电力系统过电压及接地装置
接地装置的原理及应用
接地装置的原理及应用1. 引言接地是电气系统中非常重要的安全措施之一。
而接地装置作为接地系统的重要组成部分，起着保护设备和人身安全的作用。
本文将介绍接地装置的原理和应用，以便更好地理解和运用接地装置。
2. 接地装置的原理接地装置的原理主要基于电气学和电磁学的原理。
接地装置通过将电气系统的设备和设施与地面建立可靠的电气连接，形成闭环电路，以实现以下几个目的：•安全接地：通过将设备的金属外壳、电路中的中性点或其他关键部分连接到地面，实现设备和人员的安全接地，并提供一条安全的电流回路。
•故障电流分配：在电气系统发生故障时，接地装置能够将短路电流或过电压分流到地面，保护设备不受损坏，并降低电气危险。
•抑制干扰与泄漏电流：接地系统可有效地降低电气设备产生的干扰电压，减少对周围电子设备的干扰。
同时，通过将设备的泄漏电流引流到地面，避免对人员的触电风险。
3. 接地装置的应用接地装置广泛应用于不同的电气系统中，包括低压、中压和高压电气系统。
以下是一些常见的接地装置应用场景：3.1. 低压电气系统低压电气系统通常指额定电压不超过1000V的系统，如家庭、工业建筑、商业建筑等。
在低压电气系统中，接地装置主要应用于以下方面：•建筑物接地系统：用于确保建筑物的电气设备和供电系统安全接地，减少因不良接地而导致的触电风险。
•家用电器接地：常见的家用电器，如插座、电视机、冰箱等，都需要正常接地，以保证用户的安全使用。
•电气设备接地：工业生产中的各种电气设备，如机械设备、发电机、变压器等，都需要接地装置来保护设备和人员的安全。
3.2. 中压电气系统中压电气系统通常指额定电压在1kV至35kV之间的系统，如电力输配电系统、工业生产系统等。
在中压电气系统中，接地装置具有以下主要应用：•变电站接地：电力系统中的变电站需要接地装置来保护变压器、开关设备等主要设备，防止因电气故障引发火灾和电气伤害。
•电力线路接地：电力输配电线路需要接地装置来解决因外界因素（如雷击、异物短路等）引起的故障电流，以保护线路和附近设备的安全。
绝缘技术监督上岗员：过电压保护及接地装置考试答案四
绝缘技术监督上岗员：过电压保护及接地装置考试答案四1、填空题下行的负极性雷通常可分为3个主要阶段（）、（）、（）。
正确答案：先导；主放电；余光2、填空题三相变压器中，对于中性点不接地的星形绕组，当单相进波U（江南博哥）0时中性点最大电压为（）。
正确答案：2U0/33、判断题金属氧化物避雷器运行电压下当阻性电流增加1倍时，应加强监督。
正确答案：错4、判断题金属氧化物避雷器的试验应在每年雷雨季节前进行。
正确答案：对5、判断题有效接地系统的电力设备的接地电阻在预防性试验前或每3年以及必要时验算一次经接地网流入地中的短路电流，并校验设备接地引下线的热稳定。
正确答案：对6、单选在我国，对330kV的电网，电气设备的绝缘水平以避雷器（）的残压作为绝缘配合的依据。
A、5kAB、8kAC、10kAD、20kA正确答案：C7、判断题接地线应采用焊接连接。
当采用搭接焊接时，其搭接长度应为扁钢宽度的1倍或圆钢直径的3倍。
正确答案：错8、判断题标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架应接地。
正确答案：错9、判断题互感器的各个二次绕组（包括备用）均必须有可靠的保护接地，且只允许有一个接地点。
正确答案：对10、判断题接地装置引下线的导通检测应5年进行一次。
正确答案：错11、判断题发电机用避雷器用以限制作用在发电机的雷电过电压，选用有间隙避雷器。
正确答案：对12、判断题新投产的110kV及以上避雷器应三个月后测量一次，三个月以后半年再测量一次。
以后每年雷雨季前测量一次。
正确答案：对13、单选避雷针（带）与引下线之间的连接应采用（）。
A.焊接B.螺接C.压接D.铆接正确答案：A14、单选变压器中性点应有（）根与主接地网不同地点连接的接地引下线，且每根引下线均应符合热稳定的要求。
A.1B.2C.3D.4正确答案：B15、单选装有避雷针的金属筒体，当其厚度不小于（）时，可作避雷针的引下线。
筒体底部应有两处与接地体对称连接。
A.1mmB.2mmC.3mmD.4mm正确答案：D16、判断题互感器安装位置应在变电站（所）直击雷保护范围之内。
电力系统中的过电压保护装置设计与分析
电力系统中的过电压保护装置设计与分析概述：电力系统中的过电压保护装置扮演着至关重要的角色，它能够有效地保护电力设备免受过电压的损害，保障系统的稳定运行。
本文将对过电压保护装置的设计与分析进行详细探讨，包括过电压的原因、过电压保护装置的作用、设计原则和常见的保护装置类型。
一、过电压的原因过电压是指电力系统中电压超过额定值的现象。
它通常由以下原因引起：1. 雷电击中：当闪电击中地面或设备时，会产生大量的超过额定电压的电磁波，这会对电力系统产生严重影响。
2. 短路故障：当电力系统发生短路故障时，电流突然增大，导致电压剧烈波动，超过设备的耐受程度。
3. 开关操作：电力系统中的开关操作会引起电压的突变，如果操作不当或有故障发生，将导致过电压。
二、过电压保护装置的作用过电压保护装置的主要作用是监测电力系统中的电压变化，并在电压超过预定阈值时采取保护措施。
它能够及时检测到过电压现象，并将其限制在能够耐受的范围内，以保护电力设备的安全运行。
过电压保护装置的工作原理是通过电压传感器采集电压信号，并将其输入到保护装置中进行分析处理。
当电压超过设定的阈值时，保护装置将触发动作，采取相应的措施来限制电压，如断开电源或投入阻抗。
三、过电压保护装置的设计原则过电压保护装置的设计应遵循以下原则：1. 准确性：保护装置应具备高精度的电压传感器，能够准确检测电压变化，并根据实际情况采取相应的保护措施。
2. 快速性：保护装置必须能够在电压超过阈值时迅速动作，以最快的速度对电力设备进行保护，避免损害的发生。
3. 稳定性：保护装置应具备良好的稳定性，能够抵抗外界的干扰和噪声，并在各种工作条件下保持稳定性能。
4. 可靠性：保护装置必须具备高可靠性，能够长时间稳定工作，并在故障发生时能够及时报警或触发保护动作。
5. 灵活性：保护装置应具备一定的灵活性，能够根据不同的电力系统特点和需求进行配置和调整，以实现最佳的保护效果。
四、常见的过电压保护装置类型根据不同的保护对象和保护策略，过电压保护装置可分为多种类型，包括：1. 涌流抑制器：主要用于防止雷电冲击产生的过电压对设备的影响。
电力系统对各种电压等级线路保护的配置要求
电力系统对各种电压等级线路保护的配置要求电力系统的线路保护是保障电网安全运行的重要组成部分，对各种电压等级的线路都有相应的配置要求。
下面将从四个方面详细介绍。
一、高压输电线路保护配置要求：高压输电线路是电力系统的重要组成部分，其保护配置要求主要包括以下几个方面：1.过载保护：对于高压输电线路，必须设置过载保护，以防止电流过大损坏线路设备。
常见的过载保护装置有电流保护装置、热继电器等。
2.短路保护：高压输电线路在发生短路故障时，必须能够迅速切除故障电路，以防止电流过大对设备和人身安全造成威胁。
短路保护装置包括短路保护继电器、跳闸器等。
3.接地保护：高压输电线路的设备和绝缘体故障时，可能会导致接地电流过大，对设备造成损坏。
因此，必须设置接地保护，迅速切除故障电路。
接地保护装置主要有接地保护继电器、接地刀闸等。
4.过电压保护：在雷电等过电压情况下，高压输电线路必须能够承受一定的过电压，同时需要设置过电压保护装置，及时切除故障电路。
常见的过电压保护装置有避雷器、过电压继电器等。
二、中压配电线路保护配置要求：中压配电线路是将高压输电线路的电能供应到终端用户的环节，其保护配置要求如下：1.过载保护：中压配电线路需要设置过载保护装置，以防止电流过大损坏线路设备。
常见的保护装置有电流保护装置、热继电器等。
2.短路保护：中压配电线路在发生短路故障时，需要迅速切除故障电路，以防止电流过大造成设备和人身安全事故。
常见的短路保护装置有短路保护继电器、跳闸器等。
3.接地保护：中压配电线路的设备和绝缘体故障时，可能会导致接地电流过大，对设备造成损坏。
因此，中压配电线路需要设置接地保护装置，及时切除故障电路。
常见的接地保护装置有接地保护继电器、接地刀闸等。
4.过电压保护：中压配电线路在雷电等过电压情况下，需要承受一定的过电压，并设置相应的过电压保护装置，及时切除故障电路。
常见的过电压保护装置有避雷器、过电压继电器等。
三、低压配电线路保护配置要求：低压配电线路一般是从变压器到用户的电缆、线缆等，其保护配置要求如下：1.过载保护：低压配电线路需要设置过载保护装置，以防止电流过大损坏线路设备。
电力设备过电压防护与接地
1.1.2中性点不接地
A
B C
•
IK
•
EC
•
IK
UB'
UK 0 UA'
•
•
EB EA
a单相接地的电流回路
b相量图
图7-3 发生单相接地的中性点直接接地系统
非故障相对地电压值升高 3 倍，变为线电压。中性 点处的电压由0升高到相电压。设备的相对地绝缘要按线电 压来考虑，从而提高了设备的绝缘成本。
接地故障系数定义：在三相系统的选定地点(通常为设备 的安装地点)以及给定的系统结构，接地故障(系统中任一 点发生的单相或多相接地故障)时，健全相的最高相对地 工频电压有效值与该选定地点无故障时的相对地工频电压 有效值之比。
6000
6000
图7-1典型的多接地极接地网
为加强对雷电流的散流作用、降低对地电位，发电厂 和变电站中还装设集中接地装置。
防雷接地装置可采用垂直接
地极，作为避雷针、避雷线和 避雷器附近加强集中接地和散 泄雷电流之用，一般敷设3～5 根垂直接地极。在土壤电阻率 较高的地区，则敷设3～5根放 射形水平接地极。
消弧线圈补偿网络和传递过电压的线性谐振；线路断 线和电磁式电容器饱和引起的铁磁谐振及发电机同步或异 步自励磁引起的参数谐振。 防止谐振过电压的措施：
对消弧线圈采用过补偿方式，超高压线路并联电抗器 的中性点串小电抗，选用不发生非全相拒动的断路器，电 磁式电压互感器中性点接阻尼电阻或防谐装置等。同时可 通过安排合理的运行方式和操作程序来减少谐振过电压。
自然接地极：直接与大地相接触的各种金属构件、金 属井管、钢筋混凝土建(构)筑物的基础、金属管道和 设备等。
发电厂和变电站中的地，通常是
预先埋设在地下，由垂直和水平接地 极组成的大型水平地网(称为接地网 或复合接地极)，其主要作用是电力 设备的泄流和均压。
接地及过电压保护装置维护检修规程
接地及过电压保护装置维护检修规程1. 维护检修目的接地及过电压保护装置是电力系统中重要的安全设备，它的维护检修能够确保电力系统的稳定运行。
本规程旨在规范接地及过电压保护装置的维护检修工作，提高设备的可靠性和使用寿命，保障电力系统的安全运行。
2. 维护检修内容2.1 接地装置的维护检修接地装置作为电力系统中的安全防护装置，需要定期进行维护检修。
主要包括以下内容：•接地电阻的检查和测试：定期检查接地电阻是否正常，并进行必要的测试，确保接地电阻符合规定要求，保证电力系统的接地功能。
•接地装置的清洁和防腐处理：清洁接地装置表面，及时清除积尘和杂物，防止腐蚀和污染，延长接地装置的使用寿命。
•接地引线的检查和更换：检查接地引线的连接是否紧固可靠，如有松动及时进行调整。
若发现接地引线损坏或老化，需及时更换，保证电力系统的接地可靠性。
2.2 过电压保护装置的维护检修过电压保护装置用于对电力系统中的过电压情况进行检测和保护。
为了确保装置的正常运行，需进行以下维护检修工作：•检查过电压保护装置的确保电源：定期检查过电压保护装置的工作电源是否正常，如有问题需及时处理，确保装置能够正常工作。
•检查过电压保护装置的信号传输线路：定期检查过电压保护装置的信号传输线路是否畅通，如发现故障需及时修复，保证装置的信号传输正常。
•校验过电压保护装置的功能：定期进行过电压保护装置的功能校验，确保装置能够准确检测和保护电力系统中的过电压情况。
3. 维护检修周期3.1 接地装置的维护检修周期接地装置的维护检修周期根据装置的具体情况及运行环境而定，一般建议按照以下周期进行维护检修：•接地电阻的检查和测试：每年一次；•接地装置的清洁和防腐处理：每季度一次；•接地引线的检查和更换：每两年一次。
3.2 过电压保护装置的维护检修周期过电压保护装置的维护检修周期也根据装置的具体情况而定，建议按照以下周期进行维护检修：•检查过电压保护装置的电源：每年一次；•检查过电压保护装置的信号传输线路：每半年一次；•校验过电压保护装置的功能：每三年一次。
电力系统过电压及其保护
操作过电压
在电力系统中进行操作（如开关操作 ）时产生的过电压。
操作过电压通常发生在电力系统的开 关操作过程中，如开关的开合、变压 器分接头的调整等。这些操作可能会 在系统中产生瞬态的电压波动。
工频过电压
由于电力系统的故障或其他原因导致的工频电压异常升高。
工频过电压通常是由于电力系统的故障，如线路短路、变压 器故障等，导致系统的工频电压异常升高。这种过电压可能 对电力设备和系统造成严重损坏。
限制过电压的措施需要根据具体情况进行选择和实施，以达到最佳的保 护效果。
05
案例分析
某地区电力系统过电压案例
案例背景
过电压类型
某地区电力系统在运行过程中多次发生过 电压现象，给电网安全带来严重威胁。
该案例涉及雷电过电压、操作过电压和暂 时过电压等多种类型。
案例经过
案例分析
在一次雷雨天气中，该地区电力系统受到 雷电过电压冲击，导致部分设备损坏，电 网运行受到影响。
03
过电压的危害
对设备的危害
设备损坏
过电压可能导致电气设备绝缘层 击穿，造成设备损坏或永久性故 障。
降低设备寿命
频繁的过电压冲击会加速设备老 化，缩短设备使用寿命。
对运行的影响
电力中断
过电压可能引起保护装置动作，导致 大面积停电或电力供应中断。
稳定性问题
过电压可能影响电力系统的稳定性， 增加系统振荡和崩溃的风险。
绝缘配合的目的是提高设备的绝缘水平，降低设备损坏的风险，同时减少维修和更 换设备的成本。
限制过电压的其他措施
除了避雷器和绝缘配合外，还可以采取其他措施来限制过电压，如改善 接地系统、加强设备维护和检修等。
改善接地系统可以降低雷电和操作过电压对设备的影响，提高设备的耐 压能力。加强设备维护和检修可以及时发现和处理设备存在的隐患和缺 陷，避免设备在运行过程中发生故障。
电气设备保护规范要求
电气设备保护规范要求保护电气设备是确保电力系统安全稳定运行的关键步骤之一。
为了保障人员的安全以及设备的正常运行，制定电气设备保护规范是非常必要的。
本文将从线路保护、过电压保护和接地保护三个方面，介绍电气设备保护的规范要求。
一、线路保护线路保护是指对电力系统中各类线路进行防护的一种措施。
合理的线路保护措施可以有效地避免由于线路故障引起的电弧故障和电力系统的过负荷，保证电力系统的正常运行。
下面是线路保护的规范要求：1. 过载保护过载保护是防止电路负载超过其额定电流而引起设备和线路短路的一种保护方式。
按照国家标准，每个电气设备都应该配备相应的过载保护装置，以确保设备和线路在额定电流范围内正常工作。
2. 短路保护短路是指两个相通电势不同的回路产生直接连接。
为了避免短路故障对设备和线路的破坏，必须设置短路保护装置。
常见的短路保护装置包括熔断器、断路器等。
3. 地故障保护地故障是指电力系统中的导线与设备中的大地之间发生的电流故障。
为了避免地故障对人身安全和设备的损坏，应当配置地故障保护装置。
常用的地故障保护装置有保护继电器和不平衡电流保护装置。
二、过电压保护电力系统中的过电压是指电力系统的电压超过额定值的瞬间现象，可导致设备损坏或系统崩溃。
过电压保护是保障电设备正常运行的重要措施，以下是过电压保护的规范要求：1. 绝缘电阻测试绝缘电阻测试是衡量设备绝缘性能的一种重要手段。
每隔一段时间，应对设备进行绝缘电阻测试，以确保设备的绝缘性能在安全范围内。
2. 避雷器的应用避雷器是用来保护电气设备免受雷电引起的过电压损害。
在电气设备中配置避雷器是一种常见的过电压保护措施，可以有效地保护设备的安全运行。
三、接地保护接地保护是为了保障设备和人员的安全，当设备或线路故障时，电流能够快速地流向大地，避免触电事故的发生。
以下是接地保护的规范要求：1. 设备接地设备接地是指将设备的金属外壳或零线通过导线与大地相连接，以达到保护人身安全和设备的目的。
GB50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范
GB50169-2006电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范国家标准___电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范_GB_50169-2006 ??????电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范Codeforconstructionandacceptanceofgrounding connectionelectricequipmentinstallationengineeringGB50169—2006建设部关于发布国家标准《电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范》的公告现批准《电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范》为国家标准，编号为GB50169—2006，⾃2006年11⽉1⽇实施。
其中，第3.1.1、3.1.3(1、3)、3.1.4、3.2.4、3.2.5、3.2.9、3.3.1、3.3.3、3.3.4、3.3.5、3.3.11、3.3.12、3.3.13、3.3.14、3.3.15、3.3.16、3.3.19、3.4.1、3.4.2、3.4.3、3.4.8、3.5.1、3.5.2、3.5.3、3.5.5、3.6.1、3.6.2、3.7.10、3.7.11、3.8.3、3.8.8、3.8.9、3.8.10、3.8.11、3.9.1、3.9.4、3.10.2、3.10.3、3.11.3条(款)为强制性条⽂，必须严格执⾏。
原《电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范》GB50169—92同时废⽌。
本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发⾏。
中华⼈民共和国建设部⼆○○六年七⽉⼆⼗⽇前⾔本规范是根据建设部《关于印发<⼆○○⼀～⼆○○⼆年度⼯程建设国家标准制定、修订计划>的通知》(建标[2002]85号)的要求，由国⽹北京电⼒建设研究院会同有关单位，在《电⽓装置安装⼯程接地装置施⼯及验收规范》GB50169—92的基础上修订的。
本规范共分4章。
主要内容包括：总则；术语和定义；电⽓装置的接地；⼯程交接验收。
电力系统名词解释
线路的电流保护；在电力系统中，输电线路发生相间短路故障时，线路中的电流增大，母线电压降低，利用电流增大这一特征，构成当电流超过某一预订值使电流继电器动作的保护。
阶梯时限特性：各保护装置动作时限是从用户到电源逐级增长的，越靠近电源的线路，过电流保护装置的动作时限越长，似一个阶梯，故称为---距离保护：就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护装置，测量故障点至保护安装处的距离，实际上就是用阻抗继电器测量故障点至保护安装处的阻抗，因此又叫阻抗保护。
测量阻抗；安装处母线电压与线路电流之比I K=U K/I K，称为测量阻抗。
瓦斯保护：在变压器油箱内发生故障时故障点的电弧会使变压器油及其他绝缘物分解产生气体，反应油箱内出现气体而动作的保护称为瓦斯保护。
重合闸前加速：是当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性的瞬时动作于跳闸而后再借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。
重合闸后加速：是当线路故障时，首先按正常的继电保护动作时限有选择性地动作于断路器跳闸，然后AAR装置动作将断路器重合，同时将过流保护的时限解除。
绝缘材料：凡由电阻系数大于109Ω·CM的物质所构成的材料，在电工技术上便称为绝缘材料，也称电介质。
交接验收试验：对于新安装和大修后的电气设备也要进行试验，称为交接验收试验。
非破坏试验：指在较低电压下或用其他不损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性。
进而判断绝缘的缺陷。
破坏性试验：指在较高电压下对绝缘所进行的耐压试验。
能有效地揭露那些危害性较大的集中性缺陷。
特性试验：通常把绝缘以外的试验统称为特性试验。
过电压：是指超过正常运行电压并可使电力系统绝缘或保护设备损坏的电压升高。
大气过电压：由雷电引超的过电压叫大气过电压，又叫外部过电压。
内部过电压：电力系统中由内部操作或故障引起的过电压叫内部过电压。
直击雷过电压：雷电直接对电气设备或线路放电，将电气备或线路击毁的过电压事故。
什么是过电压-过电压类别有哪些-电力系统过电压分类
什么是过电压?过电压类别有哪些?电力系统过电压分类过电压这块在系统设计中比较重要，特别是500kV电压等级以上设计，但是由于专业性比较强，对其理解也是基于参与工程的过电压专题以及EMTP过电压计算的一个课题，对这块也做一个总结。
一、何谓过电压所谓过电压，是指电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高，属于电力系统中的一种电磁扰动现象。
电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。
过电压分两类，外过电压和内过电压。
外过电压又称雷电过电压、大气过电压。
由大气中的雷云对地面放电而引起的。
内过电压是电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，分为工频过电压、操作过电压和谐振过电压。
个人涉及的一般都是内过电压分析，外过电压也会尝试稍作总结。
二、工频过电压工频过电压指系统中由线路空载、不对称接地故障和甩负荷引起的的频率等于工频（50Hz）或接近工频的过电压。
主要是三类原因：1.空载长线路的电容效应；2.不对称短路引起的非故障相电压升高；3.甩负荷引起的工频电压升高。
其中1和3经常结合在一起造成过电压。
实际计算过程中，与线路长短、短路容量、有无并联电抗器、故障前负荷都有关系。
为何讨论工频过电压？直接影响操作过电压的幅值持续时间长的工频电压升高仍可能危及设备的安全运行（油纸绝缘局放、绝缘子污闪、电晕等）在超高压系统中，为降低电气设备绝缘水平，不但要对工频电压升高的数值予以限制，对持续时间也给予规定（母线侧1.3pu，线路侧1.4pu，时间一般为1min）决定避雷器额定电压（灭弧电压）的重要依据（3、6、l0kV系统工频电压升高可达系统最高运行线电压的1.1倍，称为110％避雷器；35~60kV系统为100％避雷器；110、220kV 系统为80％避雷器；330kV及以上系统，分为电站型避雷器（即80％避雷器）及线路型避雷器（即90％避雷器）两种）工频过电压的幅值、持续时间与出现的机率对设备的影响及避雷器的选用应该说是非常重要的，但是现在广泛采用了不带间隙的氧化锌避雷器，由于有一定热容级，选择其额定电压时，工频过电压只是条件之一，不仅决定于工频过电压的幅值、而且决定于其持续时间，但由于我国这块持续时间与几率比较低（单相重合闸，一般不超过0.5S-1S），所以工频过电压可能已不是选择氧化锌避雷器额定电压的关健条件。
接地装置
一、接地的基本概念
11、何谓“地”？ 这里所说的地是电气上的地，其特点是该处土壤中没有电流，即 该处的电位等于零。 只要土壤中某一点的电流密度不等于0，在这里就有电压降，它 的电位就不等于零。 由于我们所说的地是电位等于零的地方，也就是传导电流等于零 的地方，从理论上讲，这个地方距接地体无穷远。 实验证明，在距简单接地体20m以外的地方电位基本趋于零，如 接地装置周围大地表面电位分布图所示，一般把这种地方称为电 接地装置周围大地表面电位分布图 气上的“地”。 12、何谓接触电压？其大小有何规律？ 当人的手接触到发生接地短路的设备外壳时，人的手与脚之间就 会承受一个电压，这个电压称为接触电压。 接触电压Uj的大小随人体站立点的位置而异。显然，设备越靠近 接地体，接触电压越小，离接地体20m以外的地方，接触电压最 大，可达电气设备的对地电压Um。如接触电压触电示意图所示。 用数学表达式表示为：Uj=UM-ψ。式中UM为设备发生短路时设备 上的对地电压； φ为人脚站立处的电位，如接触电压触电示意图 所示。一般取离设备水平距离0.8m处的电位。
三、接地电阻的计算
1、工频接地电阻是如何定义的？ 接地体的工频接地电阻是指当一定的工频电流I流入接 地体时，由接地体到无穷远处零位面之间必有电压U， 将U/I的值定义为工频接地电阻Rg。2、单根垂直接地体 的工频接地电阻如何计算？ 单根垂直接地体的工频接地电阻计算公式。 的工频接地电阻计算公式 单根垂直接地体的工频接地电阻计算公式 3、水平接地体的工频接地电阻如何计算？ 水平接地体的工频接地电阻计算公式。 水平接地体的工频接地电阻计算公式 4、何谓冲击系数α？它与哪些因素有关？ 冲击系数α是说明冲击接地电阻与工频接地电阻之间关 系的一个系数，其数学表达式为：α=Rch/Rg 。 α与单独接地体的形状、尺寸、冲击电流数值、波形以 及土壤电阻率等有关。 α值经验计算公式。
电力系统内部过电压的防护措施
电力系统内部过电压的防护措施1单相接地形成过电压通常应加强电网及设备运行管理，减少接地故障的发生。
对变压器应经常开展检查维护，使之处于安康状态下运行，还应定期开展预防性试验，防止因绝缘击穿而发生单相接地故障。
对供电线路应注重提高架设质量，合理选择导线截面及档距，线路走廊下的树木要定期砍伐，使线路通道符合技术规范。
严禁在电力线路下建房、植树，及在线路附近采石，以防炸断线路而发生接地故障。
2.负荷突变形成过电压通常可采用并联电抗器，以及按一定程序投、切空载线路，以限制长线路电容效应产生的过电压。
在电机侧采用快速减磁系统以限制发电机转子加速和电枢反应。
3.谐振形成过电压谐振过电压持续时间与回路本身特性有关，因此，对特定电网应尽量防止可能引起的谐振操作，或采取措施破坏谐振条件，如使用消谐器等。
对电磁式电压互感器引起的谐振，可在其二次开口三角处接入一个小电阻以破坏谐振；或在电压互感器高压中性点串入一个15kV、50w左右电阻接地，限制流过中性点的电流，防止电压互感器因磁饱和而发生铁磁谐振。
4.间歇性电弧形成过电压通常在电网中性点接入消弧线圈接地。
利用消弧线圈的电感补偿流过接地点的电容电流，使电弧的存在时间缩短,重燃次数减少，从而抑制了高幅值的过电压。
5.投切小电感性负荷产生的过电压此类过电压产生的根据是断路器的截流，由于其能量较小，通常采用避雷器来抑制。
6.开断电容性负荷产生的过电压此类过电压产生的根据是断路器的重燃，其方法是限制断口恢复电压的上升，以减少重燃的途径，从而到达抑制此类过电压的产生。
其措施是：在断路器断口装置并联电阻,能起到阻尼作用，或采用不会产生电弧重燃的真空断路器。
此外，在电容器运行中应尽量减少频繁的投切操作。
7.对投运空载长线路产生的过电压通常采用带合闸电阻断路器，或采用专门装置来判断当断路器两端电压最低时合闸，或设法消除、削弱线路的残余电压。
此外，电网中运行的变压器或线路装设金属氧化物避雷器开展保护（即使在非雷雨季节也不要退出运行），既可限制线路过电压，又可消除变压器、线路空载投切引起的过电压；控制支路的跌落式熔断器，应改为三相联动的柱上少油断路器，以防止非全相操作。
接地装置
2）避雷线
避雷线一般用截面不小于35mm2的镀锌钢铰线，架设在架空线或建筑物的 上面，以保护架空线或建筑物免遭直击雷击。由于避雷线既是架空的又 是接地的，也称为架空地线。
3）避雷网和避雷带
避雷网和避雷带主要用来保护高层建筑物免遭直击雷击和感应雷击。
避雷网和避雷带宜采用圆钢和扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径不小于 9mm，扁钢截面不小于49mm2，其厚度不小于4mm。当烟囱上采用避雷环 时，其圆钢直径不小于12mm，扁钢截面不小于100mm2，其厚度不小于 4mm。避雷网的网络尺寸要求应符合表9-1的规定。
避雷器主要有阀式避雷器、排气式避雷器、角型避雷器和金属氧化物 避雷器等几种。 2． 避雷针的保护范围
（1） 单支避雷针的保护范围
避雷针的保护范围，一般采用IEC推荐的“滚球法”来确定。所谓 “滚球法”就是选择一个半径为的“滚球半径”球体，沿需要防护的 部位滚动，如果球体只接触到避雷针（线）或避雷针与地面而不触及 需要保护的部位，则该部位就在避雷针的保护范围之内
当避雷针高度h>hr时，在避雷针上取高度hr的一点来代替避雷针的顶尖作 为圆心，其余与避雷针高度h≤hr时的计算方法相同，读者可自行分析。
13.5.3 雷的防御
直击雷的防御 防御直击雷的方法：
（1） 装设独立的避雷针；
（2） 在建筑物上装设避雷针或避雷线；
（3）在建筑物屋面铺设避雷带或避雷网。
所有防雷装置都须有可靠的引下线与合格的接地装置相焊连。除独立的 避雷针外，建筑物上的防雷引下线应不少于两根。这既是为了可靠，又是 对雷电流进行分流，防止引下线上产生过高的电位。如图9-8所示为防直 击雷的接地装置的安全距离。为避雷针与被保护物（如建筑物和配电装置） 之间在空气中的间距，一般不小于5m；为在地下的接地装置之间的距离， 一般不小于2m。
电力系统过电压的防护措施
电力系统过电压的防护措施引言：电力系统过电压是指电力系统中电压超过额定值的现象，可能对电力设备和系统造成严重损坏。
为了保护电力系统的正常运行和设备的安全性，必须采取一系列的过电压防护措施。
本文将介绍几种常见的过电压防护措施，以确保电力系统的稳定运行。
一、过电压的原因过电压通常由以下几个原因引起：1. 外部原因：如雷击、电网故障、电力负荷突变等。
2. 内部原因：如电力设备故障、电力系统操作失误等。
二、过电压防护措施1. 避雷器的应用避雷器是一种常见的过电压防护设备，用于保护电力设备免受雷击和电网故障引起的过电压。
避雷器能够迅速将过电压引入地，保护设备免受损坏。
在电力系统中，避雷器通常安装在变压器、母线、电缆等关键设备的进出线路上。
2. 过电压保护装置的应用过电压保护装置是一种自动保护设备，能够监测电力系统中的电压，并在电压超过设定值时迅速切断电路，以保护设备免受过电压的影响。
过电压保护装置通常安装在电力系统的关键位置，如变压器、发电机、电缆等。
3. 耐压等级的选择在设计电力系统时，应根据系统的工作电压和设备的耐压等级选择合适的设备。
设备的耐压等级应大于系统中可能出现的最高电压，以确保设备在过电压情况下不会损坏。
4. 接地系统的建设良好的接地系统是防止过电压的重要手段之一。
通过合理设计和建设接地系统，可以将过电压迅速引入地，保护设备免受损坏。
接地系统应包括接地网、接地极、接地装置等。
5. 过电压监测与维护定期对电力系统进行过电压监测和维护是防止过电压的有效手段。
通过监测系统中的电压变化，及时发现并处理可能引起过电压的故障，以保护设备的安全运行。
6. 教育与培训加强对电力系统过电压防护的教育与培训，提高工作人员的安全意识和技能水平，是确保过电压防护措施有效实施的重要环节。
工作人员应了解过电压的危害性，掌握正确的操作方法和应急处理措施。
结论：电力系统过电压的防护措施是确保电力系统安全运行的重要保障。
通过合理应用避雷器、过电压保护装置，选择合适的耐压等级，建设良好的接地系统，定期监测和维护电力系统，加强教育与培训，可以有效预防和减少过电压对电力设备和系统的损害。
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课程设计设计题目:电力系统过电压与接地装置班级：电气化铁道技术1132姓名：刘浩学号：201108023211指导教师：赵永君二〇一三年六月十九日摘要本课程设计中和运用高电压技术、电力系统过电压、接地技术等知识，采用理论与实践相结合的方法，研究电力系统各种过电压防护措施研究接地装置的测量方法和降阻方式，设计电力系统的接地装置等。
关键词:内部过电压雷电过电压接地保护前言电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高，属于电力系统中的一种电磁扰动现象。
电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。
为了保护电力系统、用电设备和人员的安全，往往采用接地的方式来保证设备和人员的安全。
本课程设计根据《高电压技术》简单的对电力系统的过电压与接地装置进行研究。
电力系统过电压与接地装置一、电力系统过电压在电力系统中，由于雷电、电磁能量的转换会使系统电压产生瞬间升高，其值可能大大超过电气设备的最高工频运行电压。
其对电力系统的危害是很大的。
电力系统过电压主要分以下几种类型:雷电过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
1内部过电压1.1工频过电压系统中在操作或接地故障时发生的频率等于工频(50Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。
特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用当系统操作、接地跳闸后的数百毫秒之内，由于发电机中磁链不可能突变，发电机自动电压调节器的惯性作用，使发电机电动势保持不变，这段时间内的工频过电压称为暂时工频过电压。
随着时间的增加，发电机自动电压调节器产生作用，使发电机电动势有所下降并趋于稳定，这时的工频过电压称为稳态工频过电压。
产生工频过电压的主要原因是：空载长线路的电容效应，不对称接地引起的正序、负序和零序电压分量作用，系统突然甩负荷使发电机加速旋转等。
限制工频过电压应针对具体情况采取专门的措施，常用的方法有：采用并联电抗器补偿空载长线的电容效应，选择合理的系统中性点运行方式，对发电机进行快速电压调整控制等等。
1.2操作过电压操作过电压:由于操作(如断路器的合闸和分闸)、故障或其他原因，使系统参数突然变化，系统由一种状态转换为另一种状态，在此过渡过程中系统本身的电磁能振荡而产生的过电压。
特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。
（1）电网的操作过电压一般由下列原因引起A.线路合闸和重合闸；B.空载变压器和并联电抗器分闸；C.线路非对称故障分闸和振荡解列；D.空载线路分闸。
线路合闸和重合闸过电压对电网设备绝缘配合有重要影响，应采用有合闸电阻的断路器对该过电压加以限制。
避雷器可作为变电所电气设备操作过电压的后备保护装置，该避雷器同时是变电所的雷电过电压的保护装置。
设计时对A、C类过电压，应结合电网条件加以预测。
（2）线路合闸和重合闸操作过电压空载线路合闸时，由于线路电感电容的振荡将产生合闸过电压。
线路重合时，由于电源电势较高以及线路上残余电荷的存在，加剧了这一电磁振荡过程，使过电压进一步提高。
因此断路器应安装合闸电阻，以有效地降低合闸及重合闸过电压。
应按电网预测条件，求出空载线路合闸、单相重合闸和成功、非成功的三相重合闸(如运行中使用时)的过电压分布，求出包括线路受端的相对地及相间统计操作过电压。
预测这类操作过电压的条件如下：A.空载线路合闸，线路断路器合闸前，电源母线电压为电网最高电压；B.成功的三相重合闸前，线路受端曾发生单相接地故障，非成功的三相重合闸时，线路受端有单相接地故障。
空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸(如运行中使用时)，在线路受端产生的相对地统计操作过电压大小。
（3）分断空载变压器和并联电抗器的操作过电压由于断路器分断这些设备的感性电流时强制熄弧所产生的操作过电压，应根据断路器结构、回路参数、变压器(并联电抗器)的接线和特性等因素确定。
该操作过电压一般可用安装在断路器与变压器(并联电抗器)之间的避雷器予以限制。
对变压器，避雷器可安装在低压侧或高压侧，但如高低压电网中性点接地方式不同时，低压侧宜采用磁吹阀型避雷器。
当避雷器可能频繁动作时，宜采用有高值分闸电阻的断路器。
（4）线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列过电压。
预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存在单相接地故障的条件，分闸时线路送受端电势功角差应按实际情况选取。
有分闸电阻的断路器，可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。
当不具备这一条件时，应采用安装于线路上的避雷器加以限制。
限制操作过电压的措施有：选用灭弧能力强的高压开关；提高开关动作的同期性；开关断口加装并联电阻；采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器；使电网的中性点直接接地运行。
1.3谐振过电压电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。
谐振过电压分为以下几种:(1)线性谐振过电压谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。
(2)铁磁谐振过电压谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。
因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。
(3)参数谐振过电压由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd～Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。
限制谐振过电压的主要措施有:(1)提高开关动作的同期性由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。
(2)在并联高压电抗器中性点加装小电抗，用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。
(3)破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压2外部过电压2.1雷电过电压由直击雷或雷电感应突然加到电力系统中，使电气设备所承受的电压远远超过其额定值。
大气过电压可以分为直击雷过电压和感应雷过电压。
电力系统遭受大气过电压后，可使输配电线路及电气设备的绝缘发生击穿或闪络，造成停电以致危害人的生命安全。
特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。
防止大气过电压，通常采取装设避雷针、避雷线、避雷器，合理提高线路绝缘水平，采用自动重合闸装置等措施。
二、电力系统接地装置接地为防止触电或保护设备的安全,把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线;利用大地作电流回路接地线。
在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。
最大功用为保护使用者，和电气设备的安全。
1接地的种类1.1工作接地在正常或异常情况下，为了保证正常且可靠地运行，必须将供电系统中的某点与地做可靠的金属连接，称为工作接地。
如变压器的中性点与接地装置的可靠金属连接等。
其作用：降低人体的接触电压，在中性点对地绝缘的系统中，当一相接地，而人体又触及另一相时，人体将受到线电压，但对中性点接地系统，人体受到的为相电压；迅速切断故障设备。
在中性点绝缘的系统中，一相接地时，接地电流仅为电容电流和泄漏电流，数值很小，不足以使保护装置动作以切断故障设备。
在中性点接地系统中，发生碰地时将引起单相接地短路，能使保护装置迅速动作以切断故障；减轻高压窜人低压的危险。
1.2保护接地在正常工作状态下，各种电器的外壳是不带电的。
但由于某些原因，造成设备绝缘损坏后可能使外壳带电，人或动物一旦接触到这种外壳带电的设备就有触电的危险。
为了防止这种现象出现时危及人身安全，将电器设备正常时不带电的金属外壳、配电装置的金属部分同大地做良好的电气连接，称作保护接地。
变电所中需要保护接地的的部分一般有变压器及各种电器设备的底座和外壳、开关电器的操作机构、互感器副边绕组、配电屏与控制屏的框架、屋外配电装置的金属架构、钢筋混凝土架构、电缆金属支架以及靠近带电部分的金属遮栏、金属门等。
1.3防雷接地为了使雷电流安全地向大地泄放，以保护被击建筑物或电力设备而采取的接地，称为防雷接地。
1.4等电位接地在电力系统中，通常有许多不同型号不同性能的电气设备同时工作。
由于这些设备的工作状态不同，当发生故障时，不同的设备，其外露金属部分可能有不同的电位，因此当人体同时接触这些设备时，会产生一定的接触电压，从而造成触电事故。
所谓等电位接地，就是用金属导线将上述设备的外露金属部分相互连接在一起，并将它们进行共同接地。
这样，当人体同时接触不同的设备时，就不会产生危险电压，即将各设备的电位等电位化了。
2接地电阻降阻方法接地系统的好坏与接地电阻的大小有着很大的关系，若接地电阻过大，故障电流不能顺利的流向大地，对电气设备照成损害。
2.1敷设水平外延接地因为水平敷设施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以有效地降低冲击接地电阻2.2利用接地电阻降阻剂在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低接触电阻的作用。
降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电解质和水分。
这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。
而降阻剂的主要作用是降低与地网接触的局部土壤电阻率,换句话说,是降低地网与土壤的接触电阻,而不是降低地网本身的接地电阻。
2.3深埋式接地极在地电阻率随地层深度增加而减小较快的地方，可以采用深埋接地体的方法减小接地电阻。
因此利用大地性质，深埋接地体后，使接地体深入到地电阻率低的地层中，通过小的地电阻率来达到减小接地电阻的目的。
2.4其他方法在地电阻率随地层深度增加而减小较快的地方，可以采用深埋接地体的方法减小接地电阻。
因此利用大地性质，深埋接地体后，使接地体深入到地电阻率低的地层中，通过小的地电阻率来达到减小接地电阻的目的。
避雷针保护范围的确定设单支避雷针的高度为h （m ），被保护物体的高度为x h （m ）,则避雷针的幼小高度h a =h-h x 。
在x h 高度上避雷针保护范围的半径x r 可按以下公式计算。
当2h h x ≥时，)()(m p h h r x x -=当2h h x <时，)()25.1(m p h h r x x -=其中p 为高度影响系数当h ≤30m 时,p=1;当30＜h ≤120时,p =√h ;当h ＞120m 时,p=120。