第讲防雷保护.ppt

第3讲 防雷保护 3．1 防雷装置的种类与作用 1.大气过电压 由于雷云放电或雷电感应引起的过电压，称为大气过电压，也叫雷电过电压。它与电力系统本身运行情况无关，因而这种过电压又称为外部过电压。 大气过电压的基本形式 ⑴ 直接雷过电压 雷云直接击中房屋、杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体而泄入大地，在该物体上将产生很高的电压降，称为直接雷过电压。 ⑵ 感应雷过电压 当雷击设备或架空线路附近地面时，在设备或导线上由于静电感应和电磁感应而产生的过电压，称为感应雷过电压。 ⑶ 侵入波过电压 它是指由于架空线路或架空金属管道上遭受直接雷或感应雷而产生的高压冲击雷电荷，可能沿线路或管道侵入室内。 2.常用防雷装置的种类和作用 防雷工作包括电气设备的防雷和建（构）筑物的防雷两大内容： 电气设备的防雷主要包括发电厂、变配电所和架空电力线路的防雷； 建（构）筑物的防雷则分工业和民间两大类，它们按危险程度和设施的重要性又可分成三种类型。 避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器都是经常采用的防雷装置。一套完善的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。 （1）避雷针 利用尖端放电原理，使其保护范围内所有电气设备或建筑物免遭直击雷的破坏，主要用于发电厂、变电站等电气设备及建（构）筑物的直接雷防护 。 避雷针是由接闪器（针尖），接地引下线和接地装置三部分组成。 注意：避雷针是把雷招引过来而不是避开！ 单支避雷针保护： 单支避雷针保护范围，象一个由它所支撑的锥形“帐蓬”，当避雷针的高度为h时，帐蓬的上半部空间为从针顶向下作45o的斜线，在距地面h/2处转折，与地面上距针底1.5h处的连线构成保护空间的下部。避雷针在地面上的保护半径按下式计算： r=1.5h 式中 r—保护半径（m）；h—避雷针的高度（m） 在被保护物高度hx水平面上的保护半径按下式确定： 当hx≥h/2时：rx =(h-hx)P=haP 当hx＜h/2时：rx =(1.5h-2hx)P 式中：rx —避雷针在hx水平面上的保护半径（m）； hx—被保护物的高度（m）； ha—避雷针的有效高度（m）； P—高度影响系数，h≤30m时，P＝1，30＜h≤120m时，P＝5.5／当h＞30m，rx需要乘以P，P＜1，它说明当针高超过30m时，其保护范围不再随针高成正比增加。一个有效地扩大保护范围的作法是采用多支（等高或不等高）避雷针。 两支等高避雷针保护： 两支等高避雷针的保护范围按下列方法确定： 两针外侧保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。 两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部最低点O的圆弧确定，圆弧半径为Ro，O点的高度应按下式计算： ho=h-D/7P 式中ho—两针间保护范围上部边缘最低点的高度（m ）；D—两针间的距离（m ）。 若两针间的高度为hx，水平面上保护范围一侧的最小宽度bx按下式计算： bx=1.5(ho-hx) 式中bx—保护范围一侧最小宽度（m）。 若bx位于两针连线的中点，已知bx后，则在平面上可得到（D/2，bx），由这点至半径rx的园作切线，便可得到保护范围。 保护变配电装置用的避雷针，两针间距离与针高之比D/h不宜大于5，保护第一类工业建筑物时，D/h不宜大于4，否则bx太小。 多支等高避雷针的保护： 三支等高避雷针所形成的三角形外侧保护范围，应分别按两支等高避雷针的计算方法确定。若可使三角形内被保护物的最大高度hx水平面上，各相邻避雷针间保护范围一侧的最小宽度bx≥0时，全部面积即能够受到保护。 四支和超过四支等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或几个三角形，然后分别按三支等高避雷针的方法计算。 （2）避雷器 避雷器是用来限制过电压、保护电气设备绝缘的电器。 避雷器接于导线和地之间，与被保护设备并联。 注意：正常情况下，避雷器中无电流流过。一旦线路上传来危及被保护设备绝缘的过电压波时，避雷器立即动作，使雷电波电荷泄入大地，将过电压限制在一定的水平。当过电压作用过去以后，避雷器又能自动切断工频续流，使电力系统恢复正常工作。 讨论： 避雷器的击穿特性如何与系统可靠运行匹配？