供配电系统过电压保护

2 直击雷过电压的防护
2.1 建筑物的防雷分类 （1）第一类防雷建筑物 因电火花而引起爆炸，会造成 巨大破坏和人身伤亡者，包括制造、使用或储存炸药、火 药、起爆药、化工品等大量爆炸物质的建筑物；具有气体 爆炸、粉尘爆炸危险环境的建筑物。 （2）第二类防雷建筑物 包括：①国家级重点文物保护 的建筑物；②具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会 堂、大型火车站等；③对国民经济有重要意义且装有大量 电子设备的建筑物，如国家级计算中心、国际通信枢纽等； ④具有气体爆炸危险的可能，且电火花不易引起爆炸的建 筑物；⑤工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐；⑥ 年预计雷击次数大于0.06次的办公建筑物及其他重要或人 员密集的公共建筑物；⑦年预计雷击次数大于0.3次的住宅、 办公楼等一般性民用建筑物。
2 直击雷过电压的防护
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。
1 过电压及其分类
1．直击雷过电压 雷云——雷电先导 ——迎雷先导 ——主放电阶段 ——余辉放电 主放电电流很大，高达几百千安， 但持续时间极短，一般只有 50～ 100μs。 余辉放电阶段电流较小，约几百 安，持续时间约为0.03～0.15s。
di dt
1 过电压及其分类
雷电流波形
பைடு நூலகம்
雷电流由零增大到幅值的 这段时间的波形称为波头 di τwh(wave head)。
供配电系统的过电压保护
INT 工程技术部
2014年5月
供配电系统的过电压保护
1 过电压及其分类 2 直击雷过电压的防护 3 感应雷过电压的防护 4 供配电系统的防雷保护 5 接地与接零
1 过电压及其分类
1.1 大气过电压
➢大气过电压又称雷电过电压，是由于电力系统的 设备或建(构)筑物遭受来自大气中的雷击或雷电 感应而引起的过电压，因其能量来自系统外部， 故又称为外部过电压。 ➢雷电过电压有两种基本形式：直击雷过电压和感 应雷过电压 。
b xh 2 h r h h x 2 h r h x
2 直击雷过电压的防护
3．避雷带和避雷网 避雷带和避雷网主要用来保 护其所处的整幢高层建筑物 免遭雷击。 4．消雷器及其保护范围 （1）抑制和消除上行雷 （2）中和雷云电荷 （3）抑制下行雷主放电电流
图9.2.3 13针消雷器的结构示意图 1-底座；2-紧固夹；3-电气紧固卡；4-铁杆；5-针头；6-铜针尖
表2.1 按建筑物防雷类别确定滚球半径和避雷网格尺寸
建筑物防雷类别
滚球半径hr/m 避雷网格尺寸（不
大于）/m
第一类 30
5×5或6×4
第二类 45
10×10或12×8
第三类
60
20×20或 24×16
2 直击雷过电压的防护
单支避雷针的保护范围，按下列方法确定 （1）当避雷针高度h≤hr时 距地面hr处作一与地面平行的平行线。 以避雷针的针尖为圆心，hr为半径作弧 线，交上述平行线于A、B两点。 分别以A、B为圆心，hr为半径作弧线， 该弧线均与针尖相交并与地面相切。由此 弧线起到地面上的整个锥形空间，就是避 雷针的保护范围。 避雷针在被保护物高度hx水平面上的保 护半径，按下式计算：
2 直击雷过电压的防护
2 直击雷过电压的防护
2.2 直击雷的防护装置 1．避雷针及其保护范围 避雷针由承受雷击的接闪器、 支持构架、接地引下线和接 地体四部分构成。
2 直击雷过电压的防护
1．避雷针及其保护范围
所谓“滚球法”，就是选择一个半径为hr(滚球半径见表 2.1)的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动。如果球体只 接触到避雷针(线)与地面，而不触及需要保护的部位，则 该部位就在避雷针(线)的保护范围之内。
1 过电压及其分类
限制内部过电压的措施 （1）采用灭弧能力强的快速高压断路器，在断路器主触 头上并联电阻(约3000Ω)，在并联电阻上串联一个辅助触 头，以减少电弧重燃的次数，控制操作过电压的倍数。 （2）装设磁吹避雷器或氧化锌避雷器。 （3）对于对地电容电流大的网络，中性点经消弧线圈接 地，限制电弧接地过电压。 （4）增加对地电容或减少系统中电压互感器中性点接地 的台数，即增加母线对地的感抗，从而减小固有自振频率， 避免因系统扰动而发生母线铁磁谐振过电压。
dt
雷电流从幅值衰减到幅值 的一半的一段波形称为波尾 τwt(wave tail)。
雷电波的陡度α用雷电流
波头部分的增长速度来表示，
即
a 。 di
dt
1 过电压及其分类
2．感应雷过电压 所谓感应雷过电压，是指当架空线附近出现对地雷击时， 在输电线路上感应的雷电过电压。
1 过电压及其分类
1.2 内部过电压 ➢操作过电压 ➢谐振过电压
r xh 2 h r h h x2 h r h x
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。
2 直击雷过电压的防护
2．避雷线及其保护范围 对于单根避雷线的保护范围，当避雷线的高 度h≥2hr时，无保护范围；当避雷线的高度 h<2hr时，应按下列方法确定，参见图9.2.2。 1）距地面hr处画一与地面平行的平行线。 2）以避雷线为圆心，hr为半径作弧线，交平 行线于A、B两点。 3）以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该两弧 线相交或相切，并与地面相切。从该弧线起 到地面上的空间就是其保护范围。 4h）0按当下2式hr计＞算h＞：hrh时0＝，2保hr－护h范围最高点的高度 5）避雷线在被保护物高度hx的水平面上的保 护宽度，按下式计算：