低壓配電線路的防雷技術(shù).doc

《低壓配電線路的防雷技術(shù).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《低壓配電線路的防雷技術(shù).doc（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

行業(yè)資料：________ 低壓配電線路的防雷技術(shù) 單位：______________________ 部門：______________________ 日期：______年_____月_____日 第 1 頁 共 12 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，對配電線路感應(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：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5－10mm的空氣間隙，是沒有用耐雷元件保護的設(shè)備。①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1μs～1ms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。②上述第①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。③在上述第（2）點時為線間短路狀態(tài)。如有大電流（xx～3000a）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v－t特性從續(xù)流電弧的觸發(fā)到達火花放電的性能，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v－t特性。再斷時間為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)備要有高的絕緣強度，在個別配電設(shè)備年安裝耐雷元件，除此之外，進行多重接地系統(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)備的損壞進行完全防護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，以及診斷設(shè)備才華的技術(shù)進步等方面均有提高。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，有必要進行綜合性的研究。 第 6 頁 共 12 頁 低壓配電網(wǎng)用電設(shè)備保護接零安全常識 防止用電設(shè)備（以下簡稱電器）金屬外殼因故障帶電，造成接觸電器的人員發(fā)生觸電事故，可采用的方法之一是將電器的金屬外殼與大地或電力系統(tǒng)的零線做電氣連接，分別叫保護接地或保護接零。筆者發(fā)現(xiàn)許多用戶，甚至連一些初、中級電工對保護接地與保護接零的選用、保護接零與保護接地的特點、保護接零應(yīng)注意的問題等不是很清楚，有的還存在誤區(qū)，導(dǎo)致在施工、維修時存在大量安全隱患。為確保用電安全，就接地電網(wǎng)用電設(shè)備防觸電，采取保護接零應(yīng)注意的安全問題介紹如下。 一、防電器外殼帶電采用保護接零的優(yōu)點?防電器外殼帶電，若采用保護接地，在接地電阻RG符合要求不大于4歐姆的條件下，如果電器外殼帶上220V的電壓，則保護接地回路，短路電流I=U/（R0+RG）=220/（4+4）=27.5（A），其中R0是變壓器中性點的接地電阻叫工作接地電阻。為了保證保護設(shè)備可靠的動作，接地短路電流不小于自動開關(guān)整定電流的1.25倍或為容絲熔斷電流的3倍，因此，上式中的短路電流僅能保證斷開整定電流不超過27.5/1.25、即22A的自動開關(guān)，或27.5/3、即9.2A的熔斷器，如果保護設(shè)備的額定電流值大于上述值，保護設(shè)備就不能迅速、可靠的動作。此時，電器設(shè)備外殼上將長期存在對地電壓，對操作電器的人員是非常危險的。而采用保護接零，電器外殼絕緣擊穿時的短路電流遠大于27.5（A），只要合理選擇保護裝置的動作電流，當絕緣擊穿造成單相短路，短路電流通常很大，足以使保護裝置迅速切斷電源，消除觸電的危險?？梢娫诮拥仉娋W(wǎng)中，為防止用電設(shè)備外殼帶電傷人，采用保護接零比采用保護接地效果好的多。 二、保護接地與保護接零的選用按照我國《低壓用戶電氣安裝規(guī)程》中的規(guī)定，由低壓公用電網(wǎng)或農(nóng)村集體電網(wǎng)供電的電氣設(shè)備應(yīng)采用保護接地，不得采用保護接零。這是因為公用電網(wǎng)和農(nóng)村集體電網(wǎng)，低壓線路的維護水平較低，供電線路長，零線斷線的可能性存在，若采用保護接零，萬一零線斷線，一臺用電設(shè)備外殼帶電，此低壓系統(tǒng)的所有用電設(shè)備都帶電，是非常危險的。所以規(guī)程要求采用保護接地。 三、保護接零注意事項 1、電源中性點接地良好、零線運行可靠采用保護接零，系統(tǒng)的工作接地必須可靠，即電源中性點必須有良好的接地，其接地電阻應(yīng)在4Ω以下。除單相回路的工作零線外，三相四線制線路的零線上不能安裝容斷器和開關(guān)。一是防止零線回路斷開時，出現(xiàn)相電壓而引起觸電事故；二是防止零線回路斷開時，因三相負載不平衡引起相電壓不對稱，損壞電器。 2、工作零線必須重復(fù)接地。為了防止工作零線回路斷開，除中性點有良好的接地外，還必須將工作零線重復(fù)接地。按照《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范》（GBJ65—83）規(guī)定。中性點直接接地的電網(wǎng)中，在架空線路的干線和分支線的終端及沿線一公里處零線應(yīng)重復(fù)接地，每一重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10歐，工作接地電阻允許為10歐的場合，每一重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于30歐，但重復(fù)接地不得小于3處。否則零線萬一發(fā)生斷線，在零線回路上的接零設(shè)備中，只要有一臺外殼帶電，則全部設(shè)備的外殼都呈現(xiàn)大約等于相電壓的對地電壓，這是十分危險的。 另外，重復(fù)接地是保護接零系統(tǒng)中不可缺少的安全技術(shù)措施，其作用有以下四點：一是降低漏電設(shè)備的對地電壓；二是減輕了零干線斷線的危險；三是當線路、設(shè)備發(fā)生對地短路時，由于重復(fù)接地與工作接地并聯(lián)，降低了接地電阻，增加短路電流，加速保護裝置動作速度，縮短事故持續(xù)時間；四是因重復(fù)接地對雷電流的分流作用，改善了架空線路的防雷性能，有利于限制雷電過電壓。3、零線截面不得小于相線截面的二分之一除單相負荷外，正常時零線中沒有電流或只有很小的不平衡電流，所以截面可以比相線小。但從零線保護的安全和可靠出發(fā)，為使故障時有足夠的短路電流促使保護裝置迅速動作和降低故障時的零線對地電壓，零線阻抗應(yīng)盡量小。為此零線應(yīng)有足夠的面積。一般在滿足線路單相負荷要求的前提下，零線截面不得小于相線截面的二分之一。電器保護零線還應(yīng)有足夠的機械強度，采用銅線時不得小于1.5平方毫米；采用鋁線時不得小于2.5平方毫米；裸線明敷時，還應(yīng)分別加大到4平方毫米和6平方毫米。 4、設(shè)備的保護零線與工作零線連接要可靠設(shè)備的保護零線與工作零線，連接必須牢靠，保證接觸良好。保護零線應(yīng)該接在設(shè)備的專用接地螺絲上；必要時可加彈簧墊圈或焊接。接零線最好不使用鋁線。設(shè)備的保護零線與工作零線的連接部位，應(yīng)接在不易受到機械損傷的地方。設(shè)備的保護零線必須通過易受到機械損傷的地方時應(yīng)對保護零線妥善保護。同時，要經(jīng)常檢查保護零線，發(fā)現(xiàn)隱患及時排除。 5、單相負荷線路保護零線不得借用工作零線在接三眼插座時，不準將插座上接電源零線的孔同保護零線的孔串聯(lián)，否則，如果接零線路松落或折段，將會使設(shè)備金屬外殼帶電或當零線與火線接反時使外殼帶電。三眼插座的正確接法是：將插座上接電源中線，即工作零線的孔同保護零線的孔用兩根導(dǎo)線并聯(lián)接到公用工作零線上。也就是有單相負荷的線路，保護零線不得借用工作零線。另外，所有電器的保護零線不得串聯(lián)，而應(yīng)當直接連于公用工作零線。 6、同一低壓電網(wǎng)中不允許保護接地與保護接零混用在同一低壓電網(wǎng)中（指同一臺變壓器或同一發(fā)電機供電的電網(wǎng)）不允許將一部分用電設(shè)備采用保護接地，另一部分用電設(shè)備采用保護接零。否則，當接地設(shè)備發(fā)生碰殼故障時，使零線電位升高，其接觸電壓可達到相電壓的數(shù)值，這就增大了觸電的危險性。 7、必須按照安全要求選擇和整定保護設(shè)備（熔斷器或斷路器）的額定電流采用保護接零的低壓電網(wǎng)，必須按照安全要求選擇和整定保護設(shè)備的額定電流。保護接零實質(zhì)上就是當用電設(shè)備發(fā)生漏電時，借零線形成單相回路，使漏電流加大為短路電流迫使線路上的保護裝置迅速動作而切斷電源。因此，保護接零必須有可靠的短路保護或過電流保護裝置相配合。各種保護裝置必須按照安全要求選擇和整定，以提高保護接零的可靠性。保護裝置動作后必須必須查清故障點和故障原因，特別應(yīng)注意保護零線及其連接處在故障短路是時是否受到損壞。 8、用電設(shè)備采用保護接零防觸電并非萬無一失用電設(shè)備采用保護接零，只能消除電器的外殼與電源的火線連接的嚴重故障，不能排除電器外殼的漏電故障，所以電器外殼在采用保護接零的同時，還應(yīng)采取其他保護措施消除電器外殼的漏電故障，目前常用的方法是安裝電流型漏電保護器。 9、要根據(jù)用電環(huán)境選擇配電類型目前采用保護接零的低壓配電方式有三種類型，即TN—S系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)和TN—C系統(tǒng)。其中，TN—S系統(tǒng)是有專用保護零線（PE線），即保護零線與工作零線（N線）完全分開的系統(tǒng)，也就是通常所說的三相五線制供電系統(tǒng)，爆炸危險性較大或安全要求較高的場所采用這種系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的居民用電也開始采用這種供電方式。TN—C—S系統(tǒng)是干線部分保護零線與工作零線前部共用（構(gòu)成PEN線），后部分分開的系統(tǒng)。低壓進線的車間以及民用樓房普遍采用該系統(tǒng)。TN—S系統(tǒng)是干線部分保護零線與工作零線完全共用的系統(tǒng)，適用于無爆炸危險和安全較好的場所，現(xiàn)在已很少用。 第 11 頁 共 12 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 12 頁 共 12 頁