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工厂电气的设计(4)

工厂电气的设计(4)

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7.并联电力电容器组的回路上,应装设三只电流表,分别测量三相电流,并应装设一只无功电度表。
第十二章 防雷与接地

防雷

1.防雷设备

防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中,接闪器就是专门用来接受直接雷击(雷闪)的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线,或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内,以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联,装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时,避雷器的火花间隙就被击穿,或由高阻变为低阻,使过电压对大地放电,从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式,主要有阀式和排气式等。

2.防雷措施

1. 架空线路的防雷措施

(1)架设避雷线 这是防雷的有效措施,但造价高,因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上,一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。
(2)提高线路本身的绝缘水平 在架空线路上,可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子,以提高线路的防雷水平,这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。
(3)利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 由于3~10KV的线路是中性点不接地系统,因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时,顶线绝缘子上的保护间隙被击穿,通过其接地引下线对地泄放雷电流,从而保护了下面两根导线,也不会引起线路断路器跳闸。
(4)装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后,电弧即自行熄灭。如果采用一次ARD,使断路器经0.5s或稍长一点时间后自动重合闸,电弧通常不会复燃,从而能恢复供电,这对一般用户不会有什么影响。
(5)个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点,如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处,可装设排气式避雷器或保护间隙。

2.变配电所的防雷措施

(1)装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建(构)筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时,不必再考虑直击雷的保护。
(2)高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器,以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所,损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装
避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上,均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路,则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器,其接地端与电缆头外壳相联后接地。
(3)低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时(如IT系统),其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。
在本设计中,配电所屋顶及边缘敷设避雷带,其直径为8mm的镀锌圆钢,主筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。

二、接地

1.接地与接地装置

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接,称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体,或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体,称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等,称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体,称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的,但在故障情况下要通过接地故障电流。

接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体,称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。
。2.确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢
(1)确定接地电阻
按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件:
RE ≤ 250V/IE
RE ≤ 10Ω
式中IE的计算为
IE = IC = 60×(60+35×4)A/350 = 34.3A
故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2Ω
综上可知,此配电所总的接地电阻应为RE≤10Ω
(2)接地装置初步方案
现初步考虑围绕变电所建筑四周,距变电所2~3m,打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体,每隔5m打入一根,管间用40×4mm2的扁钢焊接。
(3)计算单根钢管接地电阻
查相关资料得土质的ρ = 100Ω·m
则单根钢管接地电阻RE(1) ≈ 100Ω·m/2.5m = 40Ω
(4)确定接地钢管数和最后的接地方案
根据RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考虑到管间的屏蔽效应,初选15根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体。以n = 15和a/l = 2再查有关资料可得ηE ≈ 0.66。 因此可得
n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω/(0.66×4)Ω ≈ 15

考虑到接地体的均匀对称布置,选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作
地体,用40×4mm2的扁钢连接,环形布置。
选择双针等高避雷


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