发电厂电气装置第六讲过电压与接地[1]
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电力系统过电压及接地装置
特点是持续时间长一般对设备绝缘危险性不大但在超高压远距离输电确定绝缘水平时起重要作用当系统操作接地跳闸后的数百毫秒之内由于发电机中磁链不可能突变发电机自动电压调节器的惯性作用使发电机电动势保持不变这段时间内的工频过电压称为暂时工频过电压
课程设计
设计题目:电力系统过电压与接地装置
班级：电气化铁道技术1132
（4） 线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压
电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列过电压。 预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存在单相接地故障的条件，分闸时线路送受端电势功角差应按实际情况选取。 有分闸电阻的断路器，可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。当不具备这一条件时，应采用安装于线路上的避雷器加以限制。
姓名：刘浩
学号：201108023211
指导教师：赵永君
二〇一三年六月十九日
摘要
本课程设计中和运用高电压技术、电力系统过电压、接地技术等知识，采用理论与实践相结合的方法，研究电力系统各种过电压防护措施研究接地装置的测量方法和降阻方式，设计电力系统的接地装置等。
关键词:内部过电压雷电过电压接地保护
前言
1内部过电压
1.1工频过电压
系统中在操作或接地故障时发生的频率等于工频(50 Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用当系统操作、接地跳闸后的数百毫秒之内，由于发电机中磁链不可能突变，发电机自动电压调节器的惯性作用，使发电机电动势保持不变，这段时间内的工频过电压称为暂时工频过电压。随着时间的增加，发电机自动电压调节器产生作用，使发电机电动势有所下降并趋于稳定，这时的工频过电压称为稳态工频过电压。
课程设计
设计题目:电力系统过电压与接地装置
班级：电气化铁道技术1132
（4） 线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压
电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列过电压。 预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存在单相接地故障的条件，分闸时线路送受端电势功角差应按实际情况选取。 有分闸电阻的断路器，可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。当不具备这一条件时，应采用安装于线路上的避雷器加以限制。
姓名：刘浩
学号：201108023211
指导教师：赵永君
二〇一三年六月十九日
摘要
本课程设计中和运用高电压技术、电力系统过电压、接地技术等知识，采用理论与实践相结合的方法，研究电力系统各种过电压防护措施研究接地装置的测量方法和降阻方式，设计电力系统的接地装置等。
关键词:内部过电压雷电过电压接地保护
前言
1内部过电压
1.1工频过电压
系统中在操作或接地故障时发生的频率等于工频(50 Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用当系统操作、接地跳闸后的数百毫秒之内，由于发电机中磁链不可能突变，发电机自动电压调节器的惯性作用，使发电机电动势保持不变，这段时间内的工频过电压称为暂时工频过电压。随着时间的增加，发电机自动电压调节器产生作用，使发电机电动势有所下降并趋于稳定，这时的工频过电压称为稳态工频过电压。
防雷及过电压保护与接地课件
统等进行了相应的防雷及过电压保护。
THANKS
感谢观看
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。
THANKS
感谢观看
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。
发电厂的过电压保护和接地装置 PPT
ห้องสมุดไป่ตู้单根避雷线的保护范围计算
当hx≥h/2时, rx＝0.47(h-hx)P(m) 当hx<h/2时,rx＝(h-1.53hx)P(m) 必要时，也可架设两根等高或不 等高避雷线，其保护范围可参见有
关手册和规程。
三、避雷针(线)的设置 避雷针分为独立避雷针和架构避雷针。 避雷针的设置注意事项： (1)独立避雷针与电气设备的带电部分、电气设备的外 壳、架构和建筑物的接地部分之间的空中距离Sk不应小于 5m，其接地装置与被保护物体的接地体之间的地中距离 Sd不应小于3m。 因为避雷针落雷时其引下线 泄放雷电流瞬间具有很高电位， 可能会对较近的被保护物放电 或者对被保护物接地装置放电 (这种情形称为反击)。
发电厂的过电压保护和接地装置
发电厂的过电压保护和接地装置 1-1过电压保护概述 外部过电压：由雷电活动所引起的过电压。又称为 大气过电压。 内部过电压：由开关操作和系统故障而引起的过电 压。又称为操作过电压。 一、外部过电压 1、直击雷 2、感应雷 3、雷电侵入波 二、内部过电压 1、工频过电压 2、操作过电压 3、谐振过电压
发电厂的过电压保护和接地装置 三、防止过电压危害的措施 当过电压使设备绝缘击穿，由于设备本身有工频交流电， 当绝缘击穿后，工频交流电将流过其击穿通道(称为工频 续流)，从而造成短路事故。 1、对直击雷的防护措施 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。
真的不要在 树下避雨！
由于人与雷电流 泄放通道之间的电 位差较高，引起气 隙击穿，反击到人 体造成的。
2-2 避雷针和避雷线 一、避雷针 200多年前，富兰克林通过观察发现旷野中的孤树常遭 到雷击，而树下的低矮植物却能幸免于难，于是，他设想 如果在地球的表面立起一个足够高的针体的话，地球上的 万物就会得到保护。于是，他发明了避雷针。 富兰克林避雷针要求要有足够的高度、要是尖体、但不 要求接地电阻的大小。 后来罗蒙诺索夫提出新型的避雷针，要求要有足够的高 度、要有足够小的接地电阻、但不要求是尖体。我国国家 标准中推行的避雷针是罗蒙诺索夫避雷针。 二、避雷针的工作原理：歪变了空间电场、引雷于自 身、使周围的物体得到保护。避雷针的实质是引雷装置 ！
电力设备过电压防护与接地
1.1.2中性点不接地
A
B C
•
IK
•
EC
•
IK
UB'
UK 0 UA'
•
•
EB EA
a单相接地的电流回路
b相量图
图7-3 发生单相接地的中性点直接接地系统
非故障相对地电压值升高 3 倍，变为线电压。中性 点处的电压由0升高到相电压。设备的相对地绝缘要按线电 压来考虑，从而提高了设备的绝缘成本。
接地故障系数定义：在三相系统的选定地点(通常为设备 的安装地点)以及给定的系统结构，接地故障(系统中任一 点发生的单相或多相接地故障)时，健全相的最高相对地 工频电压有效值与该选定地点无故障时的相对地工频电压 有效值之比。
6000
6000
图7-1典型的多接地极接地网
为加强对雷电流的散流作用、降低对地电位，发电厂 和变电站中还装设集中接地装置。
防雷接地装置可采用垂直接
地极，作为避雷针、避雷线和 避雷器附近加强集中接地和散 泄雷电流之用，一般敷设3～5 根垂直接地极。在土壤电阻率 较高的地区，则敷设3～5根放 射形水平接地极。
消弧线圈补偿网络和传递过电压的线性谐振；线路断 线和电磁式电容器饱和引起的铁磁谐振及发电机同步或异 步自励磁引起的参数谐振。 防止谐振过电压的措施：
对消弧线圈采用过补偿方式，超高压线路并联电抗器 的中性点串小电抗，选用不发生非全相拒动的断路器，电 磁式电压互感器中性点接阻尼电阻或防谐装置等。同时可 通过安排合理的运行方式和操作程序来减少谐振过电压。
自然接地极：直接与大地相接触的各种金属构件、金 属井管、钢筋混凝土建(构)筑物的基础、金属管道和 设备等。
发电厂和变电站中的地，通常是
预先埋设在地下，由垂直和水平接地 极组成的大型水平地网(称为接地网 或复合接地极)，其主要作用是电力 设备的泄流和均压。
防雷及过电压保护与接地PPT课件
第19页/共104页
当h小于或等于hr 时
3.避雷带（网） 避雷带通常是沿 建筑物易受雷击的部位 如屋角、屋脊、屋檐和 檐角等处敷设的带状导 体，通常采用圆钢或扁 钢。
避雷网是将建筑
物屋面上纵横敷设的避 雷带组成网格，其网格 尺寸大小与建筑物的防 雷类别有关。
防雷类别 第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物 第三类防雷建筑物
雷电流波形表示：T1 /T2（μs）
波头陡度定义为雷电流上升 期间雷电流的上升率，即
di / dt
首次短时间雷击的电流波形 取10/350μs；
短时间雷击电流波形
第4页/共104页
三、雷电波在线路中的传播
雷电波具有波的传播特性，是电流波和电压波伴随而 行的统一体。
雷电波在传播过程中到达线路参数发生突变的节点处，还 会发生折射和反射现象。
1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆 2）预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员 密集的公共建筑物以及火灾危险场所 3）预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一 般性工业建筑物 4）在平均雷暴日大于15d/a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
k——校正系数。 一般情况下：1； 山顶上或旷野孤立的建筑物：2； 金属屋面没有接地的砖木结构：1.7； 河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率 较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷 风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑 物：1.5；
当所考虑建筑物的周边在2倍扩大宽度范 围内有其他建筑物时，其等效面积的计算方 法详见GB50057－2010。
（4）雷击电磁脉冲（LEMP） 雷击电磁脉冲是指雷电流的电磁效应，它包含传导电涌（浪 涌）和辐射脉冲电磁场效应。
当h小于或等于hr 时
3.避雷带（网） 避雷带通常是沿 建筑物易受雷击的部位 如屋角、屋脊、屋檐和 檐角等处敷设的带状导 体，通常采用圆钢或扁 钢。
避雷网是将建筑
物屋面上纵横敷设的避 雷带组成网格，其网格 尺寸大小与建筑物的防 雷类别有关。
防雷类别 第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物 第三类防雷建筑物
雷电流波形表示：T1 /T2（μs）
波头陡度定义为雷电流上升 期间雷电流的上升率，即
di / dt
首次短时间雷击的电流波形 取10/350μs；
短时间雷击电流波形
第4页/共104页
三、雷电波在线路中的传播
雷电波具有波的传播特性，是电流波和电压波伴随而 行的统一体。
雷电波在传播过程中到达线路参数发生突变的节点处，还 会发生折射和反射现象。
1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆 2）预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员 密集的公共建筑物以及火灾危险场所 3）预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一 般性工业建筑物 4）在平均雷暴日大于15d/a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
k——校正系数。 一般情况下：1； 山顶上或旷野孤立的建筑物：2； 金属屋面没有接地的砖木结构：1.7； 河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率 较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷 风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑 物：1.5；
当所考虑建筑物的周边在2倍扩大宽度范 围内有其他建筑物时，其等效面积的计算方 法详见GB50057－2010。
（4）雷击电磁脉冲（LEMP） 雷击电磁脉冲是指雷电流的电磁效应，它包含传导电涌（浪 涌）和辐射脉冲电磁场效应。
电气工程基础 电力系统过电压及接地
2. 防止发生雷击塔顶或避雷线后引起的绝缘闪络 由于杆塔等值电感及其冲击接地电阻的存在，避雷线与导 线的耦合作用及雷电通道电磁场的作用，线路绝缘子串上压差 幅值随雷电流增大而增大，当压差大于绝缘子串冲击闪络电压 时，绝缘子串将发生“反击”闪络。 防止方法：降低杆塔的冲击接地电阻，提高导线与避雷线 的耦合系数，适当加强线路绝缘，在个别杆塔上采用避雷器等。
3.阀式避雷器
阀式避雷器由火花间隙和非线性电阻(阀片)串联构成。 火花间隙由多个统一规格的单个间隙串联而成，非线性电阻 也由多个非线性阀片电阻串联而成。 特点：间隙电场比较均匀，伏秒特性较平， 分散性较小，能与被保护设备的冲击放电特 性较好地配合。 阀片以金刚砂SiC为主要成分，其电阻 值与流过的电流有关：电流愈大，电阻愈小； 电流愈小，电阻愈大。 阀式避雷器的伏安特性：U
2、内部过电压 （电力系统中由于断路器操作、 故障或其他原因使系统参数发 生变化，引起电网内部电磁能 量的转化或传递所产生的电压 升高） 直击雷过电压 （防雷重点） 感应雷过电压 （300-400kV，小 于110kV设备耐压） 操作过电压 工频过电压
谐振过电压ห้องสมุดไป่ตู้
接地：把设备与电位参考点的大地作电气 上的连接，使其对地保持一个低的电位。 按接地的目的分： 工作接地 保护接地 防雷接地
感应雷过电压①
直击雷过电压② ③ ④
1．防止直接雷击 架设避雷线是高压、超高压线路防雷的基本措施。 其主要作用： 1）防止直接雷击导线； 2）分流杆塔入地的电流、降低塔顶电位； 3）通过对导线的耦合，降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压； 4）对导线有屏蔽作用，可以降低导线上的感应过电压。 架设要求： a.110kV及以上电压等级的线路应全线架设避雷线； b.少雷区110kV等级可不沿全线架设； c.35kV及以下电压等级的线路则一般不在全线架设； d.避雷线的保护角大多取200---300； e.500kV及以上线路都架设双避雷线，保护角在150以下。 有时装避雷针与其配合，在某些情况下可改用电缆。
第六章 发电厂的过电压保护和接地装置2013B
Friday, March07, 20141第六章发电厂的过电压保护和接地装置一、过电压保护概述二、避雷针和避雷线三、避雷器四、发电厂接地装置复习与思考Friday, March07, 20142第一节过电压保护概述(3)两种过电压：一种是外部过电压（大气过电压），是由雷电引起的过电压，另一种是内部过电压，由开关操作和系统故障引起的过电压。
一、外部过电压1、雷电的形成：2、雷击通道：空气被击穿而形成的通道。
3、雷击：雷云向大地放电的过程。
4、雷电流：放电形成的电流。
5、雷电流的特性：具有冲击特性。
6、雷电对发电厂的危害：波头长度在设计时，取2.6μs1）直击雷：雷云向发电厂的电气设备和建筑物直接放电。
巨大的雷电流会造成建筑物的劈裂、倒塌和火灾。
2）感应雷：由静电感应所引起。
会形成感应过电压。
当会形成感应过电压达到足够大的数值，就会对建筑物和金属设备放电，引起火灾、爆炸或人身伤亡事故。
3）雷电侵入波：输电线路遭到直击雷或感应雷时，宣泄到输电线路上的雷电荷就会沿着输电线路两侧向发电厂或变电所流动。
形成侵入波过电压（有时高达三四十万伏），造成发电厂电气设备绝缘损坏。
4) 球形雷:球雷火球可以辐射出大量的热量.二、内部过电压内部过电压的几种形式：1、工频过电压：因发电机突然甩负荷或电力系统发生故障时而引起的超过正常工作电压的升高电压。
2、操作过电压：因某些操作引起的升高电压（如断路器的操作，电动机的操作等）。
3、谐振过电压：因某些振荡回路与电源产生谐振现象时，形成的过电压。
三、防止过电压危害的措施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，因绝缘水平较低，因此不应太靠近引雷的物体。
2）采用避雷器。
3）接地3、对雷电侵入波的防护措施1）安装多组避雷器2）进线段保护4、对内部过电压的防护措施：采用性能好的断路器、限制工频过电压的并联电抗器、保护间隙以及合理的运行操作方式避免发生谐振。
煤矿电工学第六章 电力系统过电压
一、3～10kv 架空线路的防雷保护
（一）加强线路绝缘 （二）利用顶相线兼作防雷保护线 （三）绝缘薄弱处装设避雷器 （四）架空线路上设备的防雷保护
二、低压架空线路的防雷保护
380/22OV低压线路的防雷保护，一般可采取以下措施： 1、多雷地区 当变压器采用Y,y或Y,yn接线时，宜在低压侧装设一组阀型避雷器或保 护间隙。变压器中性点不接地时，应在其中性点装设击穿保险。 2、对重要用户 为了防止雷击低压架空线路时雷电波侵人建筑物，宜在低压线路进人室 内前50m处安装一组低压避雷器，进人室内后再装一组低压避雷器。
二、避雷线
三、避雷器
避雷器是防护雷电入侵波对电气设备产生危害的保 护装置。在架空导线上发生感应雷击后，雷电波沿导 线向两个方向传播。
避雷器就是专设的放电电压低于所有被保护设备正 常耐压值的保护设备。由于它具有良好的接地，故雷 电波到来时，避雷器首先被击穿并对地放电，从而使 其它电气设备受到保护。当过电压消失后，避雷器又 能自动恢复到起始状态。
（一）变电所进线段的防护 实际上冲击波沿导线流动时都会边行进边线走过这一段路 程后，波幅值和波陡度均将下降，使雷电流能限制在5kV， 这对变电所的防雷保护有极大的好处。 对35～110kV线路进线的变电所保护方案如图6-18所示：
对于35～60kV变电所，变压器容量在3150～5000kVA时， 可根据供电的重要性和雷电活动情况采用图6-19a简化结 线。容量在3150kVA以下时，可采用图b结线；容量在100kVA 以下时，可采用图c结线，此时避雷器尽可能安装在靠近变 压器处。
在电网充电之后，电容上保持的能量将反馈到电感上。 这种传递与反馈作用将引起系统振荡。实际系统必定 有损耗，因此，其阻尼作用使系统在短时之后停止振荡。
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•3• 阀一•型旦避工雷作器母线上的电压超过其击穿电压值时，火花间隙将
• 被击•火穿花并间引隙导极雷间电距流离通小过，阀电片场电近阻似泄与入均大匀地电，场此，时伏阀秒片特电阻的 •性•比阻较值平将坦自，动易变于小实以现降绝低缘在配其合两。端且形多成个的间残隙压使。工频续流时
• 雷•电电弧流分消段逝，后短，弧作相用对在长阀弧片而电言阻，上更的易电于压切即断为，工提频高电了压间，隙 • 此•绝时缘阀强片度电的阻恢的复阻能值力将。自动变大，限制了工频续流以促使
双支避雷针
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
避雷线
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
•线路与避雷线选择
•避雷线 •1）110kV及以上的架空输电线路，一般全线装设避雷线 •2）35kV架空线只在进变电所的1-2km线路上装设避雷 线； •3）10kV一般不设避雷线。
1、对直击雷的保护，一般采用避雷针或避雷线。 （建筑物及电气、电子设备等） 2、由于线路落雷频繁，所以沿线路入侵的雷电 波是变电所遭受雷害的主要原因。其主要防护 措施是在变电所内装设阀型避雷器，在线路进 口及沿线布置，以限制入侵雷电波的幅值。
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
• 2、变电所的直击雷保护
•火花间隙放电电压不稳定的问题，易于制造防污型和带电清洗型避雷器。 •（不受表面污染影响）
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
❖ 金属氧化物避雷器（MOA）
金属氧化物避雷器又称为压敏电阻避雷器。这是一种没有 火花间隙，只有压敏电阻片的新型避雷器。
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
在工作电压作用下，流经ZnO阀片的电流远小于1mA（主要成分为电容电流）， •相当于绝缘体，不会使阀片烧坏，所以可以不用串联间隙来隔离工作电压。
•当作用在ZnO氧阀片化上的锌电压避超过雷某器一值，（起其始动阀作片电压以U1m氧A）化时，锌为主要 ••将电发流生大“小导基通本材”无，关料“。导，通”附后以ZnO少阀片量的电精阻很选小过，残的压与金流过属它的氧化物，
内过电压
• 由于电力系统内部操作或故障而引起的过 电压称为内过电压。
• 内过电压持续时间较长，过电压的幅值和 瞬时功率比外部过电压来得小，但它同样 具有极大的破坏性。
• 外过电压和内过电压由于产生的原因不同， 变化的特性不同，因而所采用的防护方法 也不完全相同。
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
•雷电过电压的形成,及特性
• 雷云：潮湿热气流上升进入稀薄大气层冷凝而形成。
• 带不同电荷雷云之间形成强大电场，临近地面的雷云在大 地或建筑物感应出电荷而形成电场。
• 1）先导放电。当电场强度达到使空气绝缘破坏（约25～ 30kV/cm）,空气游离，导电通道形成，由雷云逐步向地面 发展。
• 2）主放电。到达异性电荷中心，开始主放电阶段，电流可 达几十万安，电压可达几百万伏，温度可达二万摄氏度。
• 4、三相绕组变压器的防雷保护
当变压器高压侧有雷电波入侵时，通 过绕组间的静电和电磁耦合，在其低压 侧也将出现过电压。为了限制这种过电 压，只要在任一相低压绕组直接出口处 对地加装一个避雷器即可，中压绕组虽 也有开路的可能，但其绝缘水平较高， 一般不装。
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
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•半径为45米的滚球在建筑物上的移动轨迹
发电厂电气装置第六讲过电压与接地
[1]
•接闪器的保护范围
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•滚球半径的确电压与接地 [1]
单支避雷针
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发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
•雷电流的分类：
•直雷电过电压和感应过电压
• •（1）直击雷——雷直接击在建筑物和设备上而发 生的机械效应和热效应。
• 变电所采用避雷针和避雷线作为直击雷保护。
•（2）感应过电压——雷电流产生的电磁效应和静 电效应。发生雷击后，电气设备感应的电压。
•管内径会逐渐增大，
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•熄弧能力会下降甚致消失。发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
•6.4 过电压防护、接地 • 阀型避雷器的工作原理： 及电气安全知识 • 当系统正常时，火花间隙将阀片电阻和工作母线隔离，
• 以•（免2由）阀工型作避电雷器压由在多阀个火片花电间阻隙和中阀产片生电阻的串电联流构成使。阀片电阻烧坏。
为了防止雷直击于发电厂、变电所， 可以装设避雷针，应该使所有设备都处 于避雷针保护范围之内，此外，还应采 取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。
• 3、变电所内阀型避雷器的保护作用
变电所内必须装设阀型避雷器以限制 雷电波入侵时的过电压，这是变电所防 雷保护的基本措施之一。
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•内部过电压的防范
• 内部过电压与电力网的结构、参数、中性点接地方式、断路 器的性能、操作方式等因素有关。
• 防护措施 • 1.阀型避雷器 • 2、压敏电阻 • 3、调节电路参数 • 4、装设电容器—破坏谐振。
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•接地与接零
• 一、接地，既将电气设备的某些部分用导线（接地线）与
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大气过电压或称外过电压
• 由于直击雷或雷电感应面引起的过电压称 为大气过电压或称外过电压。
• 这种过电压持续时间很短，具有脉冲特性， 雷电冲击电流和冲击电压的幅值都很大， 所以破坏性大。
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美观和伸缩问题。暗装时可利用建筑内不小于3mm的钢筋。
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•保护间隙和避雷器：第2道防 线
•2、保护间隙和避雷器
•保护电气设备免遭入侵雷电波损坏。
•1 保护间隙
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•6.4 过•管型电避雷压器技术防护、接地
•此人手的电位 为UE，脚的电
位为所在地的 电压U1，故其
手脚之间的电 压达到UC，是
输电线路的防雷
• 1、架设避雷线 • 2、降低杆塔接地电阻 • 3、架设耦合地线 • 4、装设自动重合闸 • 5、采用消弧线圈接地方式 • 6、装设管型避雷器 • 7、加强绝缘
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变电所防雷保护
• 变电所遭受雷害可能来自两个方面： (1)雷直击于变电所； (2)雷击线路，沿线路向变电所入侵的雷电波。
• 接地电阻是接地体的流散电 阻与接地线的电阻之和。接地线 电阻一般很小，可以忽略不计。 因此，可以认为流散电阻就是接 地电阻。
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▉ 接触电压
•该点为 接地体 电压
•电气设 备外壳是 接地的， 即与接地 体同电位
•书本上 有
•详细的 电压曲线 计算公式
•当作用电压降到动作电压以下时，ZnO阀片“导通”终止，又相当于绝缘体，
在的高非温线下性烧 伏结 安而 特成 性。 。氧 如化 图锌所具示有：很理想 •••与因这故碳此就只化不是有硅存M雷••①②（具SO在电结保iCA2有工流）阀构护可下频通与片简性以述续过由相单能做优流ZS比，优到n点i。CO，适越无：阀阀Z合。间片n片大由而O和）阀规于又串片模无Z联n具自续O间有阀动流隙很片化的构理具生原成想有产因的的优，。传非异尺（统线的寸雷避性伏小电雷伏安，流器安特重过相特性量去比性，轻即，。残，变氧压造为化更价绝锌低低缘无；廉体间在。，隙整避个雷器
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•防雷设备
•（三）防雷设备 •1、避雷针与避雷线
•避雷针的保护范围。 •常采用“滚球法”来确定
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• 滚球法
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及电气安全知识 •2、••管间保型隙护避装间雷置隙器，技此和术装避是 置雷利有器用内一外种两具个有间喷隙气，熄外弧间功隙能类的似
•保•护保•避电护雷间气器隙设管，备内两，免极当遭均雷入固电定侵过在雷电绝电压缘内波件外损上间坏，隙内。击间穿隙时置，于
•2 管型•避雷电雷流器和工频短路电流经管内壁接地，
•管壁物质受热气化，
•有较大压力气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。
•管型避雷器技术也存在很多的缺点：此装
•置的的选用受安装地点的限制，其次还受线路最大、
•最小短路电流的制约，最大短路电流大于避雷器的
•断流上限时避雷器会爆炸；短路电流小于避雷器
•的断流下限时就不能熄弧，避雷器可能烧坏。
•另外管型避雷器多次动作后，
• 3）余辉放电。雷云中剩余电荷沿着雷电通道继续流向大地。
•
雷电放电速度很快，雷电流的幅值很
大，陡度很高，且其电流的大小与土壤电阻
率、雷击点的散流电阻有关。发电厂电气装置第六讲过电压与接地
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•6.4 过电压防护、接地 及电气安全知识
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发电厂电气装置第六讲 过电压与接地
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2020/11/14
• 被击•火穿花并间引隙导极雷间电距流离通小过，阀电片场电近阻似泄与入均大匀地电，场此，时伏阀秒片特电阻的 •性•比阻较值平将坦自，动易变于小实以现降绝低缘在配其合两。端且形多成个的间残隙压使。工频续流时
• 雷•电电弧流分消段逝，后短，弧作相用对在长阀弧片而电言阻，上更的易电于压切即断为，工提频高电了压间，隙 • 此•绝时缘阀强片度电的阻恢的复阻能值力将。自动变大，限制了工频续流以促使
双支避雷针
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避雷线
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•线路与避雷线选择
•避雷线 •1）110kV及以上的架空输电线路，一般全线装设避雷线 •2）35kV架空线只在进变电所的1-2km线路上装设避雷 线； •3）10kV一般不设避雷线。
1、对直击雷的保护，一般采用避雷针或避雷线。 （建筑物及电气、电子设备等） 2、由于线路落雷频繁，所以沿线路入侵的雷电 波是变电所遭受雷害的主要原因。其主要防护 措施是在变电所内装设阀型避雷器，在线路进 口及沿线布置，以限制入侵雷电波的幅值。
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• 2、变电所的直击雷保护
•火花间隙放电电压不稳定的问题，易于制造防污型和带电清洗型避雷器。 •（不受表面污染影响）
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❖ 金属氧化物避雷器（MOA）
金属氧化物避雷器又称为压敏电阻避雷器。这是一种没有 火花间隙，只有压敏电阻片的新型避雷器。
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在工作电压作用下，流经ZnO阀片的电流远小于1mA（主要成分为电容电流）， •相当于绝缘体，不会使阀片烧坏，所以可以不用串联间隙来隔离工作电压。
•当作用在ZnO氧阀片化上的锌电压避超过雷某器一值，（起其始动阀作片电压以U1m氧A）化时，锌为主要 ••将电发流生大“小导基通本材”无，关料“。导，通”附后以ZnO少阀片量的电精阻很选小过，残的压与金流过属它的氧化物，
内过电压
• 由于电力系统内部操作或故障而引起的过 电压称为内过电压。
• 内过电压持续时间较长，过电压的幅值和 瞬时功率比外部过电压来得小，但它同样 具有极大的破坏性。
• 外过电压和内过电压由于产生的原因不同， 变化的特性不同，因而所采用的防护方法 也不完全相同。
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•雷电过电压的形成,及特性
• 雷云：潮湿热气流上升进入稀薄大气层冷凝而形成。
• 带不同电荷雷云之间形成强大电场，临近地面的雷云在大 地或建筑物感应出电荷而形成电场。
• 1）先导放电。当电场强度达到使空气绝缘破坏（约25～ 30kV/cm）,空气游离，导电通道形成，由雷云逐步向地面 发展。
• 2）主放电。到达异性电荷中心，开始主放电阶段，电流可 达几十万安，电压可达几百万伏，温度可达二万摄氏度。
• 4、三相绕组变压器的防雷保护
当变压器高压侧有雷电波入侵时，通 过绕组间的静电和电磁耦合，在其低压 侧也将出现过电压。为了限制这种过电 压，只要在任一相低压绕组直接出口处 对地加装一个避雷器即可，中压绕组虽 也有开路的可能，但其绝缘水平较高， 一般不装。
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•半径为45米的滚球在建筑物上的移动轨迹
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[1]
•接闪器的保护范围
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•滚球半径的确电压与接地 [1]
单支避雷针
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•雷电流的分类：
•直雷电过电压和感应过电压
• •（1）直击雷——雷直接击在建筑物和设备上而发 生的机械效应和热效应。
• 变电所采用避雷针和避雷线作为直击雷保护。
•（2）感应过电压——雷电流产生的电磁效应和静 电效应。发生雷击后，电气设备感应的电压。
•管内径会逐渐增大，
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•熄弧能力会下降甚致消失。发电厂电气装置第六讲过电压与接地 [1]
•6.4 过电压防护、接地 • 阀型避雷器的工作原理： 及电气安全知识 • 当系统正常时，火花间隙将阀片电阻和工作母线隔离，
• 以•（免2由）阀工型作避电雷器压由在多阀个火片花电间阻隙和中阀产片生电阻的串电联流构成使。阀片电阻烧坏。
为了防止雷直击于发电厂、变电所， 可以装设避雷针，应该使所有设备都处 于避雷针保护范围之内，此外，还应采 取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。
• 3、变电所内阀型避雷器的保护作用
变电所内必须装设阀型避雷器以限制 雷电波入侵时的过电压，这是变电所防 雷保护的基本措施之一。
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•内部过电压的防范
• 内部过电压与电力网的结构、参数、中性点接地方式、断路 器的性能、操作方式等因素有关。
• 防护措施 • 1.阀型避雷器 • 2、压敏电阻 • 3、调节电路参数 • 4、装设电容器—破坏谐振。
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•接地与接零
• 一、接地，既将电气设备的某些部分用导线（接地线）与
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大气过电压或称外过电压
• 由于直击雷或雷电感应面引起的过电压称 为大气过电压或称外过电压。
• 这种过电压持续时间很短，具有脉冲特性， 雷电冲击电流和冲击电压的幅值都很大， 所以破坏性大。
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美观和伸缩问题。暗装时可利用建筑内不小于3mm的钢筋。
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•保护间隙和避雷器：第2道防 线
•2、保护间隙和避雷器
•保护电气设备免遭入侵雷电波损坏。
•1 保护间隙
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•6.4 过•管型电避雷压器技术防护、接地
•此人手的电位 为UE，脚的电
位为所在地的 电压U1，故其
手脚之间的电 压达到UC，是
输电线路的防雷
• 1、架设避雷线 • 2、降低杆塔接地电阻 • 3、架设耦合地线 • 4、装设自动重合闸 • 5、采用消弧线圈接地方式 • 6、装设管型避雷器 • 7、加强绝缘
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变电所防雷保护
• 变电所遭受雷害可能来自两个方面： (1)雷直击于变电所； (2)雷击线路，沿线路向变电所入侵的雷电波。
• 接地电阻是接地体的流散电 阻与接地线的电阻之和。接地线 电阻一般很小，可以忽略不计。 因此，可以认为流散电阻就是接 地电阻。
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▉ 接触电压
•该点为 接地体 电压
•电气设 备外壳是 接地的， 即与接地 体同电位
•书本上 有
•详细的 电压曲线 计算公式
•当作用电压降到动作电压以下时，ZnO阀片“导通”终止，又相当于绝缘体，
在的高非温线下性烧 伏结 安而 特成 性。 。氧 如化 图锌所具示有：很理想 •••与因这故碳此就只化不是有硅存M雷••①②（具SO在电结保iCA2有工流）阀构护可下频通与片简性以述续过由相单能做优流ZS比，优到n点i。CO，适越无：阀阀Z合。间片n片大由而O和）阀规于又串片模无Z联n具自续O间有阀动流隙很片化的构理具生原成想有产因的的优，。传非异尺（统线的寸雷避性伏小电雷伏安，流器安特重过相特性量去比性，轻即，。残，变氧压造为化更价绝锌低低缘无；廉体间在。，隙整避个雷器
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•防雷设备
•（三）防雷设备 •1、避雷针与避雷线
•避雷针的保护范围。 •常采用“滚球法”来确定
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• 滚球法
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及电气安全知识 •2、••管间保型隙护避装间雷置隙器，技此和术装避是 置雷利有器用内一外种两具个有间喷隙气，熄外弧间功隙能类的似
•保•护保•避电护雷间气器隙设管，备内两，免极当遭均雷入固电定侵过在雷电绝电压缘内波件外损上间坏，隙内。击间穿隙时置，于
•2 管型•避雷电雷流器和工频短路电流经管内壁接地，
•管壁物质受热气化，
•有较大压力气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。
•管型避雷器技术也存在很多的缺点：此装
•置的的选用受安装地点的限制，其次还受线路最大、
•最小短路电流的制约，最大短路电流大于避雷器的
•断流上限时避雷器会爆炸；短路电流小于避雷器
•的断流下限时就不能熄弧，避雷器可能烧坏。
•另外管型避雷器多次动作后，
• 3）余辉放电。雷云中剩余电荷沿着雷电通道继续流向大地。
•
雷电放电速度很快，雷电流的幅值很
大，陡度很高，且其电流的大小与土壤电阻
率、雷击点的散流电阻有关。发电厂电气装置第六讲过电压与接地
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•6.4 过电压防护、接地 及电气安全知识
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