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1、变电所防火与接地、接零 安全陈磊变电所防火接地与接零安全变电所防火p第一节 变电所类型和结构p第二节 电弧p第三节 高压断路器防火p第四节 油浸电力变压器防火p第五节 变配电所土建防火第一节 变电所的类型和结 构p变电所的类型（按建筑位置分）p独立变电所p附设变配电所p外附露天式变配电所p车间内变配电所p杆(台)上变配电所2变电所的结构p屋内式:多用于35kv以下电压等级;由高压配电室、变压器室和低压配电室（高压电容器及值班室）组成。p屋外式：多用于35kv以上电压等级;除低压配电部分具有专门的室（箱）外,高压电器和变压器均露天设置.p组合式：高压开关柜，干式或非燃性变压器和低压配电屏结合在一
2、起的一种组合式电气装置。第二节 电弧近阴 极区弧柱区近阳极区1电弧的形成1.游离表面发射：场强发射、热电发射； 电场游离热游离p去游离p扩散定义弧隙中介质被游离的带电质点，由于热运动，从浓度较高的区域，向浓度较低的周围气体中移动的现象。影响扩散速度的因素p弧区与周围介质的温差p弧区与周围介质的浓度差p电弧弧柱表面积的大小复合定义：两个带异号电荷的质点相遇后重新结合成中性质点而消失电荷的现象。影响因素：p带点质点浓度越大，复合的机会越多成功率越高。p带点质点运动速度越慢，复合越容易。电弧的温度越低，弧隙电场强度越小，带电粒子运动速度越慢。二、灭弧的基本方法p气吹灭弧 p油吹灭弧 p电磁灭弧 p狭
3、缝灭弧 p将长弧分成若干短弧 p提高触头的分离速度 p利用多断口灭弧把长弧分割成短弧提高触头的分离速度气吹或油吹灭弧狭缝灭弧依靠耐火材料的 冷却作用磁吹灭弧（一）磁吹灭弧（二）利用多断口灭弧第三节 高压断路器防火p定义：电力系统配电装置中的主要控制元件，正常时接通和切断负荷电流，短路时通过保护装置可自动切断短路电流。p按灭弧介质的不同可分为：油断路器；SF6断路器；真空断路器。第四节 油浸电力变压器油浸式变压器是利用油作为绝缘和冷却散热的介质。p主要构成：p铁芯变压器的磁路部分；p绕组变压器的电路部分；p油箱和冷却系统油 箱变压器外壳，器身和变压器油所在处；冷却系统利用油把铁芯和绕组产生的热量
4、传导至变压器外壳。2油浸电力变压器的火灾危险性p绝缘油受热分解p木材、纸、纸板等固体绝缘物当大面积受到变压器长期过负荷造成的过热或接触不良造成的过热时，受热分解产生可燃混合气体。3导致变压器火灾的原因p线圈绝缘损坏，导致短路，电流剧增，使绝缘材料和变压器油过热；p导线分接头或端部接线，接触不良，接触电阻过大，导致局部高温；p铁芯绝缘损坏，涡流增大，温度升高；p油质劣化、雷击或操作过电压使油中产生电弧闪络；p油箱漏油，散热变坏，引发过热；p变压器保护装置设置不当导致过热。第五节 变配电所土建防火p总平面布置1、考虑防火间距2、考虑与民用建筑的贴邻3、考虑安全净距p屋内变配电所1、变压器室2、配电
5、室3、油断路器和互感器4、电力电缆和控制电缆p屋外变配电所1、变压器下面应设贮油池2、保持防火间距3、消防通道油断路器在油断路器中，油起着绝缘和灭弧两方面作用，根据断路器中的油质多少可分为多油断路器和少油断路器1、多油断路器p 开断电路时，电弧高温使油蒸发分解为气体；p 油气分解时吸收电弧的热量；p 其中析出的氢气导热性和冷却性好；p 高温气流向上运动，对电弧进行纵吹；p 两个断口电流方向相反，互相排斥，使电弧向外拉长。2、少油断路器p 利用灭弧室的结构使油流对电弧进行横吹、纵吹和横纵吹来灭弧。火灾危险性p油面过高或过低；p断路器的断流容量不够；p由于接触不良导致分闸时电弧不能及时被切断，使油
6、箱内产生过多气体；p油质不洁含有杂质、老化或受潮，分闸时引起了内部闪络。防火措施p断路器的断流容量必须大于电力系统在装设处的短路容量；p安装前严格检查，使其符合制造技术条件；p经常检修进项操作试验，及时发现和消除缺陷；p保持油箱内的适当油面，防止油箱和充油管渗油、漏油；p发现油温过高时应采取措施，取出油样进行化验；p切断严重故障电流后，应检查触头是否有烧损现象。SF6断路器p利用SF6做灭弧介质，该气体绝缘性能好，化学性质稳定，热稳定性好，无毒、无味、不燃；p SF6断路器的特点：p 防火、防爆和防潮性能好；p 熄弧能力强，介质强度恢复快；p 允许开断次数多，检修周期长；p 散热性能好，对流时
7、带走的热量多；p 绝缘性能好。真空断路器p利用真空绝缘和灭弧的断路器。p特点：p灭弧性能好；p绝缘性能好；p结构简、单体积小、重量轻、寿命长、安全；p维护方便；接地与接零安全p第一节 接地接零的基本概念p第二节 接地故障火灾预防p第三节 接地电阻计算第一节 接地与接零的基本概 念p接地装置p接地将电气设备的任何部分，都与大地做良好的电气联接，称为接地。p接地体或接地极埋入地中并且与大地直接相接处的金属体或金属体组，称为接地体或接地极。p接地线用来联接电气设备与接地极之间的金属导线，称之为接地线。分为接地支线和接地干线。p接地装置接地线和接地体的全称，称为接地装置。2接触电压与跨步电压相关概念对
8、地电压：电气设备的接地部分，如接地外壳、接地线、接地体等与大地零电位点之间在的电位差，称为接地部分的对地电压，数值上等于接地电流和接地电阻的乘积。（一）接触电压p 如果人体同时触及具有不同电位的两处，则在人体内就有电流流过，此时在人体两点的电位差，即所谓的接触电压。（二）跨步电压p电流通过接地体向四周流散时，地面上就存在电位分布，其规律是靠近接地极附近电位梯度较大，然后逐渐变小。p当人走进带有这种不同电位分布的地面时，由于跨步过程中，两脚的位置不同，电位也不一样，比如前脚电位为U1，后脚电位为U2，则加于人两脚之间的电压为：U=U1-U23流散电阻、接地电阻和冲击电阻p流散电阻：接地体的对地电
9、压与通过接地体流入地中的接地电流之比。p冲击电阻：通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻称为冲击接地电阻，简称为冲击电阻。p接地电阻（工频接地电阻） ：接地体或自然接地体的对地电阻和接地线的电阻的总称。因接地线的电阻很小，故可忽略，认为接地电阻在数值上等于流散电阻。通常是由工频电流求得，又称为工频接地电阻。4低压配电系统的接地形式在电力系统中，根据电源中性点接地的方式不同，分为中性点直接接地和中性点不直接接地系统。前者多用在高压或超高压电力系统中；后者多用在35kv以下的供电系统。名词解释p系统中性点该点与外部各接线端的电压绝对值相等。p中性线（N线）与电源的中性点连接，并能起传输电能作用的导
10、线。p保护线（PE线）为防止触电危害而用来与下列任意部位做电气连接的导线：p外露可导电部分p装置外可导电部分p总接地线或总等电位联接端子p接地极p电源接地点或人工中性点正常情况下PE线上没有电流，故障情况时可能有电流通过。p保护中性线（PEN线）兼具PE线和N线的功能。p外露可导电部分平时不带电压，但故障情况下，可能带电压的电气装置的容易触及的金属外壳，简称设备外壳。 p装置外可导电部分给定场所中，不属于电气装置组成部分的导体，如场所中的金属管道等。p等电位联结使各外露可导电部分之间或外露可导电部分与装置外可导电部分之间电位基本相等的电气连接。8.低压配电低压配电系统的供电方式 p低压配电系统
11、按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统：pIT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地)；pTN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。p国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下：p第一个字母表示电力系统的对地关系：pT 一点直接接地；pI 所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。p第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系：pT外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；pN外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。p后
12、面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合：pS 中性线和保护线是分开的；pC 中性线和保护线是合一的。9.低压配电系统中的接地类型 (1)工作接地：为保证电力设备达到正常工作要求的接地，称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中，变压器中性点接地，或发电机中性点接地。(2)保护接地：为保障人身安全、防止间接触电，将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。保护接地的形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。p(3)重复接地：在TN系统中，为确保保护安全可靠，除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外，还在保护线其他
13、地方进行必要的接地，称为重复接地。10.接地与接零p接地：指用电设备的外露可导电部分对地进行直接的电气连接。p接零：用电设备的外露可导电部分通过保护线（PE）或PEN线与电源中性点进行直接的电气连接。（一）IT系统p 电源中性点不接地、用电设备外露可导电部分直接接地的系统。p 该系通常用于对供电连续性要求较高的配电系统，或用于对电击防护较高的场所，前者如矿山的巷道供电，后者如医院手术室的配电。（二）TT系统p电源中性点直接接地、用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。通常将电源中性点的接地叫做工作接地，用电设备外露可导电部分的接地叫做保护接地。p该系统中，这两个接地必须是相互独立的。设备接地可
14、以是每一设备都有各自独立的接地装置，也可以若干设备共用一个接地装置。（三）TN系统p电源中性点直接接地、设备外露可导电部分与电源中性点直接电气连接的系统，它有三种形式：pTN-SpTN-CpTN-C-S1.TN-Sp用电设备外露可导电部分通过PE线连接到电源中性点，与系统中性点共用接地体，而不是连接到自己的专用接地体。p中性线和保护线分开，不能再有任何电气连接。p是我国现在使用最广泛的一种系统，在自带变配电所的建筑中都采用了该系统。2.TN-C系统p该系统将PE线和N线的功能综合起来，由一根称为PEN线（保护中性线）的导体来同时承担两者的功能。用电设备处，PEN线既连接到负荷中性点上，又连接到
15、设备外露可导电部分。p该系统曾在我国广泛适用，但由于它所故有的技术上的种种弊端，现在已很少采用，尤其是在民用电上已经基本不允许使用。3.TN-C-Sp该系统是TN-C系统和TN-S系统的结合形式；p从电源出来的那一段采用TN-C系统，因为这一段只起电能传输作用而无用电设备；p到用电负荷附近某一点处，将PEN线分开成单独的N线和PE线，从这一点开始，系统相当于TN-S系统；p应用广泛，工厂低压配电系统、城市公共低压电网、小区的低压配电系统等采用的较多。第二节 接地故障火灾预防一、接地故障火灾成因p当绝缘损坏时，相线与接地线或接地金属物之间的漏电会形成火花放电；p在接地回路中，因接地线接头太松或腐
16、蚀等，使电阻增加，形成局部过热；p在高阻值回路流通的故障电流，沿临近阻抗小的接地金属结构流散时，若向煤气管道弧光放电，则会将煤气管击穿，使煤气泄漏而着火；p在低阻值回路，若接地线截面过小，会影响其热稳定性，使接地线产生过热现象。二、接地故障火灾预防措施（一）基本保护措施pTT系统、IT系统中，电气设备应采用保护接地或共同接地措施。pTN系统中，不能采用有些设备接地、有些设备接零的不合理接地方式。pTN系统中，一般在PEN线上不要装设开关和熔断器，防止接零设备上呈现危险的对地电压。p保证连接的可靠性p机械强度p防腐与防损伤p安全距离及其他连接法p足够的载流量和热稳定性（二）保证接地装置安全（三）等电位连接GB50343-2004 定义： “设备和外漏可导电部分的电位基本相等的电气连接。”GB50054-95定义：“使各外露导体可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接。”等电位联结可分为：分为总等电位连接和辅助等电位连
