開口處噴出，從而使工頻續(xù)流在第一次經(jīng)過零值時(shí)就熄滅。。S1-內(nèi)部間隙；S2-外部間隙；1-產(chǎn)氣管；2-內(nèi)部電極；3-端部環(huán)形電極優(yōu)點(diǎn)：熄弧能力比保護(hù)間隙強(qiáng)。缺點(diǎn)：伏秒特性曲線比較陡，且會(huì)形成截波，并受大氣條件影響較大。（三）閥式避雷器工作原理：在雷電波侵入時(shí)，由于電壓很高（即發(fā)生過電壓），間隙被擊穿，而非線性電阻阻值很小，雷電流便迅速進(jìn)入大地，從而防止雷電波的侵入。當(dāng)過電壓消失之后，非線性電阻阻值很大，間隙又恢復(fù)為斷路狀態(tài)。隨時(shí)準(zhǔn)備阻止雷電波的入侵。1-上接線端；2-火花間隙；3-云母片墊圈；4-瓷套管；5-閥片；6-下接線端（四）氧化鋅避雷器工作原理：在正常工作電壓下，氧化鋅避雷器具有極高的電阻而成絕緣狀態(tài)，流經(jīng)電流僅有微安級(jí)；當(dāng)遭受過電壓時(shí)，由于氧化鋅壓敏電阻片的非線性，避雷器呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)泄放雷電流，流過避雷器的電流瞬間達(dá)數(shù)千安培，避雷器處于導(dǎo)通狀態(tài)，釋放過電壓能量。1-瓷套；2-熔絲；3-氧化鋅閥片；4-彈簧；5-密封墊三、避雷線在66kV及以上的架空線路上全線裝設(shè)；35kV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)；而10kV及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。避雷線四、避雷針（一）避雷針的作用避雷針是由接閃器、引下線和接地裝置組成的防雷保護(hù)裝置。當(dāng)雷云放電臨近地面時(shí)首先擊中避雷針，避雷針的引流體將雷電流安全引入地中，防止避雷針周圍的設(shè)備受到雷擊。分類：避雷針按安裝地點(diǎn)可分為獨(dú)立式避雷針、組合式避雷針。（二）避雷針的工作原理在雷云先導(dǎo)離地面達(dá)到一定高度時(shí)，避雷針因靜電感應(yīng)聚集了雷云先導(dǎo)性的大量電荷，使雷電場(chǎng)畸變，因而將雷云放電的通路由原來(lái)可能向其他物體發(fā)展的方向，吸引到避雷針本身，通過引下線和接地裝置將雷電流放入大地，從而使被保護(hù)物體免受直接雷擊。（三）避雷針的結(jié)構(gòu)避雷針由避雷針針頭、引流體和接地體三部分組成。避雷針結(jié)構(gòu)五、牽引變電所的接地裝置（一）接地裝置的基本概念地：一般定義為電路或系統(tǒng)中的零電位參考點(diǎn)。接地：電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接。1接地的概念2接地裝置接地體：埋入地下直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。接地線：將電氣裝置中接地部分與接地體連接起來(lái)的金屬導(dǎo)體。接地裝置：接地體與接地線的總和。接地體是埋在土壤中的金屬體，分為自然接地體：與大地有可靠接觸的金屬導(dǎo)體人工接地體：采用鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼等鋼

材制成接地裝置接地裝置3接地網(wǎng)接地網(wǎng)是由若干個(gè)接地體在大地中相互用接地線連接起來(lái)的一個(gè)整體。1—接地體2—接地干線3—接地支線4—電氣設(shè)備（二）接地電流凡從接地體流入地下的電流即屬于接地電流。接地電流有正常接地電流和故障接地電流之分。正常接地電流指正常工作時(shí)，通過接地裝置流入地下，借大地形成回路的電流，故障接地電流指系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的接地電流。接地電流IE流入地下之后，通過接地體向大地作半球形散開，如下圖所示，這一接地電流叫流散電流。流散電流（三）對(duì)地電壓、接觸電壓和跨步電壓對(duì)地電壓、接觸電壓和跨步電壓對(duì)地電壓：電氣設(shè)備的接地部分與零電位地之間的電位差，稱為接地部分的對(duì)地電壓，用UE表示。很顯然對(duì)地電壓等于接地電流與接地電阻的乘積。接觸電壓：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，人體觸及的電氣設(shè)備和大地上任意兩點(diǎn)之間的電位差，稱為接觸電壓Utou

。接觸電壓一般按人體離開設(shè)備0.8m考慮。跨步電壓：人在接地故障點(diǎn)附近行走時(shí)，兩腳之間（人的跨距0.8m）的電位差，稱為跨步電壓Ustep

。（四）接地的分類各種接地示意圖工作接地：根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，人為地將電力系統(tǒng)中性點(diǎn)或電氣設(shè)備的某一部分進(jìn)行接地。保護(hù)接地：為保證人身安全、防止間接觸電事故，將電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與地作良好的連接。保護(hù)接地示意圖保護(hù)原理：人若觸及帶電外殼，人體電阻和接地電阻并聯(lián)，再通過另外兩相對(duì)地的漏電阻形成回路。保護(hù)接地電阻值應(yīng)小于4歐姆。因?yàn)槿梭w電阻比接地電阻大得多(1000:4)。故流過人體的電流小得多(1:250)，通常小于安全電流10mA，保證了安全用電。保護(hù)接零示意圖保護(hù)接零：就是在中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中，將電氣設(shè)備金屬外殼（在正常情況下不帶電）與電網(wǎng)的中性線直接連接。保護(hù)接零用在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中。重復(fù)接地：在TN系統(tǒng)中，為了避免PE線或PEN線斷開時(shí)系統(tǒng)失去保護(hù)作用，除在電源中性點(diǎn)必須采用工作接地外，PE線或PEN線還應(yīng)在下列地方重復(fù)接地：在架空線路末端及沿線每隔1km處；在電纜和架空線路引入車間或其它大型建筑物處。（a）無(wú)重復(fù)接地（b）有重復(fù)接地（五）牽引變電所的接地牽引變電所的接地為了保證牽引變電所工作人員的安全和牽引供電設(shè)備的正常運(yùn)行，牽引變電所中必須設(shè)置可靠的接地裝置。牽引變電所中電源側(cè)110kV為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，其接地裝置的接地電阻應(yīng)小于0.5Ω。1屋外配電裝置的接地裝置牽引變電所接地網(wǎng)要求較高，采用垂直接地體和水平接地體組成的復(fù)合接地網(wǎng)。如表所示為接地裝置導(dǎo)體的最小尺寸。表

接地裝置導(dǎo)體的最小尺寸種類規(guī)格及單位地上地下屋內(nèi)屋外圓鋼直徑（mm）688/10扁鋼截面（mm）244848厚度（mm）344角鋼厚度（mm）22.54鋼管管壁厚度（mm）2.52.53.5/2.52屋內(nèi)配電裝置的接地裝置牽引變電所內(nèi)配電裝置，高壓室、主控制室、電容器室等本身不設(shè)接地體，是將屋外復(fù)合接地網(wǎng)多點(diǎn)連接引入接地干線。高壓室是用扁鋼或圓鋼固定在屋內(nèi)四周墻壁下方組成接地干線，樓上、樓下的接地干線多處連接構(gòu)成一體，再與屋外復(fù)合接地網(wǎng)多處連接；主控室利用電纜溝中的固定電纜支架扁鋼作接地干線；需接地的每臺(tái)電氣設(shè)備應(yīng)用接地支線單獨(dú)與接地干線連接，嚴(yán)禁幾臺(tái)電氣設(shè)備的接地支線串聯(lián)后再接入接地干線。接地干線和接地支線均應(yīng)涂為黑色，作為接地線的標(biāo)識(shí)。六、放電保護(hù)器在AT供電系統(tǒng)中，接地保護(hù)放電保護(hù)器