第6章变电站防雷保护与接地(答案)

第7章 变电站的防雷保护与接地习题答案
1.大气过电压的形式有几种？
答：雷云对大地的放电，将产生有很大破坏作用的大气过电压，其基本形式有三种：直击雷过电压（直击雷）、感应过电压（感应雷）、侵入波（行波）过电压。

2.简述避雷针和避雷线的作用和结构。

答：避雷针作用是吸引雷电，并安全导入大地，从而保护了附近的建筑和设备免受雷击。

避雷针由接闪器、引下线、接地体三部分组成。

避雷线主要用来保护架空线路。

它由悬挂在空中的接地导线，接地引下线和接地体组成。

3.避雷器的作用是什么？有几种类型？
答：避雷器是防止雷电波侵入的主要保护设备，与被保护设备并联。

当雷电冲击波侵入时，避雷器能及时放电，并将雷电波导入地中，使电气设备免遭雷击。

而过电压消失后，避雷器又能自动恢复到初始状态。

同时避雷器还能保护操作过电压。

常见的避雷器有阀型避雷器、管型避雷器、保护间隙和金属氧化物避雷器。

4.简述氧化锌避雷器的特点。

答：氧化锌避雷器由中间有孔的环形氧化锌阀片组成，孔中有一根有机绝缘棒，两端用螺栓紧固。

内部元件装入瓷套内，上、下两端各用一个压紧弹簧压紧。

瓷套两端法兰各有一个压力释放口，当避雷器内部发生故障时，可将内部高压力释放出来，以防瓷套爆炸。

阀片具有较理想的伏安特性，当作用在氧化锌阀片上的电压超过某一值（此值称为动作电压）时，阀片将“导通”，而后在阀片的残压与流过其本身的电流基本无关。

在工频电压下，阀片的电阻值极大，能迅速抑制工频续流，因此可以不串联火花间隙来熄灭工频续流引起的电弧。

阀片通流能力强，阀片直径小。

金属氧化物避雷器具有无间隙、无续流、体积小、重量轻等优点，而且保护性能好，阀片的残压比阀型避雷器的低。

由于雷电流通过氧化锌避雷器没有工频续流的问题，因此可以承受多重雷击。

5. 变电站对直击雷的防护，采取何种措施？有什么原则？
答：。

变电站对直击雷的防护，一般装设避雷针。

装设避雷针应考虑两个原则：所有被保护的设备均应处于避雷针的保护范围之内，以免受到直接雷击；防止反击。

6.什么是反击，防止反击采取什么措施？
答：当雷击避雷针后，雷电流沿引下线入地时，对地电位很高，如果它与被保护设备之间的绝缘距离不够，就有可能在避雷针受雷击之后，从避雷针至被保护设备发生放电，这种情况叫逆闪络或反击。

为防止反击，避雷针和被保护物之间应保持足够的安全距离S K ，被保护物的外壳和避雷针的接地体在地中的距离S d 分别应满足下式的要求：
h R S Sh K 1.03.0+> （m ）
Sh d R S 3.0 （m ）
式中R sh 为避雷装置的冲击接地电阻（Ω）；h 为被保护设备的高度。

7. 防止侵入变电站的行波损坏电气设备，应采取什么措施？
答：为防止侵入变电站的行波损坏电气设备，应从两方面采取保护措施：一是使用阀型避雷器；二是在距离变电站适当距离内装设可靠的进线保护。

8.画图说明变配电站进线段过电压保护应采取何方法，并说明保护元件的作用。

答：
图为35～110千伏无避雷线线路的变电站进线段的保护接线。

进线段长度为1~2千米，其接地电阻应小于10欧。

进线段的避雷线保护角α不宜超过20°，最大不应超过30°，以减少在这一段发生绕击的可能性。

当雷击进线段以外的导线上，由于导线的波阻抗和避雷器串联，故有限流作用，使流过变、配电所的避雷器幅值不超过5千安。

在图中，对铁塔和铁横担、瓷横担的钢筋混凝土杆线路，以及全线有避雷线的线路，其进段首端，一般不装设管型避雷器FE1。

只在对冲击绝缘水平较高的线路上（如木杆线路时）才装设，其接地电阻不宜超过10欧。

目的是为了限制流过变、配电所内阀型避雷器的雷电流幅值不超过5KA 。

在靠近隔离开关或断路器处装设一组管型避雷器FE2。

当雷击线路时，雷电波沿线路传播到隔离开关或断路器断开处产生反射而电压升高。

这种过电压使断开处设备发生闪络，这样在线路侧带电的情况下，将会引起工频短路，将绝缘支座烧毁，威胁设备安全运行，故必须装设FE2加以保护。

9. 接地的一般要求有哪些？
答：一般要求。

①为保证人身和设备安全，电气设备的外壳宜接地。

交流电气设备应充分利用自然接地体，但应校验自然接地体的稳定。

②直流电力回路中，不应利用自然接地体作为电流回路的接地线或接地体。

③设计安装接地装置时，应考虑土壤干燥或冻结等季节变化的影响，接地电阻在一年四季中均能保证所要求的电阻值。

④不同用途和不同电压的电气设备，除另有规定外，应使用一个总的接地体。

但电气设
图 变电所进线保护
备的工作接地和保护接地，应与防雷接地分开，并保持一定的安全距离以防止雷击。

⑤在中性点直接接地的供用电系统中，应装设能迅速自动切除接地短路故障的保护装置。

在中性点非直接接地的供用电系统中，应装设能迅速反应接地故障的信号装置，必要时，也可装设延时自动切除故障的装置。

10. 简述电气装置中必须接地的部分。

答：（1）电机、变压器、断路器及其他电气设备的金属底座、外壳；
（2）断路器、隔离开关等电气装置的操作机构；
（3）配电盘与控制盘的柜架；
（4）电流互感器及电压互感器的二次线圈；
（5）室内及室外配电装置的金属构架；
（6）电力电缆的金属外皮；电缆终端头金属外壳；导线的金属保护管等。

（7）居民区内，无避雷线的小接地电流线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆；
（8）有架空避雷线的电力线路杆塔；
（9）装在配电线路构架上的电气设备的金属外壳；
（10）避雷针，避雷器，避雷线及各种过电压保护间隙。

11. 电气设备接地电阻值如何确定？
答：
电压在1KV及以上的大接地短路电流系统。

规程规定接地装置接地电阻在一年内任何季节均不超过0.5欧即可。

电压在1KV及以上的小接地短路电流系统。

接地电阻也不允许超过10欧。

1KV以下中性点直接接地系统。

1KV以下的中性点直接接地的三相四线制系统，发电机和变压器的中性点接地装置的接地电阻，不应大于4欧。

容量不超过100千伏安时，接地电阻要求不大于10欧。

零线的每一重复接地的接地电阻不应大于10欧。

容量不超过100千伏安，且当重复接地点多于三处时，每一重复接地装置的接地电阻可不大于30欧。

1KV以下的中性点不接地系统。

规定其接地电阻不大于10欧。