供电系统防雷、接地保护分析

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1、《供电工程》课程论文题目：防雷与接地保护分析姓名：张湉序号：45班级：09级机自2班学号：24091901612系别：机械与电子工程系指导教师：李荣华老师日期：2012年5月12日目录前言3一、雷电危害及分类31.1雷电危害31.2雷电分类4二、发生雷击现象分析52.1雷电波的侵入过程52.2综自设备屡遭雷害的原因62.3高压线路接地故障（瞬时/永久性）的过流/过电压6三、防雷接地保护措施73.1分流73.2屏蔽83.3等电位连接83.4接地83.5过电压保护9四、接地分类及作用94.1交流接地系统104.2TN系统的几种方案114.3直

2、流接地系统124.4联合接地系统124.5防雷接地13五、学习《供电工程》心得14前言随着现代电子技术的不断发展，各种高、精、尖的电子设备不断推广和普及应用，各种网络系统广泛应用于电力、政府机关、学校、交通、公安、银行、证券、邮政等企事业单位中。这其中，发电厂、变电站直流系统是十分重要的电源系统，它是一个独立的电源，不受发电机、厂用电、站用变以及系统运行方式改变的影响，为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事照明等提供可靠稳定的不间断电源，它还为断路器的分、合闸提供操作电源。由于直流电源在二次系统所处的重要地位，直流系统自身

3、的可靠及安全直接影响到整个系统的安全，尽管直流电源十分稳定可靠，但实际应用中，由于电力系统应用直流电源的特殊性，特别是控制回路和保护回路的应用，使直流系统的故障成为电力系统更大故障的事故隐患，这即是电力系统直接接地故障危害。准确把握电力系统直接接地的危害，并采取切实可行的预防措施，对确保电力系统正常运行意义重大。一、雷电危害及分类1.1雷电危害雷电是一种非常壮观的自然现象，它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。1987年联合国确定的“国际减灾十年”中，雷电为对人类危害最大的十种灾害之一。自从人类进入到电气化时代以后，雷

4、电的破坏由主要以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。随着近年来电子技术的飞速发展，计算机系统的网络化程度越来越高,人类对电气设备尤其是计算机设备的依赖越来越严重。而电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的安全运行造成严重威胁。据统计，全世界每年因雷害造成的损失高达十亿美元以上。当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往有极大的不同，可以概括为：(1)受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特

5、点是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；(2)从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落，无空不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（LEMP）。前面是指雷电的受灾行业面扩大了，这儿指雷电灾害的空间范围扩大了。一次闪电造成附近二家以上单位同时受到雷灾，而不是以往的一次闪电只是一个建筑物受损。(3)雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的

6、间接经济损失和影响就难以估计。例如2005年8月29日凌晨2点，某市电信遭受雷击，导致信号中断数小时，其直接损失是有限的，但间接损失将大大超过直接损失。产生上述特点的根本原因，也就是关键性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。雷电的本身并没有变，而是科学技术的发展，使得人类社会的生产生活状况变了。微电子技术的应用渗透到各种生产和生活领域，微电子器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的LEMP的作用，造成微电子设备的失控或者损坏。为此，当今时代的防雷工作的重要性、迫切性、复杂性大大增加了，雷电的防御已从直击雷防护到系统防护，我们必

7、须站到历史时代的新高度来认识和研究现代防雷技术，提高人类对雷灾1.2雷电分类1.2.1直击雷直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达5000KV，具有极大的破坏力。如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：（1）巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故，危害人身和设备安全。（2）雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。（3）电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。1.2.2传导雷远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路和通信线路传至建筑物内

8、，损坏电气设备。1.2.3感应雷云层之间的频繁放电产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压，峰值可达50KV。比如：点位反击引入感应雷击通过电阻性耦合方式经数据线破坏设备，见下图