2.7_过电压及其防护课件
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《过电压保护》PPT课件
特点:过电压持续时间较长，频率低 . 会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸。 防止措施 :电压互感器组采用V/V接线
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 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。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 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。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
电气安全工程7过电压及其防护
及与其相连的设备1.5米以上； 关闭门窗，以防雷球进入。
7 过电压及其防护 建筑物防雷设计规范 GB 50057 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL／T 620
整理ppt
1° 过电压及其分类
A 过电压及其危害： 过电压是一种电力系统运行中实际运行电压超过设计
允许值的异常现象。 过电压的危害： a 绝缘破坏 b 导致电热设备过电流损坏 c 导致变压器、电动机铁磁损耗增大，发生过热损坏
2° 雷电危害及其防护 建筑物防雷设计规范 GB50057
A 雷电现象及雷电参数 a 雷电过程
整理ppt
b 雷电的参数 ① 雷暴日； ② 雷电流及其幅值、陡度； ③ 雷电冲击过电压； ④ 预计雷击次数（落雷率）。
整理ppt
uc
icRc
Ldic dt
uc
25I H h S
N=kNgAe
Ng＝0．024Td1.3
B 过电压分类：
外部过电压、内部过电压
（大气过电压，操作过电压、谐振与振荡过电压、工
频电压升高）
整理ppt
外部过电压
大气过电压
静电感应过电压 电磁感应过电压
过电压
操作过电压 开、合储能元件
内部过电压
谐振与振荡过电压
工频电压升高
整理ppt
过补偿 不对称故障 甩负荷 中性点漂移 高电压传导 长线电容效应
整理ppt
F 人身防雷 雷爆时尽量少在户外逗留，最好穿不透水的塑料雨
衣，可在汽车、船只或有防雷保护的建筑物内躲避； 离开墙壁或树木8米以上、离开小山、或隆起的小道； 尽量离开海滨、湖滨、河边、池旁、铁丝网、旗杆、
烟囱、宝塔、金属晒衣绳、以及无防雷保护的小建筑物； 在户内尽量离开电源线、电话线、电视机天线、以
7 过电压及其防护 建筑物防雷设计规范 GB 50057 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL／T 620
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1° 过电压及其分类
A 过电压及其危害： 过电压是一种电力系统运行中实际运行电压超过设计
允许值的异常现象。 过电压的危害： a 绝缘破坏 b 导致电热设备过电流损坏 c 导致变压器、电动机铁磁损耗增大，发生过热损坏
2° 雷电危害及其防护 建筑物防雷设计规范 GB50057
A 雷电现象及雷电参数 a 雷电过程
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b 雷电的参数 ① 雷暴日； ② 雷电流及其幅值、陡度； ③ 雷电冲击过电压； ④ 预计雷击次数（落雷率）。
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uc
icRc
Ldic dt
uc
25I H h S
N=kNgAe
Ng＝0．024Td1.3
B 过电压分类：
外部过电压、内部过电压
（大气过电压，操作过电压、谐振与振荡过电压、工
频电压升高）
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外部过电压
大气过电压
静电感应过电压 电磁感应过电压
过电压
操作过电压 开、合储能元件
内部过电压
谐振与振荡过电压
工频电压升高
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过补偿 不对称故障 甩负荷 中性点漂移 高电压传导 长线电容效应
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F 人身防雷 雷爆时尽量少在户外逗留，最好穿不透水的塑料雨
衣，可在汽车、船只或有防雷保护的建筑物内躲避； 离开墙壁或树木8米以上、离开小山、或隆起的小道； 尽量离开海滨、湖滨、河边、池旁、铁丝网、旗杆、
烟囱、宝塔、金属晒衣绳、以及无防雷保护的小建筑物； 在户内尽量离开电源线、电话线、电视机天线、以
过电压及防护 ppt课件
dq udC uC0dx
dq dC
dx
充电电流 i dt u dt uC0 dt
(1)
16
第七章 过电压及防护
充电电流
dq dC dx i dt u dt uC0 dt
(1)
行波前进了dx距离， 磁通的增加量：
d idL iL0dx
d dL
dx
u
6000km (20ms)
13
第七章 过电压及防护
波沿均匀无损单导线传播示意图 u,i
t=0
E
x
t=0
L0dx
L0dx
L0dx
E
C0dx
C0dx
C0dx
C0dx
14
第七章 过电压及防护
一、波沿均匀无损单导线的传播
1. 均匀无损单导线系统的波阻抗： 线路各点电气参数完全一样； 线路无能量损耗（R0=0，G0=0） 单元等值电路：
t
8
第七章 过电压及防护
(2) 等值斜角平顶波
i I
0 T1
t
i at(t T1) i aT1 I (t T1)
9
第七章 过电压及防护
(3) 等值半余弦波
i
I
0.5I
0 T1
t
i I (1 cost)
2
T1
10
第七章 过电压及防护
第二节 雷电冲击波 沿导线的传播
L0dx C0dx
L0dx C0dx
L0dx
15
第七章 过电压及防护
x
L0 dx C0dx
dx
i
L0 dx
u C0dx
过电压及其防护(精)
变电站雷击来源
雷电冲击波 沿线路入侵 雷电直击 变电所
u
3.4 变电站雷电防护
变电所直击雷防护
• 避雷针——在变电所内安装数根避雷针 联合保护。 • 避雷线——在变电所内主接线上方安装 数根避雷线联合保护。
3.4 变电站雷电防护
变电所直击雷防护—独立避雷针
• 为防止雷击避 雷针后引起的 反击，独立避 雷针与变电所 构架的空气距 离s1和接地体距 离s2不应小于规 程的要求。 • 35kV及以下等 级变电所必须 安装独立避雷 针。
Z1 Z 2 2 u 2i i Z2 2 Z Z 1 2 Z1 2
1
i Z1 u Z2 A Z2 u
+ 2i Z1 Z 2/2 u
• 将Z1、Z2带入可得 u≈100i， 这也是有关规程中推荐的公 式。
3.3 输电线路雷电防护
雷击情况分析—绕击
• 在悬挂有避雷线的情况下， 雷电还有可能绕过避雷线击 中导线，这种情况称作绕击。 • 图中φ称为保护角，φ越小则 绕击概率越低、保护越完善， 在必要的情况下甚至需要负 的保护角φ。 • 注意参考“避雷线保护范围” 部分的内容。
3.4 变电站雷电防护
变电所侵入波防护—避雷器与 待保护变压器间距离的影响
• 由于假设变压器开路，波头 到达变压器后折射波是入射 波的2倍。 • 图中给出的是最坏的情况， 变压器事实上没有得到有效 保护，其承受电压峰值为避 雷器动作电压的2倍。 • 出现这种最坏情况的原因是 避雷器距变压器太远，如果 两者距离接近一些，则变压 器反射波到达避雷器与侵入 波叠加，可以使避雷器动作 提前，降低变压器上承受的 最大电压。
导线上束缚电 荷失去束缚开 始向两侧自由 流动，其电流 在导线波阻抗 上形成过电压
过电压保护ppt课件
想； 间隙动作后会形成截波； 熄弧能力低
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
过电压保护 PPT
第三节
雷电侵入波防护
• 具体措施： • 对于3kV~ 10kV配电装置其进线防雷保护和母 线防雷保护的接线方式： • 35kV~110kV架空线路，如果未沿全线架设避雷 线，则应在变电所1km~2km的进线段架设避雷 线，其保护角不宜超过200，最大不应超过300。 • 35kV~110kV线路如果有电缆进线段，在电缆与 架空线的连接处应装设阀型避雷器，其接地端 应与电缆的金属外皮连接。
第三节
雷电侵入波防护
四、配电变压器防雷保护 • 3kV~10kV配电变压器装设阀式避雷器保 护。 • 35kV/0.4kV配电变压器其高低压侧均应 装设阀式避雷器保护，以防止低压侧雷 电侵入波击穿高压侧绝缘。
第四节
过电压保护设备
一、保护间隙 • 是由两个金属电极构成的较简单的防雷 设备。固定在绝缘子上的电极一端和带 电部分相连，另一个电极则通过辅助间 隙与接地装置相连接，辅助间隙的作用， 主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成 短路时，不致引起线路接地。 • 按结构的不同分为棒型、球型、角型等。
第五章 过电压保护
第一节
过电压概述
• 过电压及其危害 • 电力系统中这种危及绝缘的电压升高称 为过电压。 • 危害：雷击会造成人员伤亡；会造成电 力线路或电气设备绝缘损坏，中断供电， 甚至引起火灾；由于操作不当引起的内 部过电压会引起电气设备绝缘击穿损坏， 造成电力系统的极大破坏。
雷电 过电压
第一节
• 四、内部过电压
过电压概述
第一节
过电压概述
• 工频过电压的特点是持续时间可能较长， 但工频过电压数值并不很大，对电力系 统的正常绝缘危险不大。但是，如果在 发生其他内部过电压的时候，又存在工 频过电压，则过电压更为严重。
过电压及其防护
2、管道等构筑物防电磁感应雷的措施：将平行敷设且其间净距 不到100 mm金属物(如金属管道、电缆金属外皮等)每隔20～ 30 m用金属线跨接起来。如交叉敷设，当交叉者净距小于 100mm或管道接头处不能保持良好的金属接触时，交叉处或连 接处也须用金属线跨接起来。
一、大气过电压及其防护 （一）直击雷过电压的防护 （二）感应雷过电压的防护
（三）电力电容器的过电压保护
1、电容器对加在它两端的电压是很敏感。原因：电力电容器的 容量与电压的平方成正比。
2、什么情况下需要对电容器进行过电压保护：当电网 电压可能超过电容器额定电压的10％时，宜装设过 电压保护，原因：电容器额定电压通常比电网电压 高10％ （四）大电感线圈的过电压保护
1、大电感线圈产生过电压的原因：当切断直流电机的励磁绕组 以及其他大电感线圈时，由于磁场能量不能突变，会在线圈 两端出现过电压。
一、大气过电压及其防护
雷电的形成录像 雷电危害录像 分类：直击雷过电压、感应雷过电压和雷电侵入波三种。
（一）直击雷过电压的防护 直接雷的防护录像
1、定义：指雷云直接对线路或电气设备放电时，雷电流在被击物 阻抗(包括接地电阻)上产生的电压降。 2、直击雷过电压危害：由于雷电流高达数万乃至数十万安，直击 雷过电压可达数千千伏。如此高的电压将可能击穿线路或设备的 绝缘，如此大的电流将使被击物体剧烈发热甚至燃烧。因此，必 须采取有效的防护措施。
3、防止直击雷过电压侵害的办法：是装设避雷针、避雷 线、避雷网和避雷带。 4、避雷针、避雷线、避雷网和避雷带的组成：接闪器、 接地引下线和接地装置，所不同的只是接闪器的形状各异而
分别给予针、线、网、带的名称。 5、避雷针适用于：保护集中的物体，如建筑物、构筑物及露天的 电力设施； 避雷线适用于：保护狭长的物体，如架空电力线路； 避雷网和避雷带主要用于：建筑物的防雷。
一、大气过电压及其防护 （一）直击雷过电压的防护 （二）感应雷过电压的防护
（三）电力电容器的过电压保护
1、电容器对加在它两端的电压是很敏感。原因：电力电容器的 容量与电压的平方成正比。
2、什么情况下需要对电容器进行过电压保护：当电网 电压可能超过电容器额定电压的10％时，宜装设过 电压保护，原因：电容器额定电压通常比电网电压 高10％ （四）大电感线圈的过电压保护
1、大电感线圈产生过电压的原因：当切断直流电机的励磁绕组 以及其他大电感线圈时，由于磁场能量不能突变，会在线圈 两端出现过电压。
一、大气过电压及其防护
雷电的形成录像 雷电危害录像 分类：直击雷过电压、感应雷过电压和雷电侵入波三种。
（一）直击雷过电压的防护 直接雷的防护录像
1、定义：指雷云直接对线路或电气设备放电时，雷电流在被击物 阻抗(包括接地电阻)上产生的电压降。 2、直击雷过电压危害：由于雷电流高达数万乃至数十万安，直击 雷过电压可达数千千伏。如此高的电压将可能击穿线路或设备的 绝缘，如此大的电流将使被击物体剧烈发热甚至燃烧。因此，必 须采取有效的防护措施。
3、防止直击雷过电压侵害的办法：是装设避雷针、避雷 线、避雷网和避雷带。 4、避雷针、避雷线、避雷网和避雷带的组成：接闪器、 接地引下线和接地装置，所不同的只是接闪器的形状各异而
分别给予针、线、网、带的名称。 5、避雷针适用于：保护集中的物体，如建筑物、构筑物及露天的 电力设施； 避雷线适用于：保护狭长的物体，如架空电力线路； 避雷网和避雷带主要用于：建筑物的防雷。
过电压保护第一节-16页精选文档
抗和接地装置阻抗，杆塔顶部
出现高电位且作用于线路的导
线绝缘子上，若电压足够高，
绝缘子可能被击穿，对线路放
电，这种情况称为雷电反击过
电压
感应雷过电压
在放电初始阶段，由
于雷云中积聚大量的
电荷，在静电感应的
作用下，在输电线路
上积累大量的异性束
缚电荷。
+
++
雷电对电气设备或线路的静电感 应所引起的过电压。
直接雷击过电压 雷云直接对电气设备
或电力线路放电，雷电流流 过这些设备时，在雷电流流 通路径的阻抗上产生冲击电 压，引起过电压，这种过电 i 压称为直接雷击过电压。
u
Z
雷电反击过电压
高电位
雷云对电力架空线路的
杆塔顶部放电或者对电力架空
线路杆塔顶部的避雷线放电，
击穿
雷电流经杆塔入地。因杆塔阻
设备构成威胁，称为~~。 雷电侵入波过电压：由雷电侵入波对电气设备引起
的过电压，称为~~。 危害：当雷电侵入波前行时，如遇到分闸状态的线
路开关或来到变压器线圈尾端中点处，会产 生进行波的全反射，反射波与侵入波叠加， 过电压增大一倍，极易造成击穿事故。
•内部过电压
工频过电压 原因：线路空载、单相接地或系统发生不对
危害：
引起设备绝缘击穿损伤，造成事故，甚 至造成人员伤亡。
•过电压的分类 由雷云放电在电力系统中要引起的过电压称为 雷电过电压（又称为大气过电压、外部过电 压）。与气象条件有关，来自外部。
过电压
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 暂时过电压 谐振过电压 操作过电压
过电压及其防护PPT演示课件
所谓的过电压就是指超过最高运行电压并可使电力系统绝 缘或电气设备损坏的电压升高。
过电压的分类
过电压
外部过电压
雷电过电压 大气过电压
直击雷过电压 感应雷过电压 雷电侵入波
工频电压升高
暂时过电压
内部过电压谐振过电压来自操作过电压-3-
概述
过电压对绝缘的威胁 过电压幅值 过电压上升陡度、波形 过电压持续时间
谐振过电压
根据电感、电容元件的特性不同而不同，与系统中性点接地方式、 系统结构、设备性能有关，一旦出现，幅值较高，须破坏谐振条 件才能消失，通常从设计和运行上避开
VFTO (Very Fast Transient Over-voltage)
幅值较高，通常<2.5p.u.，波头几个ns-几十个ns，等值频率达几 个MHz-几百MHz
-5-
概述 过电压的防护
防护的目的：防止电气设备的绝缘遭受过电压的破坏 防护方法：大气过电压和内部过电压发生的原因不同，防
护方法亦不同
内部过电压：了解其产生的原因及特性，针对性的采取措施， 避免其危害
大气过电压：设法防止其侵入电气设备，并采取相应的措施将 其尽可能的降低到对电气设备的绝缘不造成损坏的程度
-14-
§1. 合闸空载线路引起的过电压
产生过电压的机理
LC
d 2uC dt 2
uC
E
uC (t) E(1 cos0t)
i(t) C duC dt
E L/
C
sin 0t
不计电路电阻，关合空载线路时，线路电 容上出现的过电压可达电源电压E的2倍
实际线路中存在电阻R，若R<2√L/C，则经 过若干振荡周期后，uC(t)将衰减到稳态值— 电源电压E
电力系统过电压及其保护 PPT
例2：t=0时刻，A点有 一个幅值为50kV的
无限长直角波沿线 路传播， B点有一 个幅值为50kV、持 续时间1us的截断波 沿线路传播，A点、 B点距离O点都为 300米，问：1~4us， A、B、O三点的电 压分别是多少？
例3：t=0时刻，A点有一个 u=50t的无限长斜角波沿 线路传播， A点、B点距 离O点都为300米，问： 1~4us，A、B、O三点的 电压分别是多少？
例题
例1：两平行导线系统，若雷击于 避雷线（导线1），导线2对地绝 缘，则雷击时相当于有一很大的 电流注入导线1，此电流将引起电 压波u1自雷击点沿导线1向两侧运 动，试求导线2上的电压u2。
解：此系统可列出下列方程
u1=z11i1+z12i2
u2=z21i1+z22i2
因为导线2对地是绝缘的，故i2=0,于是得：
§4.2行波的折、反射
电力系统中常会遇到具有分布参数的长线与另一条具有不同波阻 抗的长线或集中阻抗相连的情况。例如在一条架空线与一条电缆 相连接的情况下，波从一条线路向另一条线路传播时，在节点处 会产生波的折射和反射。
设U1q，i1q是沿线路1传播的前行电压波设和电流波；U2q，i2q是前行波 到达节点发生折射后传到线路2上的前行电压波和电流波；U1f，i1f是前 行波在节点处发生反射后沿线路1返回的反行电压波和反行电流波。
解：因为3、4、5是对地绝缘 的，故i3=i4=i5=0,可得方程
u1=z11i1+z12i2 u2=z21i1+z22i2 u3=z31i1+z32i2 u4=z41i1+z42i2 u5=z51i1+z52i2 由于两根避雷线是对称的，故u1=u2,i1=i2,z11=z22, 于是导线3与避雷线之间的耦合系数是
2-7过电压及其保护-教案
淮海技师学院教案编号：SHJD—508—14 版本号：A/0 流水号：授课日期班级15电力1 15电力2课题：§2-7 过电压及其保护教学目的、要求：知识目标:1、掌握大气过电压及其防护2、掌握内部过电压及其防护教学重点：大气过电压及其防护、内部过电压及其防护教学难点：漏电保护器的应用授课方法：引导法、讲授法、练习法、讨论法教学参考及教具（含电教设备）：多媒体课件板书设计：一、过电压的种类1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过电压、变压器高压侧的过度电压或感应电压。
二、大气过电压及其防护（一）大气过电压的原因雷云对地放电。
（二）、雷击防护1、基本原理通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地。
2、直接雷击的防护原理用导体将雷云的电线、接地装置三部分三、内部过电压及其防护四、内部过电压及其防护（一）击穿保险器1、作用：减轻过电压危险2、接法：把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地3、结构：由两片黄铜电极夹以带小孔的云母片组成4、工作原理：正常情况下，击穿保险器处在绝缘状态，配电系统不接地；当过电压产生时，云母片带孔部分的空气隙被击穿，故障电流经接地装置流入大地。
荷导入大地3、直接雷击防护系统的组成：接闪器、引下注：要求以一块黑板的版面来进行板书设计教 案 纸教 案 纸教 案 纸教学过程 学生活动 学时分配 复习：1、什么是漏电保护？漏电保护的作用是什么？2、什么是漏电保护装置？常见的漏电保护装置有哪些类型？ 任务引入 配电网中出现过电压的原因很多。
由外部原因造成的有雷击过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压；由内部原因造成的有操作过电压、谐振过电压以及来自变压器高压侧的过电压或感应电压。
今天就让我们一起来学一学。
知识链接一、过电压的种类1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过电压、变压器高压侧的过度电压或感应电压。
过电压保护的过电压保护教学PPT教案
分 别 以 A 、 B 为 圆 心 ， h r 为 半 径 作 弧 线 ， 该弧线均与针尖相交并与地面相切。
由 就
此
是rx
弧
避
线雷h起 针2h到 的r 地 保h面 护
上 范h的 围x 2整 。hr
个 h锥x 形
空
间
，
避雷针在被保护物高度h 水第平1面1页上/共的34页
11.2 直击雷过电压的防护
（2）当避雷针高度h＞hr时 在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针的针尖作圆心，其余 保护范围的求法同h≤hr时。
每个间隙由两个黄铜电
极和一个云母垫圈组成。
由于两黄铜电极间间距
图9.3.5 单个平板型火花间隙 1－黄铜电极；2－云母片
小，面积较大，因而电
场较均匀，可得到较平
第25页/共34页
11.3 感应雷过电压的防护
阀片是由金刚砂（SiC）和结合剂在一定的高温下烧结而成，具有良好的 非线性特性和较高的通流能力。 阀片的电阻值随着所加电压变化而变化，当阀片上所加电压增大时，电阻 值减小；当阀片上电压减小时，电阻值增大。 这样，在通过较大雷电流时，使避雷器上出现的残压不会过高，对较小的 工频续流又能加以限制，为火花间隙的切断续流创造了良好的条件。
第7页/共34页
11.2 直击雷过电压的防护
11.2.1 建筑物的防雷分类 （3）第三类防雷建筑物 包括：①省级重点文物保护 的建筑物及省级档案馆；②年预计雷击次数在 0.012～0.06之间的办公建筑物及其他重要或人员密 集的公共建筑物；③年预计雷击次数在0.06～0.3之 间的住宅、办公楼等一般性民用建筑物；④年预计雷 击次数大于等于0.06的一般性工业建筑物；⑤根据雷 击后果及具体情况，确定需要防雷的火灾危险环境； ⑥在平均雷暴日大于15天/年的地区，高度在15m及以 上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日 小于或等于15天/年的地区，高度在20m及以上的烟囱、 水塔等孤立的高耸建筑。
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一、过电压的种类
1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感
应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过 电压、变压器高压侧的过度电压或感应 电压。
二、大气过电压及其防护
大气过电压的原因：雷云对地放电。
（一）、雷击防护
1、基本原理： 通过合理、有效的手段将雷电流的能量 尽可能的引入到大地。 用导体将雷云的电荷导入大地。 2、直接雷击的防护原理： 3、直接雷击防护系统的组成： 接闪器、引下线、接地装置三大部分 主要形式有避雷针、避雷带、 避雷网、笼网等
常用防雷装置
避雷针Biblioteka 避雷线避雷带避雷网
避雷器
顶端是削尖的直立
金属棒（或管）， 安装时要高出建筑 物一定高度。 避雷针 适用于长距离高压供 电线路的防雷保护。 宜采用截面积大于
35mm2的镀锌钢绞线。
避雷线
多沿屋脊、山墙、通风管道及 平屋顶的边沿等地方敷设。优
先选用圆钢制作，直径不小于
8mm。 避雷带 分为明网和暗网，现代建筑普遍 采用暗装笼式避雷网。把建筑物 中的金属结构沿钢筋连成一整体，
（5）击穿保险器应连接在（B ）。 A.高压电网中 B.不接地低压电网中 C.接地低压电网中 （6）在雷雨天气里使用手机，尤其在空旷的环境中会引发（ A ）。 A.感应雷 B.直击雷 C.雷电波
二、判断题 1.避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在 导通的状态。 （× ） （√ ） （√ ）
2.有雷电时，禁止在室外变电所进户线上进行检修
三、内部过电压及其防护
（一）击穿保险器
1、作用：减轻过电压危险
2、接法：把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地。
3、结构：由两片黄铜电极夹以带小孔的云母片组成 4、工作原理：正常情况下，击穿保险器处在绝缘状态， 配电系统不接地；当过电压产生时，云母片带孔部分的空 气隙被击穿，故障电流经接地装置流入大地。 注意 正常情况下，击穿保险器必须保证绝缘良好。 否则，不接地配电网变成接地配电网，用电设 备上的保护接地不足以保证安全。
（二)过电压保护器
能可靠地对被保护电器设备完成 作 用 相-地和相-相之间的过电压保护，
使被保护设备的绝缘免受雷电和
操作等过电压的损坏。 过电压保护器在投入运行前或 使用五年后，应做预防性试验。
提示
巩固练习
一、选择题 （1）大气过电压主要是由（B ）对地放电引起的。 A.高压电源 B.雷云 C.电磁感应
（2）下列各项中不是接闪器的是（ D）。 A.避雷针 B.避雷网 C.避雷带 D.避雷器 （3）为防止跨步电压危及人身安全，要求接地装置距建筑物出入口和人行道之间 的距离不小于（ B ）m。 A.2 B.3 C.4 D.5 （4）在野外遇到雷暴天气时，应尽量躲避在（ B）。
A.小山下 B.汽车里 C.大树下 D.池塘边
这样既起屏蔽作用，又充当引下
线，更加经济、美观。 避雷网
避雷器
主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防 1、用途： 止高电压侵入室内的安全措施。 2、工作原理： 避雷器并联在被保护设备或 设施上，正常时处在不通的 状态。出现雷击过电压时， 击穿放电，切断过电压，发 挥保护作用；过电压终止后， 避雷器迅速恢复不通状态， 恢复正常工作。
作业或试验。
3.过电压保护器在投入运行前或使用五年后，应做
预防性试验。
4.雷电天气里，可以在室外露天打手机。（ × ）
小结
本节课主要学习了过电压的种类、防 护措施以及防雷常识，同学们以后要 更努力学习，做到知识与实践密切结 合。
接地体
要 求
接地体接地体的接地电阻较小，（一般不超过 10Ω ），以便迅速地疏散雷电流。一般情况下， 接地体均应使用镀锌钢材，若埋设在有腐蚀性 的土壤中时应加厚镀锌层，各焊接点必须刷漳 丹油或沥青油以加强防腐。
安 装 位 置
应埋设在行人较少的地方，要求距建筑物出 入口及人行道不应小于3m，如果地方小于3m 应在接地装置上面敷设50-80mm的沥青层， 宽度超过接地装置2m。
1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感
应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过 电压、变压器高压侧的过度电压或感应 电压。
二、大气过电压及其防护
大气过电压的原因：雷云对地放电。
（一）、雷击防护
1、基本原理： 通过合理、有效的手段将雷电流的能量 尽可能的引入到大地。 用导体将雷云的电荷导入大地。 2、直接雷击的防护原理： 3、直接雷击防护系统的组成： 接闪器、引下线、接地装置三大部分 主要形式有避雷针、避雷带、 避雷网、笼网等
常用防雷装置
避雷针Biblioteka 避雷线避雷带避雷网
避雷器
顶端是削尖的直立
金属棒（或管）， 安装时要高出建筑 物一定高度。 避雷针 适用于长距离高压供 电线路的防雷保护。 宜采用截面积大于
35mm2的镀锌钢绞线。
避雷线
多沿屋脊、山墙、通风管道及 平屋顶的边沿等地方敷设。优
先选用圆钢制作，直径不小于
8mm。 避雷带 分为明网和暗网，现代建筑普遍 采用暗装笼式避雷网。把建筑物 中的金属结构沿钢筋连成一整体，
（5）击穿保险器应连接在（B ）。 A.高压电网中 B.不接地低压电网中 C.接地低压电网中 （6）在雷雨天气里使用手机，尤其在空旷的环境中会引发（ A ）。 A.感应雷 B.直击雷 C.雷电波
二、判断题 1.避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在 导通的状态。 （× ） （√ ） （√ ）
2.有雷电时，禁止在室外变电所进户线上进行检修
三、内部过电压及其防护
（一）击穿保险器
1、作用：减轻过电压危险
2、接法：把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地。
3、结构：由两片黄铜电极夹以带小孔的云母片组成 4、工作原理：正常情况下，击穿保险器处在绝缘状态， 配电系统不接地；当过电压产生时，云母片带孔部分的空 气隙被击穿，故障电流经接地装置流入大地。 注意 正常情况下，击穿保险器必须保证绝缘良好。 否则，不接地配电网变成接地配电网，用电设 备上的保护接地不足以保证安全。
（二)过电压保护器
能可靠地对被保护电器设备完成 作 用 相-地和相-相之间的过电压保护，
使被保护设备的绝缘免受雷电和
操作等过电压的损坏。 过电压保护器在投入运行前或 使用五年后，应做预防性试验。
提示
巩固练习
一、选择题 （1）大气过电压主要是由（B ）对地放电引起的。 A.高压电源 B.雷云 C.电磁感应
（2）下列各项中不是接闪器的是（ D）。 A.避雷针 B.避雷网 C.避雷带 D.避雷器 （3）为防止跨步电压危及人身安全，要求接地装置距建筑物出入口和人行道之间 的距离不小于（ B ）m。 A.2 B.3 C.4 D.5 （4）在野外遇到雷暴天气时，应尽量躲避在（ B）。
A.小山下 B.汽车里 C.大树下 D.池塘边
这样既起屏蔽作用，又充当引下
线，更加经济、美观。 避雷网
避雷器
主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防 1、用途： 止高电压侵入室内的安全措施。 2、工作原理： 避雷器并联在被保护设备或 设施上，正常时处在不通的 状态。出现雷击过电压时， 击穿放电，切断过电压，发 挥保护作用；过电压终止后， 避雷器迅速恢复不通状态， 恢复正常工作。
作业或试验。
3.过电压保护器在投入运行前或使用五年后，应做
预防性试验。
4.雷电天气里，可以在室外露天打手机。（ × ）
小结
本节课主要学习了过电压的种类、防 护措施以及防雷常识，同学们以后要 更努力学习，做到知识与实践密切结 合。
接地体
要 求
接地体接地体的接地电阻较小，（一般不超过 10Ω ），以便迅速地疏散雷电流。一般情况下， 接地体均应使用镀锌钢材，若埋设在有腐蚀性 的土壤中时应加厚镀锌层，各焊接点必须刷漳 丹油或沥青油以加强防腐。
安 装 位 置
应埋设在行人较少的地方，要求距建筑物出 入口及人行道不应小于3m，如果地方小于3m 应在接地装置上面敷设50-80mm的沥青层， 宽度超过接地装置2m。