第七章 过电压及其保护(2020)

防雷装置及应用
防雷装置及应用
防雷装置
接闪器
避雷针
避雷网和 避雷带
阀型 避雷器
避雷器
引下线
接地装置
氧化锌 避雷器
保护间隙
防雷装置及应用
一套完整的防雷装置包 括：
接闪器 引下线 接地装置
防雷装置及应用
接闪器
利用其高出被保护物的突出部位，把 雷电引向自身，接受雷击放电。
接闪杆 主要用来保护露天变配电设备及保护建筑物、构筑物； 接闪线 主要用来保护电力线路； 接闪网
电 工 作 业 安 全 技 术 培 训
冯路叶
个人简介：冯路叶，中国矿业大学毕业，
有着10年以上的国企专业实践经验和10年 以上的课堂教学经验，多次应邀授课，理论 和实操双重技能培训，受到服务企业的好评！
第七章
过电压及其保护
过电压
电力系统运行中，出现危及电 气设备绝缘的电压称为过电压。
新课 导入
主要用来保护建筑物；
接闪带 避雷器 主要用来保护电力设备。
防雷装置及应用
接闪杆
一般用镀锌圆钢或 镀锌焊接钢管制成，长 度在1.5m以上。圆钢 直径16mm，钢管直径 不小于25mm，管壁厚 度不小于2.75mm。
ha
45º
h
h/2
hx
1.5h
当hx h / 2时 rx (h hx )P ha p(m) 当hx h / 2时 rx (1.5h 2hx ) p(m)
雷电过电压
雷电反击过电压
雷云对电力架空线路的杆塔顶 部放电，线路绝缘子有可能产生击 穿，对导线放电，这种情况称为雷 电反击过电压。
雷电过电压 感应雷击过电压
在电气设备（例 如架空电力线路）的 附近发生闪电，虽然 雷电没有直接击中线 路，但在导线上会感 应出大量的和雷云极 性相反的束缚电荷， 形成雷电过电压。
1 雷电的概述
雷电过电压
雷电过电压
对地面高凸物 有感应效应，使云 内电荷在最接近处 形成高电荷密度区。 该区域首先电离呈 为通道头部，形成 第一次主放电电流。
雷电过电压
雷电过电压 直击雷过电压
雷云直接对电气 设备或线路放电，在 雷电流入地路径阻抗 上、包括接地电阻上 产生了过电压。
2 雷电过电压的分类
内部过电压
内部过电压
操作过电压实例三 →弧光接地过电压
一般发生在中性点不接地、小接地系统。 产生弧光接地过电压的原因是线路的对地电容、 电感在故障中发生对地电压变化，引起电场能、 磁场能的相互转换，振荡。
预防措施： 电源变压器的中性点经过消弧线圈接 地。
目录
4 Part 防雷装置及应用
第 34 页
第 22 页
内部过电压
内部过电压
工频过电压
电力系统中的工频过电压一般由空载 长线路电容效应、单相接地或三相系统中 发生不对称故障、甩负荷时引起。高压长 线路空载运行时，末端电压高。
工频过电压具有时间长、过电压倍数 不高、对绝缘危险不大的特点。但它可能 诱发其它事故。
1 工频过电压
内部过电压 工频过电压
雷电过电压
雷电过电压
雷电侵入波过电压
直击雷、感应雷击后，在输电线路中形成迅速 流动的电荷冲击波，称为雷电进行波。雷电进行波 对其前进道路上电气设备绝缘构成威胁，即是雷电 入侵波。
入侵波可以因为线路结构差异或设备的运行状 态不同产生加倍的破坏力。
雷电过电压
事 故 案 例
保护接地
目录
3 Part 内部过电压
雷电过电压
内部过电压
2 过电压的分类
过电压概述
效应
2 过电压的分类
目录
2 Part 雷电过电压
第 10 页
雷电过电压
雷云的形成：干燥天气中，太阳使地 面热空气和水蒸汽上升，在高空变冷使水 蒸汽结团下降，又被热的上升空气分裂、 摩擦而带电。强对流天气是形成雷电活动 的前提条件。
空气中的水气团在上升、下降运动中 的电荷分布不均的水气团分裂造成了云的 带电。云层多带负电荷 。
1 谐振过电压
内部过电压
谐振过电压
特点： 过电压持续时间较长，频率
低。
危害： 会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆
炸。
预防措施： 10KV供电用户变电所要求电压互感器组
采用V/V接线
内部过电压 操作过电压
指电力系统由于操作、事故，
使设备运行状态发生改变（停送电、 分合闸）而引起相关电容、电感上 的电场、磁场能量相互转换，并可 能引起振荡，从而产生过电压。
rx
P 高度影响系数 h 30m, P 1.0 30 h 120m, P 5.5/ h
防雷装置及应用
一.单支接闪杆保护范围
例：某避雷针高20m，则该避雷 针在8m的高度的保护半径为（ ）
A:12 m B:14m C:16m 半径=1.5×20 m－ 2×8m
防雷装置及应用
防雷装置及应用
第4 页
目录
1 Part 过电压概述
第5 页
过电压概述
雷击过电压：造成人员伤害电 力线路或电气设备绝缘损坏中断 供电 引起火灾。
内部过电压：电气设备绝缘击 穿损坏。
1 过电压及其危害
第6 页
过电压概述
为了考核电气设备的绝缘， 我国规定：10KV最高工作电压 为12KV。
第7 页
过电压概述
过电压
预防措施：
采用灭弧能力很强的断路器（真空 断路器、SF6等），以防止电弧重燃。选
ห้องสมุดไป่ตู้
择在最小振荡时刻合闸。
内部过电压
操作过电压实例二 →切、合空载变压器
空载变压器切、合前，电感负载有电流i存在， 线圈中有磁场能Q=Li*i/2。切除中，磁场能释放， 产生的感应电压U=L*di/dt 。断路器截断电流的 能力越大，在空载变压器上产生的过电压越高。 预防措施： 在变压器任一侧安装普通阀型避雷器。
1 操作过电压
内部过电压
操作过电压实例一 →切、合高压空载长线过电压
空载长线有分布电感和对地电容，以电容为主。 在电流过零时，电弧熄灭，断口间电压为1.414U=Um， 再经过半周期，线路电压不变，电源侧为负Um，断口 间电压为2Um，发生瞬时击穿。合闸时，线路电容和 电感在合闸过渡过程中有高频震荡与稳态叠加所致。
内部过电压 工频过电压
内部过电压
谐振过电压
【1】线性谐振过电压：如果串联电路中包括有电感、电
容，在交流电压作用下，电感上的电压与电容电压反向，
谐振时两者对外几乎没有电压降。电路阻抗最小，电流
极大。但无论是电感或电容本身上的电压都极高，形成
了破坏能力。
【2】铁磁谐振过电压：发生在铁磁电感和
电容器组成的电路中时，称为铁谐振过电 压。 【3】参数谐振过电压。