第五讲雷电及防雷保护装置ppt课件.ppt

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1、第五讲.雷电及防雷保护装置雷电是大自然中最宏伟壮观的气体放电现象，雷电放电所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。从电力工程的角度看，最值得我们注意的两个方面是：雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压；雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体炸毁、燃烧，使导体熔断等，在本课程中着重讨论前一类问题。雷电放电起源于雷云的形成，也就是云的起电，这基本上是一个气象物理问题，我们在这里不作深入探讨。§6.1雷电过程与雷电参数一.雷电放电过程（lightning)1.先导阶段2.主放电阶段3.余辉阶段6534217H(km)箭状先导箭状

2、先导二.雷电参数雷暴日(Td)：一年中发生雷电的天数。雷暴小时(Th)：一年中发生雷电的小时数。地面落雷密度():每平方公里地面在一个雷暴日中受到的平均雷击次数。2.雷道波阻抗先导AAAA主放电3.雷电流幅值（I）：雷电流指雷击于低接地电阻（≤）的物体时流过雷击点的电流。一般地区：少雷地区：I—雷电流幅值（kA)P—幅值大于I的雷电流出现的概率经验公式：4.雷电流的波前时间、波长、陡度我国在防雷设计中取波前的平均陡度：实测表明：5.雷电流极性及计算波形75~90%的雷电流是负极性，在防雷设计中一般按负极性考虑常用计算波形：(1).双指数波00.5II(2).等值斜角平顶

3、波前0I(t≤T1)(t>T1)(3).等值半余弦波前0I0.5I§6.2防雷保护装置一.避雷针和避雷线(lightning-conductor,lightning-rod)1.保护原理：当雷云放电时使空间电场畸变，在避雷针的顶端形成局部强场区，影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。防雷保护装置：指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。2.保护范围、绕击率雷击定向高度：雷电先导放电朝地面发展到某一高度H后，才会在一定范围内受到避雷针的影响而对避雷针放电，H称为定向高度。当h≤30

4、m时，H=20h;当h＞30m时，H≈600m绕击率：指雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的概率。我国有关规程推荐的保护范围对应于0.1%的绕击率。3.适用范围避雷针适宜于象变电所、发电厂那样相对集中的保护对象；避雷线主要用于架空线路那样伸展很广的保护对象。4.单支避雷针的保护范围水平面上的保护范围单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴线的曲面圆锥体，它的侧面边界线实际上是曲线，工程上用折线代替。不难看出，最大的保护半径即为地面上的保护半径。≥＜在某一被保护物高度水平面上，其保护半径为：—高度修正系数≤30m≤120m30＜—避雷针高度，m5.等高双避雷针的保护范围12水

5、平面上的保护范围—两针联合保护范围上部边缘的最低点高度—在高度的水平面上，保护范围的最小宽度一般情况下取两针外侧的保护范围按单支避雷针的计算方法确定，两针中间的保护范围用下式求得：6.单根避雷线的保护范围≥＜避雷线保护范围的长度与其本身的长度相同，两端各有一个受到保护的半个圆锥体空间。单根避雷线的保护范围一侧宽度为：保护角：避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角二.避雷器(lightningarrester)基本分类：避雷器是一种过电压限制器，它与被保护设备并联运行，当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量，限制过电压，保护电气设备。避雷器保护间隙管式

6、避雷器阀式避雷器金属氧化物避雷器对避雷器的基本技术要求：●过电压作用时，避雷器要先于被保护设备放电，这需要由两者的全伏秒特性的配合来保证；●避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在第一次过零时的工频续流，使系统恢复正常；0123P1－被保护绝缘2－保护间隙或管式避雷器3－阀式避雷器（一）.保护间隙和管式避雷器结构简单、价格低廉；熄弧能力弱、伏秒特性陡峭、难以与被保护设备配合，动作产生截波、不能保护带绕组的设备，主要用于10kV以下配电网线路的保护，往往与自动重合闸装置配合使用。保护间隙：角形保护间隙1－主间隙;2－辅助间隙3－绝缘瓷瓶0过电压波绝缘上受到的实际电压波

7、形保护间隙的伏秒特性实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。伏秒特性陡峭、动作产生截波、放电分散性大，主要用于输电线路上绝缘比较薄弱的地方和变电站、发电厂的进线段保护。管式避雷器：1－产气管；2－棒电极3－环电极4－导线S1－灭弧间隙S2－外间隙（二）.阀式避雷器阀式避雷器普通阀式避雷器（FS/FZ)磁吹阀式避雷器(FCZ/FCD)FS：配电型，适用10kV及以下配电网中电气设备的保护FZ：变电所型，适用220kV及以下变电所电气设备的保护FCZ：变电所型，适用330～500kV变电所电气设备的保护FCD：旋转电机型，适用旋转电机的保护1