第五章过电压保护.ppt

内容提要： 本章比重占5% 第一节 过电压概念 第二节 直接雷击过电压保护 第三节 雷电侵入波防护 第四节 过电压保护设备 过电压概念 过电压的分类(1) 一般把电力系统的过电压分为雷电过电压和内部过电压两大类。 (1)雷电过电压与气象条件有关，是外部原因造成的，因此又称为大气过电压或外部过电压 (2)内部过电压是由电力系统内部能量的传递或转化引起的，与电力系统内部结构，各项参数，运行状态，停送电操作和是否发生事故等多种因素有关。 过电压的分类(2) 雷电过电压：直接雷击过电压 雷电反击过电压 感应雷过电压 雷电侵入波过电压 内部过电压：工频过电压 谐振过电压 操作过电压 过电压的分类(3) 谐振过电压：线性谐振过电压 非线性谐振过电压 参数谐振过电压 操作过电压：切、合空载长线路过电压 切、合空载变压器过电压 开断感应电动机过电压 开断并联电容器过电压 雷电过电压 雷云的形成 雷电放电 两块带异号电荷的雷云，互相接近，空气绝缘击穿，空中发生闪电；雷云较低，附近没有带异号电荷的雷云，雷云对地放电，特别是地面上的高大树木高大建筑物。 雷电放电的三个阶段(1) 雷电放电的三个阶段(2) 雷电放电的三个阶段(3) 直接雷击过电压保护 为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针或避雷线 为了防止直接雷击高压架空线路，一般多采用架空避雷线(俗称架空地线) 避雷针原理、组成 避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。 避雷针的组成：接闪器（避雷针的针头）、引下线和接地体。 避雷针的保护范围：指被保护物在此空间范围内不致遭受雷击。“保护范围”只具有相对的意义，不能认为在保护范围内的物体就完全不受雷直击。 避雷针保护范围(1) 避雷针保护范围(2) rx为避雷针hx在水平面上的保护半径，m； h为避雷针的高度，m； hx为被保护物的高度，m； p为高度影响系数： 当h≤30m时，p=1； 当30m＜h≤120m时，p＝5.5/ sqrt（h） 当h＞120m时，按120m计算。 避雷针保护范围(3) 避雷针保护范围(4) 避雷线 避雷线（也称架空地线）是由悬挂在空中的水平接地导线、接地引下线和接地体组成，其作用原理与避雷针相同，主要用于输电线路的保护，也可以用来保护发电厂和变电所。避雷线的保护范围的长度与线路等长，而且两端还有其保护的半个圆锥体空间，特别适宜于保护架空线路及大型建筑物。 避雷线的保护范围 两根避雷线的保护范围(1) 两根避雷线的保护范围(2) 两避雷线的外侧保护范围，按照单根避雷线的计算方法确定； 避雷线间的保护计算方法：由通过两避雷线1，2及保护范围上部边缘最低点O的圆弧确定，这时O的高度ho按下式计算： ho＝h－D/4p D为两避雷线间的距离，m； 过电压保护设备 高压电力系统内一般使用保护间隙、阀型避雷器和排气式避雷器作为防雷保护 保护间隙目的是为了使工频续流电弧在电动力和上升热气流的作用下向上运动并拉长，有利电弧的自行熄灭。保护间隙虽有一定的限制过电压的效果，但不能避免供电中断。 其优点是；结构简单、价廉； 主要缺点是熄弧能力低，与被保护设备的伏秒特性不易配合，动作后产生截波，不能保护带绕组的设备，往往需要与其它保护措施配合使用。 阀型避雷器 普通阀式避雷器、磁吹阀型避雷器和金属氧化物阀型避雷器 普通阀式避雷器(FZ系列)，主要由多个平板型火花间隙、低温阀片、并联分路电阻、瓷套、均压环等组成。 工作原理：当避雷器上过电压的瞬间时值达到放电间隙的冲击放电电压时，间隙击穿，过电压波被截断，这时避雷器呈现为小电阻。冲击电流通过后将产生工频续流，此时工作电压远低于冲击电压，阀式电阻急剧增大，续流受到限制，电弧迅速熄灭。 型号及用途 普通碳化硅阀型避雷器常用的有FZ和FS两种型号 FZ为站用避雷器，其结构除了平板火花间隙和阀片电阻外，在火花间隙旁并联有均压电阻。多用于发电厂和变电所的电气设备防雷保护 FS为配电用避雷器，火花间隙旁