低壓配電系統(tǒng)的接地安全基礎(chǔ)知識.doc

行業(yè)資料：_低壓配電系統(tǒng)的接地安全基礎(chǔ)知識單位：_部門：_日期：_年_月_日第 1 頁 共 11 頁低壓配電系統(tǒng)的接地安全基礎(chǔ)知識什么是工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零?為滿足電氣裝置和系統(tǒng)的工作特性和安全防護(hù)的要求，而將電氣裝置和系統(tǒng)的任何部分與土壤間做良好的電氣連接，稱為接地。接地按用途不同有工作接地和保護(hù)接地之分。(1)工作接地。根據(jù)電力系統(tǒng)運行工作的需要而進(jìn)行的接地(如系統(tǒng)中變壓器中性點的接地)，稱為工作接地。(2)保護(hù)接地。將電氣裝置的金屬外殼和架構(gòu)(在正常情況下不帶電的金屬部分)與接地體之間作良好的金屬連接，因為他對間接觸點有防護(hù)作用，故稱作保護(hù)接地。如TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。(3)保護(hù)接零。為對間接觸點進(jìn)行防護(hù)，將電氣裝置的外殼和架構(gòu)與電力系統(tǒng)的接地點(如接地中性點)直接進(jìn)行電氣連接，稱作保護(hù)接零。如TN系統(tǒng)。低壓配電網(wǎng)是怎樣實現(xiàn)絕緣監(jiān)視的?用三只電壓表分別接在線路三相和接地裝置之間。電壓表的要求如下：三只電壓表的規(guī)格相同；電壓表量程選擇適當(dāng)；選用高內(nèi)阻的電壓表。配電網(wǎng)對地絕緣正常時，三相平衡，三只電壓表讀數(shù)均為相電壓。當(dāng)配電網(wǎng)單相接地時，接地相電壓表讀數(shù)降低，另兩相電壓表讀數(shù)顯著升高。如果不是接地，只是絕緣劣化時，三只電壓表的讀數(shù)會出現(xiàn)不同，提醒巡檢人員的注意。不接地配電網(wǎng)是怎樣實現(xiàn)過電壓防護(hù)的?不接地配電網(wǎng)，由于配電網(wǎng)與大地之間沒有直接的電氣連接，在意外情況下可能會使整個低壓系統(tǒng)產(chǎn)生很高的過電壓，將給低壓系統(tǒng)的安全運行造成極大的威脅。為了減輕過電壓的危險，在不接地低壓配電網(wǎng)中，應(yīng)當(dāng)如圖32所示的那樣，把低壓配電網(wǎng)的中性點或者一相經(jīng)擊穿保險器接地。正常情況下，擊穿保險器處于絕緣狀態(tài)，配電網(wǎng)仍為不接地系統(tǒng)；故障時，保險器擊穿，配電網(wǎng)變成接地系統(tǒng)，只要RE4，就能控制低壓各相電壓的過分升高，也可能引起高壓系統(tǒng)的過流裝置動作，切斷電源。兩只相同的內(nèi)阻電壓表是用來監(jiān)視擊穿保險器的絕緣狀態(tài)的。為什么要采取保護(hù)接地和保護(hù)接零措施?在電力系統(tǒng)中，由于電氣裝置絕緣老化、磨損或被過電壓擊穿等原因，都會使原來不帶電的部分(如金屬底座、金屬外殼、金屬框架等)帶電，或者使原來帶低壓電的部分帶上高壓電，這些意外的不正常帶電將會引起電氣設(shè)備損壞和人身觸電傷亡事故。為了避免這類事故的發(fā)生，通常采取保護(hù)接地和保護(hù)接零的防護(hù)措施。保護(hù)接零的作用及應(yīng)用范圍是什么?由于保護(hù)接地具有一定的局限性，所以我們常采用保護(hù)接零。即將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分用金屬導(dǎo)體與系統(tǒng)中的零線連接起來，當(dāng)設(shè)備絕緣損壞碰殼時，就形成單相金屬性短路，短路電流流經(jīng)相線零線回路，而不經(jīng)過電源中性點接地裝置，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使過流保護(hù)裝置迅速動作，切斷漏電設(shè)備的電源，以保障人身安全。其保安效果比保護(hù)接地好。保護(hù)接零適用于電源中性點直接接地的三相四線制低壓系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，凡由于絕緣損壞或其他原因而叫能呈現(xiàn)危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外都應(yīng)接零。應(yīng)接零和不必接零的設(shè)備或部位與保護(hù)接地相同。凡是由單獨配電變壓器供電的廠礦企業(yè)，應(yīng)采用保護(hù)接零方式。對保護(hù)零線有哪些要求?(1)保護(hù)零線應(yīng)單獨敷設(shè)，并在首、末端和中間處作不少于三處的重復(fù)接地，每處重復(fù)接地電阻值不大于10；(2)保護(hù)零線僅作保護(hù)接零之用，不得與工作零線混用；(3)保護(hù)零線上不得裝設(shè)控制開關(guān)和熔斷器；(4)保護(hù)零線應(yīng)為具有綠黃雙色標(biāo)志的絕緣線；(5)保護(hù)零線截面應(yīng)不小于工作零線截面。架空敷設(shè)時，采用絕緣銅線，截面積應(yīng)不小于10mm2，采用絕緣鋁線時，截面積應(yīng)不小于16mm2；電氣設(shè)備的保護(hù)接零線應(yīng)為截面積不小于25mm2的多股絕緣銅線。中性點不接地工作制(IT系統(tǒng))的優(yōu)缺點有哪些?在中性點不接地工作制中，系統(tǒng)的中性點與地絕緣，其優(yōu)點是當(dāng)發(fā)生單相接地時，還能照常運行。不接地系統(tǒng)事實上是電容接地，尤其當(dāng)線路比較長時，由于電容電流較大就失去了這個優(yōu)點。而當(dāng)線路太短時，接地事故電流又不能使繼電器選擇性動作，容易造成檢查和隔離事故線路的困難，對于維護(hù)及運行都不方便。同時，當(dāng)發(fā)生單相短路時過電壓有可能達(dá)到相電壓的3倍，因此，變壓器等電氣設(shè)備的絕緣水平都要根據(jù)這個情況來考慮，投資費用高，同時對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有影響。在IT系統(tǒng)中，只能用保護(hù)接地來進(jìn)行安全保護(hù)，IT系統(tǒng)包括交流不接地電網(wǎng)和直流不接地電網(wǎng)，也包括低壓不接地電網(wǎng)和高壓不接地電網(wǎng)等。在這類電網(wǎng)中，凡是由于絕緣破壞或其他原因而可能出現(xiàn)危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定者外，均應(yīng)實行保護(hù)接地。什么叫重復(fù)接地?運行經(jīng)驗表明，在接零系統(tǒng)中，零線僅在電源處接地是不夠安全的。為此，零線還需要在低壓架空線路的干線和分支線的終端進(jìn)行接地；在電纜或架空線路引人車間或大型建筑物處，也要進(jìn)行接地(距接地點不超過50m者除外)；或在屋內(nèi)將零線與配電屏、控制屏的接地裝置相連接，這種接地叫做重復(fù)接地。什么是工作接地?工作接地就是將變壓器的中性點接地。其主要作用是系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，即減輕低壓系統(tǒng)由于一相接地，高低壓短接等原因所產(chǎn)生過電壓的危險性，并能防止絕緣擊穿。其次，由于接地配電網(wǎng)中單相接地故障電流可達(dá)到數(shù)安乃至幾十安，故障比較容易被檢測，故障點也比較容易確定。當(dāng)配電網(wǎng)一相故障接地時，如果沒有工作接地，另兩相對地電壓將上升到線電壓。中性線及所有接中性線的電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分都成了十分危險的帶電體；同時，未接地的兩相負(fù)載承受的電壓升高，單相觸電的危險性大大增加。而且，由于接地電流不大，這種危險性可能持續(xù)下去。因此，這種配電網(wǎng)是不能采用的。199工作接地電阻值應(yīng)為多大?工作接地電阻Rn。不能太大。我國規(guī)范規(guī)定，一般情況下要求Rn4；在高土壤地區(qū)，工作接地電阻Rn。允許放寬到不超過10。第 5 頁 共 11 頁低壓配電線路的防雷技術(shù)為了防止雷電過電壓在電氣設(shè)備的端子之間產(chǎn)生火花放電，文章提出了降低雷電過電壓的措施，以及能限制和斷開續(xù)電流等措施。1、電力線路發(fā)生雷電過電壓的頻率在非常廣地區(qū)的低壓配電網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生雷電過電壓受到該地區(qū)的地形、氣象條件雷雨日數(shù)、雷云的移動路徑、雷擊電流峰值的頒高低壓配電線路的架設(shè)密度和對地雷擊密度等的影響。在這些因素中，對在低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓峰值的頻率頒發(fā)問的清楚統(tǒng)計是重要的。根據(jù)觀測結(jié)果，計算出低壓配電線路上發(fā)生的概率值。在研究耐雷設(shè)計中，要有最基本的雷電過電壓的頻率分布曲線。在這項觀測中，從2kv以上的雷電過電壓中，擔(dān)心在低壓配電設(shè)備的端子板或者設(shè)備內(nèi)部會發(fā)生火花放電的雷電過電壓假定為10kv限值，在超過10kv以上所觀測到的累計頻率為10左右，而在5kv以下所觀測到的累計頻率為70左右。還有另一個觀測結(jié)果，在一個非常狹窄的面積范圍內(nèi)，在同樣的低壓配電線路上裝了電涌計數(shù)器進(jìn)行了187次累計觀測。將這兩次觀測結(jié)果的雷電過電壓累積頻率頒進(jìn)行比較，它們各自的頻率分布雙對數(shù)曲線都近似于一條直線。但是兩條直線不是完全一致的。這是因為在電涌計數(shù)器上設(shè)定的雷電過電壓的下限值有區(qū)別。2、雷電過電壓的情況分析從配電線路上一直彩的防雷措施進(jìn)行的研究來看，已考慮到在低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓的因素有：直擊雷（直接雷擊到低壓配電線路上）；感應(yīng)雷（雷擊到低壓配電線路附近的地區(qū)時，對配電線路感應(yīng)生成的感應(yīng)雷）；高壓側(cè)的雷電過電壓是侵入低壓側(cè)的雷電過電壓的原因，由于避雷器動作使大地（接地）電位上升，從柱上變壓器的高壓側(cè)過渡到低壓側(cè)的雷電過電壓。實際上，除了在低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓之外，還有雷擊電流直接侵入配電線路附近的建筑物上設(shè)置的避雷針，使得大地電位上升影響到配電設(shè)備的接地系統(tǒng)的場合應(yīng)考慮這些是產(chǎn)生雷電過電壓的合成原因。2.1從高壓側(cè)過渡到低壓側(cè)的雷電過電壓壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓各種情況進(jìn)行一般的研究，將高壓配電線路上的雷電過電壓侵入低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓所產(chǎn)生的各種情況，進(jìn)行一些試驗性的研究。這些研究中，應(yīng)在實際規(guī)模的高壓配電線路上施加了雷電脈沖電壓。由于配電用避雷器的放電使大地電位上升，通過柱上變壓器的過渡電壓，使低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓。2.2感應(yīng)雷過電壓作為對象，對有關(guān)低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓的情況的試驗進(jìn)行研究。為了模擬在近處有雷擊時的配電線路和雷電通道，架設(shè)一條按現(xiàn)行配電線的1/4比例大小的模型線路，還從氣球上吊下電線。這根電線有脈沖電流渡過，這時，測定在配電線路的導(dǎo)體上感應(yīng)的電壓波形。感應(yīng)的電壓波形，就有下列兩種情況：抑制低壓配電線的架空地線和共用架空地線的雷電過電壓效果，在接地電阻值是小的顯著的。由于高壓配電線路的避雷器出現(xiàn)適中動作，高壓配電線處于接地狀態(tài)，也同時有抑制低壓電線的架空地線的雷電過電壓的效果。3、配電設(shè)備的耐雷特性分析了雷電過電壓燒壞低壓配電設(shè)備的情況。作為雷電過電壓燒壞對象的低壓配電設(shè)備，連接到低壓配電系統(tǒng)的電源端子之間的距離為510mm的空氣間隙，是沒有用耐雷元件保護(hù)的設(shè)備。雷電過電壓會擊穿端子之間的空氣間隙（產(chǎn)生火花放電）?；鸹ǚ烹姇r有大電流流過端子之間空氣層，流過的時間非常短，約1s1ms左右，因為其電能量很小，這時設(shè)備端子上的火花放電處只有非常小的放電痕跡，不至于燒壞端子。上述第點的火花放電路徑因為與低壓配電系統(tǒng)的線間電壓（100v或200v）有關(guān)，這時滿足以后敘述的條件的場合會繼續(xù)過渡為電弧放電。這個放電是工頻電壓下的適中電流。在上述第（2）點時為線間短路狀態(tài)。如有大電流（xx3000a）流過時會燒壞低壓配電設(shè)備。通常在數(shù)周波10周波左右之后，熔斷器等保護(hù)裝置會動作，斷開短路電流。但是，在燒壞配電設(shè)備或者熔斷器熔斷之前的電弧放電，很多場合會自然消弧，這時，可能認(rèn)為配電設(shè)備不會受到雷擊損害。3.1低壓配電設(shè)備用材料的vt特性從續(xù)流電弧的觸發(fā)到達(dá)火花放電的性能，通過試驗來調(diào)查低壓配電線路上用的各種設(shè)備材料的vt特性。再斷時間為13s左右的再斷電壓峰值為一密切協(xié)作一的范圍內(nèi)，低壓干線和dv進(jìn)線大約為50kv，變壓器二次測大約為30kv，低壓配電設(shè)備上約為10kv。從這些結(jié)果值來看，電度表、低壓進(jìn)線箱等低壓配電設(shè)備很容易是受到雷電過電壓損壞的設(shè)備。3.2其所長低壓配電設(shè)備的電弧特性在模擬低壓配電設(shè)備的電源端子的電極之間要施加工頻電壓，用設(shè)定可能的雷電脈沖電壓重疊在任意的接通相位上的方法，對再現(xiàn)電弧我的試驗進(jìn)行調(diào)查。在單相供電系統(tǒng)中，侵入到模擬電極的雷電脈沖接通相位與電弧電流峰值的關(guān)系圖。雷電過電壓的接通相位對供電電源電壓影響是大的。三相3線式供電系統(tǒng)，在三個線間電壓之中至少有一個線間電壓常常在其低壓配電設(shè)備固有的最低電弧電壓以上的場合，在任何相位時，雷電過電壓的侵入會發(fā)生電弧續(xù)流的情況。4、防雷措施配電線路的防雷措施，到目前為止，還沒有進(jìn)行一般性的研究。但是，在有關(guān)的配電線路的耐雷設(shè)計指南，因為在柱上變壓器安裝地點，低壓配電線路的中性線進(jìn)行了b種接地，由于有了這個合適的接地，就能防止危險的雷電過電壓。作為低壓配電線路的防雷措施，低壓配電設(shè)備要有高的絕緣強(qiáng)度，在個別配電設(shè)備年安裝耐雷元件，除此之外，進(jìn)行多重接地系統(tǒng)也能抑制雷電過電壓。如配電線路的架空地線的接地線，避雷器接地線柱上變壓器的b種接地線的單獨連接或者共用連接在一起的場合由于直擊雷或者感應(yīng)雷而產(chǎn)生的架空地線接地電流和避雷器放電電流使接地電位上升，因為雷電過電壓會侵入那樣的低壓配電線路，必須要有抑制雷電過電壓的防雷措施。架空共用地線的感應(yīng)雷的效果，架空地線同樣也能抑制由于相互的電磁感應(yīng)在配電線路上發(fā)生的感應(yīng)雷電過電壓，就能說明架空共用地線可抑制低壓配電線路的感應(yīng)雷電過電壓。當(dāng)設(shè)計多重接地系統(tǒng)時，接地間隔、單獨接地阻抗和合成接地阻抗等應(yīng)該有所規(guī)定。如果考慮了這些規(guī)定值而設(shè)計好的接地系統(tǒng)，高壓配電線路的耐雷效果是更高的，同時抑制在低壓配電線路上發(fā)生的雷電過電壓也是有貢獻(xiàn)的。據(jù)上述方法已抑制的雷電過電壓是在架空共用地線（接地用）與照明線路和電線路（電壓相）之間發(fā)生的雷電過電壓的對地電壓成分關(guān)于線間電壓成分是不成問題的。為用連接到這根接地相和各個電壓相的進(jìn)入線供電，不僅有雷電過電壓的對地電壓成分，而且其線間電壓成分可能威脅低壓配電系統(tǒng)和室內(nèi)配線等點處還有必須抑制線間電位差的雷電過電壓。壓配電線路的防雷措施時，有必要充分考慮到目前為止已知道的發(fā)生雷擊損害的機(jī)理、抑制低壓配電線路的雷電過電壓和限制續(xù)流電弧等，以及低壓配電線路的主要防雷措施。配電設(shè)備的損壞進(jìn)行完全防護(hù)是一項非常困難的技術(shù)。但是，配電設(shè)備的供電可靠性，防雷措施要求的配電設(shè)備的性能增強(qiáng)，以及診斷設(shè)備才華的技術(shù)進(jìn)步等方面均有提高。要繼續(xù)面向今后的電氣化生活和高度信息化的越來越多的發(fā)展，低壓配電線路不用說在有關(guān)配電網(wǎng)絡(luò)的整體可行性而且費用很低的耐雷設(shè)計和防雷措施等方面，有必要進(jìn)行綜合性的研究。第 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