防雷接地培训教案.doc

楚星公司四月份培训教案 （NO： ）

组织单位：电控部
授课教师： 联系方式：
培训对象：电控部新工
培训时间：4月1日 至4月3日
培训地点：电控部点名室
培训方式：授课
培训内容：防雷接地
提纲如下：一.防雷知识
1.意义： 雷击对电力系统的安全运行带来极大危害，可能造成设备或系统过电压；电器设备绝缘破坏；形成大规模停电；还可能引起火灾和爆炸事故等。因此，电力设备必须采取有效的防雷措施，以切保雷击时电器设备的安全运行及人身安全。
2．雷击危害的表现形式主要有三方面：
第一是直击雷是指雷云对大地某点发生的强烈放电。它可以直接击中设备，也可以如图所示，雷电击中架空线，如电力线，电话线等。雷电流便沿着导线进入设备，当雷电流通过被击物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应相伴的还有电磁感应和对附近物体的闪络放电。直击雷防护措施：避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是防止直击雷的主要设施。

第二是感应雷。它可以分为静电感应及电磁感应。下图是静电感应的例子。当带电雷云（一般带负电）出现在导线上空时，由于静电感应作用,导线上束缚了大量的相反电荷。一旦雷云对某目标放电,雷云上的负电荷便瞬间消失,此时导线上的大量正电荷依然存在,并以雷电波的形式沿着导线经设备入地，引起设备损坏。当雷电流沿着导体流入大地时,由于频率高,强度大，在导体的附近便产生很强的交变电磁场，如果设备在这个场中，便会感应出很高的电压，以致损坏。对于灵敏的电子设备，尤需注意。
措施：为了防止静电感应产生的高电压，可采取屏蔽措施并将建筑物和构筑物内的金属设备、金属管道、结构钢筋予以接地。

第三是雷电侵入波
雷电侵入波是由于雷击发生在架空线路或者架设于空气中的管道上，在架空线路或金属管道上产生冲击电压，并沿线路或管道向两侧迅速传播，称行进波。当这种行进波沿导线进入变电所时，将使电器设备绝缘击穿，危急人生安全。
防护措施：1).变配电装置的防护措施 一般10KV及以下变电所进线选用阀型避雷器作为保护电器。安装和使用应注意：a.10KV母线上应安装一组阀型避雷器，该避雷器与变压器的电器距离，当自有一路进线时，不宜大于15米；当有两路进线时，不得大于25米。
b.架空线路终端应装设一组阀型避雷器。C.对于有电缆进线段的架空线路，应在其终端电缆盒附近装设阀型避雷器；其电缆两端的金属外皮均应接地。为防止低压侧雷电入侵波的正变换电压和来自高压测的反变换电压击穿变压器绝缘，在低压测宜装设一组阀型避雷器。如变压器35KV以上，则其高低压侧均应装设阀型避雷器。
3.防雷装置
通常采用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷器、避雷带、避雷网。一套完整的避雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。
3.1．接闪器 接闪器位于避雷装置最上部。其作用原理是利用其高出被保护的高度，形成集中电场，把雷电引向自身，并接受雷电放电。根据保护范围和保护对象不同，接闪器可做成针状、线状、网状和带状，即所谓的避雷针、避雷线、避雷网和避雷带。
3.1.1.避雷针 避雷针为针状接闪器，一般用1.5-2米的镀锌圆钢或钢管制成，其顶部做成尖角形，以便很好地吸引雷电，造成尖端放电。避雷针保护范围的大小以其高度有关，当保护范围较大，单支避雷针达不到保护要求时，可采用双支和多支避雷针共同进行保护。
单支避雷针在地面上的保护半径r=1.5h.
在被保护物高度上的保护半径为：当hx≥h／2时，r＝（h-hx）p
当hx＜h／2时，r＝（1.5h-2hx）p.
式中：当h≤30m时，p＝1 当h＞30m时，p＝5.5／h开方
3.1.2.避雷线
避雷线也叫架空地线，它是悬挂在高空的接地导线，一般为35-70mm的镀锌钢绞顺着每根支柱引下接地线并以接地装置相连接。引下线应有足够的截面，接地装置的接地电阻一般应保持在10欧以下。
为了降低雷电通过避雷针放电时感应过电压的影响，不论是避雷针或者避雷线以被保护物之间必须有一定的安全空气距离，一般情况下不允许小于5m,另外，防雷保护用的接地装置与被保护物的接地体之间也应保持一定的距离，一般不应小于3 m. 一般66KV及以上的架空线路需沿全线装设避雷线，35KV的架空线一般只在经过人口密集区或进出变电所的一段线路上装设，而10KV及以下线路上一般不装设避雷线。
3.1.3.避雷网和避雷带
避雷网是利用钢筋混凝土屋顶中的金属焊接成网状结构构成。避雷带是在屋顶围栏上焊接金属栏杆构成。避雷网和避雷带一般用于保护高层建筑作接闪器。
3.2引下线
引下线是连接接闪器和接地装置的连接导线。其作用是当接闪器遭受雷击时，将雷电流导入大地，因此对引下线的要求是：有足够的机械强度、导电性、热稳定性及耐腐蚀性。一般采用圆钢或者扁钢制作，如用钢绞线制作，其截面应不小于35平方毫米。
当引下线的锈蚀达导线截面的30％时，应予更换。
3.3．接地装置
接地装置是防雷装置的重要组成部分，他和大地中的土壤紧密接触，可使雷电流很好的泄入大地。
3.4.避雷器
按结构原理不同可分为阀型避雷器、管型避雷器、氧化锌避雷器、保护间隙。
3.5.避雷针的日常检查项目
外观检查：有无倾斜，锈蚀情况，针尖是否腐蚀。
基础螺栓应涂抹黄油防腐，接地线连接处无腐蚀。
接地电阻测试：每年三月份进行接地电阻测试，要求接地电阻小于4欧姆。
二． 接地
定义：将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分，经接地线连接至接地极。
电力系统根据接地的目的不同可分为两类：工作接地和保护接地
（一）.工作接地 在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地(如中性点直接接地或经其他装置接地等)。
1.其目的和作用：1.1降低触电电压；
　　 在中性点不接地的系统中,当一相接地而人体触及另外两相之一时,触电电压为相电压的1.732倍。而在中性点接地的系统中,触电电压就降低到等于或接近相电压。 
　　 1.2迅速切断故障设备；
　　 在中性点不接地的系统中,当一相接地时,接地电流很小(因为导线和地面间存在电容和绝缘电阻,也可构成电流的通路)不足以使保护装置动作而切断电源,接地故障不易被发现,将长时间持续下去,对人身不安全。而中性点接地的系统中,一相接地后的接地电流较大(接近单相短路)保护装置迅速动作,断开故障点。
　　 1.3降低电气设备对地的绝缘水平；
　　 在中性点不接地的系统中,一相接地时将使另外两相的对地电压升高到线电压。而在中性点接地的系统中,则接近于相电压,故可降低电气设备和输电线的绝缘水平,节省投资。
2.系统接地型式
2.1 低压系统接地可采用以下几种型式。

图 1 TN—S系统，整个系统的中性
线与保护线是分开的
a)TN系统。系统有一点直接接地，装置的外露导电部分用保护线与该点连接。按照中性线与保护线的组合情况，TN系统有以下3种型式：
1)TN—S系统。整个系统的中性线与保护线是分开的(图1)。
2)TN—C—S系统。系统中有一部分中性线与保护线是合一的(图2)。
3)TN—C系统。整个系统的中性线与保护线是合一的(图3)。
b)TT系统。TT系统有一个直接接地点，电气装置的外露导电部分接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置(图4)。
c)IT系统。IT系统的带电部分与大地间不直接连接(经阻抗接地或不接地)，而电气装置的外露导电部分则是接地的(图5)。

图 2 TN—C—S系统，系统有一部分中
性线与保护线是合一的

图 3 TN—C系统，整个系统的中性
线与保护线是合一的

图 4 TT系统

图 5 IT系统
注
1 图1～图5所示是常用的三相系统的例子。
2 文字代号的意义：
第一个字母——低压系统的对地关系；
T——一点直接接地；
I——所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地；
第二个字母——电气装置的外露导电部分的对地关系；
T——外露导电部分对地直接电气连接，与低压系统的任何接地点无关；
N——外露导电部分与低压系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)，如果后面还有字母时，字母表示中性线与保护线的组合；
S——中性线和保护线是分开的；
C——中性线和保护线是合一的(PEN)线。
2.2本公司110KV主变中心点采用间隙接地，只在分合闸时接地，防止操作过电压。平常运行是通过间隙接地。另外，中心点和出线侧还装有避雷器。35KV主变中心点采用不接地方式。
（二）保护接地 电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。保护接地是为了防止触电事故而采取的一种安全技术措施。只实用于中心点不接地的系统。如IT系统。
（三）．接地装置的装设
1）一般要求 在设计和装设接地装置时，首先因充分利用自然接地体。如果实地测量所利用的自然接地体电阻以能满足接地电阻值的要求而且又满足热稳定条件时，可不必装设人工接地装置，否则应装设人工接地装置作为补充。
2）自然接地体的利用 建筑物的钢结构和钢筋，埋地的金属管道等均可作为自然接地体，但应注意利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。
3）人工接地体 有垂直埋设和水平埋设两种基本结构形式
最常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管或50×5的角钢。其根数的多少，应根据接地电阻要求而定。为了减少外界温度变化对流散电阻的影响，埋入地下的垂直接地体上端接地体距地面不应小于0.6m，长度与2.5米为宜。对于敷设在腐蚀性较强的场所的接地装置，应根据腐蚀的性质，采用热度锌等防腐措施，或适当加大截面。垂直接地体和水平接地体的间距一般不应小于5米，布置形式有封闭性、反射型、综合型。
4）接地连线
接地连线一般用25×4mm的扁钢或8mm的圆钢制作，接地扁钢一般立放，连接时采用焊接，在制作时，要保证接地线与接地体之间有足够的接触面积。对于角钢接地体，应将接地连线弯成90度焊接两个面，对于管型接地体，应先在管子头部焊接O型卡件。扁钢应距钢管或角钢顶端100毫米。接地网连接好后，应在适当位置焊接引出线，引出线应露出地面0.5米以上，并涂以防锈漆。
5)接地装置应满足的安全要求
a.导电的连续性。保证连接不得有脱落现象。在其伸缩缝或接头处应加跨接线。
b.连接可靠。在有振动的地方，因采取防松处理。
c.足够的机械强度。做好防锈防腐蚀处理。
d．足够的导电能力和热稳定性。
E．防止机械损伤。
F．防腐处理。为了防止锈蚀，钢制接地装置应采用镀锌材料制作。焊接处应涂沥青防腐，明设的接地线要涂油漆防腐。
g.地下安装距离。接地体与建筑物的距离不应小于1.5米。与独立避雷针接地体间距离不小于3米。
f.适当的埋设深度，离地面不小于0.6米。
防雷装置的接地要求 避雷针宜装设独立的接地装置。安全距离其最小间距不小于3m.
（四）．接地线的外观检查和接地电阻的测量方法
1）接地线的外观检查的主要内容有
a.检查因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的设备金属外壳是否已可靠接地或接零。
b.检查接地线或接零线与电气设备接地或接零干线的连接是否牢固和接触良好。如果用螺栓连接，则应检查是否有防松垫圈。
C．检查接地线相互间的焊接是否良好，焊接长度是否符合要求。
D．检查接地线穿过墙壁，经过建筑物伸缩节时是否有良好的保护措施。
F.在有腐蚀的环境中，检查接地线或接零线表面是否有必要的防腐涂料。
2) 接地电阻测量方法。
常用ZC29型接地电阻测试仪。使用方法：1）测量前将仪表放平，然后调零，使指针指在红线上。2）将被测接地体接至E,沿直线相距20米插入电流电压探针（P接至电压探针，C接至电流探针）。3）将倍率开关放在最大倍数上，缓慢摇动发电机手柄，同时转动测量标度盘直至指针停在红线上，当检流计平衡时，加快转速至每分钟120转，调节测量标度盘直至指针稳定指在红线上。即可读数。4）如测量刻度盘的读数小于1时，应将倍率开关放在较小一档，然后重新测量。
（五）.安全用具（三相短路接地线）
携带型三相短路接地线 当高压设备停电检修或进行其他工作时，为防止检修中突然来电或邻近高压带电设备对停电部分形成的感应电压造成的危险，必须对停电检修设备采取三相短路接地的保护措施。其实现方法有两种：一是采用带接地刀闸的固定型接地刀闸实行三相短路接地；二是采用携带型三相短路接地线实行三相短路接地。
1.携带型接地线的组成
1)夹头部分
携带型接地线的夹头是携带型接地线与设备导电部分的连接部件。一般用铝合金浇筑后经抛光而成。表面必须光滑、平整、以保证连接时有足够的接触面积，使连接紧密，接触良好，接触电阻小。
2)绝缘棒和操作杆
绝缘棒和操作杆是在悬挂接地线时，保证一定绝缘距离并进行有关操作的手柄，用较轻的高强度绝缘材料制成，长度除手柄外，一般为200-400mm,其有效绝缘长度应满足10KV以下（ 0.4米） 35-66KV（0.7米） 110KV（1.0米） 220KV（1.8米）
3)三相短路接地线
它由多股软铜绞线构成，具有柔软、轻便、导电性能好、机械强度高等特点，其截面应不小于25平方毫米。
4)接地端
接地端是携带型接地线与接地网或大地连接的部件，一般做成夹具式，连接处要求连接可靠，接触良好。
2.三相短路接地线的安装与拆卸
1)安装
安装三相短路接地线应在设备停电并经验电确认不带电的情况下进行。安装时，先将接地端和接地网可靠连接，保证接触良好.然后将三相短路线的三相夹头依次与设备导电部分相连并保持连接紧密，接触良好。
2).拆除
工作完毕需拆除三相接地线时，应先拆除三相接地线与设备导电部分连接的线夹，然后拆除接地端。