避雷器接地线材质和截面的选择
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电气接地规范与接地的各项参数总结,给力!电气接地规范1、适用范围:本规范规定了生产经营单位用电系统、新建扩建、检维修、改造、办公区域、员工宿舍等电气线路接地规定。
2、术语和定义:电气系统配置保护方法有:保护接地、保护接零、重复接地、工作接地等。
电气设备的某个部分与大地之间作良好的电气联接称为接地。
与大地土壤直接接触的金属导体或金属导体组称为接地体:联接电气设备应接地部分与接地体的金属导体称为接地线;接地体和接地线统称为接地装置。
3、接地概念及种类:(1)防雷接地:为把雷电迅速引入大地,以防止雷害为目地的接地。
防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时,接地电阻应符合其最小值要求。
(2)交流工作接地:将电力系统中的某一点,直接或经特殊设备与大地作金属连接。
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N 线)接地。
N线必须用铜芯绝缘线。
在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。
必须注意,该接线端子不能外露;不能与其它接地系统,如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接;也不能与PE线连接。
(3)安全保护接地:安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。
即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件,与PE线连接起来,但严禁将PE 线与N 线连接。
(4)直流接地:为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高,除了需要一个稳定的供电电源外,还必须具备一个稳定的基准电位。
可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线,一端直接与基准电位连接,另一端供电子设备直流接地。
(5)防静电接地:为防止智能化大楼内电子计算机机房干燥环境产生的静电对电子设备的干扰而进行的接地称为防静电接地。
(6)屏蔽接地:为了防止外来的电磁场干扰,将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或所穿金属管进行的接地,称为屏蔽接地。
(7)功率接地系统:电子设备中,为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入,影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器,滤波器的接地称功率接地。
避雷器相关要求1、避雷针的构造简单,由三部分组成,接闪器、引下线、接地装置。
2、当发现避雷器的瓷表面瓷表面严重污秽时,必须及时安排清扫。
3、不准带电测试接地装置的接地电阻值。
4、避雷线和避雷针一样,是将雷电引向自己,并安全地将雷电流引入大地。
5、阀型避雷器的引下线截面不应小于:铜线16 mm²。
6、避雷线一般采用截面积不小于35 mm²的镀锌钢绞线。
7、阀型避雷器安装位置距被保护的变压器最大电气距离,二路进线不小于23 m。
8、接地装置就是接地体与接地线的组合9、防雷保护的接地装置与被保护物的接地体之间应保持一定的距离,一般不应小于 5 m。
10、避雷器的接地线与变压器低压线组中性点及变压器金属外壳连接在一起共同接地,这种连接方式称三位一体接地方式。
11、将零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接称为重复接地。
12、接地体的埋设位置应距建筑物不小于1.5 m。
13、一般要求保护变压器的避雷器安装在跌开式熔断器和变压器之间。
14、阀型避雷器主要由火花间隙和阀性电阻串联组成。
15、在同一变压器供电系统中,不允许将一部分电气设备采用保护接零而另一部分电气设备采用接地保护。
16、阀型避雷器引下线:钢绞线不小于35 mm²。
17、一般要求保护变压器的避雷器安装在跌开式熔断器和变压器之间。
18、运行中阀型避雷器有异常响声并引起系统接地时,值班人员应避免靠近,应拉开断路器使故障辟雷器退出运行。
19、接地装置分成接地线和接地体两部分。
20、配电装置上的防雷器保护重点是配电变压器,其防雷的主要措施是采用阀型避雷器。
21、解体检修后的避雷器应进行预防性试验,必要时进行冲击放电电压试验。
22、垂直接地体的长度一般为2.5 m。
23、配电装置上的防雷保护重点是配电变压器。
24、防雷接地装置的接地电阻要求阀型避雷器为≤ 5 Ω。
25、10kV及以下的配电线路防雷措施主要依靠阀型避雷器。
26、避雷器密封不良会进水受潮,易引发事故。
接地用什么材料首先,我们需要了解接地的基本原理。
接地的目的是将电气设备的金属外壳和其他可导电部分与地面形成良好的导电连接,使得任何电流都能够通过地面回流到地面,从而保证设备的安全运行。
因此,接地材料必须具有良好的导电性能,能够有效地将电流导入地下,避免因接地电阻过大导致的接地效果不佳。
在选择接地材料时,通常会考虑以下几种材料:1. 铜材料。
铜是一种优良的导电材料,具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,因此被广泛应用于接地系统中。
铜材料可以有效地将电流导入地下,形成良好的接地效果。
此外,铜材料还具有较长的使用寿命,能够保证接地系统长期稳定运行。
2. 镀锌钢材料。
镀锌钢材料是一种具有良好导电性能和较强耐腐蚀性能的材料,常用于接地系统的构建中。
镀锌钢材料表面镀有一层锌,能够有效地防止材料表面的腐蚀,保证接地系统的稳定性和可靠性。
3. 接地棒。
接地棒是一种专门用于接地系统的材料,通常由铜或镀锌钢制成。
接地棒具有良好的导电性能和机械强度,能够有效地将电流导入地下,形成良好的接地效果。
此外,接地棒还具有安装方便、使用寿命长等优点,是一种常用的接地材料。
综上所述,接地材料的选择应考虑其导电性能、耐腐蚀性能、机械强度等因素。
铜材料、镀锌钢材料和接地棒是常用的接地材料,它们具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,能够保证接地系统的稳定性和可靠性。
因此,在实际的接地工程中,可以根据具体情况选择合适的接地材料,以保证接地系统的良好运行。
总的来说,接地用什么材料并不是一个简单的问题,需要综合考虑材料的导电性能、耐腐蚀性能、机械强度等因素。
在实际工程中,应根据具体情况选择合适的接地材料,并严格按照相关标准和规范进行设计和施工,以保证接地系统的稳定性和可靠性。
希望本文能够对大家在接地工程中的材料选择提供一些帮助。
避雷器、避雷针接地要求1、电源端安装一级电源避雷器防雷设备。
电源避雷器为并联安装,安装位置为卫星教学收视点教室内的配电盘或闸刀开关处,采用35标准导轨卡装。
电源避雷器火线为红色,零线为蓝色,截面积为BVR6mm2多股铜导线,地线为黄绿相间色,截面积为BVR10mm2多股铜导线,接线长度≤500mm,若受条件限制达不到≤500mm的标准可适当延长,但应遵循接线尽量短的原则,转角应大于90度(是弧形角而不是直角)。
电源避雷器连线一端直接牢靠压接于电源避雷器的接线端子。
地线接于独立接地网或校方提供的三相电源地线相接。
安装电源避雷器时,应该首先将地线系统连接牢靠后再连接其他线路。
安装注意事项:安装时必须断开电源,严禁带电操作;连接导线必须符合要求。
防雷器无需特别维护,只需定期检查其连接是否松动,工作状态指示灯是否正常。
当工作状态指示灯发绿光时,表示防雷器工作正常。
发红光时,表示防雷器已有器件损坏,防雷效果变差,必须立即更换。
在功分器或卫星接收机输入端口串接一个天馈避雷器,预防雷电感应损坏设备.2、天馈避雷器安装,德国艾科天馈防雷器,是Φ30×57线缆标准接口,直接串接于线路和被保护设备(功分器或卫星接收机)之间.该类接口均有阴阳两头,将阴头与线缆相连,将阳头直接接到被保护设备上,连接时必须将螺纹拧紧到位,保证可靠连接,不影响通信。
接地线就近接于独立接地网或校方提供的三相电源地线相,接地线为黄绿相间色,截面积为BVR10mm2多股铜导线,接线长度≤500mm,一定要注意输入端IN和输出端OUT不要接反,否则,将严重影响避雷效果,甚至影响设备正常工作。
避雷器的输入端是相对雷电波的传播方向而言,即馈线输入端,而避雷器的输出端(OUT端)接被保护设备(卫星接收机或功分器)。
电源避雷器、天馈避雷器应装在室内。
本产品无需特别维护。
当系统工作出现故障时,可拆除防雷器后再检查,若还原到使用防雷器前的状态后系统恢复正常,则说明防雷器已经损坏,必须立即更换。
避雷器接地线材质和截面的选择避雷器是电力系统中非常重要的安全装置,用于保护高压电设备免受雷击和过电压的影响。
而避雷器接地线则作为避雷器的辅助设备,能有效地将大气中的雷击电流引入地下,保障设备的正常运行。
因此,避雷器接地线的制作和选择也非常关键。
避雷器接地线的分类避雷器接地线的分类一般有以下几种:1.导线式避雷器接地线:由一根或多根裸铜线或镀锡铜线构成,可采用简单的布置方式来连接避雷器的接地端和接地处。
2.扁平式接地线:由一条或多条扁平铜带或铜箔构成,经加工成特定截面后,可根据布置要求采用直接接地或直接埋地的方式进行连接。
3.硅橡胶避雷器接地线:由耐磨橡胶作为绝缘材料,铜丝作为导体,以保证其耐高温、耐磨损的成品。
4.悬式接地线:由磨蚀杆、绝缘袋、接地极等多部分组成,主要供高压电力线路及变电站引入大气中的雷击电流。
避雷器接地线的材质选择根据不同的运行环境、使用寿命和性价比要求,避雷器接地线材料的选择也有一定的差异。
常见的避雷器接地线材质有以下几种:1.镀锡铜线:这种材料导电性好,且表面镀锡,有较好的耐腐蚀性能和电气接触性能,比较适合在强酸、强碱环境下使用。
2.铝-镁合金线:在耐腐蚀性方面表现较好,相对单纯的铜导体来说,综合性价比较高。
3.优质铜丝:导电性能好,经久耐用,能够满足大多数应用需求。
4.不锈钢丝:具有极高的耐腐蚀性,能够在严苛的工业环境下使用。
避雷器接地线截面的选择避雷器接地线截面也是关键的选择因素之一。
正确的选择可确保安全地引导雷击电流,减少过电压的影响,尽量避免遭受雷击。
常用的避雷器接地线截面主要有以下几种:1.导线式避雷器接地线的截面通常采用钢芯铜(或铝)面(多股)导线,截面为50mm²、70mm²、95mm²、120mm²等规格。
2.扁平式接地线截面则按照提供的抗雷击等级和工程实际要求定制,一般的截面为30mm×4mm、25mm×6mm、30mm×6mm等规格。
避雷器接地线材质和截面的选择1 引言开关设备主回路和电气装置壳体的接地线设计要求在有关标准中有明确规定,但常用的交流金属氧化物避雷器接地线的设计要求和材质截面选择方面的资料却鲜为人见。
工程中习惯性地使用截面积为16㎜2左右的铜编织带,有不少用户认为雷电能量巨大,怀疑16㎜2的铜编织带截面达不到要求,还打电话询问选择依据,有的客户甚至要求配备更大截面的铜编织带,这种不必要增加成本的要求让厂家有些为难。
本文对交流金属氧化物避雷器接地线的设计要求和材质截面选择做一探讨,为经济地、灵活地选择接地线的材质和截面提供一些参考。
2 避雷器接地线的设计要求避雷器接地线的设计要求:(1)与避雷器和接地汇流排连接方便容易。
(2)与避雷器和接地汇流排连接强度可靠。
(3)必须承受雷电冲击时的强大泄流而不会因过热导致功能失效。
3 避雷器接地线的设计3.1 材质常见的金属材料均可用作避雷器接地线。
但考虑因热效应而失效的问题还是以选择良导体和软化点高的导体为宜,如紫铜、黄铜、铝。
3.2 材料由于避雷器在开关柜中的位置具有多变性和复杂性,为满足连接方便容易的要求,因此选择软材为佳,如多股和单股芯线、编织线。
3.3 工艺制造根据避雷器和接地汇流排的安装位置,估算避雷器接地线所需的最短长度,再放长一些裕度。
若为非镀锡料,则在下料后两端镀锡为宜。
在两端分别压接与避雷器和接地汇流排连接的接线端子。
4 避雷器接地线截面积计算4.1 避雷器的试验电流参考了广州华盛、陕西同远、北京中诺远东的避雷器产品参数, 220kV以下的各种无间隙氧化锌避雷器的最大方波通流容量为800A(2ms),最大电流冲击耐受100kA(4/10us)。
4.2 避雷器接地线温升允许温度的假定避雷器接地线泄流温升允许温度假定取避雷器接地线材质作为触头使用而软化失效的温度。
不作为触头使用的材质,建议取退火温度的70%。
4.3 计算中用到的常量与参数γ—密度,kg/dm3ρθ—温度为θ℃时电阻率,Ω·mm2/mk—平均电阻温度系数,℃-1θr—温升允许温度,℃C P—比热容, J/(kg·℃)L—接地线的长度,mS—接地线截面积,mm2R—接地线电阻,Ωm—接地线质量,kgI—试验方波电流,AI P—试验冲击电流峰值,At—试验电流持续时间,sA—电功,J4.4 计算式推导避雷器接地线电阻率是随温度升高而增加的,泄流温升极限温度时的电阻率为:ρθ=ρ20 (1+k(θr-20)) (1)泄流温升极限温度时的电阻为:R=ρt L/S (2)电功通用公式为A=I2Rt,如果按方波通流容量试验计算电功,则有:A=I2Rt=8002R2x10-3=1280R如果按最大电流冲击耐受计算电功(取峰值电流的1/3代入公式计算),则有:A= I P2Rt/9=1000002R(4+10)x10-6/9=15555R可见后者电功较大,以此为准计算接地线更为安全,故写为公式:A= 15555R (3)接地线质量:m=SLγ10-3 (4)设环境温度为40℃,假定忽略雷电冲击能量散失,完全被接地线吸收升温到允许温度,则接地线吸收的热功为:A= C P m(θr-40) (5)将以上5式联立方程组,并用代入法可求得接地线截面积S如下:S=3950(ρ20(1+K(θr-20))/(C Pγ(θr-40)))0.5 (6)从(6)式可知,接地线的长度不影响承载电流的能力,按需要配置长度即可。
本文属于第一类防雷要求。
(GB50057-2010)一.防直击雷存在的隐患和问题1.独立避雷针设置的位置距离被保护建筑物品的距离小3米。
(当雷电击中避雷针后,有很大的雷电流通过避雷针流向大地,这个电流会在避雷针引下线上形成较大的电压,如果被保护物过近,引下线的电压会击穿与被保护物之间的空气,造成二次反击。
我国设计规定,空中距离不小于5米,地面不小于3米)2.独立避雷针设置的位置距离被保护物建筑的距离过远,或者避雷针的高度不够。
(以滚球法来确定保护半径)3.危险品工房和库房周围5米之内的树木过高,高于建筑物,有的树冠接近甚至超过避雷针的高度。
直接雷的危害:雷直接击中建筑物,电气设备或其他物体,通过被击中的物体对大地放电,强大的雷电流通过被击中的物体入地时,将产生破坏性很强的热效应,机械效应和冲击波等。
二.防雷电感应存在的隐患和问题1.个别企业危险品工房的防雷电感应的接地线与独立避雷针的接电线相连接,不符合《规范》的规定。
有的企业屋面混凝土内的钢筋是否绑扎或焊接成闭合回路并引下线无从考究。
2.个别企业危险品工房的低压电源采用架空线直接引入工房,不符合《规范》的规定。
3.大部分企业室内的接地装置的部分敷设不符合《规范》的规定。
例如:接地线穿墙,楼板的部分无防护措施;4.大部分企业变压器的低压侧及低压配电系统没有按照《规范》的规定安装避雷器和电涌保护器。
雷电感应的危害:由于雷电的静电感应和电磁感应作用,会在输电线路上,数据线路上,信号线路上,金属屋面板和钢筋混凝土内的金属构建上产生感应电压,可使建筑物内构成闭合回路的金属导体或金属构件产生感应电动势,过电压和过电流,使电子其间,设备遭到损坏和危机建筑物内人员,危险品的安全。
感应电压放电产生的火花,会引燃室内生产或存放的易燃易爆物品。
三.防雷击电磁脉冲存在的隐患和问题1.生产线电子监控和安全防范系统的供电电源,前端部分,传输部分和终端部分没有按《规范》的规定和实际需要分级装设适配的电涌保护器。
接地标准安全接地:接地体宜采用角钢、钢管和圆钢;接地体长度不应小于2.5m,且埋深在0.6m以上,两根接地休应间距5m;一组接地装置至少两根垂直接地体,垂直接地体与水平接地体必须采用焊接;接地线应采用多股铜线,截面不小于保护零线的截面。
在电气、电子装备及通信工程中,有相当多的场合要用接地措施来保障设备的正常工作,以及维护人员和设备的安全。
所有接地体以及由接地体引到电气及电子设备上的连接导线统称为接地装置。
接地电阻是接地装置技术要求中最基本的技术指标。
原则上要求接地装置的接地电阻越小越好。
接地装置的电阻是以下几部分电阻之和:土壤电阻;土壤和接地体之间的接触电阻;接地体本身的电阻;接地体引线的电阻等。
接地电阻主要由土壤电阻率及接地装置的结构来决定。
1. 接地电阻允许值的确定和具体要求1.1 系统及设备接地电阻允许值的确定限定接地装置的接地电阻,实际上就是限定了接触电压和跨步电压的高低。
反过来说,从安全角度出发,已经限定了接触电压和跨步电压的高低,也就确定了接触电阻允许值的大小。
部颁接地规程中规定,大接地短路电流系统的电力设备,其接地装置的接地电阻应符合公式的要求:R<=2000/Id (Ω)(当Id>4000A时,取R<=0.5Ω)。
式中,R指考虑季节影响的最大(工频)接地电阻(Ω);Id为流经接地装置的最大单相稳态短路电流(A)。
中性点非直接接地的小接地短路电流系统的电力设备,接地电阻值应符合下述要求:(1)高压与低压电力设备共用的接地装置R<=120/Ijd,(Ω)(2)只用于高压电力设备的接地装置R<=250/Ijd,(Ω)式中,R指考虑季节影响的最大(工频)接地电阻(Ω);Ijd为单相接地时的故障(电容)电流(A)。
1.2 各类常用接地电阻的允许值为确保接地装置在运行中能发挥应有的作用,其接地电阻均应符合规程要求。
对于各类常用的接地装置,其允许接地电阻值(Ω)分别为:(1)电源容量100kV A以上的变压器或发电机的工作接地,R<=4Ω。
避雷器接地线材质和截面的选择
1 引言
开关设备主回路和电气装置壳体的接地线设计要求在有关标准中有明确规定,但常用的交流金属氧化物避雷器接地线的设计要求和材质截面选择方面的资料却鲜为人见。
工程中习惯性地使用截面积为16㎜2左右的铜编织带,有不少用户认为雷电能量巨大,怀疑16㎜2的铜编织带截面达不到要求,还打电话询问选择依据,有的客户甚至要求配备更大截面的铜编织带,这种不必要增加成本的要求让厂家有些为难。
本文对交流金属氧化物避雷器接地线的设计要求和材质截面选择做一探讨,为经济地、灵活地选择接地线的材质和截面提供一些参考。
2 避雷器接地线的设计要求
避雷器接地线的设计要求:
(1)与避雷器和接地汇流排连接方便容易。
(2)与避雷器和接地汇流排连接强度可靠。
(3)必须承受雷电冲击时的强大泄流而不会因过热导致功能失效。
3 避雷器接地线的设计
3.1 材质
常见的金属材料均可用作避雷器接地线。
但考虑因热效应而失效的问题还是以选择良导体和软化点高的导体为宜,如紫铜、黄铜、铝。
3.2 材料
由于避雷器在开关柜中的位置具有多变性和复杂性,为满足连接方便容易的要求,因此选择软材为佳,如多股和单股芯线、编织线。
3.3 工艺制造
根据避雷器和接地汇流排的安装位置,估算避雷器接地线所需的最短长度,再放长一些裕度。
若为非镀锡料,则在下料后两端镀锡为宜。
在两端分别压接与避雷器和接地汇流排连接的接线端子。
4 避雷器接地线截面积计算
4.1 避雷器的试验电流
参考了广州华盛、陕西同远、北京中诺远东的避雷器产品参数,220kV以下的各种无间隙氧化锌避雷器的最大方波通流容量为800A(2ms),最大电流冲击耐受100kA(4/10us)。
4.2 避雷器接地线温升允许温度的假定
避雷器接地线泄流温升允许温度假定取避雷器接地线材质作为触头使用而软化失效的温度。
不作为触头使用的材质,建议取退火温度的70%。
4.3 计算中用到的常量与参数
γ—密度,kg/dm3
ρθ—温度为θ℃时电阻率,Ω·mm2/m
k—平均电阻温度系数,℃-1
θr—温升允许温度,℃
℃
C P—比热容, J/(kg·)
L—接地线的长度,m
S—接地线截面积,mm2
R—接地线电阻,Ω
m—接地线质量,kg
I—试验方波电流,A
I P—试验冲击电流峰值,A
t—试验电流持续时间,s
A—电功,J
4.4 计算式推导
避雷器接地线电阻率是随温度升高而增加的,泄流温升极限温度时的电阻率为:
ρθ=ρ20 (1+k(θr-20)) (1)
泄流温升极限温度时的电阻为:
R=ρt L/S (2)
电功通用公式为A=I2Rt,
如果按方波通流容量试验计算电功,则有:
A=I2Rt=8002R2x10-3=1280R
如果按最大电流冲击耐受计算电功(取峰值电流的1/3代入公式计算),则有:
A= I P2Rt/9=1000002R(4+10)x10-6/9=15555R
可见后者电功较大,以此为准计算接地线更为安全,故写为公式:
A= 15555R (3)
接地线质量:
m=SLγ10-3(4)
设环境温度为40℃,假定忽略雷电冲击能量散失,完全被接地线吸收升温到允许温度,则接地线吸收的热功为:
A= C P m(θr-40)(5)
将以上5式联立方程组,并用代入法可求得接地线截面积S如下:
S=3950(ρ20(1+K(θr-20))/(C Pγ(θr-40)))0.5(6)
从(6)式可知,接地线的长度不影响承载电流的能力,按需要配置长度即可。
4.5 举例计算接地线的截面积
4.5.1 以紫铜材料为例计算。
常量与参数如下:
密度γ=8.9kg/dm3
20℃时电阻率ρ20=0.0175Ω·mm2/m
电阻温度系数k=0.0039℃-1
查触头设计资料有紫铜的软化温度θr=463℃
℃
比热容C P=394J/(kg·)
代入(6)式可得S=0.71 mm2
折合成圆芯直径为φ0.95 ㎜。
4.5.2 以铝质材料为例计算。
常量与参数如下:
密度γ=2.7kg/dm3
20℃时电阻率ρ20=0.0294Ω·mm2/m
电阻温度系数k=0.0043℃-1
查触头设计资料有铝的软化温度θr=423℃
℃
比热容C P=880J/(kg·)
代入(6)式可得S=1.17 mm2
折合成圆芯直径为φ1.2 ㎜。
5 结语
(1)交流金属氧化锌避雷器接地线计算出的理论截面是很小的,在安装和检修设备过程中容易发生意外损伤和折断现象。
为满足连接强度可靠的设计要求,需要加大截面才能确保连接强度。
兼顾强度及经济性,笔者认为取截面积规格为4、6、10 mm2的多芯或单芯铜线或铝线即可,既取材方便又经济适用,单芯线需要折弯,弯曲半径宜大于10㎜,也可选用市售的
扁的或圆的接地编织带。
(2)按本文计算结果可以推论能满足要求的材质和规格较多,在暂无铜线和铝线的情况下,可以考虑用其它材料代替,但在选择截面时有必要先按本文提供的公式计算一下,并需要考虑充分满足避雷器接地线的设计要求。
(3)由于电气化铁道上应用的直流金属氧化物避雷器的参数中,能量吸收能力一般小于20kJ,而本文中用于计算的能量远大于此数,因此对接地线材质和截面的选用建议完全适用于电气化铁道上应用的直流金属氧化物避雷器。