2-7过电压及其保护-教案
第四章电力系统大气过电压及防护(教案).docx
电力系统大气过电压及防护4、1 电力系统的过电压一、过电压定义：超过止常运行电压并可使电力系统的绝缘或保护设备损坏的危险电压升高二、分类：外部过电压和内部过电压(1)外部过电压形式：直击雷过电压、感应过电压、侵入波过电压(2)内部过电压屯力系统内部因操作或发生故障，使系统常数发生变化所引起的过电压，其能量来自系统内部，幅值与最大工作相电压有一定比例关系。
形式：工频过电压、操作过电压及谐振过电压4、2 高压设备的绝缘旋转电机的绝缘1、旋转电机绝缘的工作条件旋转电机绝缘在运行中受到热、机械和电场的作用2、旋转电机常用的绝缘材料(1)云母制品(2)绝缘漆和漆布3、旋转电机常用的绝缘结构绕组绝缘分主绝缘、匝间绝缘、股间绝缘和层间绝缘定子绕组主绝缘的绝缘结构分套筒式绝缘和连续式绝缘4、新技术、新产品简介二、变压器绝缘1、电力变压器绝缘的工作条件(对各方面的要求)电气性能、机械性能、热性能以及其它性能方面的要求2、油浸变压器屮常用的绝缘材料变压器油、绝缘纸、油一屏障绝缘3、干式电力变压器特点4、新技术、新产品简介：采用SF6气体绝缘变压器（GIT）三、电缆的绝缘电力电缆常用的绝缘材料1、35KV及以下：采用油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘2、110KV及以上：充油电缆、钢管油压电缆、充气电缆4、3 高压线路的绝缘一、电瓷产品的分类：绝缘子、瓷套、套管二、绝缘子的特点：1、对于电气和机械性能要求高2、工作环境差3、使用数量大，要求保证良好的老化性能。
三、绝缘子1支持绝缘子2线路绝缘了3新技术、新产品简介：有机复合绝缘子、玻璃绝缘子4、4 高压保护电气设备（本章重点）一、气体间隙二、避雷器1、避雷器的作用：它是一种保护电器。
用于防止侵人波过电压。
2、对避雷器的要求（1）当电压超过一定值时，避雷器动作（放电）（2）过电压消失后，避雷器迅速切断工频电弧。
三、避雷器的类型：1、管型避雷器2、阀型避雷器3、磁吹避雷器4、氧化锌避雷器四、阀型避雷器:1、结构：主要由火花间隙和阀片组成。
电气安全工程7过电压及其防护
7 过电压及其防护 建筑物防雷设计规范 GB 50057 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL／T 620
整理ppt
1° 过电压及其分类
A 过电压及其危害： 过电压是一种电力系统运行中实际运行电压超过设计
允许值的异常现象。 过电压的危害： a 绝缘破坏 b 导致电热设备过电流损坏 c 导致变压器、电动机铁磁损耗增大，发生过热损坏
2° 雷电危害及其防护 建筑物防雷设计规范 GB50057
A 雷电现象及雷电参数 a 雷电过程
整理ppt
b 雷电的参数 ① 雷暴日； ② 雷电流及其幅值、陡度； ③ 雷电冲击过电压； ④ 预计雷击次数（落雷率）。
整理ppt
uc
icRc
Ldic dt
uc
25I H h S
N=kNgAe
Ng＝0．024Td1.3
B 过电压分类：
外部过电压、内部过电压
（大气过电压，操作过电压、谐振与振荡过电压、工
频电压升高）
整理ppt
外部过电压
大气过电压
静电感应过电压 电磁感应过电压
过电压
操作过电压 开、合储能元件
内部过电压
谐振与振荡过电压
工频电压升高
整理ppt
过补偿 不对称故障 甩负荷 中性点漂移 高电压传导 长线电容效应
整理ppt
F 人身防雷 雷爆时尽量少在户外逗留，最好穿不透水的塑料雨
衣，可在汽车、船只或有防雷保护的建筑物内躲避； 离开墙壁或树木8米以上、离开小山、或隆起的小道； 尽量离开海滨、湖滨、河边、池旁、铁丝网、旗杆、
烟囱、宝塔、金属晒衣绳、以及无防雷保护的小建筑物； 在户内尽量离开电源线、电话线、电视机天线、以
过电压保护ppt课件
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
过电压保护的过电压保护教学学习教案
11.3
感应(gǎnyìng)雷过电压的防护 当供电系统(ɡònɡ diàn xì tǒnɡ)遭到大气过电压时，保护 间隙S1作为一个薄弱环节首先 击穿，并将雷电流释放到地中.
11.3.2 避雷器
1．保护(bǎohù)间隙
保护(bǎohù)间隙又称放 电间隙，是最简单的防雷 保护(bǎohù)装置，它由 主间隙S1、辅助间隙S2 和支持瓷瓶组成。主间隙 保 能 雷按型护 力 器间 很 的结、隙 差 参构环构。数型型造 规 不式和简 程 能单 规 满不角， 定 足同型成 ， 安，。本 在 装低 具 地辅分了短助廉 有 点防为间路止， 自 的隙引棒主维 动 要S起2间的护 重 求误隙作动方合时被用作异便 闸 ，是。物， 的 可为 但 线 以由 路 采于 中 用无 和 保专 管 护门 型 间灭 避 隙孤 雷 。装 器置 或， 阀灭 型弧 避
第第6七页页，/共共353页4。页
11.2 直击雷过电压的防护(fánghù)
11.2.1 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、使用或贮存炸药、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( jì suàn zhōnɡ xīn)、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。
2.7过电压及其防护
2.防雷装置
（1）常用的防雷装置常用防雷装置类型有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带和避雷器等，见表2-34。避雷针、线、网、带都只是接闪器，而避雷针是一种专门的防雷装置。
（2）避雷器避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在不同的状态。出现雷击过电压时，击穿放电，切断过电压，发挥保护作用，如图2-5所示。过电压终止后，避雷针迅速恢复不同状态，恢复正常工作。
（3）接地体接地体的接地电阻较小（一般不超过10Ω），以便于迅速地疏散雷电流。
3.人身防雷常识
二、内部过电压及其防护
对于不接地配电网，由于配电网与大地之间没有直接的电气连接，在以外情况下可能产生很高的对地电压。例：如图2-6。
1.击穿保险器
为了减轻过电压的危险，在不接地低压配电网中，可能把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地。如图2-7。
2.检查学生教材、笔记本等学习用具的准备情况。
（二）复习提问（5分钟）
（三）导人新课（75分钟）
（四）课堂小结（5分钟）
§2—7过电压及其防护
配电网中出现过电压的原因很。由外部原因造成的有雷击过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压；由内部原因造成的有操作过电压、谐振过电压以及来自变压器高压侧的过渡电压或感应电压。
一、大气过电压及其防护
大气过电压主要是由雷云对地放电引起的，可用专用的防雷装置预防。
1.雷击防护的基本原理
所谓雷击防护就是通过合理、有效的手段将雷电电流的能量尽可能的引入到大地。一个完整的防雷系统包括两个方面：直接雷击的防护和感应雷击的防护。直接雷击的防护系统包括闪接器、引下线、接地装置三大部分。其中接闪器的主要形式有避雷针、避雷带、避雷网、笼网等。
2-7过电压及其保护-教案
淮海技师学院教案编号：SHJD—508—14 版本号：A/0 流水号：授课日期班级15电力1 15电力2课题：§2-7 过电压及其保护教学目的、要求：知识目标:1、掌握大气过电压及其防护2、掌握内部过电压及其防护教学重点：大气过电压及其防护、内部过电压及其防护教学难点：漏电保护器的应用授课方法：引导法、讲授法、练习法、讨论法教学参考及教具（含电教设备）：多媒体课件板书设计：一、过电压的种类1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过电压、变压器高压侧的过度电压或感应电压。
二、大气过电压及其防护（一）大气过电压的原因雷云对地放电。
（二）、雷击防护1、基本原理通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地。
2、直接雷击的防护原理用导体将雷云的电荷导入大地3、直接雷击防护系统的组成：接闪器、引下线、接地装置三部分三、内部过电压及其防护四、内部过电压及其防护（一）击穿保险器1、作用：减轻过电压危险2、接法：把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地3、结构：由两片黄铜电极夹以带小孔的云母片组成4、工作原理：正常情况下，击穿保险器处在绝缘状态，配电系统不接地；当过电压产生时，云母片带孔部分的空气隙被击穿，故障电流经接地装置流入大地。
注：要求以一块黑板的版面来进行板书设计教案纸教学过程学生活动学时分配复习：1、什么是漏电保护？漏电保护的作用是什么？2、什么是漏电保护装置？常见的漏电保护装置有哪些类型？任务引入配电网中出现过电压的原因很多。
由外部原因造成的有雷击过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压；由内部原因造成的有操作过电压、谐振过电压以及来自变压器高压侧的过电压或感应电压。
今天就让我们一起来学一学。
知识链接一、过电压的种类1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过电压、变压器高压侧的过度电压或感应电压。
电力系统过电压及其防护
暂时 过电压
操作 过电压
工频电压升高
空载长线的电容效应 不对称短路 突然甩负荷
谐振过电压
线性谐振 铁磁谐振 参数谐振
切断空载线路
切断空载变压器
空载线路合闸
间歇电弧接地
一. 概述
在电力系统中，除了雷电过电压外，还经常出现另一 类过电压：内部过电压。顾名思义，它的产生根源 在电力系统内部，通常都是因为系统内部电磁能量 的积累和转换而引起。按照产生的原因，内部过电 压可以分为操作过电压和暂时过电压。一般操作过 电压持续时间在0.1s以内，而暂时过电压持续时间 要长得多。
A = 1 − uC (0) Uϕ
当 uC (0) = −U ϕ
U C = 3U ϕ
uC
≈ 3U ϕ
0
t
二. 影响过电压的因素
1. 合闸相角
2. 残余电压
3. 回路损耗
三. 限制过电压的措施
1. 控制合闸相角 2. 加装并联合闸电阻 3. 线路首末端装设避雷器
同步开关（Synchronous Switching）
3.3 空载线路合闸过电压
一. 产生过电压的基本过程
1. 正常合闸
L s QF
1 2
LT
1 2
LT
L QF
~u
CT
⇒~ u
CT uC
L
=
Ls
+
1 2
LT
u = U ϕ cos ω t
由等值电路：
L
di dt
+ uC
=u
i = CT
du C dt
初始条件：
uC (0) = 0
t = 0 :i = CT
第七讲：电力系统内部过电压及其防护
过电压及其防护
一、大气过电压及其防护 （一）直击雷过电压的防护 （二）感应雷过电压的防护
（三）电力电容器的过电压保护
1、电容器对加在它两端的电压是很敏感。原因：电力电容器的 容量与电压的平方成正比。
2、什么情况下需要对电容器进行过电压保护：当电网 电压可能超过电容器额定电压的10％时，宜装设过 电压保护，原因：电容器额定电压通常比电网电压 高10％ （四）大电感线圈的过电压保护
1、大电感线圈产生过电压的原因：当切断直流电机的励磁绕组 以及其他大电感线圈时，由于磁场能量不能突变，会在线圈 两端出现过电压。
一、大气过电压及其防护
雷电的形成录像 雷电危害录像 分类：直击雷过电压、感应雷过电压和雷电侵入波三种。
（一）直击雷过电压的防护 直接雷的防护录像
1、定义：指雷云直接对线路或电气设备放电时，雷电流在被击物 阻抗(包括接地电阻)上产生的电压降。 2、直击雷过电压危害：由于雷电流高达数万乃至数十万安，直击 雷过电压可达数千千伏。如此高的电压将可能击穿线路或设备的 绝缘，如此大的电流将使被击物体剧烈发热甚至燃烧。因此，必 须采取有效的防护措施。
3、防止直击雷过电压侵害的办法：是装设避雷针、避雷 线、避雷网和避雷带。 4、避雷针、避雷线、避雷网和避雷带的组成：接闪器、 接地引下线和接地装置，所不同的只是接闪器的形状各异而
分别给予针、线、网、带的名称。 5、避雷针适用于：保护集中的物体，如建筑物、构筑物及露天的 电力设施； 避雷线适用于：保护狭长的物体，如架空电力线路； 避雷网和避雷带主要用于：建筑物的防雷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
淮海技师学院教案
编号：SHJD —508—14 版本号：A/0 流水号：
课题： §2-7 过电压及其保护
教学目的、要求： 知识目标:1、掌握大气过电压及其防护
2、掌握内部过电压及其防护
教学重点： 大气过电压及其防护、内部过电压及其防护 教学难点：
漏电保护器的应用
授课方法： 引导法、讲授法 、练习法、 讨论法 教学参考及教具（含电教设备）： 多媒体课件 板书设计：
一、过电压的种类
1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感应过电压、静电感应过电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过电压、变压器高压侧的过度电压或感应电压。
二、大气过电压及其防护
（一）大气过电压的原因 雷云对地放电。
（二）、雷击防护
1、基本原理 通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地。
2、直接雷击的防护原理 用导体将雷云的电荷导入大地
3、直接雷击防护系统的组成：接闪器、引下
线、接地装置三部分 三、内部过电压及其防护 四、内部过电压及其防护 （一）击穿保险器
1、作用：减轻过电压危险
2、接法：把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地
3、结构：由两片黄铜电极夹以带小孔的云母片组成
4、工作原理：正常情况下，击穿保险器处在
绝缘状态，配电系统不接地；当过电压产生时，云母片带孔部分的空气隙被击穿，故障电流经
接地装置流入大地。
注：要求以一块黑板的版面来进行板书设计
教 案 纸
教学过程
学生活动
学时分配 复习：
1、什么是漏电保护？漏电保护的作用是什么？
2、什么是漏电保护装置？常见的漏电保护装置有哪些类型？
任务引入 配电网中出现过电压的原因很多。
由外部原因造成的有雷击过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压；由内部原因造成的有操作过电压、谐振过电压以及来自变压器高压侧的过电压或感应电压。
今天就让我们一起来学一学。
知识链接
一、过电压的种类 1、外部原因造成的：雷击过电压、电磁感应过电压、静电感应过
电压。
2、内部原因造成的：操作过电压、谐振过电压、变压器高压侧的过度电压或感应电压。
二、大气过电压及其防护 （一）大气过电压的原因 雷云对地放电。
（二）、雷击防护
1、基本原理 通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地。
2、直接雷击的防护原理 用导体将雷云的电荷导入大地
3、直接雷击防护系统的组成：接闪器、引下线、接地装置三部分
对所学知识进行复习巩固，了解学生掌握情况
先让学生看书，了
解过电压的种类，
教师再讲解
学生思考大气过电
压的原因？
学生讨论雷击防护的原理？
看书学习直接雷击防护系统的组成，简述各部分的作用
5min
15min
10min
(三
)分类介绍
1、避雷针用于高层建筑、烟囱或油罐上。
下引可用避雷线连接。
避雷针由针体及安装类别结构件组成。
针类采用不锈钢；针体须用铜包钢圆棒或钢管为基材
注意： 顶端是削尖的直立金属棒（或管），安装时要高出建筑物
一定高度
2、避雷线主要作用，防止雷直击导线，还有两点：
（1）分流作用，可减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位。
（2）通地对导线的耦合作用减小线路绝缘子的电压。
3、避雷线适用于长距离高压供电线路的防雷保护。
架空避雷线和避雷网宜采用截面积大于35mm²的镀锌钢绞线。
适用于长距离高压供电线路的防雷保护。
宜采用截面积大于35mm2的镀锌钢绞线。
4、避雷带小截面圆钢或扁钢做成的条形长带，装设在建筑物易遭雷击部位多沿屋脊、山墙、通风管道及平屋顶的边沿等地方敷设。
学生观察图片，认识常用防雷装置，然后听讲各防雷装置的作用及安装要求。
学生注意思考避雷
线的应用场合？
10min 10min
5、避雷网相当于纵横交错的避雷带叠加在一起，原理与避雷带同。
使用避雷网接闪后一般是由多根引下线泄散电流，室内设备上的反
击电压也较低。
6、避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器之分，应用最多的是阀型避雷器。
1) 用途：
主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。
2) 工作原理
避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在不通的状态。
出现雷击过电压时，击穿放电，切断过电压，发挥保护作用；过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。
学生看图片，认识各避雷器。
看书了解避雷网、避雷器的用途
学生听讲避雷器的工作原理，并能熟练理解。
15min 15min
三、内部过电压及其防护
对于不接地配电网，由于配电网与大地之间没有直接的电气连接，在意外情况下可能产生很高的对地电压
四、内部过电压及其防护
（一）击穿保险器
1、作用：减轻过电压危险
2、接法：把低压配电网的中性点或一相经击穿保险器接地
3、结构：由两片黄铜电极夹以带小孔的云母片组成
4、工作原理：正常情况下，击穿保险器处在绝缘状态，配电系统
不接地；当过电压产生时，云母片带孔部分的空气隙被击穿，故障电流经接地装置流入大地。
注意：正常情况下，击穿保险器必须保证绝缘良好。
否则，不接地配电网变成接地配电网，用电设备上的保护接地不足以保证安全。
（二)过电压保护器
1、作用：三相组合式过电压保护器（TBP ），能可靠地对被保护电
器设备完成相-地和相-相之间的过电压保护，使被保护设备的绝缘免受雷电和操作等过电压的损坏。
2、提示：过电压保护器在投入运行前或使用五年后，应做预防性试验
学生看书处理内容，思考击穿保险器的作用、接法、
结构和工作原理。
教师提问后再讲解，学生听讲
学生思考过电压保
护器的作用？ 注意过电压保护器使用的注意事项。
5min 15min
10min
教 案 纸
教后记：。