第八章电力系统雷电过电压及接地

注：
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（1 ）为使雷电流顺利泻入地下和降低雷击点
的过电压，避雷针和避雷线除了要有接闪器 （避雷针的针头，避雷线的架空地线）外， 必须有足够接地引下线和良好的接地体，其 接地电阻应足够小。
（2 ）避雷针比较适用于设备集中的保护对象， 如发电厂和变电所，空间伸展区域广的保护 对象如架空线路则用避雷线。 （3 ）避雷针和避雷线保护范围定义：指在某 一范围内物体遭受雷击的可能性小于0.1%的
空间区域。
反击
第三节 避雷器
作用： 防止雷电过电压损坏电力设备的保护装置。 实质是一个放电器，当雷电波侵入时，先 进行放电，使与之并联的电气设备得到有效 保护。
正常运行时，
避雷器的电阻呈无限大状态，不会对地短路；
当雷电侵入波沿线路进入发电厂或变电所时，
避雷器的电阻自动变得很小，使巨大的雷电冲击电流顺利 入地，此时避雷器两端电压(称为残压)并不高，不会危及被 保护设备的绝缘。冲击大电流过后，在一小段时间内，由线 路正常工作电压驱动的电流(称为工频续流)也经过避雷器入 地。这时避雷器自动恢复成很大的电阻，于是电力系统又恢 复了正常运行。
其一侧保护半径可按下 式算： 当 hx h/ 2时， rx 0.47 (hhx )P 当 hx h/ 2时， rx (h1.53 hx )P
两根平行的避雷线
两根避雷线外侧的保护范围同单根避雷线，两线
之间横截面的保护范围由通过两避雷线1、2点及
保护范围上部边缘最低点o的圆弧确定，o点的高
第二节 避雷针和避雷线
一、防雷装置的种类
电力系统中，常用的防雷装置有：避雷
针，避雷线，避雷器。 避雷针，避雷线：一般用于防止雷电直接击中被保护
物体，主要用于对直击雷的保护，一般用于保护发电厂和
变电所。
避雷器：用于限制沿输电线路侵入变电所的雷电冲击波
的幅值，主要用于保护变电所内电气设备的绝缘。
二、各避雷装置的保护范围
多支避雷针的保护范围
三针的联合保护范围的确定，可以两针两针地 分别验算，只要 bx 0 时，则三针组成的三角 形内部可以完全得到保护。
四针及以上时，可以每三针分别进行运算
2 避雷线
又称架空地线 ，110kV及以上输电线 路的主要防雷措施，一般沿线路全 长架设，不仅保护线路本身，也减 少了雷电波侵入对发电厂和变电所 的危害。 单根避雷线：
3．雷电侵入波
当输电线路遭到直击雷或感应雷时，泄泻到输电线上的 雷电荷将会沿着输电线两侧向发电厂或变电所流动；形成雷 电侵入波，其所产生的高电压叫做侵入波过电压，有时高达 三四十万伏，也会造成发电厂电气设备绝缘的破坏。
二、内部过电压 1．工频过电压
例如，中性点不接地电力系统中发生单相接地后，非故障 相的对地电压就会升高倍。
3．对雷电侵入波的防护措施
发电厂、变电所对雷电侵入波的防护主要是安装多组避雷
器。此外，发电厂、变电所的进线段保护(邻近的1～2km架 空线避雷线)有利于减少雷电侵入波的危害。
4．对内部过电压的防护措施
对内部过电压的保护措施有：采用灭弧性能良好不重燃 的断路器(对于超高压系统采用具有中、低值并联电阻的断 路器)、限制工频电压升高的并联电抗器、保护间隙、限制 内部过电压的磁吹避雷器、阻尼电阻、电容器以及合理的运 行操作方式避免发生谐振等。
避雷器基本分类：
保护间隙 雷器） 管式避雷器（排气式避 避雷器 普通阀式避雷器 阀型避雷器 磁吹阀式避雷器 金属氧化物避雷器
2．操作过电压
过渡过程，往往会产生振荡过电压
3．谐振过电压
电感、电容元件构成一系列不同自振频率的振荡回路产生 谐振现象
三、防止过电压危害的措施
采取一系列防雷措施和防雷保护装置。
1．对直击雷的防护措施
对于直击雷，发电厂和变电站通常采用避雷针、避雷线 进行保护。
2．对感应雷的防护措施
(1) 较低电压等级的电气设备及母线，因其绝缘水平较低， 不可太靠近容易引雷的物体，以免发生“反击”。 (2) 采用避雷器泄放感应过电压。
1 避雷针 组成：由接闪器，引下线和接地体组成。 单支避雷针的保护范围：
当 h x h / 2 时， r x ( h h x ) P 当 h x h / 2 时， r x ( 1 . 5 h 2 h x ) P h 避雷针高度， h x 被保护物的高度， P 高度修正系数， 当 h 30 m 时， P ＝ 1 5 .5 当 30 m h 120 m , P h m； m；
危害：
雷电放电在电力系统中引起很高的雷电
过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停
电事故的主要原因之一。雷电放电所产生
的巨大电流，可能使被击物燃烧，炸毁，
使导体熔断，或产生巨大的电动力引起机
械损坏。
一、外部过电压
1．直击雷
雷云向发电厂的电气设备和建筑物直接放电称为直击雷。
2．感应雷
感应雷是由静电感应所引起。
度为：
D h 0 h 4P D 两避雷线间距离 ,m h 避雷线的高度 ,m h 两避雷线间保护范围上 部边缘最低点高度 ,m 0
避雷线保护范围的计算 1 保护角的定义
保护角是指避雷线同外侧导线
的连线与垂直线之间的夹角 2 保护角越小，避雷线对导线的 屏蔽保护越可靠，一般取 20～30度，可以认为输电线 路在避雷线的保护范围内
第八章 发电厂的过电压保护及接地装置
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 过电压保护概述 避雷针和避雷线 避雷器 输电线路的防雷保护 发电厂的接地装置
第一节 雷电放电和雷电过电压
一、电力系统中电气设备的绝缘会受到两种过电压
外部过电压
又叫大气过电压，是由雷电活动所引起的过电压
内部过电压
是由开关操作和系统故障而引起的过电压。
两支等高的避雷针的保护范围 由于联合屏蔽作用，两支等高避雷针的联合保 护范围比各自的保护的叠加要大一些。 两针外测的保护范围：按单支的方法确定 两针之间的保护范围：
D h 0 h 7p bx 1.5(h 0 h x) h 两针保护范围上部边缘 最低点的高度， m 0 D两避雷针间的距离， m bx 在高度 hx的水平面上，保护范围 最小的宽度， m