高压电工证培训课件(第6章电力系统过压)

第六章 电力系统过电压
直击雷、感应雷和雷电波的概念
雷电过电压的形成
先导放电
主放电
余辉放电
第六章 电力系统过电压
直击雷、感应雷和雷电波的概念
直击雷：雷电直接击中建筑物或其他物体，对其放电，强大的雷 电流通过这些物体入地，产生破坏性很大的热效应和机械效应
感应雷：由于静电感应和电磁感应使周围的物体产生的过电压
第六章 电力系统Hale Waihona Puke Baidu电压
避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求
引下线：连接接闪器与接地装置的金属导体 材料：用镀锌圆钢或镀锌扁钢 一般规格要求 ： 圆钢8mm
扁钢48mm2，厚度4mm 烟囱上的引下线：圆钢12mm
扁钢100mm2，厚度4mm 连接要求：接闪器与引下线连接采用焊接
接地电阻：工频接地电阻一般要求不超过10Ω
平均雷暴日40天以上的地区，接地电阻不超过30Ω
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
单支避雷针的保护范围及计算方法
hx h / 2 hx h / 2
rx (h hx ) ph rx (1.5h 2hx ) ph
ph：高度影响系数
h 30m
ph 1
30m h 120m ph 5.5 / h
第六章 电力系统过电压
单支避雷针的保护范围及计算方法
阀型避雷器和氧化锌避雷器
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第六章 电力系统过电压
常用防雷设备的作用和工作原理
避雷针：改变原来可能通过被保护物的雷云放电通路，将雷电方 向吸引到避雷针，雷云向避雷针放电，使被保护物免受直击雷击。
避雷线： 架设在架空线路上，保护架空线路 免受直击雷击。又称为“架空地线”
避雷线一般用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。
第六章 电力系统过电压
大于避雷器高度的1.5% 接地引下线应尽量短而直
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求
避雷针：镀锌圆钢或镀锌钢管，上部制作成针尖。
直径要求： A、针长1m以下：圆钢为12mm 钢管为16mm B、针长1～2m ：圆钢为16mm 钢管为25mm C、烟囱顶上的针：圆钢为20mm
第六章 电力系统过电压
避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求
第六章 电力系统过电压
变、配电所的防雷措施、防雷原理
3~10kV变、配电所每组母线和架空线路上都必须装设阀型避雷器。 10kV避雷器与变压器的最大电气距离（如，2条进线距离是23m）。 多雷区，如变压器高压侧电压35kV以上，则高低压侧均应装避雷器。 重要用户，全部采用电缆供电；其次，架空线加避雷器；再次，绝缘 子铁脚接地。
第六章 电力系统过电压
架空电力线路的防雷措施和工作原理
架设避雷线： 35kV以下线路不用避雷线； 35~110kV变电站出线处架设1~2km； 重要的110kV线路全线架设； 220kV线路全线架设； 330kV以上线路全线架设双避雷线。
加强线路绝缘： 用瓷横担、高一等级的绝缘子（增加绝缘子数目） 杆塔接地： 接地电阻愈小愈好
电力系统过电压的概念和分类
分 类：外部过电压 内部过电压
过电压
直击雷
外部过电压
雷电过电压 （大气过电压）
感应雷 雷电波
工频电压升高
暂时过电压
内部过电压
谐振过电压
操作过电压
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
避雷器的类型及原理
阀型避雷器
原理：没有雷电过电压作用时，间隙具有足够的绝缘强度
出现过电压且过电压值超过间隙的放电击穿电压 时，间隙将首先击穿，冲击电流经阀片电阻入地
过电压消失以后，非线性阀片电阻在工频续流下 将变大，工频续流被减小直至切断，系统恢复正 常运行。
第六章 电力系统过电压
保护效果： 同等高度的避雷针，平原的保护范围大于山区的保护范围 工程上多采用两支或多只避雷针，扩大保护范围
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
氧化锌避雷器特点和安装要求
原理： 氧化锌与其他金属氧化物构成的非线性电阻 正常工作电压下，具有极高的电阻，呈绝缘状态； 电压超过启动值时，电阻变为极小，呈“导通”状态； 过电压消失后，恢复高电阻状态。
特点： 动作迅速、通流量大、残压低、无续流、伏安特性好 安装要求： 垂直安装，中心线与安装位置中心线的垂直偏差不应
雷电波：输电线路上遭受直击雷或发生感应雷，雷电波沿着输电 线侵入变、配电所或电气设备
第六章 电力系统过电压
直击雷、感应雷和雷电波的概念
雷电活动强度可以用雷暴日来衡量
年平均雷暴日： 指某地区一年中有雷电放电的天数， 一天中只要听到一次以上的雷声就算一个雷暴日
少雷区：平均年雷暴日数不超过15的地区。 中雷区 ： 平均年雷暴日数超过15但不超过40的地区。 多雷区 ：平均年雷暴日数超过40但不超过90的地区。 雷电活动特殊强烈地区 ： 平均年雷暴日数超过90的地区及根 据运行经验雷害特殊严重的地区。
第六章 电力系统过电压
避雷器的作用、类型及原理
作用： 防止线路上传来的雷电过电压、操作过电压 的侵入波伤害被保护设备
避雷器与被保护设备并联
分类： 阀型避雷器 管型避雷器 氧化锌避雷器
第六章 电力系统过电压
避雷器的原理
保护原理： 实质就是一个放电器，对地放电，泄放能量，限制过电压。
当过电压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。
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
直击雷、感应雷和雷电波的概念
雷电过电压的形成
强气流使云中水滴摩擦，较大的水滴带正电， 而较小的水滴带负电； 水滴结冰时，冰粒上会带正电，剩余的水将 带负电。 带负电的小水滴被气流携走，于是云的各个 部分有不同的电荷。
第六章 电力系统过电压
直击雷、感应雷和雷电波的概念
雷电过电压的形成
常用防雷设备的作用和工作原理
避雷带和避雷网：沿建筑物装设的带型导体；避雷带纵横敷设成 网络状。
第六章 电力系统过电压
常用防雷设备的作用和工作原理
消雷器：消雷器是由离子化装置、连接线及接地装置三部分组成。
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
线路
外部间隙
动作 指示
产气管 胶木管
器
棒形电极
环行电极 内部间隙
接地
产气管、内部间隙、外部间隙组成。
第六章 电力系统过电压
避雷器的类型及原理
阀型避雷器
组成：非线性阀片电阻、火花间隙
线路
间隙
阀片电阻：碳化硅颗粒组成
阀片电阻
非线性特性：正常电压时阀片电阻很大
过电压时电阻变小，电压越高电阻越小
阀型避雷器内的火花间隙和阀片数量随所保护 设备电压等级升高而增加。
第六章 电力系统过电压
防雷设备的安装要求
避雷针、避雷线：不能装设在人、畜经常通行的地方 多针避雷针之间不宜大于30m 屋顶上单根避雷针的保护角可按60 °确定
管型避雷器：安装前要进行外观检查，灭弧间隙不得任意拆开； 管体闭口端固定，开口端指向下方，倾斜安装； 安装方位应保证排出的气体不会引起相间或对地短路；
安装要求： A、不能装设在人、畜经常通行的地方 B、距离道路或建筑物的出入口应大于3m C、与其他装置保持一定距离：地上不小于5m 地下不小于3m D、在土壤电阻率不大于100Ω·m的地区，独立避雷 针接地电阻不宜超过10Ω E、不得在避雷针构架或电杆上架设低压电力线、通信线
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
常用防雷设备的作用和工作原理
常用防雷设备
接闪器
避雷针 避雷线 避雷带 避雷网
常用防雷设备
保护间隙
避雷器 消雷器
管型避雷器
阀型避雷器 氧化锌避雷器
第六章 电力系统过电压
常用防雷设备的作用和工作原理
接闪器：用金属导体接受雷云放电，通过接地引下线，将雷电流 引导到接地体，向大地释放雷电能量，把雷电流泄放到大地中避 免被保护设置遭到破坏。
第六章 电力系统过电压
避雷器的类型及原理
保护间隙
特点：结构简单 价格便宜 维护方便 保护性能差 灭弧能力小 容易造成接地短路故障 与自动重合闸配合，提高供电可靠性
应用：多用于10kV以下配网 保护电力变压器时，装在高压熔断器的内侧 运行中加强维护检查
第六章 电力系统过电压
避雷器的类型及原理
管型避雷器
考试大纲要求
1、电力系统过电压的概念和分类 2、直击雷、感应雷、高压雷电波的概念 3、常用防雷设备的作用和工作原理 4、避雷针及其引下线的材料、规格和安装要求 5、单支避雷针的保护范围及计算方法 6、避雷器的作用、类型及原理；氧化锌避雷器特点和安装要求 7、架空电力线路的防雷措施和工作原理 8、变、配电所的防雷措施、防雷原理 9、防雷设备的安装要求
第六章 电力系统过电压
电力系统过电压的概念和分类
概念：电力系统中，超过正常工作范围的电压 电力系统中，危及电气设备绝缘的电压
原因：雷击或者电力系统中的操作、事故等
电力系统正常电压不会超过允许最高工作电压 如，10kV允许最高工作电压是12kV。
危害：破坏绝缘、损坏设备、危及人员、影响整个电力系统
第六章 电力系统过电压