配電裝置和接地裝置

第八章配電裝置和接地裝置

配電裝置是按主接線的要求，由開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的電工建筑物，它是發(fā)電廠的重要組成部分。配電裝置的類(lèi)型配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)的不同，可分為屋內(nèi)和屋外型配電裝置。按其組裝的方式又可分為電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的裝配式配電裝置，以及在工廠預(yù)先將開(kāi)關(guān)電器、互感器等安裝在柜（屏）中，然后成套運(yùn)至安裝地點(diǎn)的成套配電裝置兩種。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)1）由于允許安全凈距小，且可以分層布置，故占地面積較小。2）維修、操作、巡視在室內(nèi)進(jìn)行，比較方便，且不受氣候影響。3）外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響很小，維護(hù)工作可以減輕。4）需建造房屋建筑，投資較大。但35kV及以下電壓等級(jí)可采用價(jià)格較低的戶(hù)內(nèi)型設(shè)備，減少一些設(shè)備投資。屋外配電裝置的特點(diǎn)1）土建工程量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短。2）擴(kuò)建較方便。3）相鄰設(shè)備之間的距離較大，便于帶電作業(yè)。4）占地面積大。5）設(shè)備露天運(yùn)行，受外界污穢影響較大，使得設(shè)備運(yùn)行條件較差，所以須加強(qiáng)絕緣。6）外界氣候變化對(duì)設(shè)備維護(hù)和操作有較大影響。成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、建造期短、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，便于擴(kuò)建和搬遷，但耗用鋼材較多、造價(jià)較高。

在發(fā)電廠和變電所中，一般35kV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)型，110kV及以上的采用屋外型。但110～220kV配電裝置在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊、化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可采用屋內(nèi)配電裝置。目前我國(guó)生產(chǎn)的3～110kV各種成套配電裝置在發(fā)電廠和變電所中已廣泛應(yīng)用，我國(guó)生產(chǎn)的110～220kVSF6全封閉組合電器也得到了應(yīng)用。配電裝置的基本要求配電裝置的設(shè)計(jì)和建造，應(yīng)認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，因地制宜，特別應(yīng)注意節(jié)約用地，爭(zhēng)取不占或少占地。保證運(yùn)行安全和工作可靠，按照系統(tǒng)和自然條件，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理選型。布置應(yīng)力求整齊、清晰。在運(yùn)行中必須滿(mǎn)足對(duì)設(shè)備和人身的安全距離，并應(yīng)有防火、防爆措施。巡視、操作和檢修設(shè)備安全方便。在保證上述條件要求下，布置緊湊，力求節(jié)約材料、減少投資?？紤]施工、安裝和擴(kuò)建（水電廠考慮過(guò)渡）的方便。中型布置

中型布置的特點(diǎn)是把電器設(shè)在支架上或地面基礎(chǔ)上，處于與地面保持一定的高度的相近的平面內(nèi)，母線與電器之間的連接大多用絞線，設(shè)備的維護(hù)和操作大都在地面上進(jìn)行。布置上較其他形式清晰明了，設(shè)備的安裝、檢修和搬運(yùn)也較方便，可靠近設(shè)備巡視，缺點(diǎn)是占地面積較大，高型布置

高型布置是將雙母線中型布置時(shí)并列的兩組母線和母線隔離開(kāi)關(guān)作上下層重疊布置，母線隔離開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)地安裝在各母線層下，并分設(shè)操作走廊，其它比較重的設(shè)備（如斷路器，互感器，避雷器等）則布置在地面或設(shè)備支架上。

高型布置的優(yōu)點(diǎn)是布置更為緊湊，在一個(gè)間隔內(nèi)能布置兩個(gè)回路，進(jìn)出線和母線不交叉跨越，可以大大縮小占地面積，一般只為中型布置的一半。缺點(diǎn)是消耗鋼材多，可達(dá)中型布置的兩倍，從而增加了投資和維護(hù)工作量；而且巡視維護(hù)條件差，尤其在雨霧凍冰天氣和晚上；兩組母線隔離開(kāi)關(guān)分層操作路徑較長(zhǎng)，并容易引起誤操作；結(jié)構(gòu)建筑復(fù)雜；檢修條件差，經(jīng)常要高空操作，并且上層設(shè)備檢修是在下層設(shè)備帶電情況下進(jìn)行，不夠安全。但由于高型布置有占地面極小的突出優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)水電站位于峽谷地區(qū)時(shí)，能夠把開(kāi)關(guān)站設(shè)置在廠房附近，方便了運(yùn)行，節(jié)省了大量的土石開(kāi)挖工作量，因而亦有采用價(jià)值。雙母線帶旁路母線220kV高型布置戶(hù)外配電裝置斷面圖

半高型布置

半高型布置一般是將斷路器和母線隔離開(kāi)關(guān)分別布置在上下兩層上，前者在地面，后者在母線構(gòu)架的隔離開(kāi)關(guān)橫梁上，其高度離地面約4—10m（根據(jù)電壓，隔離開(kāi)關(guān)型式和布置特點(diǎn)而定），并設(shè)隔離開(kāi)關(guān)巡視走廊，但操作機(jī)構(gòu)一般設(shè)在地面上，在地面上進(jìn)行操作。構(gòu)架頂部為母線層。若為雙母線，則兩組母線左右排列在一個(gè)平面上。由于這種布置使設(shè)備在空間上有重疊，因而布置緊湊，減少占地面積，投資少。雙母線接線采用這種接線方式效果更好，比中型布置一般能使縱向尺寸縮小三分之一到二分之一。缺點(diǎn)是檢修條件比中型布置差，上層瓷件損壞下落或檢修工具下落時(shí)有擊壞下層設(shè)備的危險(xiǎn)。110kv雙層母線半高型布置進(jìn)出線間隔斷面圖

室內(nèi)簡(jiǎn)易型變電所高壓室一般只安裝變壓器以及高壓熔斷器、高壓隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備，不裝設(shè)高壓開(kāi)關(guān)柜。屬于所謂“高供低計(jì)”電力用戶(hù)，即其供電電源在高壓側(cè)，其電力計(jì)量及顯示在低壓側(cè)。這種變電所在配電柜選擇時(shí)，其基本配置一般遵循“一總、兩分、一電容、一計(jì)量”的定式。即一只總開(kāi)關(guān)柜，兩只分支路開(kāi)關(guān)柜，一只電容補(bǔ)償柜，一只電能計(jì)量柜。規(guī)范型室內(nèi)變電所規(guī)范型室內(nèi)變電所適合于用電負(fù)荷相對(duì)較大、且對(duì)供電可靠性要求較高的電力用戶(hù)。首先其變電所從結(jié)構(gòu)上就比較規(guī)范，一般根據(jù)變配電所規(guī)模的不同可分為高壓開(kāi)關(guān)柜室、低壓開(kāi)關(guān)柜室、變壓器室、電容器室（高壓、低壓）、值班室、工具材料室及值班人員休息室等功能結(jié)構(gòu)。其高壓側(cè)裝設(shè)高壓開(kāi)關(guān)柜，具有較完善的繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置及計(jì)量顯示裝置，屬“高供高計(jì)”電力用戶(hù)。成套配電裝置GG-1A（F）型固定式高壓開(kāi)關(guān)柜GG-1A(F)型高壓開(kāi)關(guān)柜是GG-1A的改型產(chǎn)品，具有“五防”功能；高壓開(kāi)關(guān)柜適用于三相交流50Hz，額定電壓3.6～12kV的單母線和單母線旁路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，作為接受和分配電能之用。高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)主開(kāi)關(guān)為油斷路器或真空斷路器。其具有的五種防止誤操作的功能：防止帶負(fù)荷分合隔離開(kāi)關(guān)。防止誤入帶電間隔。防止誤分、合斷路器。防止帶電掛接地線。防止帶接地線合閘。1—母線；2—母線隔離開(kāi)關(guān)；3—少油斷路器；4—電流互感器；5—線路隔離開(kāi)關(guān)（下隔離）；6—電纜頭；7—下檢修門(mén)；8—端子箱門(mén)；9—操作板；10—斷路器手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)；11—隔離開(kāi)關(guān)操作手柄；12—儀表繼電器屏；13—上檢修門(mén)；14，15—觀察窗口。低壓成套配電裝置低壓配電成套裝置一般稱(chēng)為低壓配電屏，包括電壓配電柜和配電箱。目前使用較廣泛的低壓配電柜有PGL、GCK、GCL、GGD等產(chǎn)品等形式。接地裝置大地是可導(dǎo)電的地層，其任何一點(diǎn)的電位通常取為零。電氣裝置中的某一部位經(jīng)接地線和接地體與大地作良好的連接，稱(chēng)為接地。接地體是指埋入地下與大地直接接觸的金屬導(dǎo)體，接地線是指連接于接地體與電氣裝置必須接地部分之間的金屬導(dǎo)體，接地體和接地線合稱(chēng)為接地裝置。接地的分類(lèi)1．工作接地：為了保證電力系統(tǒng)在正常情況下和事故情況下能可靠地工作，而將系統(tǒng)中的某一點(diǎn)進(jìn)行接地，如變壓器中性點(diǎn)接地，電壓互感器一次側(cè)線圈的中性點(diǎn)接地，避雷器和避雷針的接地等。2．保護(hù)接地：為了保證人身安全，防止觸電，將正常工作時(shí)不帶電，而由于絕緣損壞可能帶電的金屬構(gòu)件或電氣設(shè)備外殼進(jìn)行接地。觸電低壓?jiǎn)蜗嘤|電，兩相觸電LivewireZeroline當(dāng)人用手觸及漏電設(shè)備的外殼時(shí)，加于手和腳之間的電位差稱(chēng)為接觸電壓。接觸電壓contactvoltage跨步電壓pacevoltage當(dāng)人在電位分布區(qū)域徑向跨開(kāi)一步時(shí)，兩腳間（約取0.8m）所受到的電壓稱(chēng)為跨步電壓U高壓跨步觸電當(dāng)人體將要觸及1KV以上的高壓帶電體時(shí)高壓帶電體highvoltageenergizedconductor接地裝置包括接地體(又稱(chēng)接地極)和接地線部分。接地體又分自然接地體和人工接地體，自然接地體是利用和大地有可靠連接的金屬管道和建筑物的金屬結(jié)構(gòu)等作為接地體。亦可能的情況下應(yīng)盡量利用自然接地體。交流電氣設(shè)備的接地裝置，可以用做自然接地體的有：1.設(shè)在地下的所有用途的各種金屬管道，(除液體燃料和爆炸性氣休的金屬管道，以及包有黃麻飛瀝青層等絕緣物的金屬管道外)，2.建筑物，構(gòu)件物與地連接的金屬結(jié)構(gòu)；3.水工構(gòu)件物的金屬樁；4有金屬外皮的電纜(包有黃麻`瀝青層等絕緣物的除外)；5.鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)。接地裝置的安裝接地體的加工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行接地體的數(shù)量和規(guī)格的加工，材料以鍍鋅角鋼為首選，因其取材容易、制作工藝性強(qiáng)、使用方便。制作時(shí)可選用（50～100）×（50～100）×（5～8）的等邊角鋼，截取長(zhǎng)度一般為2.5m。角鋼