低壓配電系統(tǒng)的接地安全基礎(chǔ)知識(shí).doc

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行業(yè)資料：________ 低壓配電系統(tǒng)的接地安全基礎(chǔ)知識(shí) 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(shí) 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(yùn)行工作的需要而進(jìn)行的接地(如系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)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?yàn)樗麑?duì)間接觸點(diǎn)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(duì)間接觸點(diǎn)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(diǎn)(如接地中性點(diǎn))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(shí)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：①三只電壓表的規(guī)格相同；②電壓表量程選擇適當(dāng)；③選用高內(nèi)阻的電壓表。配電網(wǎng)對(duì)地絕緣正常時(shí)，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(shí)，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(shí)，三只電壓表的讀數(shù)會(huì)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(shí)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(huì)使整個(gè)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(yùn)行造成極大的威脅。 為了減輕過電壓的危險(xiǎn)，在不接地低壓配電網(wǎng)中，應(yīng)當(dāng)如圖3—2所示的那樣，把低壓配電網(wǎng)的中性點(diǎn)或者一相經(jīng)擊穿保險(xiǎn)器接地。正常情況下，擊穿保險(xiǎn)器處于絕緣狀態(tài)，配電網(wǎng)仍為不接地系統(tǒng)；故障時(shí)，保險(xiǎn)器擊穿，配電網(wǎng)變成接地系統(tǒng)，只要RE≤4Ω，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(dòng)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(xiǎn)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(huì)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(huì)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(shí)，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(diǎn)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(dòng)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(diǎn)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(xiǎn)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(dú)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(duì)保護(hù)零線有哪些要求? (1)保護(hù)零線應(yīng)單獨(dú)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10Ω； (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(shí)，采用絕緣銅線，截面積應(yīng)不小于10mm2，采用絕緣鋁線時(shí)，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2．5mm2的多股絕緣銅線。 中性點(diǎn)不接地工作制(IT系統(tǒng))的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些? 在中性點(diǎn)不接地工作制中，系統(tǒng)的中性點(diǎn)與地絕緣，其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，還能照常運(yùn)行。不接地系統(tǒng)事實(shí)上是電容接地，尤其當(dāng)線路比較長(zhǎng)時(shí)，由于電容電流較大就失去了這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。而當(dāng)線路太短時(shí)，接地事故電流又不能使繼電器選擇性動(dòng)作，容易造成檢查和隔離事故線路的困難，對(duì)于維護(hù)及運(yùn)行都不方便。同時(shí)，當(dāng)發(fā)生單相短路時(shí)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(gè)情況來考慮，投資費(fèi)用高，同時(shí)對(duì)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(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定者外，均應(yīng)實(shí)行保護(hù)接地。 什么叫重復(fù)接地? 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)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(xiǎn)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(cè)，故障點(diǎn)也比較容易確定。 當(dāng)配電網(wǎng)一相故障接地時(shí)，如果沒有工作接地，另兩相對(duì)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(xiǎn)的帶電體；同時(shí)，未接地的兩相負(fù)載承受的電壓升高，單相觸電的危險(xiǎn)性大大增加。而且，由于接地電流不大，這種危險(xiǎn)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(guó)規(guī)范規(guī)定，一般情況下要求Rn≤4Ω；在高土壤地區(qū)，工作接地電阻Rn。允許放寬到不超過10Ω。 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(dòng)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(duì)地雷擊密度等的影響。在這些因素中，對(duì)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(jì)是重要的。 根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，計(jì)算出低壓配電線路上發(fā)生的概率值。在研究耐雷設(shè)計(jì)中，要有最基本的雷電過電壓的頻率分布曲線。在這項(xiàng)觀測(cè)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(huì)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(cè)到的累計(jì)頻率為10％左右，而在5kv以下所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為70％左右。 還有另一個(gè)觀測(cè)結(jié)果，在一個(gè)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(jì)數(shù)器進(jìn)行了187次累計(jì)觀測(cè)。將這兩次觀測(cè)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(duì)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?yàn)樵陔娪坑?jì)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：①直擊雷（直接雷擊到低壓配電線路上）；②感應(yīng)雷（雷擊到低壓配電線路附近的地區(qū)時(shí)，對(duì)配電線路感應(yīng)生成的感應(yīng)雷）；③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(dòng)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(shí)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(chǎng)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(yàn)性的研究。這些研究中，應(yīng)在實(shí)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(duì)象，對(duì)有關(guān)低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓的情況的試驗(yàn)進(jìn)行研究。為了模擬在近處有雷擊時(shí)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(shí)，測(cè)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：①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。②由于高壓配電線路的避雷器出現(xiàn)適中動(dòng)作，高壓配電線處于接地狀態(tài)，也同時(shí)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(duì)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5－10mm的空氣間隙，是沒有用耐雷元件保護(hù)的設(shè)備。①雷電過電壓會(huì)擊穿端子之間的空氣間隙（產(chǎn)生火花放電）?；鸹ǚ烹姇r(shí)有大電流流過端子之間空氣層，流過的時(shí)間非常短，約1μs～1ms左右，因?yàn)槠潆娔芰亢苄。@時(shí)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。②上述第①點(diǎn)的火花放電路徑因?yàn)榕c低壓配電系統(tǒng)的線間電壓（100v或200v）有關(guān)，這時(shí)滿足以后敘述的條件的場(chǎng)合會(huì)繼續(xù)過渡為電弧放電。這個(gè)放電是工頻電壓下的適中電流。③在上述第（2）點(diǎn)時(shí)為線間短路狀態(tài)。如有大電流（xx～3000a）流過時(shí)會(huì)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(huì)動(dòng)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(chǎng)合會(huì)自然消弧，這時(shí)，可能認(rèn)為配電設(shè)備不會(huì)受到雷擊損害。3.1低壓配電設(shè)備用材料的v－t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(yàn)來調(diào)查低壓配電線路上用的各種設(shè)備材料的v－t特性。再斷時(shí)間為1～3μs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(cè)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(zhǎng)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(duì)再現(xiàn)電弧我的試驗(yàn)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(duì)供電電源電壓影響是大的。 三相3線式供電系統(tǒng)，在三個(gè)線間電壓之中至少有一個(gè)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(chǎng)合，在任何相位時(shí)，雷電過電壓的侵入會(huì)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(jì)指南，因?yàn)樵谥献儔浩靼惭b地點(diǎn)，低壓配電線路的中性線進(jìn)行了b種接地，由于有了這個(gè)合適的接地，就能防止危險(xiǎn)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(gè)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(dú)連接或者共用連接在一起的場(chǎng)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?yàn)槔纂娺^電壓會(huì)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(jì)多重接地系統(tǒng)時(shí)，接地間隔、單獨(dú)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(jì)好的接地系統(tǒng)，高壓配電線路的耐雷效果是更高的，同時(shí)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(duì)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(gè)電壓相的進(jìn)入線供電，不僅有雷電過電壓的對(duì)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(diǎn)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(shí)，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(xiàng)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(fèi)用很低的耐雷設(shè)計(jì)和防雷措施等方面，有必要進(jìn)行綜合性的研究。 第 10 頁 共 11 頁 行業(yè)資料 本文至此結(jié)束，感謝您的瀏覽! （資料僅供參考） 下載修改即可使用 第 11 頁 共 11 頁