第五章过电压保护

1、第五章第五章 过电压保护过电压保护第一节第一节 过电压概述过电压概述 过电压及其危害过电压及其危害 电力系统中这种危及绝缘的电压升高称电力系统中这种危及绝缘的电压升高称为为过电压过电压。 危害：雷击会造成人员伤亡；会造成电危害：雷击会造成人员伤亡；会造成电力线路或电气设备绝缘损坏，中断供电，力线路或电气设备绝缘损坏，中断供电，甚至引起火灾；由于操作不当引起的内甚至引起火灾；由于操作不当引起的内部过电压会引起电气设备绝缘击穿损坏，部过电压会引起电气设备绝缘击穿损坏，造成电力系统的极大破坏。造成电力系统的极大破坏。过过电电压压雷电雷电过电压过电压直接雷击过电压直接雷击过电压雷电反击过电压雷电反击过

2、电压感应雷过电压感应雷过电压雷电侵入波过电压雷电侵入波过电压内部内部过电压过电压工频过电压工频过电压谐振过电压谐振过电压 线性谐振过电压线性谐振过电压非线性谐振过电压非线性谐振过电压参数谐振过电压参数谐振过电压操作过电压操作过电压 切合空载长线路过电压切合空载长线路过电压切合空载变压器过电压切合空载变压器过电压开断感应电动机过电压开断感应电动机过电压开断并联电容器过电压开断并联电容器过电压弧光接地过电压弧光接地过电压第一节第一节 过电压概述过电压概述 三、雷电过电压三、雷电过电压 1、雷云的形成：雷电是带电荷的云引起、雷云的形成：雷电是带电荷的云引起的放电现象的放电现象。第一节第一节 过电压概

3、述过电压概述 3、直接雷击过电压：雷云直接对电气设备或、直接雷击过电压：雷云直接对电气设备或电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷电流流通路径的阻抗上产生冲击电压，引起过电流流通路径的阻抗上产生冲击电压，引起过电压。电压。 4、雷电反击过电压：雷云对电力架空线路的、雷电反击过电压：雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电，或者雷云对电力架空线路杆塔杆塔顶部放电，或者雷云对电力架空线路杆塔顶部的避雷线放电，这是雷电流经杆塔入地。顶部的避雷线放电，这是雷电流经杆塔入地。雷电流流经杆塔入地时，在杆塔阻抗和接地装雷电流流经杆塔入地时，在杆塔阻抗和接地装置阻抗上存在电压

4、降。因此，杆塔顶部出现高置阻抗上存在电压降。因此，杆塔顶部出现高电位，这个高电位作用于线路的导线绝缘子上，电位，这个高电位作用于线路的导线绝缘子上，如果电压足够高，有可能产生击穿，对导线放如果电压足够高，有可能产生击穿，对导线放电，称为雷电反击过电压。电，称为雷电反击过电压。第一节第一节 过电压概述过电压概述 5、感应雷过电压：是指电气设备的附近不远、感应雷过电压：是指电气设备的附近不远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束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。缚电荷，形成雷电过电压。

5、6、雷电侵入波：因直接雷击或感应雷击在输、雷电侵入波：因直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动的电荷称为雷电进电线路导线中形成迅速流动的电荷称为雷电进行波。雷电进行波对其前进道路上的电气设备行波。雷电进行波对其前进道路上的电气设备构成威胁，因此也称为雷电入侵波。构成威胁，因此也称为雷电入侵波。第一节第一节 过电压概述过电压概述 四、内部过电压四、内部过电压第一节第一节 过电压概述过电压概述 工频过电压的特点是持续时间可能较长，工频过电压的特点是持续时间可能较长，但工频过电压数值并不很大，对电力系但工频过电压数值并不很大，对电力系统的正常绝缘危险不大。但是，如果在统的正常绝缘危险不大。但

6、是，如果在发生其他内部过电压的时候，又存在工发生其他内部过电压的时候，又存在工频过电压，则过电压更为严重。频过电压，则过电压更为严重。第一节第一节 过电压概述过电压概述 3、操作过电压：是指电力系统中由于操、操作过电压：是指电力系统中由于操作或事故，使设备运行状态发生改变，作或事故，使设备运行状态发生改变，而引起相关设备电容、电感上的电场、而引起相关设备电容、电感上的电场、磁场能量相互转换，这种电、磁能量的磁场能量相互转换，这种电、磁能量的相互转换可能引起振荡，从而产生过电相互转换可能引起振荡，从而产生过电压。压。第二节第二节 直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 为了防止直接雷击电力设备，一

7、般采用为了防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针或避雷线。防止直接雷击高压架避雷针或避雷线。防止直接雷击高压架空线路，一般多用架空避雷线。空线路，一般多用架空避雷线。第二节第二节 直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 一、单支避雷针的保护范围一、单支避雷针的保护范围第二节第二节 直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 二、两支等高避雷针的保护范围二、两支等高避雷针的保护范围第二节第二节 直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 多支避雷针的保护范围 3支等高避雷针的保护范围 4支及以上等高避雷针的保护范围第二节第二节 直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 四、单根避雷线的保护范围四、单根避雷线的保护范

8、围第二节第二节 直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 五、两根避雷线的保护范围：五、两根避雷线的保护范围： 两避雷线的外侧保护范围，按单根避雷两避雷线的外侧保护范围，按单根避雷线的计算方法确定。线的计算方法确定。 避雷线间的保护计算方法避雷线间的保护计算方法第三节第三节 雷电侵入波防护雷电侵入波防护一、变电所进线段保护一、变电所进线段保护 目的：是防止进入变电所的架空线路在目的：是防止进入变电所的架空线路在近区遭受直接雷击，并对由远方输入的近区遭受直接雷击，并对由远方输入的雷电侵入波通过雷电侵入波通过避雷器或电缆线路，串避雷器或电缆线路，串联电抗器等将其过电压数值限制到一个联电抗器等将其过电压

9、数值限制到一个对电气设备没有危险的较小数值。对电气设备没有危险的较小数值。第三节第三节 雷电侵入波防护雷电侵入波防护 具体措施：具体措施： 对于对于3kV 10kV3kV 10kV配电装置其进线防雷保护和母配电装置其进线防雷保护和母线防雷保护的接线方式：线防雷保护的接线方式： 35kV110kV35kV110kV架空线路，如果未沿全线架设避雷架空线路，如果未沿全线架设避雷线，则应在变电所线，则应在变电所1km2km1km2km的进线段架设避雷的进线段架设避雷线，其保护角不宜超过线，其保护角不宜超过20200 0，最大不应超过，最大不应超过30300 0。 35kV110kV35kV110kV线

10、路如果有电缆进线段，在电缆与线路如果有电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器，其接地端架空线的连接处应装设阀型避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。应与电缆的金属外皮连接。第三节第三节 雷电侵入波防护雷电侵入波防护二、变电所母线防雷保护二、变电所母线防雷保护 3kV10kV3kV10kV变电所应在每组母线和架空进变电所应在每组母线和架空进线上都装设阀型避雷器。线上都装设阀型避雷器。35kV35kV及以上变及以上变电所具有架空进线的每组母线上都必须电所具有架空进线的每组母线上都必须装设避雷器。避雷器与主变压器及其他装设避雷器。避雷器与主变压器及其他被保护电气设备的电气距离应不超过有

11、被保护电气设备的电气距离应不超过有关规程的要求。关规程的要求。第三节第三节 雷电侵入波防护雷电侵入波防护三、变压器中性点防雷保护三、变压器中性点防雷保护 中性点直接接地系统中，中性点不接地的变压中性点直接接地系统中，中性点不接地的变压器，如变压器中性点的绝缘按线电压设计，但器，如变压器中性点的绝缘按线电压设计，但变电所为单进线且为单台变压器运行，则中性变电所为单进线且为单台变压器运行，则中性点应装设防雷保护装置；如变压器中性点绝缘点应装设防雷保护装置；如变压器中性点绝缘没有按线电压设计，则无论进线多少，均应装没有按线电压设计，则无论进线多少，均应装设防雷保护装置。设防雷保护装置。 中性点小接地

12、电流系统中的变压器，一般不装中性点小接地电流系统中的变压器，一般不装设中性点防雷保护装置；但多雷区单进线变电设中性点防雷保护装置；但多雷区单进线变电所宜装设保护装置；中性点接有消弧线圈的变所宜装设保护装置；中性点接有消弧线圈的变压器，如有单进线运行可能，也应在中性点装压器，如有单进线运行可能，也应在中性点装设保护装置。设保护装置。第三节第三节 雷电侵入波防护雷电侵入波防护四、配电变压器防雷保护四、配电变压器防雷保护 3kV10kV3kV10kV配电变压器装设阀式避雷器保配电变压器装设阀式避雷器保护。护。 35kV/0.4kV35kV/0.4kV配电变压器其高低压侧均应配电变压器其高低压侧均应装

13、设阀式避雷器保护，以防止低压侧雷装设阀式避雷器保护，以防止低压侧雷电侵入波击穿高压侧绝缘。电侵入波击穿高压侧绝缘。第四节第四节 过电压保护设备过电压保护设备一、保护间隙一、保护间隙 是由两个金属电极构成的较简单的防雷是由两个金属电极构成的较简单的防雷设备。固定在绝缘子上的电极一端和带设备。固定在绝缘子上的电极一端和带电部分相连，另一个电极则通过辅助间电部分相连，另一个电极则通过辅助间隙与接地装置相连接，辅助间隙的作用，隙与接地装置相连接，辅助间隙的作用，主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成短路时，不致引起线路接地。短路时，不致引起线路接地。 按结构的不同分为棒型

14、、球型、角型等。按结构的不同分为棒型、球型、角型等。第四节第四节 过电压保护设备过电压保护设备二、阀型避雷器二、阀型避雷器1 1、普通阀型避雷器、普通阀型避雷器 是指碳化硅阀式避雷器是指碳化硅阀式避雷器（1 1）结构及工作原理）结构及工作原理 主要由若干火花间隙和金刚砂阀性电阻主要由若干火花间隙和金刚砂阀性电阻盘串联组成。盘串联组成。（2 2）型号及用途）型号及用途第四节第四节 过电压保护设备过电压保护设备 2 2、磁吹阀型避雷器、磁吹阀型避雷器 是由间隙和阀片串联组成，但是间隙的是由间隙和阀片串联组成，但是间隙的结构形状与普通阀型避雷器不同，而且结构形状与普通阀型避雷器不同，而且增加磁吹部分使电弧在磁场作用下被拉增加磁吹部分使电弧在磁场作用下被拉长，得到更好的去游离，使电弧易于熄长，得到更好的去游离，使电弧易于熄灭。灭。 国产的磁吹避雷器结构形