电力系统过电压复习重点
电力系统过电压保护培训教材

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▪ 五、两根避雷线保护范围
两避雷线间各横截面的保护范围,由通过两避雷线 顶点1、2及保护范围边缘最低点0的圆弧确定,0点 高度的计算式为
h0=h-D/4P
过电压:电力系统中危及绝缘的电压升高。 危害:造成人员伤亡、线路或设备绝缘击穿损
坏,不仅中断供电,甚至引起火灾等。
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二、过电压分类
直接雷击过电压
雷电反击过电压
雷电过电压 感应雷过电压
雷电侵入波过电压
过电压
工频过电压 线性谐振过电压
谐振过电压 非线性谐振过电压
内部过电压
参数谐振过电压
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三、雷电过电压 1、雷云形成 雷电是带电荷的云
所引起的放电现象
2、雷电放电
放电分三步:先导放电、主放电、余辉放电。
雷电流可达几千安甚至几十、上百千安,电压可达千 万伏至上亿伏.
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3、直接雷击过电压
雷云直接对电器设备或电力线路放电,雷电流流过这些设
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二、两支等高避雷针保护范围
▪ 两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘 最低点的圆弧来确定,点的高度按下式计算:
▪ h0=h-D/7p
▪ 水平面上保护范围的一侧宽度可按下式计算,
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▪ 三、多支避雷针保护范围
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第四节 过电压保护设备
电力系统过电压知识点复习

内部过电压:由于断路器操作、故障过着其他原因,使系统参数发生变化,引起系统内部电磁能量的转化或传递引起的电压升高。
空载线路的分闸过电压空载线路的合闸过电压切除空载变压器过电压电弧接地过电压工频电压升高谐振过电压暂时过电压(工频电压升高(空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、甩负荷引起的工频电压升高)、谐振过电压(线性谐振、铁磁谐振、参数谐振))操作过电压(操作过电压(切断空载线路、空载线路合闸、切断空载变压器、电弧接地过电压))内部过电压倍数K空载线路分闸过电压:分闸初期,断路器端口处电弧重燃,引起电磁振荡,出现过电压措施:提高断路器的灭弧能力;带并联电阻空载线路的合闸过电压:(正常运行的计划性合闸、线路故障切除后的自动重合闸)合闸过电压中,以三相重合闸的情况最严重,其过电压幅值可达3Em影响因素:合闸时电源相位;线路损耗(电阻及电导中的损耗,电晕损耗);线路残余电压的极性及大小;母线上接有其他线路;线路长度和电源容量措施:采用带有并联合闸电阻的断路器;单相自动重合闸的采用;同相位合闸;利用避雷器保护(线路首段和末端安装)切除空载变压器过电压:(消弧线圈、并联电抗器、轻载变压器电动机)原因:流过电感的电流在到达自然零值之前被断路器强制切断,从而迫使储存在电感中的电磁能量转化为电场能量导致电压升高。
(截留现象)影响因素:与截断电流I0有关;变压器参数对过电压倍数的影响;变压器的中性点接地方式;限制措施:安装避雷器电弧接地过电压(通常发生在中性点对地绝缘系统)影响因素:电弧过程的随机过程;导线相间电容的影响;电网损耗电阻;对地绝缘的泄漏电导;限制措施:采用中性点直接接地方式;采用中性点经消弧线圈接地方式工频电压升高:空载长线电容效应引起的工频电压升高;不对称短路引起的工频电压升高;发电机突然短路引起的工频电压升高中性点不接地系统:单相接地故障时,工频电压升高可达1.1倍额定电压,避雷器的灭弧电压规定为系统最高电压的1.1倍,称为110%避雷器;中性点经消弧线圈接地系统:单相接地故障时,健全相电压接近额定电压,避雷器的灭弧电压规定为系统最高电压的1.0倍,称为100%避雷器;中性点直接接地系统:单相接地故障时,健全相电压不大于0.8倍额定电压,避雷器的灭弧电压规定为系统最高电压的0.8倍,称为80%避雷器;对330kV及以上系统,线路距离长,计及长线路的电容效应时,吸纳路末端工频电压升高可能超过系统最高电压的80%,根据位置的不同,分为电站型避雷器(80%避雷器)和线路型避雷器(90%避雷器)两种。
电力系统过电压考试复习汇编

当电力系统进行操作或发生接地故障时,就会在由电气设备构成的集中参数电路中产生电磁暂态过程,引起系统电压的升高或产生过电流。
当电力系统中某一点突然发生雷电过电压或操作过电压时,这一变化并不能立即在系统其它各点出现,而要以电磁波的形式按一定的速度从电压或电流突变点向系统其它部位传播。
电磁波在分布参数电路中传播产生的暂态过程,简称波过程。
一般架空单导线线路的波阻抗Z〜500 Q,分裂导线波阻抗Z〜300 Q冲击电晕对导线耦合系数的影响发生冲击电晕后,在导线周围形成导电性能较好的电晕套,在这个电晕区内充满电荷,相当于扩大了导线的有效半径,因而与其它导线间的耦合系数也增大。
冲击电晕对波阻抗和波速的影响冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小冲击电晕对波形的影响冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性,有利于变电所的防雷保护。
最大电位梯度出现在绕组的首端。
冲击电压波作用于变压器绕组初瞬,绕组首端的电位梯度是平均电位梯度的a I倍。
a l越大,电位分布越不均匀,相应绕组的抗冲击能力越差。
(危及变压器绕组的首端匝间绝缘)最大电位梯度均出现在绕组首端,其值等于 a U0,对变压器绕组的纵绝缘(匝间绝缘)有危害。
绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外,还与作用在绕组上的冲击电压波形有关。
过电压波的波头时间越长(陡度越小),由于电感分流的影响,振荡过程的发展比较和缓,绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度都将下降;反之则振荡越激烈。
波尾也有影响,在短波作用下,振荡过程尚未充分激发起来时,外加电压已经大为减小,导致绕组各点的对地电压和电位梯度也比较低。
变压器绕组内部保护的关键措施是:改善绕组的初始电位分布,使初始电位分布尽可能地接近稳态电位分布。
这可有效地降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度,并削弱振荡,减小振荡过电压的幅值。
(1)补偿对地电容C0dx 的影响;(静电环)(2)增大纵向电容K0/dx (纠结式绕组)绕组匝间绝缘所承受的冲击电压为Uab= alab/v侵入波的陡度愈大,每匝线圈的长度愈长,或波速愈小,则作用在匝间的电压也愈大。
电力系统过电压知识点总结

第四章1.地面落雷密度:一个雷电日每 km2 的地面上落雷的次数(次/雷电日·km 2 )。
落雷密度为单位时间单位面积的地面平均落雷次数2.保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合?为什么?答案:保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。
这样,当有一过电压作用于两设备时,总是保护设备先击穿,进而限制了过电压幅值,保护了被保护设备。
3. ZnO 避雷器的主要优点有哪些?答案:ZnO 避雷器的主要优点有无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大、ZnO 避雷器特别适用干直流保护和 SF6 电器保护等优点。
适于大批量生产,造价低,经济性能好。
4.跨步电压:人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。
(取跨距为 0.8m)工作接地中,对人身安全造成威胁的电位差包括接触电位差和跨步电位差人所站的地点与接地设备之间的电位差称为接触电势5.内部过电压倍数:内部过电压倍数:内部过电压幅值与最大运行相电压幅值之比。
6.【简答题】什么叫做操作过电压?答案:电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统,当开关操作,或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时,各储能元件的能量重新分配并发生振荡,在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压,称为操作过电压。
电力系统由于操作从一种稳定工作状态通过震荡转变到另一种工作状态的过渡过程所产生的过电压称为操作过电压。
7.简述电力系统中操作过电压的种类。
答案:①间歇电弧接地过电压②空载变压器分闸过电压③空载线路分闸过电压④空载线路合闸过电压一种是计划性的合闸操作,另一种是自动重合闸操作⑤电力系统解列过电压8.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型?答案:(一)6~10kV,35~60kV:电弧接地过电压;(二)110~220kV:切空载变压器,切除空载线路过电压;(三)330~500kV:合空载线路过电压。
9.电弧接地过电压:在中性点绝缘的电网中发生单相接地时,将会引起健全相得电压升高到线电压。
电力系统过电压复习题目_答案

电力系统过电压数值仿真计算1 我国1974年在西北地区建成刘(家峡)- 天(水)- 关(中)首条330kV输电线路,1981年建成平(顶山)- 武(昌)第一条500kV线路,2005年西北地区建设的第一条750kV 线路投入运行,交流1000kV和直流 800kV输电系统正在积极推进中。
2 电力系统电压等级的提高,意味着设备绝缘水平提高。
电力系统的绝缘包括发电厂、变电所电气设备的绝缘以及线路的绝缘。
他们在运行中除承受正常运行时的工作电压外,还将承受各类过电压,如工频过电压、操作过电压以及雷电过电压。
通常情况下,由于电力系统电磁暂态产生的过电压在确定绝缘水平中起决定性作用。
3 在电力系统中,由于断路器的操作、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,产生电压升高称为内部过电压。
内部过电压分为两类操作过电压、暂时过电压。
把频率为工频或接近工频的过电压称为工频过电压,它是由系统中长线的电容效应、不对称接地故障、甩负荷引起的。
对因系统的电感、电容参数配合不当,出现的各类持续时间长、波形周期性重复的谐振现象及其电压升高称为谐振过电压。
4 所谓绝缘配合,就是综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压(工作电压及过电压)、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性,合理的确定设备必要的绝缘水平,以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失降低,达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的。
5 电力系统过电压的研究方法暂态网络分析仪(TNA)、计算机的数值计算、系统的现场实测。
6 目前在世界范围内,使用计算机数字仿真技术研究电力系统电磁暂态现象有哪些程序?EMTP、PSCAD/EMTDC(1)Dommel_Bergeron_Method编制了EMTP(Electro_Magnetic_Transient_Program),在世界范围内获得了广泛的使用。
(2)加拿大曼尼托巴(Manitoba)直流输电研究中心开发完善并形成了PSCAD/EMTDC(Electro_Magnetic_Transients_Including_DC),在世界范围内获得了成功的使用。
《电力系统过电压》课件

系统规划
• 合理设计电力系统结 构和拓扑,减少电力 系统的脆弱性。
• 良好的接地系统可以 减缓过电压对系统的 影响。
实时监测
• 使用过电压监测技术 和设备,实时监测电 力系统的电压波动。
• 快速响应过电压事件, 采取相应的措施避免 损失。
过电压监测技术
电压测量
通过电压测量装置实时监测电 力系统的电压波动和过电压情 况。
由闪电、雷电或线路故障等外部因素引起的过电 压。
内部过电压
由电力设备故障或操作失误等内部因素引起的过 电压。
过电压的原因
1 自然灾害
闪电、雷击和地震等自然灾害是造成过电压的常见原因。
2 设备故障
电力设备故障或过载可能导致电力系统出现过电压情况。
3 操作失误
不正确的操作或维护程序可能导致电力系统受到过电压的影响。
过电压的危害
1
设备损坏
过电压可能导致设备烧毁、损坏或失效,给企业和个人带来巨大损失。
2
停电
过电压可能导致电力系统中断,造成停电和生产中断。
3
电击危险
过电压可能对人员安全构成威胁,导致电击事故发生。
过电压的防护
设备保护
• 安装保护装置,如避 雷器和过压保护器, 以降低过电压对设备
• 的定期影维响护。和检查设备, 确保其正常运行。
《电力系统过电压》PPT 课件
在这个PPT课件中,我们将深入探讨电力系统过电压的不同方面,包括定义、 类型、原因、危害、防护以及监测技术。让我们一起了解这个重要而有趣的 主题。
电力系统过电压的定义
什么是过电压?
过电压是指电力系统中超过额定电压的瞬时电压波动或持续时间较长的电压峰值。
电力系统过电压保护基础知识[1]
![电力系统过电压保护基础知识[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/fac80ddef8c75fbfc67db200.png)
过电压及保护基础知识1 准备知识1.1 若干基本数学定义及公式1.1.1 微分的基本公式(c)’=0 (c 为常数)(a x )’=a x lna1.1.2 积分的基本公式:a a dx a xxln =⎰ ⎰=x x e dx e 1.1.3 分部积分法:⎰⎰-=dx vu uv dx uv ''1.1.4 定积分的计算(牛顿-莱布尼兹公式)⎰-=b a a F b F dt t f )()()( 通常记为:b a bax F dt x f )()(⎰= 1.1.5 复数三角数sin ωt 和cos ωt 的定义i e e t t i t i 2sin ωωω--=, 2c o s ti t i e e t ωωω-+= 1.2 拉氏变换1.2.1 拉氏变换的定义:由拉普拉斯积分:⎰∞-=0)()(dt t f ep F pt ……..(1) 所给出的函数)(p F 称为函数)(t f 的拉氏换式。
其中)(t f 是实变数t 的实数函数或者复数函数,p 是复数σi s +,s 和σ分别是其实部和虚部。
(1)式代表着从)(t f 到)(p F 的一种积分变换关系,称为拉氏变换,pt e -称为拉氏变换的核。
(1)式常用简单的符号表示为:}{)()(t f L p F = 而f(t)称为拉氏变换的原函数,F(p)称为像函数。
例1. 求原函数f(t)=1的像函数}{p p e e e dt e dt eL pt p pt tp pt 1ln )(1.10000=-====∞-∞--∞-∞-⎰⎰ 例2. 求函数at e t f =)(的拉氏变换{}ap dt e dt e ee L t a p at pt at -===⎰⎰∞--∞-1.0)(0 1.2.2 拉氏变换的基本性质:拉氏变换是一种线性变换,也就是说,若{})()(11p F t f L =、{})()(22p F t f L =,则:{})()()()(22112211p F p F t f t f L αααα+=+,其中1α和2α是任意两个复数。
第15章电力系统的过电压

《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
第二节 暂时过电压的电路基础
空载长线的电容效应
输电线路空载并且在长度不很大时可简化如图所示的 . 等值电路。 I L
R
E
.
UR
.
UL
.
~
UC
.
C
空载长线的简化等值电路
一般R要比XL和XC小得多,可以忽略线路电阻R。另 外,空载线路的工频容抗XC又要大于工频感抗XL,因此 在工频电势的作用下,线路上流过的容性电流在感抗上 造成的压降将使容抗上的电压高于电源电势。
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
故障性合闸(重合闸)
在故障性合闸过电压中,过电压理论 值可达3Uφ
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
影响因素和限制措施
影响因素 (1)合闸相位:是随机量,遵循统计规律。 (2)线路损耗:主要来源:①线路及电源的电阻;② 当过电压超过导线的电晕起始电压后,导线上出现电 晕损耗。 (3)线路残余电压的变化。 合闸过电压的限制、降低措施主要有: 装设并联合闸电阻 同电位合闸 利用避雷器来保护
即电流的“翻相”; 具有各次谐波谐振(实际上多为1/3、1/2、1和3
次)的可能,和电路的固有频率有关。
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
三、参数谐振过电压
由电感参数作周期性变化的电感元件(如旋转 电机的电感大小周期性变化)和系统的电容元件(如 空载长线)组成回路,当参数配合时,通过电感的周 期变化,不断向谐振系统输送能量,将会造成参数谐 振过电压。
《电气工程基础》第十五章 电力系统的过电压
参数谐振的特点
参数谐振发生后,随着电流的增大,电感线圈达到 磁饱和状态,电感值迅速变小,使回路自动地偏离谐 振条件,从而限制了谐振过电压和过电流的幅值 当参数变化的频率与谐振频率之比等于2时,谐振
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.电磁暂态分析的理论基础1、电源合闸至单频振荡电路,在电容元件上产生的最大过电压幅值为,Ucm=稳态值+振荡幅值=稳态值+(稳态值—初始值)=2*稳态值—初始值2、导致波在传播过程产生损耗的因素主要有以下四种:1)导线电阻引起损耗;2)导线对地电导引起的损耗;3)大地电阻的损耗;4)导线发生电晕引起的损耗。
3、冲击电晕对波过程的影响对导线耦合系数的影响:发生冲击电晕后,在导线周围形成导电性能较好的电晕套,在这个电晕区内充满电荷,相当于扩大了导线的有效半径,因而与其它导线间的耦合系数也增大。
对波阻抗和波速的影响:冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小对波形的影响:冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性,有利于变电所的防雷保护。
4.一般连续式变压器绕组的αl值为5~10。
变压器绕组的末端不论接地与否,其初始电压分布均相同,按指数规律分布。
最大电位梯度出现在绕组的首端。
冲击电压波作用于变压器绕组初瞬,绕组首端的电位梯度是平均电位梯度的αl倍。
αl越大,电位分布越不均匀,相应绕组的抗冲击能力越差。
(危及变压器绕组的首端匝间绝缘)5.变压器绕组中的电磁振荡过程在10μs以内尚未发展起来,在这段时间内变压器绕组的特性主要由其纵向电容和对地电容组成的电容链决定,对首端来说相当于一个等效集中电容Cr,称为变压器的入口电容。
6.最大电位梯度均出现在绕组首端,其值等于αU0,对变压器绕组的纵绝缘(匝间绝缘)有危害。
绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外,还与作用在绕组上的冲击电压波形有关。
过电压波的波头时间越长(陡度越小),由于电感分流的影响,振荡过程的发展比较和缓,绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度都将下降;反之则振荡越激烈。
波尾也有影响,在短波作用下,振荡过程尚未充分激发起来时,外加电压已经大为减小,导致绕组各点的对地电压和电位梯度也比较低。
截波作用下绕组内的最大电位梯度将比全波作用时大,会在变压器绕组中产生很大的电位梯度,从而危及变压器绕组的纵绝缘,电力变压器不仅需要进行全波冲击耐压试验,还要通过截波耐压试验。
7.三相变压器绕组,三角形接线方式(Δ)对于三角形接线的变压器,当冲击电压波沿一相线路(A相)入侵时,同样因为绕组的冲击波阻抗远大于线路波阻抗,所以B、C两端点相当于接地,因此在AB、AC绕组中的波过程与单相绕组末端接地的情况相同。
若发生两相或三相线路进波,则三角形接线的每相绕组两端同时有波侵入,当波传到绕组中部时,相当于波传到开路末端的情况,会产生较高的过电压,在各相绕组的中部出现的最大对地电位将达2U0。
8.变压器绕组内部保护的关键措施是:改善绕组的初始电位分布,使初始电位分布尽可能地接近稳态电位分布。
这可有效地降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度,并削弱振荡,减小振荡过电压的幅值.。
(1)补偿对地电容C0dx的影响;(静电环)(2)增大纵向电容K0/dx (纠结式绕组)变压器和电机绕组内部暂态过程1 在冲击电压作用下,变压器绕组的初始电压分布对变压器绝缘有何影响?如何改善绕组初始电压分布:初始电压分布要尽量接近稳态电压分布,可有效降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度,并消弱振荡,减小振荡过电压的幅值。
改善方法:补偿对地电容的影响,增大纵向电容2 变压器在冲击电压下产生振荡的原因,振荡的对地最大电位与哪些因素有关绕组电容电感之间的能量转换和电压初始分布于最终分布不一致导致振荡。
Umax与绕组末端接地有关接地,出现在拒绕组首段附近l/3处,1.4U0;不接地,绕组末端,1.9U0。
最大Umax作用于变压器绕组的主绝缘。
3 对三相变压器,什么样的进波条件下和在变压器绕组的什么部位会产生最严重的振荡过电压:三相绕组同时进波,在震荡过程中产生的中性点最大电位将为首端电位的两倍4 电机绕组为什么容量越大,波速和波阻越小,而当额定电压越高时,波阻越大?电机容量大,导线的半径将增大,每槽的匝数将减小,使电容C0增大而L0减小,使其波阻抗减小;电压等级升高,电机每槽匝数增多,L0变大,因而波阻抗增大。
雷电参数和防雷措施9.雷电参数:1)雷暴日Td:在指定地区内一年四季所有发生雷电放电的天数,以Td表示。
一天内只要听到一次或一次以上的雷声就算是一个雷电日。
根据雷电活动的频繁程度,通常把我国年平均雷电日数超过90的地区叫做强雷区,把超过40的地区叫做多雷区,把不足15的地区叫做少雷区。
2)雷暴小时:在一个小时内,只要听到一次或一次以上雷声就算是一个雷电小时。
3)地面落雷密度:云—地放电频度。
单位时间,单位面积的地面平均落雷次数。
4).雷电流:雷直击于接地良好的物体时泄入大地的电流。
(幅值陡度波形极性)10.避雷器与电子设备防雷保护器件基本要求:1. 过电压限制器的放电电压应略高于系统的最大工作电压。
2. 过电压限制器应具有良好的伏秒特性,与被保护设备有合理的绝缘配合。
3. 过电压限制器应有较强的绝缘强度自恢复能力。
避雷器的电气参数:(1)标称放电电流:冲击波形为8/20μs的放电电流峰值,单位kA,用以区分避雷器的等级。
我国规定的标称电流有1、1.5、2.5、5、10和20kA几个等级。
(2)残压:包括标称放电电流下的残压、陡波电流下的残压和操作冲击电流下的残压。
其中陡波电流波形为1/5μs,操作冲击电流的波头时间为30~100μs。
(3)雷电冲击保护水平:避雷器标称放电电流下的残压值为其雷电冲击保护水平。
陡波电流下的残压与标称放电电流下的残压之比不得大于1.15。
(4)操作冲击保护水平:避雷器在操作冲击电流(波头时间为30~100μs)下的最大残压。
(5)额定电压:指能施加在避雷器两端的最大允许工频电压有效值,(6)最大持续运行电压:为在运行中允许持续地施加在避雷器上的最大工频电压有效值,单位kV。
其值一般应等于或大于额定电压的0.8倍,且不低于系统的最高运行相电压。
(7)起始动作电压(又称参考电压或转折电压):通常指通过1mA工频阻性电流分量峰值或1mA直流电流时避雷器端电压的峰值U1mA。
(8)压比:指避雷器在波形为8/20μS的标称冲击电流(例如10kA)作用下的残压U10kA 与起始动作电压U1mA之比。
压比(U10kA/U1mA)愈小,表明避雷器的非线性愈好。
(9)荷电率:指最大持续运行电压的幅值与起始动作电压的比值。
11.接地电阻R的数值等于接地装置对地电压U与通过接地极流入地中电流I的比值。
接地电阻R的数值与大地的结构和电阻率直接有关,还与接地体的形状和几何尺寸有关。
冲击接地电阻冲击接地电阻:雷电流作用下接地装置的冲击接地电阻的计算,通常是在工频接地电阻计算的基础上,考虑冲击系数α,α的数值可根据计算分析和实验得到。
冲击系数:接地极流过冲击电流呈现的接地电阻成为冲击接地电阻,接地极流过的工频交流电流呈现的电阻称为工频接地电阻,两者的比值称为冲击系数。
加大接地体的尺寸可以减少接地电阻,但由于雷电流的等值频率很高,伸长接地体在雷电流的作用下,接地体自身的电感将会产生很大影响,会增加接地体的阻抗。
所以,通常伸长接地体只在40~60m的范围内有效,超过这一范围对降低接地阻抗不起作用。
输电线路杆塔接地:在高压输电线路的每一基杆塔下一般都设有接地装置,并通过引线(或金属杆塔本身)与避雷线相连,其目的是使击中避雷线和杆塔的雷电流通过较低的接地电阻进入大地。
高压线路杆塔都有混凝土基础,它们也起着接地体的作用,称为自然接地体。
只有在土壤电阻率较低(300Ω·m以下)的地区,自然接地体才有些作用。
在大多数情况下,单纯依靠自然接地体是不能满足要求的,需要装设人工接地装置。
发电厂和变电站的接地:发电厂和变电站的接地,将同时起到工作接地、安全接地和防雷接地的作用。
发电厂变电站的接地体主要采用由扁钢水平敷设组成的地网,以将变电站内的设备与接地体相连,同时使站内的地表电位分布均匀,其面积S大体与发电厂和变电所的面积相同。
输电线路防雷保护12.雷击线路可能引起两种破坏:短路接地故障,引起线路跳闸停电事故;雷击线路形成的雷电过电压波(侵入波),沿线路传播侵入变电所,危害变电站电气设备的安全运行。
输电线路防雷性能的重要指标是耐雷水平和雷击跳闸率。
避雷线对降低感应过电压的作用:对架设有避雷线的线路,避雷线的电磁屏蔽作用可使导线的感直过电压降低。
这是由于避雷线与大地相接,保持地电位,即将大地引入导线近区。
对于静电感应,可以增大导线对地电容,从而使导线对地电位降低;对于电磁感应,其相当于在导线与大地回路附近增加了一个地线与大地的短路环,抵消了部分导线上的电磁感应电势,因而接地避雷线的辱蔽效果是降低导线的感应雷过电压。
为什么额定电压低于35kV的线路一般不全线架设避雷线?35kV及以下线路因为绝缘相对较弱,装避雷线效果不大,一般不全线假设避雷线。
只在距变电站1-2km加装避雷线,减少绕击和反击的几率。
为什么绕击的绝缘水平远低于直击杆塔的水平:绕击时绝缘子串上承受的过电压幅值为100I(220kV及以下),往往会引起绝缘子串的闪络。
雷击线路附近地面时导线上的感应过电压:13.设雷云带负电荷,在主放电开始之前,雷云中的负电荷沿先导通路向地面运动,线路处于雷云和先导通道形成的电场中。
由于静电效应,在最靠近负先导通道的一段导线上聚集了异号的正电荷,成为束缚电荷。
导线上的负电荷被排斥到导线两端远处。
由于先导发展的速度很慢,导致线路上束缚电荷的聚集过程也比较缓慢,因而导线上由此而形成的电流很小,可以忽略不计。
雷击地面主放电开始后,先导通道中的负电荷被迅速中和,导线上的束缚电荷转变成自由电荷沿导线向两侧运动。
这种由于先导通道中电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压称为感应过电压的静电分量。
同时,主放电通道中的雷电流在通道周围空间产生了强大的磁场,该磁场交链导线与大地的回路,也将使导线上感应出电压。
这种由于主放电通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应电压,称为感应过电压的电磁分量。
由于主放电通道与导线几乎互相垂直,电磁感应较弱,因此电磁分量不大,约为静电分量的1/5。
感应雷过电压的极性与雷电流极性相反,并且感应雷过电压的静电分量和电磁分量都是由同一主放电过程产生的电磁场突变引起的,感应雷过电压中静电分量起主导作用。
感应过电压的大小与雷电流幅值I成正比;感应过电压的大小与导线悬挂的平均高度成正比;感应雷过电压的大小与雷击点距导线的距离成反比。
雷电感应过电压幅值一般不超过300~400kV。
对35kV及以下输电线路,可能造成绝缘闪络,而对于110kV及以上线路,一般不会引起闪络。
雷电感应过电压在三相导线中同时存在,三相导线上感应过电压在数值上的差别仅仅是导线高度不同引起的,相间电位差很小,一般不会引起架空线路的相间绝缘闪络。