高电压技术：8 雷电及防雷装置4、5

1、8.4 避雷器避雷器是防止过电压损坏电力设备的保护装置。它的实质是一个放电器，当雷电入侵波或操作波超过某一电压值后，避雷器将优先于与其并联的被保护电力设备放电，从而限制了过电压，使与其并联的电力设备得到保护。避雷器放电时，强大的冲击电流泄入大地，大电流过后，工频电流将沿原冲击电流的通道继续流过，此电流称为工频续流。基本技术要求：一、过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电；二、具有一定的熄弧能力，以便可靠切断在第一次过零时的工频续流。 避雷器的类型：保护间隙、管式避雷器和阀式避雷器8.4.1 保护间隙 保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低，使过电压波被限制到保护间隙F的击穿电压Ub

2、。缺点： 1）在一定程度上限制 过电压；2）伏秒特性很陡；3）产生大幅值的截波。我国常用于3-10kV电网中。8.4.2 管式避雷器 实质是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。内间隙在产气材料制成的灭弧管内，灭弧管外再串接一外间隙。 当雷电波使其内外间隙击穿后，冲击电流被导入大地。在系统工频电压作用下，流过短路电流，在电弧的高温作用下，产气材料产生大量气体，灭弧管内压力急速升高，高压气体从喷口喷出，使电弧在1-3周波后工频电流过零时灭弧，供电中断。缺点： 1）工频续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂； 2）伏秒特性陡；3）放电分散性大；4）动作产生截波；5）放电特性受大气条件影响。 应用

3、范围：输电线路弱绝缘、变电所、发电厂的进线保护段。8.4.3 阀式避雷器 阀式避雷器的保护作用主要靠间隙和阀片的相互配合来完成。 当过电压达到间隙动作电压，间隙动作，冲击电流经阀片流入大地。过电压过去后，阀片受到工频电压作用，由于非线性关系，阀片电阻值增高，使流过的工频续流受到限制，并在第一次过零瞬间，由间隙将此续流切断，恢复正常状态。 从间隙击穿到工频续流被切断不超过半个周波，电网在整个过电压发生到受到限制期间均保持正常供电。普通阀式避雷器 由火花间隙和非线性电阻两个基本部件组成。 对工作电阻的首位要求是它应具有良好的非线性伏安特性，即在冲击大电流下，阻值应很小，让冲击电流顺利泄入地下，且残

4、压不高；在工频电流下，阻值要变大，以利灭弧。 把流过避雷器的、一定幅值，一定波形的冲击电流在阀片上产生的最大压降，称为残压。 电力设备的绝缘水平是由避雷器的残压决定的。减少电力设备造价降低绝缘水平降低避雷器残压减少阀式避雷器的阀片提高间隙灭弧能力磁吹阀式避雷器。磁吹式避雷器 采用了灭弧能力较强的磁吹火花间隙和通流能力较大的高温阀片。 磁吹，即利用磁场电弧的电动力作用，使电弧拉长或旋转，以提高间隙灭弧能力。金属氧化物避雷器（MOA）氧化锌(ZnO)，具有极其优异的非线性特性。优点： 1）可省去串联火花间隙，结构大大简单； 2）具有极好的非线性伏安特性，保护性能优越；3）无续流、动作负载轻、能重复

5、动作实施保护；4）流通容量大，能制成重载避雷器；5）耐污性好。8.5 防雷接地 接地：就是把设备与电位参照点的地球作电气上的连接，使其对地保持一个低的电位差。 电力系统的接地分为四类：1）工作接地：正常工作需要而设置的接地。0.510 2）保护接地：为了保护人身安全金属接地。110 3）防雷接地：将雷电流顺利泄如地下，以减小它所引起的过电压。4）静电接地：防止可燃物场所的金属物体畜有静电后，爆发火花引起火灾而将金属物体接地。接地电阻：把接地点处的电位与接地电流的比值定义为该点的接地电阻。它是大地电阻效应的总和。接地装置：埋入地中的金属接地体称为接地装置。由于金属的电阻率远小于土壤的电阻率，所以接地体本身的电阻在接地电阻中可以忽略不计。注意！接地电阻不是接地导体的电阻，接地电阻实质上是接地电流在地中流散时土壤所呈现的电阻，与土壤电阻率和接地体形状有关。典型接地体的工频接地电阻计算公式：1.垂直接地体 (土壤电阻率、接地体长度和直径)2.水平接地体 （接地体总长度、深度、直径、屏蔽系数）3.接地网 （接地体总长度、总面积） 同一接地网在冲击和工频电流作用下，将具有不同的阻抗，用接地系数表示。 小 结几个重要概念：工频续流、避雷器残压、接地电阻、接地装置。保护间隙与被保护绝缘并联，它