高压电工进网作业许可培训 过电压保护

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1、高压电工进网作业许可培训第十四讲过电压保护一、过电压概述1、过电压及其危害电力系统运行中，出现危及电气设备绝缘的电压称为过电压。电气设备正常运行时，所受电压为其相应的额定电压。由于受各种因素的影响，如：雷击或电力系统中的操作、事故等原因，使某些电气设备和线路上承受的电压大大超过正常运行电压，危及设备和线路的绝缘。引起设备绝缘击穿损坏，不仅中断供电，甚至引起火灾，造成电力系统的极大破坏。2、过电压分类：雷电过电压与内部过电压雷电过电压与气象条件有关，是外部原因造成的，又称大气过电压或外部过电压。内部过电压是由电力系

2、统中内部能量的传递或转化引起的。内部过电压又分为工频过电压、谐振过电压和操作过电压。3、雷电过电压71）雷云形成2）雷云放电：天空中两块带异号电荷的雷云相互靠近时，当空气绝缘击穿时就发生空中闪电，雷云较低时，就会对地面上的建筑或高大树木放电。雷云放电大多数要重复2~3次。第一次放电过程是分级的，分为先导放电电流、主放电电流和余辉放电电流。主放电时电流很大，，能达几千安甚至几十、上百千安，但时间很短，只有50~100。余辉电流很小，但时间较长。雷击时，强大的雷电电流快速流过被击物体，产生很高的冲击电压，冲击电压与雷

3、电流大小和被击物体冲击电阻大小有关。3）直接雷击过电压雷云直接对电器设备或电力线路放电，电流流过这些设备时，在流径的阻抗上产生冲击电压，引起过电压，称为直接雷击过电压。4）雷电反击过电压雷云对架空电力线路的杆塔顶部放电，雷电流经杆塔入地时，在杆塔阻抗和接地阻抗上存在电压降，因此在杆塔顶部出现高电位，这个高电位作用于线路的绝缘子上，如果电压足够高，有可能产生击穿，对导线放电，这种情况称为雷击反击过电压。5）感应雷过电压雷电时，在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束缚电荷，形成雷电过电压。6）雷电侵入波因直接雷击或

4、感应雷击在输电线路上形成迅速流动的电荷称它为雷电进行波。雷电侵入波前行时，如遇断路，或变压器线圈尾端中性点时，会发生波的全反射，于侵入波迭加，过电压增加一倍。1、内部过电压1）工频过电压电力系统中的工频过电压一般由线路空载、单相接地或三相系统中发生不对称故障时引起。在中性点不接地的系统中，当发生单相接地故障时，其它健全相对地电压可增高到倍的相电压；高电压长线路空载运行时，电容电流流经感抗后使线路未端电压升高。工频过电压的特点是持续时间较长。2）谐振过电压在串联电路中，当容抗和感抗相等时，会发生串联谐振，这时电感、

5、电容两端的电压是总电压的Q倍。这就是串联谐振。由铁磁谐振引起的过电压持续的时间长7，而且由于频率低，会引起电压互感器铁芯严重饱和，而导致电压互感器损坏和阀形避雷器爆炸。1）操作过电压操作过电压是指电力系统早由于操作或事故，使运行状态发生改变，而引起相关设备（电容、电感）上的电场、磁场能量相互转换引起的过电压。一、直接雷击过电压保护为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针或避雷线。1、单支避雷针的保护范围1）地面上：保护半径2）避雷针1/2高度以上3）避雷针1/2高度以下2、两支等高避雷针保护范围两针间距D与针高h之

6、比不宜大于53、多支避雷针的保护范围4、单根避雷线的保护范围5、两根避雷线的保护范围二、雷电侵入波防护1、变电所进线段保护2、变电所母线防雷保护3、变压器中性防雷保护4、配电变压器防雷保护三、过电压保护设备1、保护间隙2、阀型避雷器7阀型避雷器最基本的构造元件是火花间隙(简称间隙)和非线性工作电阻片(简称阀片)，它们串联叠装在密封的瓷套管内。当电力系统出现危险的过电压时，间隙很快被击穿，冲击电流通过阀片流入大地。当线路上的过电压消除之后，火花间隙将工频续流迅速切断(火花间隙不会被正常的工频电压击穿)，使线路与大地

7、保持绝缘，恢复正常的运行。　　　　　　根据结构性能和用途的不同，阀型避雷器主要有以下几种型号：　　　　　　(1)FS型避雷器。这是一种普通阀式避雷器，结构较为简单，保护性能一般，价格低廉，一般用来保护10kV及以下的配电设备。如配电变压器、柱上断路器、隔离开关、电缆头等。　　　　　　(2)FZ型避雷器。这种避雷器在火花间隙旁并联有分路电阻，保护性能好。主要用于3～220kV电气设备的保护。　　　　　　(3)FCD型避雷器。这是一种磁吹式阀型避雷器，火花间隙不但有分路电阻，还有分路电容，保护性能较为理想，主要用于旋

8、转电机的保护。1、金属氧化物避雷器7金属氧化物避雷器是目前国际最新的过电压保护器。由其核心元件采用氧化锌电阻片，与传统碳化硅避雷器相比，改了避雷器的伏安特性，提高了过电压通流能力，从而使避雷器特征的根本变化。当避雷器在正常工作电压下，流过避雷器的电流仅有微安级，当遭受过电压时，由于氧化锌电阻片的非线性，流过避雷器的电流瞬间达数千安培，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从