哈工大高电压技术 2 防雷保护装置.ppt

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1、第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置避雷针和避雷线避雷针和避雷线 保护间隙和避雷器保护间隙和避雷器 防雷接地防雷接地现现代代电电力力系系统统中中实实际际采采用用的的防防雷雷保保护护装装置置主主要要有有：避避雷雷针针、避避雷雷线线、保保护护间间隙隙、各各种种避避雷雷器器、防防雷雷接接地地、电电抗抗线线圈圈、电电容容器器组组、消消弧弧线线圈圈、自自动动重重合闸等等。合闸等等。防防雷雷保保护护装装置置是是指指能能使使被被保保护护物物体体避避免免雷雷击击，而而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。电电力力系系统统中中需需要要安安装装直直接接雷雷击击防防护护装装置置，

2、广广泛泛采采用用的的即即为避雷针和避雷线（又称架空地线）。为避雷针和避雷线（又称架空地线）。避避雷雷针针适适宜宜用用于于变变电电所所、发发电电厂厂这这样样相相对对集集中中的的保保护护对对象象；避雷线适宜用于像架空线路那样伸展很广的保护对象。避雷线适宜用于像架空线路那样伸展很广的保护对象。保保护护原原理理：避避雷雷针针（线线）一一般般均均高高于于被被保保护护对对象象，它它们们的的迎迎面面先先导导往往往往开开始始得得最最早早，发发展展得得最最快快，最最先先影影响响雷雷电电下下行行先先导导的的发发展展方方向向，使使之之击击向向避避雷雷针针（线线），并并顺顺利利泄泄入入地地下下，使使处处于于它们周围的

3、较低物体受到屏蔽保护、免遭雷击。它们周围的较低物体受到屏蔽保护、免遭雷击。保保护护范范围围：表表示示避避雷雷装装置置的的保保护护效效能能，保保护护范范围围是是相相对对的的，每每一一个个保保护护范范围围都都有有规规定定的的绕绕击击（概概）率率，绕绕击击指指的的是是雷雷电电绕绕过过避避雷雷装装置置而而击击中中被被保保护护物物体体的的现现象象。我我国国有有关关规规程程所所推推荐荐的的保保护范围对应于护范围对应于0.10.1的绕击率。的绕击率。(一一)单支避雷针单支避雷针 当当 时时 P P1 1 当当 时时 h h 避雷针高度避雷针高度 P P 高度修正系数高度修正系数 -被保护物的高度被保护物的高

4、度 -保护范围保护范围(二二)多只避雷针（通过叠加求出联合保护范围）多只避雷针（通过叠加求出联合保护范围）两两针针外外侧侧保保护护范范围围分分别别按按单单针针求求出出，两两针针之之间间先先作作出出高高针针的的保保护护范范围围，然然后后由由低低针针2 2的的顶顶点点作作水水平平线线得得到到交交点点3 3，再求出等高避雷针，再求出等高避雷针2 2和和3 3的联合保护范围。的联合保护范围。因此单根避雷线的保护半径要比单根避雷针的保护半径小得多(三)单根避雷线 避雷针避雷针 两线外侧的保护范围按单根避雷线方法确定；两线内侧的保护高度由两线及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定(四)两根等高避雷线 二、

5、保护间隙和避雷器（一）保护间隙（一）保护间隙 保保护护间间隙隙与与被被保保护护绝绝缘缘并并联联，它它的的击击穿穿电电压压比比后后者者低低，使使过过电压波被限制到保护间隙电压波被限制到保护间隙F F的击穿电压的击穿电压U Ub b。S1 S1 被保护设备的伏秒特性被保护设备的伏秒特性S2 S2 保护间隙的伏秒特性保护间隙的伏秒特性有效有效无效无效应用范围：仅用于不重要和单相接地不会导致严重后果应用范围：仅用于不重要和单相接地不会导致严重后果的场合。的场合。二、保护间隙和避雷器缺点：缺点：1 1）伏秒特性很陡；）伏秒特性很陡；2 2）保保护护间间隙隙没没有有专专门门的的灭弧装置灭弧装置 3 3）产

6、生大幅值的截波。）产生大幅值的截波。（一）保护间隙（一）保护间隙（二）管式避雷器（亦称排气式避雷器）（二）管式避雷器（亦称排气式避雷器）它它实实质质上上是是一一只只具具有有较较强强灭灭弧弧能能力力的的保保护护间间隙隙，其其基基本本元元件件为为装装在在消消弧弧管管内内的的火火花花间间隙隙在在安安装装时时再再串串接一只外火花间隙。接一只外火花间隙。缺点：缺点：1 1）续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂；）续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂；2 2）伏秒特性和产生截波方面与保护间隙相似，维护较麻烦）伏秒特性和产生截波方面与保护间隙相似，维护较麻烦应应用用范范围围：仅仅安安装装

7、在在输输电电线线路路上上绝绝缘缘比比较较薄薄弱弱的的地地方方和用于变电所、发电厂的进线段保护中。和用于变电所、发电厂的进线段保护中。(三三)普通阀式避雷器普通阀式避雷器 变变电电所所的的防防雷雷保保护护主主要要依依靠靠阀阀式式避避雷雷器器，它它在在电电力力系系统统过过电电压压保保护护和和绝绝缘缘配配合合中中都都起起着着重重要要的的作作用用，它它的的保保护护特特性性是是选选择择高高电电压压电电力力设设备备绝绝缘缘水水平平的的基础。基础。结结构构：主主要要由由火火花花间间隙隙F F及及与与之之串串联联的的工工作作电电阻阻R R两两大大部部分分组成。组成。特点：特点：对对工工作作电电阻阻的的首首位位

8、要要求求是是它它应应具具有有良良好好的的非非线线性性伏伏安安特特性性，即即在在冲冲击击大大电电流流下下，阻阻值值应应很很小小，让让冲冲击击电电流流顺顺利利泄泄入入地地下下，且且残残压压不不高高；在在工工频频电电流流下下，阻阻值值要要变变大大，以利灭弧。以利灭弧。(四四)磁吹式避雷器磁吹式避雷器磁磁吹吹式式火火花花间间隙隙：它它是是利利用用磁磁场场对对电电弧弧的的电电动动力力，迫迫使使间间隙隙中中的的电电弧弧加加快快运运动动，旋旋转转或或拉拉长长，使使弧弧柱柱中中去去电电离离作作用用增增强强，从从而大大提高其灭弧能力而大大提高其灭弧能力与与普普通通阀阀式式避避雷雷器器类类似似，主主要要区区别别采

9、采用用了了灭灭弧弧能能力力较较强强的的磁磁吹吹火花间隙和通流能力较大的高温阀片。火花间隙和通流能力较大的高温阀片。1 1、旋弧型磁吹避雷器、旋弧型磁吹避雷器 2 2、灭弧栅型磁吹避雷器、灭弧栅型磁吹避雷器(五)金属氧化物避雷器（MOA）氧化锌(ZnO)，具有极其优异的非线性特性。优点：1）可省去串联火花间隙，结构大大简单2）由于具有极好的非线性伏安特性，保护性能优越3）无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护4）流通容量大，能制成重载避雷器5）耐污性好三、防雷接地三、防雷接地接地一般概念接地一般概念电电工工中中“地地”是是指指地地中中不不受受入入地地电电流流的的影影响响而而保保持持着着零零电电位

10、位的的土土地地。电电气气设设备备导导电电部部分分和和非非导导电电部部分分与与大大地地的的人人为为连连接接称为接地。称为接地。电力系统的接地分为三类：电力系统的接地分为三类：1 1）工作接地：正常工作需要而设置的接地。）工作接地：正常工作需要而设置的接地。0.50.5 10 10 2 2）保护接地：为了保护人身安全金属接地。）保护接地：为了保护人身安全金属接地。1 1 10 10 3 3）防防雷雷接接地地：将将雷雷电电流流顺顺利利泄泄如如地地下下，以以减减小小它它所所引引起起的的过电压，过电压，130130防雷在于接地防雷在于接地冲冲击击接接地地电电阻阻 ，工工频频或或直直流流下下的的接接地地电

11、电阻阻 ，二二者者之比称为冲击系数之比称为冲击系数 。的值一般小于的值一般小于1 1，但在接地体很长时也有可能大于，但在接地体很长时也有可能大于1 1。接接地地电电阻阻R Re e等等于于从从接接地地体体到到地地下下远远处处零零位位面面之之间间的的电电压压U Ue e与流过的工频或直流电流与流过的工频或直流电流I Ie e之比。之比。常见的一些接地体的工频接地电阻计算公式常见的一些接地体的工频接地电阻计算公式1、单根垂直接地体、单根垂直接地体2、多根垂直接地体、多根垂直接地体3、水平接地体、水平接地体小小 结结电电力力系系统统中中广广泛泛采采用用避避雷雷针针和和避避雷雷线线作作为为直直接接雷雷

12、击击防防护护装装置。置。保保护护间间隙隙与与被被保保护护绝绝缘缘并并联联，它它的的击击穿穿电电压压比比后后者者低低，使使过电压波被限制到保护间隙过电压波被限制到保护间隙F F的击穿电压的击穿电压U Ub b。变变电电所所的的防防雷雷保保护护主主要要依依靠靠阀阀式式避避雷雷器器。ZnOZnO具具有有一一系系列列优优点点，是是避避雷雷器器发发展展的的主主要要方方向向，正正在在逐逐步步取取代代普普通通阀阀式式避避雷雷器和磁吹避雷器。器和磁吹避雷器。防防雷雷接接地地装装置置可可以以是是单单独独的的，也也可可以以与与变变电电所所、发发电电厂厂的的总接地网连成一体。防雷接地所泄放的电流是冲击大电流。总接地网连成一体。防雷接地所泄放的电流是冲击大电流。（本节完）（本节完）