第五章雷电及防雷设备-ppt课件

1、第五章第五章 雷电及防雷设备雷电及防雷设备5.1雷电的电气参数雷电的电气参数 电力系统中的大气过电压主要是由雷电放电所呵斥的。为了对大气过电压进展计算和采取合理的防护措施，必需掌握雷电的电气参数。5.1.1雷击时计算雷电流的等值电路和雷电流幅值0Z 雷电先导通道中带有与雷云极性一样的电荷普通雷云多为负极性，自雷云向大地开展。 由于雷云及先导电场的作用，大地被感应出与雷云极性相反的电荷。主放电前0Z 领先导开展到离大地一定间隔时，先导头部与大地之间的空气间隙被击穿，雷电通道中的主放电过程开场，主放电自雷击点沿通道向上开展，假设大地的土壤电阻率为零，那么主放电所到之处的电位即降为零电位。L先导中的

2、电荷线密度主放电速度实测阐明，其速度约为0.10.5倍光速0Z波阻抗主放电时L0Z0ZL计算雷电流的等值电路0ZjZZiZi雷击物体时电流波的运动 假设雷击于具有分布参数特性的避雷针、线路或导线时，那么雷击时电流的运动可描画如图，负极性电流波将自雷击点“0沿被击物流动，同时，一样数量的正极性电流波将自雷击点“0沿通道向上开展。Zi0Z0ZL计算电流的等值电路jZ流经物体的电流可用下式计算：jLZZZZvi00jZ被击物体的波阻抗或为被击物体集中参数的阻抗值 流经被击物体的电流波 与被击物体的波阻抗 有关， 越大那么 越小，反之那么 越大。 当 时，流经被击物体的电流定义为“雷电流，以 表示，

3、。但实践上被击物体的波阻抗不能够为零值，故规程建议雷击于低接电阻的物体时流过该物体的电流可以以为等于雷电流 。ZijZjZZiZi0jZLiLLiijLZZZZvi00jLZZZZii00等值电流源电路ZiLijZ0ZZi0Z0ZiLjZ等值电压源电路jLZZZZvi00 雷电流i为一非周期冲击波，其幅值与气候、自然条件等有关，是个随机变量，只需经过大量实测才干正确估计其概率分布规律。 图5.45.1.2雷电流波形 雷电流的波头和波尾皆为随机变量，对于中等强度以上的雷电流，波头在14微秒范围内，其平均波尾约为40微秒。 雷电流的波头外形对防雷设计是有影响的，因此建议在普通线路防雷设计中波头外形

4、可取为斜角波，其目的是为了便于分析计算；而在设计特殊高杆塔时，可取半余弦波头。5.1.3雷电日与雷电小时 一个地域的雷电活动强度，用雷电日或雷电小时表示。 雷电日雷电小时是指一年中有雷电的日数小时数，在一天或一小时内只需听到雷声就作为一个雷电日或一个雷电小时。 由于不同年份的雷电日数变化很大，所以均采用多年平均值年平均雷电日。全国全国53年年(19542019)平均雷电日数分布图平均雷电日数分布图 我国把年平均雷电日不超越15日的地域叫少雷区，多于40日的地域叫多雷区，多于90日的地域叫强雷区。5.1.4地面落雷密度和输电线路落雷次数 雷云对地放电的频率可用地面落雷密度 来表示。 是指每个雷电

5、日每平方公里的地面上的平均落雷次数。建议：雷电日平方公里次/015. 0卫星观测卫星观测10年年(20192019)得到的全国平均闪电密度分布图得到的全国平均闪电密度分布图 输电线路高出地面有引雷作用，会将线路两侧一定宽度内的地面落雷吸引到线路上来。根据模拟实验和运转阅历，普通高度的线路的等值受雷面的宽度为10hh为线路平均高度m，线路年平均蒙受雷击的次数可按下式计算：电日数线路经过地区年平均雷线路受雷击次数年公里次TNThN100/100100010雷电日平方公里次/015. 05.2避雷针、避雷线的维护范围避雷针、避雷线的维护范围避雷针、避雷线的作用 将雷电吸引到避雷针避雷线上并平安地将雷

6、电流引入大地，从而维护设备。 因此，为防止设备蒙受直接雷击，通常采用装设高于被维护物的避雷针或避雷线。 避雷针普通用于维护发电厂和变电所，可根据不同情况装设在配电构架上，或独立架设。 避雷线主要用于维护线路，也可用于维护发、变电所。要避雷针起到维护作用，两个要求：要求避雷针必需很好接地；要求被维护物体必需处在避雷针能提供可靠屏蔽维护的一定空间范围内，这就是避雷针的维护范围。 由于雷电途径受很多偶尔要素的影响，因此要保证被维护物绝对不受直接雷击是不现实的。 普通维护范围是指具有0.1%左右雷击概率的空间范围而言。 实际证明，此雷击概率是可以接受的。避雷针避雷针的保护范围受保护区域受到保护失去保护

7、避雷针图中的受维护区域并非100平安受维护区域只是保证在该区域中雷击概率是很小的数值5.2.1避雷针的维护范围1单支避雷针 在高度hx程度面上，其半径rx按下式计算：phhrhhxxx)(2时，phhrhhxxx)25 . 1 (2时，hp避雷针高度m高度影响系数。单支避雷针维护范围上图中划定避雷针维护范围的方法称为折线法，用两段斜率不同的折线段确定维护范围建筑防雷中采用滚球法确定维护范围折线表达式中的p是修正系数，根据避雷针高度的不同进展有关修正hxhrxh/2rx=(h-hx)prx=(1.5h-2hx)p避雷针受保护区域避雷针保护范围折线法修正系数p避雷针高度30m时避雷针高度h30m时

8、修正系数p1hxhrxh/2rx=h-hxrx=1.5h-2hx避雷针受保护区域避雷针保护范围折线法 h30m30m修正后未修正30mh120m时修正系数：如图可见，避雷针高度超越30m后其维护范围随高度而增大的趋势减缓hp302双支等高避雷针 两针外侧的维护范围可按单针计算方法确定，两针间的维护范围应按经过两针顶点及维护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定，O点的高度h0按下式计算： pDhh70D两针间的间隔m 两避雷针之间高度为hx程度面上维护范围的一侧的最小宽度：)(5 . 10 xxhhb 为保证两针结合维护效果，两针间间隔与针高之比D/h不宜大于5。两支避雷针结合维护范围h折线的确定方

9、法同单支避雷针避雷针1两支避雷针联合保护范围避雷针2h0=h-D/7pDAA A-A展开 BB B-B展开 两支避雷针的结合维护范围不是两个避雷针各自维护范围的“并集，而是比这个并集要大一些图中蓝色虚线部分代表单支避雷针维护范围的界限3两支不等高避雷针 2132h1hfDD 两针外侧的维护范围仍按单针计算。 两针内侧的维护范围先按单针作出高针1的维护范围，然后经过较低针2的顶点作程度线与之交于点3，再设点3为一假想的顶点，作出两等高针2和3的维护范围。5.2.2避雷线又称架空地线的维护范围1单根避雷线的维护范围可按下式计算：phhrhhxxx)53. 1(2时，phhrhhxxx)(47. 0

10、2时，单根避雷线维护范围hxhrxh/2rx=0.47(h-hx)prx=(h-1.53hx)p避雷线受保护区域避雷线保护范围2两根等高平行避雷线的维护范围 两线外侧的维护范围应按单线计算，两线横截面的维护范围可以经过两线1，2点及维护范围上部边缘最低点O的圆弧确定，O点的高度应按下式计算：pDhh40D两线间的间隔m双避雷线结合维护范围hh/2rx=0.47(h-hx)prx=(h-1.53hx)p避雷线1受保护区域双避雷线联合保护范围D/4p避雷线2D双避雷线在输电线路上运用极为广泛避雷针与避雷线的运用范围 避雷针在变电所、发电厂等场一切广泛的运用集中维护场所。 避雷线适用于输电线路防雷分

11、布维护场所，在变电所里有时也在电气主回路上空布置多条避雷线进展雷电防护。避雷针是不是越高越好？ 答案： 随着避雷针高度的添加，其维护范围的添加越来越有限，同时其维护范围内免受雷击的概率变得不确定。 在提高避雷针高度上下功夫不如采用多针结合维护。5.3管型避雷器与阀型避雷器管型避雷器与阀型避雷器避雷器的作用 限制过电压以维护电气设备，同时提高系统任务的可靠性。 当系统中出现过电压时，避雷器既要保证电气设备不受过电压的损害，又要保证系统不会跳闸停电保证能可靠运转。避雷器的维护原理 将流动过电压波中的雷电荷引入地中，限制过电压，维护其他电气设备。避雷器的类型 维护间隙 管型避雷器 阀型避雷器 氧化锌

12、避雷器 主要用来限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备维护。避雷器的根本要求绝缘强度的合理配合：避雷器的放电电压必需在一个确定的范围内才干发扬维护作用。因此避雷器与被维护设备的伏秒特性即冲击绝缘强度应有合理的配合。绝缘强度的自恢复才干：避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就呵斥对地短路。随之工频短路电流工频续流要流过此间隙，它以电弧放电的方式出现。当工频短路电流第一次过零时，避雷器应具有自行截断工频续流，恢复绝缘强度的才干，使电力系统得以继续正常任务，不致于跳闸停电。5.3.1维护间隙与管型避雷器主气隙辅助气隙瓷瓶维护间隙被维护设备角型维护间隙及其与被维护设备的衔接维

13、护间隙 维护间隙由两个电极即主间隙和辅助间隙组成，它是最简单的一种避雷器。 电极做成角型是为了使工频电弧在本身电动力和热气流作用下易于上升被拉长而自行熄灭。 为使被维护设备得到可靠维护，间隙的伏秒特性上限应低于被维护设备绝缘的冲击放电伏秒特性的下限并有一定的平安裕度。 当雷电波入侵时，间隙先击穿，任务母线接地，防止了被维护设备上的电压升高，从而维护了设备。 过电压消逝后，间隙中仍有由任务电压所产生的工频短路电流称为续流，由于间隙的熄弧才干差，往往不能自行熄灭，将引起断路器的跳闸，这样，虽然维护间隙限制了过电压，维护了设备，但将呵斥线路跳闸事故，破坏系统的任务可靠性。 此外，间隙间的电场是极不均

14、匀电场，又裸露在大气环境中，受气候条件的影响很大，因此它的伏秒特性很陡，且分散性大，这将直接影响到它的维护效果。 还有当间隙被击穿后是直接接地，将会有截波产生，不能用来维护有绕组的设备。由于它有以上的缺乏，也就限制了它的运用范围。 通常可将间隙配合自动重合闸运用。S2S1内间隙外间隙产气管棒形电极任务母线环形电极管型避雷器管型避雷器 管型避雷器本质上是一个能自动熄弧的维护间隙。 它有两个相互串联的间隙:一个在大气中称为外间隙s2，其作用是隔离任务电压防止产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏；另一个间隙s1装在管内称为内间隙或灭弧间隙。外间隙内间隙 管由纤维、塑料或橡胶等产气资料制成。 雷击时，

15、内外间隙同时击穿，雷电流经间隙流入大地；过电压消逝后，内外间隙的击穿形状将由导线上的任务电压所维持，此时流经间隙的工频电弧电流为工频续流，其值为管型避雷器安装处的短路电流，工频续流电弧的高温，使管内产生大量气体，其压力可达数十以致上百个大气压，气体从开口端喷出，剧烈地吹动电弧，使其在工频续流第一次经过零值时熄灭。 管型避雷器的熄弧才干与工频续流大小有关，续流太大产气过多，管内气压太高将呵斥管子炸裂；续流太小，产气过少，管内气压太低缺乏以熄弧，故管型避雷器熄灭工频续流有上下限的规定，通常在型号中阐明。 管型避雷器的主要缺陷：1伏秒特性较陡且放电分散性较大，而普通变压器和其他设备绝缘的冲击放电伏秒

16、特性较平，二者不能很好配合；2管型避雷器动作后任务母线直接接地构成截断波，对变压器绝缘不利。3管型避雷器放电特性受大气条件影响较大。 管型避雷器与维护间隙比较仅有一点改良，即能自动熄弧，其他缺陷与维护间隙完全一样。因此，管型避雷器目前只用于维护输电线路的个别地段，如大跨越和交叉跨越处，或变电所的进线段。主气隙辅助气隙瓷瓶内间隙管型避雷器5.3.2阀型避雷器 维护间隙和管型避雷器的共同严重缺陷是：动作时产生截断波，伏秒特性陡，击穿电压不稳定。 所以不能担负主变、发电机及变电站内主要设备的维护义务。 进一步改良就出现了阀型避雷器。任务母线间隙电阻阀片阀型避雷器 阀型避雷器的根本元件为间隙和非线性电

17、阻，间隙与非线性电阻又称阀片相串联。1任务原理 在电力系统正常任务时，间隙将电阻阀片与任务母线隔离，以免由母线的任务电压在电阻阀片中产生的电流烧坏阀片。 当系统中出现过电压且其幅值超越间隙放电电压时，间隙击穿，由于间隙放电的伏秒特性低于被维护设备的冲击耐压强度，使被维护设备得维护。 间隙击穿后，冲击电流经过阀片流入大地，由于阀片的非线性特性，电流愈大电阻愈小，故在阀片上产生的压降称为残压将得到限制，使其低于被维护设备的冲击耐压，设备就得到了维护。 当过电压消逝后，间隙中由任务电压产生的工频电弧电流称为工频续流仍将继续流过避雷器，此续流受阀片电阻的非线性特性所限制，使其小于80A最大值，间隙能在

18、工频续流第一次经过零值时就将电弧切断。以后，就依托间隙的绝缘强度可以耐受电网恢复电压的作用而不会发生重燃。 这样，避雷器从间隙击穿到工频续流的切断不超越半个工频周期，继电维护来不及动作系统就已恢复正常。2根本元件1火花间隙 普通型阀型避雷器的火花间隙由许多单个间隙串联而成，间隙间隔为.51.0mm。 避雷器动作后，工频续流被许多单个间隙分割成许多短弧，利用短间隙的自然熄弧才干使电弧熄灭。 间隙绝缘强度恢复的快慢与工频续流的大小有关。我国消费的FS和FZ型避雷器，当工频续流分别不大于50A和80A峰值时，可以在续流第1次过零时使电弧熄灭。2火花间隙的并联电阻 阀型避雷器的间隙是由许多个单个间隙串

19、联而成，多间隙串联后间隙电容将构成一等值电容链，由于间隙各电极对地和对高压端有寄生电容存在，放电电压在间隙上的分布是不均匀的，并且瓷套外表情况对此也有影响，例如淋雨或湿污秽而使外套上的电压分布改动时，间隙串的电压分布也就随之改动，这样避雷器动作后每个单个间隙上的恢复电压的分布既不均匀也不稳定，从而降低了避雷器的灭弧才干，其工频放电电压也将下降和显得不稳定。 为处理这个问题，可在每个间隙上并联一个分路电阻。 FZ型是每4个间隙组成一组，每组并联一分路电阻。在工频电压和恢复电压作用下，间隙电容的阻抗很大，而分路电阻阻值较小，故间隙上的电压分布将主要由分路电阻决议。因分路电阻阻值相等，故间隙上电压分

20、布均匀，从而提高了熄弧电压和工频放电电压。 我国消费的普通阀型避雷器在火花间隙上并联了分路电阻的为FZ型又称电站型，没有并联分路电阻的为FS型称线路型。3阀片非线性电阻 阀型避雷器的限流电阻是一种非线性电阻盘，常称为阀片。它是用碳化硅颗粒，以陶料粘合剂水玻璃，焙烧而成。 阀片有非常显著的非线性特性。 阀片的作用主要是：限制工频续流，保证火花间隙可靠熄弧；当雷电过电压击穿时，电压不至于忽然下降构成截断波。 在雷电流经过阀片时将在阀片上出现电压，称为残压。 残压将作用在被维护设备绝缘上，因此不能太高。采用非线性电阻有助于处理这一矛盾。在雷电流作用下，电流大，阀片呈低电阻，限制了残压的升高。雷电流过

21、后，由于作用在阀片上的工频电压值相对较低，阀片电阻变大，因此限制了续流。 阀片允许经过的电流是有限的，以经过才干来表示，亦即指阀片允许经过之最大电流和时间。 长时间经过大电流能够使阀片爆炸。 根据我国实测统计，在具有建议的防雷接线的35220KV的变电站中，流经阀型避雷器的雷电流超越5KA的概率是非常小的。 因此我国对35220KV的阀型避雷器以5KA作为设计根据，此类电网的电气设备的绝缘程度也以避雷器5KA的残压作为绝缘配合的根据； 对330KV及更高的电网，由于线路绝缘程度较高，入侵雷电波的幅值也高，故流过避雷器的雷电流较大，我国规定取10KA作为计算规范。 普通型阀型避雷器型有FS和FZ

22、两种型号。 FS型适用于配电系统，FZ型适用于变电站。 FZ型由一些构造和性能都已规范化的单件所组成，这些单件分别适用于3，6，10，15，20和30KV额定电压，由它们的组合，可以适用于各种电压等级； 为了使火花间隙放电电压稳定不受外界气候条件的影响，均将火花间隙和阀片密封在瓷套内，保证其任务可靠。3主要参数1额定电压 我国习惯把安装避雷器的系统额定电压称为避雷器的额定电压。 根据国际电工委员会IEC的规定，避雷器的额定电压是指避雷器两端允许施加的最高工频电压有效值，相当于灭弧电压。2冲击放电电压 指预放电时间为1.520微秒 的冲击放电电压，即是在冲击电压作用下避雷器动作的最小电压幅值。

23、从防雷角度要求冲击放电电压低一些好，但是为保证避雷器的其他性能，也不能太低，通常选择低于被维护设备的冲击绝缘程度的2025。5工频放电电压 在工频电压作用下避雷器发生放电的电压值。对避雷器的工频放电电压要规定上限和下限。3残压 指避雷器动作后雷电流流过阀片在阀片上构成的压降。这是避雷器动作后作用于被维护设备的一种过电压，应保证残压低于被维护设备的冲击绝缘程度的2025。 残压主要决议于阀片电阻的大小，从降低残压的角度来看，阀片电阻值低些好，但为了不产生截断波和保证间隙可靠熄弧，阀片电阻值又不能获得太低。另外残压除与避雷器本身构造有关外，还与经过的雷电流大小有关。4灭弧电压 指避雷器在保证可靠熄

24、灭工频续流电弧的条件下，允许加在避雷器上的最高工频电压。 灭弧电压该当大于避雷器任务母线上能够出现的最高工频电压，否那么避雷器能够由于不能熄弧而爆炸。 这个最高工频电压不能仅按正常任务时的相电压来思索，而应思索到电网在发生单相接地时非缺点相的电压升高，正好该相的避雷器在这时动作的情况。因此单相接地时非缺点相的电压升高就成为能够出现的最高工频电压，避雷器的灭弧电压该当高于这个数值。6维护比K 维护比是阐明避雷器维护性能的目的，维护比越小，阐明残压越低或灭弧电压越高，避雷器的维护性能越好。 FS和FZ系列维护比约为2.5和2.3左右。灭弧电压残压K7直流电压下的电导电流 运转中常以丈量直流电压作用

25、下避雷器的电导电流来判别间隙分路电阻的性能。电导电流太小，意味着分路电阻值太大，均压效果减弱；电导电流太大，意味着分路电阻太小，在任务电压作用下流经分路电阻的电流增大，发热较多，易烧毁。5.3.3磁吹阀型避雷器 普通阀型避雷器熄弧完全依托间隙的自然熄弧才干。另外，阀片的热容量有限，不能接受较长继续时间的内过电压冲击电流的作用，因此此类避雷器通常不允许在内过电压作用下动作。 磁吹避雷器中火花间隙也是由许多单个间隙串联而成的。 利用磁场使电弧产生运动如旋转或拉长来加强去游离以提高间隙的灭弧才干。 磁吹间隙种类繁多，我国目前消费的主要是限流式间隙，又称拉长电弧型间隙。 间隙由一对角状电极组成，磁场是

26、轴向的。工频续流被轴向磁场拉入灭弧栅中，其电弧的最终长度可达起始长度的数10倍，电弧在灭弧栅中遭到剧烈去游离而熄灭，由于电弧构成后很快就被拉到远离击穿点的位置，故间隙绝缘强度恢复很快，熄弧才干很强，可切断450A左右的续流。 此外，由于电弧被拉得很长且处于去游离很强的灭弧栅中，所以电弧电阻很大，可以起到限制续流的作用，因此称为限流间隙。这样，采用限流间隙后就可以适当减少阀片数目，使避雷器残压得到降低。 磁场是由与间隙相串联的线圈所产生。 思索到过电压作用下放电电流经过磁吹线圈时将在线圈上产生很大的压降，使避雷器的维护性能变坏，为此在磁吹线圈两端装设一辅助间隙，在冲击过电压作用下，主间隙被击穿，

27、放电电流遂经过辅助间隙、主间隙和电阻阀片而流入大地，使避雷器的压降不致增大。 磁吹阀型避雷器的阀片也是用碳化硅为主要原料，经过高温00焙烧而成，其通流容量大，但非线性和系数较高。除可以用来限制雷过电压外，还可以限制内过电压。 5.4金属氧化物避雷器 20世纪70年代初期出现了氧化锌避雷器，也有的称金属氧化物避雷器。ZnO阀片 在ZnO阀片的侧面上釉是为了防止沿面放电。 外表镀铝的的作用是填满外表凹孔、防止电流在部分过于集中。上釉镀铝ZnO避雷器的构造 ZnO避雷器中起主要作用的非线性电阻元件由多片ZnO阀片堆叠而成，根据电压等级的不同堆叠层数也不同。 图中给出是目前最为先进的硅橡胶复合外套避雷

28、器的简化构造。下法兰上法兰下法兰承担机械负荷，玻璃钢绝缘套筒承担外绝缘，硅橡胶避雷器芯体，多片ZnO阀片堆叠而成ZnO避雷器在系统中的衔接 绝大部分情况下，避雷器在系统中的衔接都是星形接法。 星形接法下长期任务中的避雷器接受的是相电压。 避雷器的接地要求绝对可靠。对避雷器性能的要求 良好的非线性提高维护程度。 大的通流容量可以吸收更强的雷电能量。 小的工频续流雷击时防止系统注入过大的电流。 良好的伏秒特性无论侵入波陡度如何都保证首先动作。ZnO避雷器的特性曲线 ZnO避雷器具有显著的非线性伏安特性。 当过电压袭来时，ZnO避雷器电流剧增，有效地吸收过电压的能量并遏制住系统电压的上升趋势。系统相

29、电压U / kVI / A10-510-410-310-210-1110102103104ZnO避雷器的优劣评判显然避雷器A的非线性程度好于避雷器B，其维护性能也优于避雷器B系统相电压U / kVI / A10-510-410-310-210-1110102103104ABIU理想避雷器氧化锌避雷器碳化硅避雷器线性电阻100A10KAIUI3kA小电流区非线性区饱和区ZnO避雷器的优点 无串联间隙 非线性程度好、维护性能优越 通流容量大 工频续流极小、可忽略不计5.4.1氧化锌避雷器的主要优点1无间隙无间隙 在任务电压作用下，氧化锌实践上相当一绝缘体，因在任务电压作用下，氧化锌实践上相当一绝缘

30、体，因此任务电压不会使氧化锌阀片烧坏，所以可以不用串联此任务电压不会使氧化锌阀片烧坏，所以可以不用串联间隙来隔离任务电压。间隙来隔离任务电压。 由于无间隙，当然也就没有因串联间隙而带来的一系由于无间隙，当然也就没有因串联间隙而带来的一系列问题。如污秽、内部气压变化对间隙的电位分布和放列问题。如污秽、内部气压变化对间隙的电位分布和放电电压的影响等。电电压的影响等。 同时，因无间隙，故大大改善了陡波下的呼应特性，同时，因无间隙，故大大改善了陡波下的呼应特性，不存在间隙放电电压随雷电波陡度添加而增大的问题，不存在间隙放电电压随雷电波陡度添加而增大的问题，提高了对设备维护的可靠性。提高了对设备维护的可

31、靠性。2无续流无续流 当作用在氧化锌阀片上的电压超越某一值此值称为起始当作用在氧化锌阀片上的电压超越某一值此值称为起始动作电压时，将发生动作电压时，将发生“导通，其后，氧化锌阀片上的残导通，其后，氧化锌阀片上的残压受其良好的非线性特性所控制，当系统电压降至起始动作压受其良好的非线性特性所控制，当系统电压降至起始动作电压以下时，氧化锌的电压以下时，氧化锌的“导通形状终止，又相当于一绝缘导通形状终止，又相当于一绝缘体，因此不存在工频续流。体，因此不存在工频续流。3电气设备所受过电压可以降低电气设备所受过电压可以降低 氧化锌避雷器在整个过电压过程中都有电流流氧化锌避雷器在整个过电压过程中都有电流流过

32、，因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压。过，因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压。4通流容量大通流容量大 由于氧化锌阀片的通流才干大必要时也可采用由于氧化锌阀片的通流才干大必要时也可采用两柱或三柱阀片并联，提高了避雷器的动作负载两柱或三柱阀片并联，提高了避雷器的动作负载才干，因此可以用来限制内部过电压。才干，因此可以用来限制内部过电压。5氧化锌避雷器特别适用于直流维护氧化锌避雷器特别适用于直流维护 由于直流续流不像工频续流那样会经过自然零点，由于直流续流不像工频续流那样会经过自然零点，所以串联间隙型直流避雷器难于熄弧，氧化锌避雷所以串联间隙型直流避雷器难于熄弧，氧化锌避雷器那么就没有熄

33、弧问题。因无续流熄弧问题，氧化器那么就没有熄弧问题。因无续流熄弧问题，氧化锌避雷器也运用于多雷区，多重雷击区。锌避雷器也运用于多雷区，多重雷击区。 此外，氧化锌避雷器体积小，分量轻，构造简单，运转维护方便，运用寿命长。5.4.2氧化锌避雷器的电气特性1额定电压额定电压 指允许短期加在避雷器上的最大工频电压有指允许短期加在避雷器上的最大工频电压有效值。效值。 2最大长期任务电压最大长期任务电压 指允许长期加在避雷器上的系统最大任务电压指允许长期加在避雷器上的系统最大任务电压有效值。有效值。3工频参考电压又称起始动作电压、转机电压 指氧化锌阀片伏安特性曲线上由小电流区转入击穿区所对应的电压值。从这

34、一点开场电流值随电压添加而迅速添加，这时氧化锌避雷器进入了限制过电压的任务形状。ZnO避雷器的参数U / kVI / A10-510-410-310-210-1110102103104额定电压容许最大持续运行电压起始动作电压（1mA参考电压）残压 1m A电流（雷电、操作）冲击电流幅值额定电压和允许最大继续运转电压为有效值，1mA参考电压常在直流下测得4压比压比 指氧化锌避雷器经过额定冲击放电电流下的残指氧化锌避雷器经过额定冲击放电电流下的残压简称额定残压与工频参考电压之比。压简称额定残压与工频参考电压之比。 压比越小，阐明经过冲击大电流时的残压越低，压比越小，阐明经过冲击大电流时的残压越低，

35、那么氧化锌避雷器的维护性能越好，目前此值约那么氧化锌避雷器的维护性能越好，目前此值约1.62.0。工频参考电压之比残压压比5荷电率荷电率 指最大长期任务电压峰值与工频参考电压之比。目前普指最大长期任务电压峰值与工频参考电压之比。目前普通采用通采用45%75%的荷电率。的荷电率。 在设计中，假设荷电率向在设计中，假设荷电率向“高选取，直接结果是电气特高选取，直接结果是电气特性变好，而产品寿命、可靠性降低；假设荷电率向性变好，而产品寿命、可靠性降低；假设荷电率向“低选低选取，虽然产品寿命延伸，但维护性能变差，因此也是不合取，虽然产品寿命延伸，但维护性能变差，因此也是不合理的。正确的荷电率应按理的。

36、正确的荷电率应按IEC第第69条第条第2款的规定选取：进款的规定选取：进展老化实验该荷电率下的产品寿命按展老化实验该荷电率下的产品寿命按100年思索。年思索。工频参考电压长期工作电压峰值荷电率6工频耐受特性工频耐受特性 这是考核氧化锌避雷器对工频过电压的耐受才干。按我这是考核氧化锌避雷器对工频过电压的耐受才干。按我国规定，对中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，氧化国规定，对中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，氧化锌避雷器应在如下时间内耐受以下工频过电压的倍数锌避雷器应在如下时间内耐受以下工频过电压的倍数mmmuuu4 . 13 . 12 . 1sss11001000最大允许工作电压mu 这是无

37、间隙氧化锌避雷器的重要实验，它将氧化锌电阻片的通流容量、压比与设计参数联络在一同的一次性容量实验。7维护比维护比 氧化锌避雷器的维护比定义为：氧化锌避雷器的维护比定义为：荷电率压比值）最大长期工作电压（峰额定残压K所以，压比最小，阐明经过冲击大电流时的残压越低，避雷器的维护性能越好。 由于氧化锌避雷器具有上述一系列的优点，且造价较低，运用氧化锌避雷器是大势所趋。 目前，美国已在756KV系统中运用氧化锌避雷器。我国已消费各种电压等级的氧化锌避雷器。5.5防雷接地安装 电气设备的接地，按其目的的不同可以分为：1维护接地2任务接地3防雷接地1维护接地 为保证人身平安，无论在发、配电还是用电系统中都

38、将电气设备的金属外壳接地，以保证金属外壳经常固定为地电位，一旦设备绝缘损坏而使外壳带电时不致有危险的电位升高引起任务人员触电伤亡。 在正常情况下接地没有电流流入，金属外壳坚持地电位，但当设备发生缺点而有接地短路电流流入大地时，接地点和它严密相连的金属导体的电位都会升高，有能够要挟到人身的平安。2任务接地 根据电力系统正常运转方式的需求而接地，例如将系统的中性点接地。3防雷接地 针对防雷维护的需求而设置的，目的是减小雷电流经过接地安装的地电位升高。 防雷接地与维护接地、任务接地的两点区别：雷电流幅值大雷电流的等值频率高区别之一：雷电流幅值大 雷电流幅值大，就会使地中电流密度增大，因此提高了土壤中

39、的电场强度，在接地体附近尤为显著。假设此电场强度超越土壤击穿场强时，在接地体周围的土壤中便会发生部分火花放电，使土壤导电性增大，接地电阻减小。因此，同一接地安装在幅值甚高的冲击电流作用下，其接地电阻要小于工频电流下的数值。 这种效应称为火花效应。区别之二：雷电流的等值频率高 雷电流等值频率较高，使接地体本身电感的影响添加，妨碍电流向接地体远端流通，对于长度长的接地体，这种影响更加明显。结果会使接地体得不到充分利用，使接地安装的电阻值大于工频接地安装电阻值。 这种景象称为电感影响。 由于上述两方面的缘由，同一接地安装在冲击和工频电流作用下，将具有不同的电阻值。 用冲击系数表示两者的关系：gchR

40、R工频电流下的电阻冲击电流下的电阻应为阻抗，习惯称为冲击接地电阻，指接地体上的冲击电压幅值与流经该接地体中的冲击电流幅值之比值。 与接地体的几何尺寸、雷电流的幅值和波形以及土壤电阻率有关，普通依托实验确定。在普通情况下，由于火花效应大于电感效应，其值小于1，但对电感影响明显的情况，也有时大于等于1。 接地安装由埋入地中的接地体和衔接到设备接地部分的接地线组成。当接地安装中流过电流时，接地电流经过接地体以电流场的方式向四处分散。由于大地不是理想的导体，它具有一定的电压降。离电流注入点越远，地中电流的密度越小，因此可以以为在相当远或叫无穷远处，地中电流密度已接近零。电场强度也接近零，该处的电位为零电位。 由此可见，当接地点有电流流入大地时该点相对于远处的零电位来说，将具有确定的电位升高。降低接地电阻的缘由 此时地面上的接地物体如变压器外壳，也具有电位 ，因此不利于电气设备的绝缘以及人身平安，这就是为什么要力求降低接地电阻的缘由。IURM接地电阻接地点处的电位 接地电流MU 如图，半球形接地体，其接地电阻相当于把电极外土壤分成无数个具有一定厚度的同心半球壳的电