避雷器接地线材质和截面的选择
避雷器接地线材质与截面选择技巧

避雷器接地线材质与截面选择技巧有关有关避雷器接地线材质与截面的选择技巧,包括避雷器接地线的设计要求,避雷器接地线的设计,避雷器接地线截面积计算方法等,一起来了解下。
避雷器接地线材质与截面一、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,这种不必要加添成本的要求让厂家有些犯难。
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、快捷地选择接地线的材质和截面供给一些参考。
二、避雷器接地线的设计要求1、与避雷器和接地汇流排连接便利简单。
2、与避雷器和接地汇流排连接强度牢靠。
3、必需承受雷电冲击时的强大泄流,而不会因过热导致功能失效。
三、避雷器接地线的设计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。
2、材料由于避雷器在开关柜中的位置具有多变性和多而杂性,为充足连接便利简单的要求,因此选择软材为佳,如多股和单股芯线、编织线。
3、工艺制造依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。
四、避雷器接地线的截面积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)。
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。
避雷接地扁钢标准标准

避雷接地扁钢标准标准
避雷接地扁钢标准标准
防雷设备的引下线应满意机械强度、耐腐蚀和热安稳的恳求。
(1)引下线通常选用圆钢或扁钢,其标准和防腐蚀恳求与避雷网、避雷带一样。
用钢绞线作引下线,其截面积不得小于25mm2。
用有色金属导线做引下线时,应选用截面积不小于16mm2的铜导线。
(2)引下线应沿修建物外墙敷设,并应防止曲折,经最短路径接地。
(3)选用多条引下线时,为了便于接地电阻和查看引下线、接地线的联接状况,宜在各引下线距地上高约1.8m处设断接卡。
(4)选用多条引下线时,榜首类防雷修建物和第二类防雷修建物起码应有两条引下线,其间阻隔别离不得大于12m和18m;第三类防雷修建物周长逾越25m或高度逾越40m时,也应有两条引下线,其间阻隔不得大于25m。
(5)在易受机械损害的本地,地上以下0.3m至地上以上1.7m的一段引下线应加竹管、角钢或钢管维护。
选用角钢或钢管维护时,应与引下线联接起来,以减小经过雷电流时的电抗。
(6)引下线截面锈蚀30% 以上者应予以替换。
(7)防直击雷的专设引下线距修建物出进口或许人行道边
际不易小于3米。
避雷引下线和变电室接地干线敷设

1 避雷引下线和变电室接地干线敷设1.1基本规定1.引下线扁钢截面不得小于25mm ×4mm;圆钢直径不得小于8mm。
2.明装引下线必须在距地面1.5~1.8m处做断接卡子或测试点(一条引下线者除外)。
断接卡子所用螺栓的直径不得小于10mm,并需加镀锌垫圈及镀锌弹簧垫圈。
暗装的引下线在距地0.5m处做断接卡子。
3.利用主筋作引下线时,每条引下线不得少于2根主筋。
4.建筑物的金属构件(如消防梯、烟囱的铁爬梯等)可作为引下线,但所有金属构件之间均应连成电气通路。
5.沿建筑物外墙明敷设的引下线,从接闪器到接地体,引下线的敷设路径,应尽可能短而直。
根据建筑物的具体情况不可能直线引下时,也可以弯曲,但应注意弯曲开口处的距离不得等于或小弯曲部分线段实际长度的0.1倍。
引下线也可以暗装,但截面应加大一级,暗装时还应注意墙内其他金属构件的距离。
6.引下线的固定支点间距离不应大于2m,敷设引下线时应保持一定松紧度。
引下线应躲开建筑物的出入口和行人较易接触到的地点,以免发生危险。
7.明敷设在易受机械损坏和危及人员安全的地方、地上约1.7m至地下0.3m的一端地线应加保护措施。
为了减少接触电压的危险,也可用硬塑料管将引下线套起来或用绝缘材料缠绕。
8.采用多根明装引下线时,为了便于测量接地电阻,以及检验引下线的接地线的连接情况,应在每条引下线距地1.8~2.2m处放置断接卡子。
利用混凝土柱内钢筋作为引下线时,必须将焊接的地线连接到首层配电盘处并连接到接地端子上,可在地线端子处测量接地电阻。
9.每栋建筑物至少有两根引下线(投影面积小于50mm2的建筑物除外)。
避雷引下线最好为对称位置,引下线间距离不应大于20m,当大于20m时应在中间多引一根引下线。
10.接地干线穿墙时,应加套管保护,跨越伸缩缝时,应做煨弯补偿。
11.接地干线跨越门口时应暗敷设于地面内(做地面以前埋好)。
12.接地干线距地面应不小于200mm,距墙面应不小于10mm,支持件应采用40mm ×4mm的扁钢,尾端应制成燕尾状,入孔宽度与深度各为50mm,总长度为70mm,支持件间的水平直线距离一般为1m,垂直部分为1.5m,转弯部分为0.5m。
避雷器相关要求

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

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。
电力系统电气接地装置的选择

电力系统电气接地装置的选择X张 宁(内蒙古电力公司,内蒙古呼和浩特 010020) 摘 要:文章从电力系统电气装置的特点出发,结合施工实践,论述了电气装置接地工程对接地体、接地线的选择、连接,以及接地电阻要求和强制性标准,便于接地工程的施工、检查和验收。
关键词:接地装置;安全接地;接地线;接地体 中图分类号:T M862 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0076—02 接地网作为变配电所交、直流设备接地及防雷保护接地,对系统的安全运行起着重要的作用[1]。
良好的接地在整个配电系统中起着非常重要的作用,关系到人身和财产安全以及电气和电子设备的正常运行[2]。
用接地线把电气设备的某些部分与接地体进行可靠而又符合技术要求的电气连接称为接地[3]。
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。
1 接地体的选择为了节省钢材各种接地装置可直接利用埋入地中和水中的自然接地体,包括交流电气设备的接地,如:埋设在地下的金属管道;金属井管;与大地有可靠连接的建筑物的金属结构;水工建筑物及其类似的构筑物的金属管、桩。
注意:可燃液体或气体、供热系统的金属管道严禁用作保护接地极。
接地装置的人工接地体应符合热稳定、均压和机械强度的要求,还应考虑腐蚀的影响,其规格应符合表1要求。
对于3~10kV的小型变电站和配电所,当采用建筑物的基础作接地体时,其接地电阻满足设计规定值时,可不另设人工接地。
定期做好风机的维护工作,对偏航制动系统进行定期巡视检查,及时发现渗漏,及时更换损坏部件。
密封件属于易耗品,对风机的液压系统的密封件要定期进行更换。
3.3 偏航制动系统压力不稳定主要原因有:液压管路出现渗漏;液压系统的蓄能器出现故障;液压系统元器件损坏。
处理方法:按照风力发电机的维护手册的要求,定期做好风机的维护工作,对液压系统进行定期巡视检查。
针对渗漏部位,及时更换损坏部件;蓄能器出现故障,会导致液压系统压力不稳定,需及时进行更换;液压系统元器件损坏,如减压阀损坏,会导致液压子系统的压力不正常,影响风机的安全运行,需及时对损坏件进行更换。
避雷器接地线材质和截面的选择
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
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。
高压开关设备内避雷器引线和接地线的选择
假 设 避 雷 器 引 线 截 面 积 S =4 m m2, 引 线 长 度 为 1 m,引线材料为铜编织线。引线直流电阻 R 直 = 0.004Ω, 铜 引 线 大 致 质 量 M =35.6 g, 雷 电 频 率 在 25 k H z 以 下 交 流 电 阻 R 交 =0.005 56Ω。 引 线 流 过 5 k A、8/20μs 标 准 雷 电 流 波 时, 产 生 热 能 Q =3.892 J,引线中通过 1 次 5 k A 雷电流时引线的 温升δt=0.28 ℃,极限情况下,连续通过 10 次 5 kA 雷电流时温升δt总 =2.8 ℃。
起避雷器的热崩溃。可见,避雷器引线截面积对高
压开关柜内避雷器本身的性能没有产生关键性的影
响。大家更关注的是引线与避雷器连接的强度是否
可靠。由于高压开关柜内避雷器大多采用环氧浇注
工艺,避雷器引线直接会与开关内分支母线相连,
如果采用硬母线连接,势必会与避雷器端帽产生应
力,对避雷器密封性造成隐患。尤其是在高压开关
同时,部分设计院和用户对避雷器的引线选型 也有较大分歧,有的设计院习惯性地使用截面积 为 16 m m2 左右的铜编织带,有不少用户认为雷电 能量巨大,怀疑 16 mm2 的铜编织带截面达不到要求, 甚至要求配备更大截面的铜编织带甚至硬铜母线。
三类防雷标准接地扁钢标准
三类防雷标准接地扁钢标准防雷标准接地扁钢是指用于建筑物、设备和设施的接地系统的一种重要材料。
根据其用途和材质的不同,防雷标准接地扁钢可以分为三类,分别是建筑接地扁钢、设备接地扁钢和设施接地扁钢。
每种类型的接地扁钢都有其相应的标准和规范,下面将对这三类防雷标准接地扁钢的标准进行详细介绍。
首先,建筑接地扁钢是用于建筑物接地系统的重要材料。
根据国家标准,建筑接地扁钢应符合GB/T 3048-2007《建筑接地用扁钢》的规定。
该标准规定了建筑接地扁钢的材质、尺寸、表面状态、机械性能等要求,以确保其能够在建筑物接地系统中发挥良好的导电和防雷作用。
建筑接地扁钢的安装和使用应符合相关建筑电气设计规范,确保接地系统的可靠性和安全性。
其次,设备接地扁钢是用于各种设备的接地系统的重要材料。
根据行业标准,设备接地扁钢应符合DL/T 620-1997《电气设备接地用扁钢》的规定。
该标准规定了设备接地扁钢的材质、尺寸、表面状态、机械性能等要求,以确保其能够在设备接地系统中发挥良好的导电和防雷作用。
设备接地扁钢的安装和使用应符合相关设备安装和维护规范,确保设备的接地系统能够有效地防止雷击和漏电等安全问题。
最后,设施接地扁钢是用于各种设施的接地系统的重要材料。
根据行业标准,设施接地扁钢应符合JG/T 3048-2007《设施接地用扁钢》的规定。
该标准规定了设施接地扁钢的材质、尺寸、表面状态、机械性能等要求,以确保其能够在设施接地系统中发挥良好的导电和防雷作用。
设施接地扁钢的安装和使用应符合相关设施建设和维护规范,确保设施的接地系统能够有效地防止雷击和漏电等安全问题。
总的来说,三类防雷标准接地扁钢在建筑、设备和设施的接地系统中都起着至关重要的作用。
各种类型的接地扁钢都有其相应的标准和规范,必须严格按照标准要求进行选材、加工、安装和使用,以确保接地系统的可靠性和安全性。
只有这样,才能有效地防止雷击和漏电等安全问题,保障人身和设备设施的安全。
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避雷器接地线材质和截面的选择
上传时间:2010-12-28 来源:作者:点击:10次
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
(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
ρ
θ
—温度为θ℃时电阻率,Ω·mm2/m
k—平均电阻温度系数,℃-1
θ
r
—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:
ρ
θ=ρ
20
(1+k(θ
r
-20)) (1)
泄流温升极限温度时的电阻为:
R=ρ
t
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
P
2Rt/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(θ
r
-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(ρ
20(1+K(θ
r
-20))/(C
P
γ(θ
r
-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ρ
20
=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θ
r
=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ρ
=0.0294Ω·mm2/m
20
电阻温度系数k=0.0043℃-1
=423℃
查触头设计资料有铝的软化温度θ
r
比热容C
=880J/(kg·℃)
P
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。