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高電壓技術(shù)第八章(參考版)

2025-05-01 00:46本頁(yè)面
  

【正文】 m; —— 考慮土壤干燥所取的季節(jié)系數(shù) ?NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?接地按用途可分為: 工作接地、保護(hù)接地、防雷接地、靜電接地 ?大地具有一定的電阻率,電流以電流場(chǎng)的形式向大地作半球形擴(kuò)散,將沿大地產(chǎn)生 電壓降。 土壤電阻率 主要取決于其化學(xué)成分及濕度大小 , 計(jì)算防雷接地裝置所采用的土壤電阻率應(yīng)取雷季中最大可能的數(shù)值 , 一般按下式計(jì)算: ? ???? 0?式中: ? —— 土壤電阻率,單位為 Ω 高壓線路桿塔的自然接地極的工頻接地電阻簡(jiǎn)易計(jì)算式為 ,k為各種型式接地裝置簡(jiǎn)易計(jì)算式系數(shù) , 為土壤電阻率 。 一般的作法是:除利用自然接地極以外 , 根據(jù)保護(hù)接地和工作接地要求敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng) , 然后再在避雷針和避雷器安裝處增加 3~ 5根集中接地極以滿足防雷接地的要求 。 本書還分別介紹了幾種典型接地極的接地電阻計(jì)算,請(qǐng)讀者仔細(xì)研讀。當(dāng)人觸及漏電外殼,加于人手腳之間的電壓,稱為 接觸電壓 。 ?????E?ENANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 圖 842 接地裝置的電位分布 Ut— 接觸電壓 Us— 跨步電壓 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 接地裝置對(duì)地電位 u與通過(guò)接地極流入地中電流 i的比值稱為 接地電阻 。 設(shè)土壤電阻率為 ,大地內(nèi)的電流密度為 ,則大地中電場(chǎng)強(qiáng)度為 在靠近接地極處 , 電流密度 和電場(chǎng)強(qiáng)度 最大 , 離電流注入點(diǎn)愈遠(yuǎn) , 地中電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度就愈小 , 因此可以認(rèn)為在相當(dāng)遠(yuǎn) ( 約 20~ 40m) 處 , 為零電位 。 接地極和接地線合稱 接地裝置 。 埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體稱為 接地極 。 ?可按雷擊點(diǎn)的不同把線路的落雷分為三種情況: 繞擊導(dǎo)線、雷擊檔距中央的避雷線和雷擊桿塔。 對(duì) GIS常用的保護(hù)措施 : NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 小 結(jié) ?通常采用 耐雷水平和雷擊跳閘率 來(lái)表示一條線路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2) 66kV及以上進(jìn)線有電纜段的 GIS變電所 66kV及以上進(jìn)線有電纜段的 GIS變電所,在電纜與架空線路的連接處應(yīng)裝設(shè)金屬氧化物避雷器 (FMO1),其接地端應(yīng)與電纜的金屬外皮連接。 ( 3)非直配電機(jī)的防雷保護(hù) ?NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 6. 氣體絕緣變電所的防雷保護(hù) 氣體絕緣變電所 (GIS)是將除變壓器以外變電所內(nèi)的高壓電器設(shè)備及母線封閉在一個(gè)接地的金屬殼內(nèi) , 殼內(nèi)充以 3~ 4個(gè)大氣壓的 SF6氣體作為相間及相對(duì)地的絕緣 。 在多雷區(qū)的非直配電機(jī) , 宜在電機(jī)出線上裝設(shè)一組旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的 避雷器 。 4) 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)有引出線時(shí) , 中性點(diǎn)應(yīng)加裝避雷器保護(hù) , 如電機(jī)繞組中性點(diǎn)并未引出 , 則每相母線并聯(lián)電容應(yīng)增至 ~ 。 2) 采用進(jìn)線段保護(hù) , 一般采用電纜段與排氣式避雷器配合的典型進(jìn)線段保護(hù) 。 5) 電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般是不接地的。 3) 保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的磁吹避雷器 (FCD型 )的保護(hù)性能與電機(jī)絕緣水平的配合裕度很小。 ( 1)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn) 1) 在相同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備中,旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣水平是最低的。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 配電變壓器的防雷保護(hù)接線如圖 836所示,其 3~ 10kV側(cè)應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器 FS3~ 10或保護(hù)間隙來(lái)保護(hù),構(gòu)成變壓器高壓側(cè) FS的接地端點(diǎn)、低壓繞組的中性點(diǎn)和變壓器金屬外殼三點(diǎn) 聯(lián)合接地 。高低壓繞組運(yùn)行而中壓開路時(shí),若有侵入波從高壓端線路襲來(lái),繞組中電位的起始與穩(wěn)態(tài)分布以及最大電位包絡(luò)線都和中性點(diǎn)接地的繞組相同。 在任一相低壓繞組加裝閥式避雷器 。 ( 2) 三繞組變壓器的防雷保護(hù) 。 圖 832 35kV~ 110kV變電所 進(jìn)線保護(hù)接線 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 4. 變壓器防雷保護(hù)的幾個(gè)具體問題 ( 1) 變壓器中性點(diǎn)防雷保護(hù) 。進(jìn)線段保護(hù)的作用在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值和侵入波的陡度 。 但在實(shí)際中 , 變電所有許多電氣設(shè)備需要防護(hù) , 而電氣設(shè)備總是分散布置在變電所內(nèi) , 常常要求盡可能減少避雷器的組數(shù) , 又要保護(hù)全部電氣設(shè)備的安全 , 加上布線上的原因 , 避雷器與電氣設(shè)備之間總有一段長(zhǎng)度不等的 距離 。 H?NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 為了防止避雷針與被保護(hù)的配電構(gòu)架或設(shè)備之間的空氣間隙 Sa被擊穿而造成反擊事故 , 必須要求 Sa大于一定距離 , 取空氣的平均耐壓強(qiáng)度為 500kV/ m;為了防止避雷針接地裝置和被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間在土壤中的間隙 Se被擊穿 , 必須要求 Se大于一定距離 , 取土壤的平均耐電強(qiáng)度為 300kV/ m, Sa和 Se應(yīng)滿足下式要求 : Sa≥+ Se≥ NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2. 侵入波過(guò)電壓的防護(hù) 變電所中限制雷電侵入波過(guò)電壓的主要措施是 裝設(shè)避雷器 。 圖 827雷擊獨(dú)立避雷針 1— 母線 2— 變壓器 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷電流經(jīng)避雷針及其接地裝置在避雷針 h高度處和避雷針的接地裝置上將出現(xiàn)高電位 UA(kV)和 UG(kV)。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 1. 直擊雷過(guò)電壓的防護(hù) 直擊雷防護(hù)的措施主要是裝設(shè) 避雷針 或 避雷線 ,使被保護(hù)設(shè)備處于避雷針或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi) ,同時(shí)還必須防止雷擊避雷針或避雷線時(shí)引起與被保護(hù)物的反擊事故 。因此,發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)要求十分可靠。 確定輸電線路防雷方式時(shí) , 還應(yīng)全面考慮線路綜合因素 , 因地制宜地采取合理的保護(hù)措施 。a); — 建弧率; g — 擊桿率; — 超過(guò)雷擊桿塔頂部時(shí)耐雷水平的雷電流概率; — 超過(guò)雷繞擊導(dǎo)線時(shí)耐雷水平的雷電流概率; — 繞擊率 (包括平原和山區(qū) )。 s??NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷擊桿塔頂部發(fā)生閃絡(luò)并建立電弧引起跳閘的次數(shù) ,雷繞過(guò)避雷線擊于導(dǎo)線發(fā)生閃絡(luò)并建立電弧引起跳閘的次數(shù) 。 其概率稱為建弧率以 表示 , 與沿絕緣子串和空氣間隙的平均運(yùn)行電壓梯度有關(guān) 。 這時(shí) , 雷電流沿閃絡(luò)通道入地 , 但持續(xù)時(shí)間只有幾十 , 線路斷路器來(lái)不及動(dòng)作 。 雷電繞擊線路的電氣幾何模型如圖 824所示 。 圖 822 ( a)雷擊塔頂時(shí)雷電流的分布 (b)雷擊塔頂時(shí)等值電路 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 對(duì)于一般高度 (40m以下 )的桿塔 , 在工程近似計(jì)算中采用圖 822( b) 的集中參數(shù)等值電路進(jìn)行分析計(jì)算 , 考慮到雷擊點(diǎn)的阻抗較低 , 故略去雷電通道波阻的影響 。 圖 821 有避雷線線路直擊雷的 三種情況 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ( 1) 雷擊桿塔塔頂時(shí)的耐雷水平 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 , 雷擊桿塔的次數(shù)與避雷線的根數(shù)和經(jīng)過(guò)地區(qū)的地形有關(guān) , 雷擊桿塔次數(shù)與雷擊線路總次數(shù)的比值稱為 擊桿率 g, DL/T 620— 1997標(biāo)準(zhǔn) , 擊桿率 g可采用表 85所列數(shù)據(jù) 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 設(shè)避雷線和導(dǎo)線懸掛的對(duì)地平均高度分別為 hg和 hc,若避雷線不接地 , 則根
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