高电压课件 第八章 雷电及防雷装置

《高电压课件 第八章 雷电及防雷装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章雷电及防雷装置8-1雷电参数一、雷电放电的等值电雷击大地时的放点过程及等值电路如图8-1-1，研究表明，先导通道具有分布参数的特征，假设它具有均匀的电路参数，其波阻抗为z0。流经被击物体的电流iz可用下式表示式中，zj为被击物体的波阻抗或雷击点与大地零电位参考点间的集中参数阻抗。从上式可知，流经被击物体的电流iz与被击物体的阻抗zj有关，zj愈大则iz愈小，反之则愈大，当iz=0时，流经被击物体的电流被定义为“雷电流”，以iL表示。根据上式，iL=σiL。如图8-1-2，8-1-3所示。目前，我国DL/T620

2、-1997将雷电通道波阻抗z0取为300Ω。二、雷电流波形实测统计表明，对地放电的雷云有75%~90%是负极性的，负雷云对地放电约有40具有重复性，一次闪电包括3~4次雷击的概率约占50%，最多可达42次。描述负极性雷电的参数有四个：峰值、波前时间和半波峰时间、陡度。雷电流峰值的大小与许多因素有关，主要的有气象、地质条件和地理位置。其中气象情况有很大的随机性，因此只有通过大量实测才能正确估算雷电流峰值的概率分布规律。我国规程DL/T620-1997建议按下式计算了电流峰值的累积概率雷暴日低于20的地区：雷电流的波前时间为1

3、~5微妙，推荐2.6微妙。半波峰时间一般在20~100微妙，平均为50微妙。雷电流的平均陡度雷电流的波形集中等值波形：三、雷暴日与雷暴小时雷暴日是一年中有雷电的日数。雷暴小时是一年中有雷电的小时数。在一天或一个小时内只要听到雷声就算一个雷暴日或雷暴小时。四、地面落泪密度和输电落雷次数对于Td=40，得γ=0.07，从而可得即100km线路每年约受到0.28（b+4h）次雷击。8-2避雷针、避雷线的保护范围对直击雷的防护措施通常是装设避雷针或避雷线。避雷针（线）高于被保护的物体，其作用是吸引雷电击于自身，并将雷电流迅速泄入大

4、地，从而使避雷针（线）附近的物体得到保护。避雷针（线）的保护范围可以通过模拟试验并结合运行经验雷确定，由于雷电放电受到很多偶然因素的影响，因此要保证被保护物体绝对不遭受直击雷的危害是不现实的。通常，保护范围是指具有0.1%左右雷击概率的空间范围。一、折线法1.单支避雷针单支避雷针的保护范围如图8-2-所示，其保护半径可按下式计算2.双支等高避雷针双支等高避雷针的保护范围可见图8-2-2，确定两针外侧保护范围的方法与单支避雷针的相同，两针间的保护范围可通过两针顶点及保护范围上部边缘的最低点o的圆弧来确定，o点的高度h0按下式

5、计算：3.两支不等高避雷针4.多支等高避雷针5.避雷线的保护范围单根避雷线的保护范围见图8-2-5，可按下式计算两根等高平行避雷线的联合保护范围如图8-2-6所示。一、滚球法（略）8-3避雷器避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要是由保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。保护间隙和管型避雷器主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和发、变电进线段的保护。阀型避雷器用于变电所和发电厂的保护，在220kV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还用来限制内过电压或者内过电压的后备

6、保护。一、保护间隙与管型避雷器保护间隙由两个间隙（即主间隙和辅助间隙）组成，常用的角型间隙及其与被保护设备相并联的接线如图8-3-1所示。管型避雷器实质上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，其原理结构见图8-3-2.。一、阀型避雷器阀型避雷器的基本元件为间隙和非线性电阻，间隙与非线性电阻元件（又称阀片）相串联，如图8-3-3所示。阀片的电阻值与刘国的电流有关，具有非线性特性，电流愈大电阻愈小。阀型避雷器的基本工作原理如下：在电力系统正常工作时，间隙将电阻阀片与工作母线隔离，以免母线的工作电压再电阻阀片中产生的电流使阀片烧坏。

7、当系统中出现过电压且其峰值超过间隙放电电压时，间隙击穿，冲击电流通过阀片流入大地，由于发盘的非线性特性，故在阀片上产生的压降将得到限制，使其低于被保护设备的冲击耐压，设备就得到了保护。此类避雷器通常不容许在内过电压下动作，目前只使用于220kV及以下系统作为限制大气过电压。主要有两类：FS型和FZ型，FS行使用于配电系统，FZ适用于变电所。一、氧化锌避雷器1.氧化锌阀片和伏安特性20世纪70年代初出现了氧化锌避雷器，其核心元件是ZnO阀片。氧化锌阀片具有很理想的非线性伏安特性，如图8-3-10和8-3-11所示。ZnO避雷

8、器具有很多优点：（1）可以做成无间隙（2）无续流（3）保护性能优越（4）通流容量大8-4接地装置接地可分为工作接地、保护接地和防雷接地。一、接地和接地电阻的基本概念大地是个导电体，当其中没有电流流通时时等电位的，通常人们认为大地具有零电位。如图8-4-1所示为接地装置原理图。把接地点处的点位UM接地电流