雷电及防雷保护装置[精选].ppt

第九章 雷电及防雷保护装置 （2学时） 9.1 雷云放电及雷电过电压 9.1.1 雷云的产生和雷电放电过程 9.1.2 雷击时的等值电路 9.2 雷电参数及雷电活动特性 9.2.1 雷电流幅值和波形 9.2.2 雷暴日和雷暴小时 9.2.3 地面落雷密度和输电线路落雷次数 9.3 避雷针和避雷线 9.3.1 避雷针的保护范围 9.4 避雷器 9.5 接地技术与接地装置 9.5.1 接地和接地电阻的概念 9.5.2 接地的分类 图 9－21 氧化锌电阻片的伏安特性 二 ZnO避雷器的主要优点 与普通阀型避雷器相比，ZnO避雷器具有优越的保护性能。 (1)???无间隙 在正常工作电压下，ZnO电阻片相当于一绝缘体，工作电压不会使ZnO电阻片烧坏，因此可以不用串联火花间隙。由于实现了无间隙，因此其结构简单，体积缩小，重量轻（较SiC同类产品轻50%），而且避免了SiC避雷器由于瓷套外污秽、内部气压变化等因素而使串联火花间隙电压分布不均、放电电压不稳的缺点。 同时，无间隙结构也大大改善了陡波响应特性，不存在间隙放电电压随雷电波陡度增大而增大的问题，提高了保护的可靠性，特别适合于伏秒特性平坦的SF6组合电器和气体绝缘变电站（GIS）的保护。 (2)?? 无续流 当电网中出现过电压时，通过避雷器的电流增大，ZnO电阻片上的残压受其良好的非线性特性控制；当过电压作用结束后，ZnO电阻片又恢复绝缘体状态，续流仅为微安级，实际上可认为无续流。所以在雷电或内部过电压作用下，只需吸收过电压的能量，而不需吸收续流能量，因而动作负载轻；再加上ZnO阀片的通流容量远大于SiC阀片，所以ZnO避雷器具有耐受多重雷击和重复发生的操作过电压的能力。 (3)????电气设备所受过电压能量可以降低 虽然在10kA雷电流下的残压值ZnO避雷器与SiC避雷器相同，但由于后者只在串联火花间隙放电后才有电流流过，而前者在整个过电压过程中都有电流流过，因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压幅值。例如，某500kV变电站的计算结果为：当雷电流是150kA（2/70μs）时，过电压下降6%~13%；当雷电流是100kA时，过电压下降6%~11%。如雷电流波头取为0.8μs，过电压可下降13%~20%。 (4)?? 通流容量大 ZnO避雷器的通流能力，完全不受串联间隙被灼伤的制约，仅与阀片本身的通流能力有关。实测表明：ZnO电阻片单位面积的通流能力要比SiC阀片大4~4.5倍，因而可用来对内部过电压进行保护。还可很容易地采用多阀片柱并联的办法进一步增大通流容量，制造出用于特殊保护对象的重载避雷器，解决长电缆系统、大容量电容器组等的保护问题。 (5)????易于制成直流避雷器 因为直流续流不象工频续流一样存在自然零点，所以直流避雷器如用串联间隙就难以灭弧。ZnO避雷器没有串联间隙，所以易于制成直流避雷器。 三、ZnO避雷器的电气性能 由于ZnO避雷器没有串联火花间隙，也就没有灭弧电压、冲击放电电压等特性参数，但也有某些独特的电气特性。 (1)??? 额定电压 指避雷器能短期耐受的最大工频电压有效值。在系统中发生短时工频电压升高时（此电压直接施加在ZnO电阻片上），避雷器应能正常可靠地工作一段时间（完成规定的雷电及操作过电压动作负载、特性基本不变、不会出现热损坏）。 (2)??? 最大持续运行电压 指避雷器能长期持续运行的最大工频电压有效值。它一般应等于系统的最高运行相电压。 (3)?? 起始动作电压（又称参考电压或转折电压） 大致位于ZnO电阻片伏安特性曲线由小电流区上升部分进人大电流区平坦部分的转折处，可认为避雷器此时开始进入动作状态以限制过电压。通常以通过1mA工频阻性电流分量峰值或直流电流时的电压U1mA作为起始动作电压。 (4)??? 压比 指避雷器在波形为8/20μs的冲击电流规定值（例如10kA）作用下的残压U10kA与起始动作电压U1mA之比。压比（U10kA/U1mA）越小，表明非线性越好，通过冲击大电流时的残压越低，避雷器的保护性能越好。目前产品制造水平所能达到的压比约为1.6~2.0。 (5)?? 荷电率 指最大长期工作电压的幅值与起始动作电压之比。它是表示电阻片上电压负荷程度的一个参数。设计ZnO避雷器时为它选择一个合理的荷电率是很重要的，应综合考虑电阻片特性的稳定度、漏电流的大小、温度对伏安特性的影响、电阻片预期寿命