常用电气设备原理及维护培训讲义下(编辑修改稿)

常用电气设备原理及维护培训讲义下(编辑修改稿)内容摘要：

实物示意 微机保护类 防雷与接地系统 • 目前在我国应用的各种装置的接地种类繁多，归纳起来可分为以下几类 • (1) 给电源装置供电电源中性点的工作地：指稳定的供电系统中性点电位的接地； • (2) 电源装置的防雷保护接地：指在雷雨季节为防止雷电过电压的保护接地； • (3) 电源装置的安全保护地：指为防止接触电压及跨步电压危害人身和设备安全，而设置的微电子装置金属外壳的接地； • (4) 电源装置直流系统地又称为逻辑地、工作地，它为微电子装置各个部分、各个环节提供稳定的基准电位（一般是零点位）。 这个地可以接大地，也可以仅仅是一个公共点。 系统地如果与大地不相连，即系统地处于悬浮工作状态，称之为浮空地； • (5) 电源装置的屏蔽地：为抑制各种干扰信号而设置的，屏蔽的种类很多，但都需要可靠的接地。 一点接地与多点接地原则的应用 在低频电子线路中，布线和元件间的电感显得并不严重，为了避免地线造成地环路，因此建议采用一点接地原则。 对于高频电子线路来说，频率小于 1MHz时可采用一点接地，而高于 10MHz时则应采用多点接地；当频率处于 1MHz－ 10MHz时，如采用一点接地，其地线长度不应超过波长的 1/20，否则，应采用多点接地。 浮动接地与真正接地的比较 浮动接地是指系统的各个接地端与大地不相连接。 这种接地方法简单，但是对于与地的绝缘电阻要求较高，一般要求大于50MΩ ，否则由于绝缘下降，会导致干扰。 此外，浮空容易引起静电干扰。 真正接地指系统的接地端与大地直接相连。 只要接地良好，这种方式的抗干扰能力是比较强的。 但接地工艺复杂，一旦接地不良反会引起不必要的干扰。 三、降低接地电阻的主要措施 对接地电阻阻值起决定作用的是接触电阻和散流电阻。 垂直接地体的最佳埋设深度 垂直接地体的最佳埋设深度不是固定的，在设计中应按接地网的等值半径、区域内的地质情况来确定，一般取 －。 Ｒ＝ ρ ／２ π ｒ＝ ρ ／２ π Ｌ 不等长接地体技术 不等长接地体技术，即为各垂直接地体的长度各不相等，在接地体的布置上，采取垂直接地体布置为两长一短或一长两短，以使接地体组间的屏蔽作用减小到最小程度。 由于在接地网中各单一接地体埋设的间距，一般仅等于各单一接地体长度的两倍左右，此时电流流入各单一接地体时，受到相互的制约而阻止电流的流散，即等于增加了各单一接地体散流电阻，这种影响电流流散的现象，成为屏蔽作用。 从理论上说，距离接地体 20m处为电气上的 “ 地 ” 即两接地体间距大于 40m时，可以认为接地体的利用系数 η 为１。 化学降阻剂的应用 化学降阻剂的降阻机理是，在液态下从接地体向外侧土壤渗出，若干分钟固化后起着增大散流电极接触面积的作用。 一方面能够与金属接地体紧密接触，减小接地体与土壤的接触电阻，形成足够大的电流流通截面；另一方面，它能向周围的土壤渗透，降低土壤的电阻率，在接地体周围形成一个变化的低电阻区域。 从而显著扩大接地体的等效直径和有效长度， 对降低接触电阻及散流电阻有着明显效果。 接地 重复接地： 保护性接地： 功能性接地： 电气系统或设备因运行需要的接地。 为防止电气设备的金属外壳因绝缘损坏带电危及人、畜安全和设备安全，以及设置相应保护系统需要，而将电气设备正常不带电的金属外壳或其他金属结构接地。 为增强接地保护系统接地的作用和效果，并提高其可靠性，在其接地线的另一处或多处再作接地。 功能性接地 逻辑接地： 屏蔽接地： 工作接地： 指电气系统为稳定正常工作电压的接地。 （如变压器和发电机中性点的接地） 指电气线路或装置为使其内部导体或器件免受外界电磁场干扰而将其外露可导电部分接地。 （如电缆金属外护层，穿线金属管及电子组件金属外壳的接地） 指为保证电子设备稳定工作而将其金属底板或某一公共连接线作为逻辑信号的电位参考点而接地。 保护性接地 防静电接地： 防雷接地： 保护接地： 指在接地保护系统中将电气设备外露可导电部分接地 指为防止雷电电气系统和设备，以及高架金属设施和建、构筑物造成的危害，当雷击防雷装置时雷电流能顺利泄入大地而将防雷装置接地。 （如接闪器、避雷器的接地） 指为防止电气系统或设备在运行过程中产生的静电对人畜和财产造成危害，并将有害静电顺利导入大地，而将产生静电的部位接地。 常用的三相低压系统的接地形式： IT系统：系统中性点不接地（或经 高阻抗接地），设备外壳接地。 接地形式 TT系统：系统中性点直接接地， 设备外壳接地。 TN系统：系统中性点直接接地， 设备外壳用保护线与系统接地点相 连。 TN— C：系统的中性线与保护线合一 TN系统 TN— S：系统的中性线与保护线分开 TN— C— S：系统的中性线与保护线 一部分合一，一部分分开。 在土壤电阻率低于 200Ω m 区域的电杆可不另设防雷接地装置，但在配电室的架空进线或出线处应将绝缘子铁脚与配电室的接地装置相连接。 防雷 做防雷接地机械上的电气设备，所连接的 PE线必须同时做重复接地，同一台机械电气设备的重复接地和机械的防雷接地可共用同一接地体，但接地电阻应符合重复接地电阻值的要求。 • 避雷针和避雷线 • 避雷器 ( SPD电涌保护器 ) • 防雷接地 • 设备遭雷击受损通常有四种情况，一是直接遭受雷击而损坏；二是雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或其他金属管线侵入使设备受损；三是设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成地电位 “ 反击 ” 而损坏；四是设备安装的方法或安装位置不当，受雷电在空间分布的电场、磁场影响而损坏。 • 在电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：避雷针、避雷线、保护间隙与各种避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等等 避雷线 – 作用原理同避雷针，主要用于输电线路的保护，也可用于保护发电厂和变电所 – 保护范围的长度与线路等长，而且两端还有其保护的半个圆锥体空间 – 在架空输电线路上多采用保护角 α 来表示避雷线的保护程度 – 保护角：避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角， α 越小，雷击导线的概率越小，对导线的屏蔽保护越可靠 避雷器 • 对避雷器的基本技术要求 – 正常运行时，避雷器内部如何隔离工作电压， – 过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电，这需要由两者的伏秒特性的配合来保护（绝缘强度配合 VS曲线） – 避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在某次过零时的工频续流，使系统恢复正常（绝缘强度的自恢复能力） – 以上两条对有间隙的避雷器（保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器）是适宜的，对于 MOA的基本要求则不同 – 无间隙，长期工作在系统工作电压和间或承受各种过电压，工频下流过很小的泄漏电流，过电压下残压应小于被保护设备冲击绝缘强度，它必须具有长时间工频稳定性和过电压下的热稳定性 (1) 保护间隙(10kV以下配电网中 ) (2) 管式避雷器 (排气式避雷器 ,适用于输电线路 ) 它实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。 保护的原理与上者类似。 不过这因两者在伏秒特性难以配合和产生大。