过电压保护器防雷原理解析
论电力系统中的过电压保护原理及防护
论电力系统中的过电压保护原理及防护摘要：电力系统的过电压是一种电磁干扰现象，这是由于电网假设过程中的电力元器件较多，在遇到雷击或者是设备发生故障时就会产生电磁暂态，从而形成一定水平的过电压，影响电力系统的正常运行。
因此，相关人员需要加强对电力系统中的过压保护原理以及防护措施的研究，从而保证电力系统安全、稳定运行。
关键词：电力系统；过电压保护原理；防护前言电力系统在实际运行的过程中，经常会由于某些因素而导致线路出现故障问题，其中，过电压就是比较常见的一种电磁扰动现象。
为了降低过电压存在造成的不良影响，就需要相关维修技术人员明确过电压保护的原理，并对过电压产生的原因进行分析，然后确定可行的保护措施，避免电力系统中输电线路的幅值过大对系统运行造成不良影响。
1 电力系统过电压保护原理电力系统中的线路元件和设备比较多，有架空输电线路、电缆线路、母线、变压器和旋转电机的绕组等，而雷击现象会对这些元件和设备造成一定的伤害，并且在保护措施上，部分元件受到自身特性的限制，使得其在遇到雷击时不能够进行有效保护，只能够通过安装避雷器来进行保护。
在大型的电网运行中，避雷器的安装数量较多，引发运行成本的增加，并且运行效果和日常维护都很难得到保障，这极大地影响到了整体电网的可靠运行，所以电力系统中影响配电安全的根本问题就是防雷问题。
输电线路的距离较长，遭受雷击的频率也非常大，一般线路上所用的瓷绝缘子由于运行周期较长，会出现“零值”的现象，这使得绝缘子的抗电能力减弱甚至失效，如遇雷击会引发断线事故，为了防止这种现象的发生，有的配电线路还会采用硅橡胶合成加铝膜的绝缘子，但是其在遇到较强的电流时，会造成铝制绝缘子的烧熔，进而使得绝缘子造成永久性的破坏。
所以，为了保障电力系统输电线路的安全，需要技术人员在输电线路上加装过电压保护器。
2 电力系统过电压的防护措施为了使电力系统安全运转，需要在输电线路的元件和设备上加绝缘设备，通常采用专用设备来限制过电压，而过电压的情况分为两种，一种是外部过电压，一种是内部过电压，外部过电压主要是指：雷击过电压、感应雷过电压、雷电波侵入、地电位反击四种情况，而内部过电压主要是指：操作过电压、工频过电压、谐振过电压，不管是哪一种的过电压，都会给电网的安全运行以及设备的稳定性造成影响，因此，技术人员必须要对过电压现象加以防护。
过电压与防雷
两针间Hx的水平面上保护范围的一侧最小宽度的计算公式
如下Wx=1.5(Ho-Hx)
独立避雷针及其保护范围 （ａ）独立避雷针的构造；（b）避雷针的保护范围
1－接闪器（针尖）；2－杆塔；3－接地引下线；4－接地极
两支等高避雷针的保护范围
两支不等高避雷针的保护范围
其保护范围确定如下图所示。
两支不等高避雷针的保护范围
2.保护间隙 保护间隙是一种简单而有效的过电压保护元件，是最 简单也是最原始的避雷器。
羊角型保护间隙 1－φ6～12mm的圆钢；2－主间隙；3－辅助间隙；4－绝缘支持绝缘子
3.管型避雷器
管型避雷器也称为排气管式避雷器，由产气管、内部间隙和
外部间隙等3部分组成。
管型避雷器的组成
1－产气管；2－胶木管；3－棒电极；4－圆环形电极； 5－动作指示器；FG1-内火花间隙；FG2－外火花间隙
建筑物的防雷措施
分3类，（见教材180）
复习与回顾
1.雷电的形成及危害 (1)雷电的形成 雷云的放电过程就是雷电，雷电是自然界的一种静电现象。
(2)雷电的形式
雷电主要有四种形式：直击雷、感应雷、球形雷和雷电侵入波。 (3)雷电的危害 雷电的危害主要表现在雷电的机械效应、热效应、电磁效应和 闪络放电等方面，可摧毁电力设备、杆塔、烧断导线和建筑物，
二、雷电的形成及危害
1.雷电现象
雷云的放电过程就是雷电，雷电是自然界的一种静电现象。
2.雷电现象的多重性 由于雷云中间或雷云对地之间，每点的电场强度都不在相 同，因此雷云中可能同时存在多个电荷聚集中心。当雷电发生 时，第一个电荷聚集中心对地放电结束后，紧接着还会有第二 个、第三个电荷聚集中心再次发生中和放电现象。这就是我们 通常观察到的，雷电常常一个接着一个的原因，即雷电现象的
SPD的工作原理
SPD的工作原理SPD，即“Surge Protective Device”的缩写，也被称为“过电压保护器”或“防雷器”，是一种用于保护电气设备免受过电压损害的装置。
它在电力系统中起到了至关重要的作用，可以有效地保护设备免受雷击、电网故障和其他过电压事件的影响。
SPD的工作原理主要涉及两个关键方面：过电压保护和电流导通。
1. 过电压保护：当电力系统中出现过电压时，SPD会迅速感知到这一变化，并通过其内部的电压传感器将过电压信号传递给保护器。
保护器会根据预设的电压阈值，判断是否需要采取措施来保护设备。
一旦过电压超过设定的阈值，保护器会立即启动，将过电压引导到地线，以确保设备不会受到过电压的侵害。
2. 电流导通：当SPD感知到过电压并启动保护机制后，它会通过内部的电流导通器将过电压引导到地线。
电流导通器通常采用气体放电管（GDT）或金属氧化物压敏电阻器（MOV）等元件。
这些元件具有较高的电阻，但一旦电压超过其额定值，它们将迅速变为导通状态，将过电压引导到地线，从而保护设备免受过电压的影响。
SPD通常由以下几个主要部分组成：1. 电压传感器：用于感知电力系统中的过电压变化。
2. 保护器：根据电压传感器的信号，判断是否需要启动保护机制。
3. 电流导通器：将过电压引导到地线，确保设备免受过电压的侵害。
4. 接地系统：提供一个良好的接地路径，以便将过电压安全地引导到地线。
5. 外壳和连接器：用于保护SPD内部元件，并连接SPD与电力系统。
SPD的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 监测：SPD通过电压传感器不断监测电力系统中的电压变化。
2. 判断：当电压超过设定的阈值时，保护器判断是否需要启动保护机制。
3. 启动：如果过电压超过阈值，保护器将启动，并将过电压引导到地线。
4. 保护：电流导通器将过电压引导到地线，确保设备免受过电压的侵害。
5. 恢复：一旦过电压事件结束，SPD会自动恢复到正常工作状态。
需要注意的是，SPD的选择和安装应根据特定的应用环境和设备需求进行。
防雷及过电压保护与接地课件
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信号过电压保护
总结词
信号过电压保护是保护信号传输线路免受过电压损害的重要措施。
详细描述
信号过电压保护通常采用浪涌保护器、瞬态二极管等设备，对信号传输线路进 行保护，以防止雷电、电磁脉冲等引起的过电压对信号传输线路造成损害。
设备过电压保护
总结词
设备过电压保护是防止设备直接受到过电压损害的重要措施 。
02
防雷系统设计
防雷系统的组成
01
02
03
避雷针
用于吸引雷电，并将其引 入地下。
引下线
连接避雷针和接地装置的 金属导体，将雷电引入地 下。
接地装置
将雷电引入大地的金属导 体，通常埋在地下。
防雷设备的选择与配置Fra bibliotek01根据建筑物的重要性、使用性质 和雷电活动情况等因素，选择合 适的避雷针、避雷带、避雷网等 防雷设备。
接地电阻的计算与测量
接地电阻的计算
根据土壤电阻率、接地极长度、 直径等因素计算接地电阻。
接地电阻的测量
使用接地电阻测量仪进行测量， 确保接地系统符合要求。
接地系统的设计与施工
设计原则
维护与管理
根据设备需求和土壤条件进行接地系 统的设计。
定期检查和维护接地系统，确保其有 效性。
施工方法
选择合适的接地极材料和施工方法， 确保接地系统可靠。
以上内容仅供参考，具体课件内容应根据实际情况进行编写和调整。
03
过电压保护措施
电源过电压保护
总结词
电源过电压保护是防止电力系统的过 电压对设备造成损害的重要措施。
详细描述
电源过电压保护通常采用避雷器、过 电压保护器等设备，对电源线路进行 保护，以防止雷电、操作过电压等引 起的过电压对设备造成损害。
电力系统中的防雷保护
电力系统中的防雷保护防止雷击是电力系统运行中需要考虑的一个重要问题。
因为一旦遭受雷击，电力设施可能受损或烧毁，甚至导致停电事故。
因此，为了保障电力系统的正常运行，我们需要进行有效的防雷保护。
一、防雷保护的基本原理电力系统中的防雷保护主要采用两种原理：一是闪络放电原理，即通过接地使雷击电流自然分散；二是过电压保护原理，即通过引入防雷装置，将来自雷电的过电压分流或吸收，保护设施不受损害。
一个完善的防雷保护系统应该包括三个层面：一是对设施进行优化设计和布置，避免设施发生雷击；二是通过设立避雷带和接地装置等手段，使雷击电流自然分散，减小设施损害；三是通过装设避雷器等装置，吸收或分流雷电过电压，保护设施不受过电压损害。
二、防雷保护的常用设施1.避雷网和避雷针：避雷网是一种覆盖在建筑物或其他设施上的屏蔽网，避雷针是一种高耸在建筑物顶端的导体，能够在风雨雷电天气时吸收或分散雷电。
这些设施都是基于闪络放电原理来工作的。
2.接地装置：接地装置是电力系统中最基本的防雷设施之一，主要目的是将雷击电流自然分散到地下。
一般情况下，接地装置应该选取有较好导电性的地层作为接地层。
3.避雷器：避雷器是通过与雷电过电压相连接，将过电压分流或吸收的一种防雷设备。
避雷器应该选用适合电力系统工作的额定电压级别和额定雷电冲击电流。
4.绝缘子：绝缘子是一个将电极隔离开来的电气设备，可以防止电流通过器件。
在防雷保护中，绝缘子是最基本的防护措施。
优质的绝缘子能够减少设施因雷击引起的故障，提高设施的可靠性和经济效益。
三、防雷保护的实施措施1.规范设计和施工，尽量将电力设施设置在不易受雷击的位置，并合理布置防雷设施，避免设施损毁。
2.加强维护管理，定期检查设备和防雷装置是否正常运转，在必要时进行更换和修缮。
3.对于高耸物体，如高层建筑、广告牌等，应该加强监测和防范措施，减少雷击带来的损害。
4.提高人员防范意识，定期进行防雷培训，教育人员如何在雷电天气下行动，避免可能存在的危险。
送配电装置系统的防雷与过电压保护措施
送配电装置系统的防雷与过电压保护措施送配电装置系统是现代电力系统中的重要组成部分，为确保电力系统的安全稳定运行，防雷与过电压保护措施显得尤为重要。
本文将从防雷与过电压保护的定义、原理、分类和常用措施等方面进行论述，以期提供有关技术和实践的参考。
一、防雷与过电压保护的定义防雷与过电压保护是指针对电力系统中的雷电和过电压现象，采取相应的措施和装置，以防止雷击和过电压对电力设备和电力系统的损害，保障电力系统的安全运行。
二、防雷与过电压保护的原理1. 雷电保护原理雷电产生的主要原因是云间或云地之间存在电势差。
当此电势差超过闪络电压时，会产生雷电放电，对电力设备造成直接威胁。
雷电保护的原理是通过合理安装接地装置、绝缘保护和防雷装置等来分散和吸收雷电能量，减少雷电冲击和损害。
2. 过电压保护原理过电压是指电力系统在正常运行中，电压瞬时或持续超过额定值的现象。
过电压保护的原理是通过快速响应和准确判断过电压情况，采取适当的措施，防止过电压对电力设备造成危害。
三、防雷与过电压保护的分类根据不同的保护对象和保护范围，防雷与过电压保护可分为内部保护和外部保护两大类。
1. 内部保护内部保护是指对于电力设备内部的防雷与过电压保护。
它主要包括：对设备进行合理的接地，设置绝缘保护，采用过电压保护装置等。
通过这些措施，可以有效地降低雷击和过电压对设备的影响。
2. 外部保护外部保护是指对送配电装置系统外围的防雷与过电压保护。
它主要包括：安装避雷针、避雷线、引下线、接地装置等。
通过这些措施，可以将雷电引入地下，分散雷电能量，提高系统的抗雷击能力。
四、防雷与过电压保护的常用措施为了有效地防止雷电和过电压对电力系统造成危害，常采取以下措施：1. 接地保护合理的接地装置是防雷与过电压保护的基础。
通过良好的接地系统，能够将雷电引入地下和分散雷电能量，减轻雷电对电力设备的冲击。
2. 绝缘保护电力设备需要进行良好的绝缘保护，以防止雷电和过电压通过设备外壳或绝缘损坏进行传导。
电气设备的防雷与过电压保护
电气设备的防雷与过电压保护随着科技的不断发展，电气设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，雷击和过电压问题成为我们在使用电气设备时需要面对的挑战之一。
本文将讨论如何有效地进行电气设备的防雷与过电压保护。
一、防雷保护雷击是指由于大气激发电荷不平衡而产生的电流放电现象。
电气设备一旦遭受雷击，会造成严重的损坏甚至失效。
因此，防雷保护是至关重要的。
1. 接地系统接地系统是防雷保护中的关键措施之一。
通过将设备的金属外壳或导体与地下的导体相连接，可以将雷击引流至大地，并减少对设备的损坏。
接地系统应该保持良好的导电性能，确保电流能够有效地通过地下导体流入地面。
2. 避雷针避雷针是传统的防雷保护工具之一。
它通常安装在高架建筑物的顶部，可以吸引雷电，并通过导线将电流引入地下。
避雷针的安装应符合相关的安全规范，并经常进行检查和维护，确保其正常工作。
3. 避雷器避雷器是一种可以吸收和分散过电压的设备。
它通常安装在电气设备的输入端，当遭遇过电压时，避雷器会迅速反应，将电压分散到接地系统中，从而保护设备免受损坏。
二、过电压保护过电压是指系统中超过额定电压的电压波动。
过电压可能是由于雷击、电力系统故障或其他原因引起的。
过电压会对电气设备造成严重的损坏，因此过电压保护也是非常重要的。
1. 过电压保护器过电压保护器是专门用于保护电气设备免受过电压的损害。
它可以迅速检测到过电压，并通过自动切断或分散电压的方式来保护设备。
过电压保护器应根据系统的需求进行适当选择，并定期检查和更换以确保其正常工作。
2. 断路器断路器是一种用于保护电气设备免受过电压的开关装置。
当系统中出现过电压时，断路器会自动切断电流，防止电流超过设备的承受能力。
选择合适的断路器对于过电压保护至关重要，并应根据设备的负载和额定电压进行合理设置。
3. 绝缘保护绝缘保护是通过绝缘材料和绝缘设备来预防过电压。
合适的绝缘材料可以减少电压波动对设备的影响，并保护设备免受过电压的损害。
电路中的防雷与过压保护
电路中的防雷与过压保护电路中的防雷与过压保护是一项重要的安全措施，旨在保护电器设备免受雷击和过电压的损害。
本文将介绍防雷保护和过压保护的原理以及常见的防护装置，以帮助读者更好地保护电路设备。
一、防雷保护的原理雷电是一种具有极高电压和电流的天气现象，当雷击发生时，电流会通过电线、传导介质或接地路径进入电路系统，造成电器设备的损坏甚至起火。
因此，防雷保护就显得尤为重要。
1.接地系统接地系统是防雷保护的核心部分，它通过将电路设备与地面建立连接，将雷电的电流引入地下，避免对设备造成伤害。
常见的接地方式包括单点接地和多点接地。
2.避雷针避雷针是一种尖锐的导电装置，通常安装在建筑物或高架结构的顶部。
当雷电靠近时，避雷针可以通过导电连接将电流引入地下，保护建筑物内部的电器设备。
3.防雷器防雷器是一种用于接地系统的保护装置，它能够吸收和分散雷电的电流。
常见的防雷器包括金属氧化物压敏电阻器（MOV）和瞬态电压抑制器（TVS）。
它们能够在雷电来临时快速响应，分散和吸收过电压，保护电器设备。
二、过压保护的原理过电压是指电路中出现比额定电压高的电压波动，其产生原因可能是雷击、电网故障或设备故障等。
过电压过高会对电路和设备造成损害，因此需要过压保护措施。
1.过压保护器过压保护器是一种装置，能够在电路电压超过设定阈值时迅速切断电路。
常见的过压保护器包括熔断器、瞬态电压抑制器（TVS）和过压保护开关。
它们通过监测电路的电压，一旦超过设定值就迅速切断电流，保护设备免受过电压的损害。
同时，过压保护器还可以自动复位，确保电路能够正常运行。
2.继电器继电器是一种电磁装置，能够在过电压发生时迅速切断电路。
它通过控制一个开关，将电路与电源隔离，从而保护设备免受过电压的影响。
三、常见的防护装置1.保护插座保护插座是一种具有过压保护功能的插座，通过内置的过压保护装置，能够在电压超出安全范围时切断电源。
使用保护插座可以有效保护插入其中的电器设备。
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过电压保护器防雷原理解析
防雷器（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。
防雷器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
防雷器元件从响应特性看，有软硬两种。
属于硬响应特性的放电元件有火花间隙（基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙）和气体放电管，属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。
这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压，避雷器就是利用它们不同的优缺点，扬长避短，组合成各种避雷器，保护电路。
二、SPD的基本元器件及其工作原理：
放电间隙（又称保护间隙）：
它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。
这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。
改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。
2.气体放电管：
它是由相互离开的一对伶阴板封装在充有-定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。
为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。
这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，
气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up（- -般情况下Up=（2~ 3）Udc;工频而授电流In;冲击而授电流lp;绝缘电阻R（》109）;极间电容（1- 5PF）
气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在。