第八章 电力系统防雷保护
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电力系统防雷保护ppt
防雷保护措施的必要性
02
为了减少雷电对电力系统的影响，采取必要的防雷保护措施是
至关重要的。
防雷保护措施的分类
03
避雷针、避雷带、避雷网等被动防雷措施和浪涌保护器等主动
防雷措施可以有效地保护电力系统免受雷电侵害。
展望
加强防雷装置的维护
定期检查和维护防雷装置，确保其良好的工作状态，可以有效地提高电力系统的防雷保护 能力。
应用先进技术
随着科学技术的不断发展，可以应用更加先进的技术和设备，提高电力系统的防雷保护水 平。
增加防雷教育
加强公众对雷电知识的了解和认识，增加防雷教育力度，提高公众的防雷意识，有助于减 少雷电对电力系统的影响。
THANKS
谢谢您的观看
02
降低接地电阻可以减少雷击对设备的冲击，提高设备的耐雷水
平。
接地电阻应按照国家规范进行设计、施工和维护，确保其电阻
03
值符合要求。
设备与线路的防雷保护
对设备进行防雷保护，可以在设备外壳、内部线路、信号线 等处安装相应的防雷器或浪涌保护器。
对线路进行防雷保护，可以在线路入口处装设避雷器或浪涌 保护器，以及在线路中间和末端装设相应的防雷装置。
防腐与防水
对防雷保护装置进行防腐和防水处理，以延长 其使用寿命。
防雷保护装置的更换
定期更换
01
根据防雷保护装置的使用寿命和实际状况，定期进行装置的更
换。
故障更换
02
当防雷保护装置出现故障无法修复时，需进行更换。在更换时
，应选用与原装置性能和规格相匹配的新的装置。
升级更换
03
随着电力系统的升级和改造，有时需要对原有防雷保护装置进
输电线路情况
电力系统防雷保护
旳电压u1。与上一分量ua相同，杆塔电流it造成旳塔顶
电位
utop
(Rii
Lt
di ) dt
u1 kutop
3、雷击塔顶而在导线上产生旳感应雷击过电压
u' i(c)
ui (c) (1
hg hc
k0 )
ui(c) - 无避雷线时旳感应雷击过电压 k0 - 导、地线间旳几何耦合系数
4、线路本身旳工频电压u2
– 建弧率
(二)雷击档距中央旳避雷线 雷击避雷线最严重旳情况是雷击点处于档距中央时。 真正击中档距中央避雷线旳概率只有10%左右。
雷击点电压最大值 U A Zg l a / 4v 可见UA仅仅取决于它旳波前陡度a，而与雷电流无关。
(三)雷击杆塔 击杆率：雷击杆塔次数与落雷总数旳比值。
注入线路旳总电流即为雷电流 i it ig
击穿。但是，这个措施在实际工作中，不易实现。
小结
➢一般采用耐雷水平和雷击跳闸率来表达一条线路旳耐 雷性能和所采用防雷措施旳效果。
➢输电线路常采用避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线 路绝缘等措施来进行防雷。
➢可按雷击点旳不同把线路旳落雷分为三种情况：绕击 导线、雷击档距中央旳避雷线和雷击杆塔。
35kV及下列旳线路主要依托架设消弧线圈和自动重 叠闸来进行防雷保护。
（二）降低杆塔接地电阻 提升线路耐雷水平和降低还击概率旳主要措施。杆
塔旳工频接地电阻一般为10～30Ω。（详细值见p179表
8-2）
（三）加强线路绝缘
增长绝缘子串中旳片数、改用大爬距悬式绝缘子、 增大塔头空气间距等等，但有相当大旳不足。
2、雷击跳闸率（n ）
雷击跳闸率 是指在雷暴日数Td＝40旳情况下、 100km旳线路每年因雷击而引起旳跳闸次数，其单位 为“次/(100km·40雷暴日)”． 实际线路长度L不是100km，雷暴日数也不恰好是40时 必须换算到某一相同旳条件下(100km，40雷暴日)， 才干进行比较。
第8章防雷与接地
② 两支避雷针的保护范围
D2 h(2hr h)
各按单支避雷针保护范围计算
D2 h(2hr h)
保护范围外侧同单支避雷针一样计算
在地面每侧的最小保护宽度b0 为
b0
2(2hr
h)(D)2 2
轴线上的保护高度hx 为
hxhr (hrh)2(D 2)2x2
第8章防雷与接地
（2）避雷线 单根避雷线的保护范围为： 当避雷线高度h≥2hr时，无保护范围。
对于定子绕组中性点能引出的高压电动机，就在 中性点装设避雷器。
第8章防雷与接地
四、建筑物的防雷保护 （1）建筑物防雷分类及防雷要求 第一类防雷建筑。应有防直接雷、感应雷和雷电侵
入波措施。 第二类防雷建筑。应有防直接雷和雷电侵入波措施，
有爆炸危险的也应有防感应雷措施。 第三类建筑物。应有防直接雷和雷电侵入波措施
当hr<h<2hr时，保护范围最高点的高度 h0=2hr-h
第8章防雷与接地
注意：确定架空避雷线的高度时，应考虑弧 垂。在无法确定弧垂的情况下，等高支柱间 的档距小于120m时，其避雷线中点的弧垂宜 选用2m；档距为120～150m时宜选用3m。
第8章防雷与接地
2．避雷器 阀式避雷器
分为碳化硅阀式避雷器和金 属氧化物避雷器
赤道多于两极、陆地多于海洋、山区 多于平原、低纬度高于高纬度
第8章防雷与接地
第8章防雷与接地
第8章防雷与接地
（3）直击雷的规律 建筑物的位置 建筑物的结构 建筑物的性质
第8章防雷与接地
五、防雷方法 （1）接闪 （2）接地 （3）分流 （4）均压连接 （5）屏蔽 （6）躲避
第8章防雷与接地
六、防雷设备 • 大电流——避雷针（避雷线、避雷带、避
过电压防护与绝缘配合基础知识讲解
电位UA(kV)和UG(kV)。
uA
iR i
L
di dt
uG iR i
图8-27雷击独立避雷针
式中:i——流过避雷针的雷电流，kA；
1—母线 2—变压器
Ri——避雷针的冲击接地电阻，单位为Ω；
L——避雷针的等值电感 H ；
——雷电流的上升陡度，kA／ 。
为了防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间的空气间 隙Sa被击穿而造成反击事故，必须要求Sa大于一定距离，取空 气的平均耐压强度为500kV／m；为了防止避雷针接地装置和被 保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Se被击穿，必须要求Se 大于一定距离，取土壤的平均耐电强度为300kV／m，Sa和Se应 满足下式要求:
输电线路防雷性能的优劣，工程中主要用耐雷 水平和雷击跳闸率两个指标来衡量。所谓耐雷水平， 是指雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值 （单位为kA）。
1. 输电线路上的感应雷过电压
雷击线路附近地面时，在线路的导线上会产生感应雷过 电压，由于雷击地面时雷击点的自然接地电阻较大，雷电流 幅值I一般不超过100kA。实测证明，感应过电压一般不超过 300-400kV，对35kV及以下水泥杆线路会引起一定的闪络事故； 对110kV及以上的线路，由于绝缘水平较高，所以一般不会引 起闪络事故。
小结
➢通常采用耐雷水平和雷击跳闸率来表示一条线路的耐 雷性能和所采用防雷措施的效果。
➢输电线路常采用避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线 路绝缘等措施来进行防雷。
➢可按雷击点的不同把线路的落雷分为三种情况：绕击 导线、雷击档距中央的避雷线和雷击杆塔。
（本节完）
8.4 接地的基本概念及原理
➢ 8.4.1 接地概念及分类 ➢ 8.4.2 接地电阻，接触电压和跨步电压 ➢ 8.4.3 接地和接零保护
uA
iR i
L
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图8-27雷击独立避雷针
式中:i——流过避雷针的雷电流，kA；
1—母线 2—变压器
Ri——避雷针的冲击接地电阻，单位为Ω；
L——避雷针的等值电感 H ；
——雷电流的上升陡度，kA／ 。
为了防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间的空气间 隙Sa被击穿而造成反击事故，必须要求Sa大于一定距离，取空 气的平均耐压强度为500kV／m；为了防止避雷针接地装置和被 保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Se被击穿，必须要求Se 大于一定距离，取土壤的平均耐电强度为300kV／m，Sa和Se应 满足下式要求:
输电线路防雷性能的优劣，工程中主要用耐雷 水平和雷击跳闸率两个指标来衡量。所谓耐雷水平， 是指雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值 （单位为kA）。
1. 输电线路上的感应雷过电压
雷击线路附近地面时，在线路的导线上会产生感应雷过 电压，由于雷击地面时雷击点的自然接地电阻较大，雷电流 幅值I一般不超过100kA。实测证明，感应过电压一般不超过 300-400kV，对35kV及以下水泥杆线路会引起一定的闪络事故； 对110kV及以上的线路，由于绝缘水平较高，所以一般不会引 起闪络事故。
小结
➢通常采用耐雷水平和雷击跳闸率来表示一条线路的耐 雷性能和所采用防雷措施的效果。
➢输电线路常采用避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线 路绝缘等措施来进行防雷。
➢可按雷击点的不同把线路的落雷分为三种情况：绕击 导线、雷击档距中央的避雷线和雷击杆塔。
（本节完）
8.4 接地的基本概念及原理
➢ 8.4.1 接地概念及分类 ➢ 8.4.2 接地电阻，接触电压和跨步电压 ➢ 8.4.3 接地和接零保护
第八章防雷与接地学习教案
一、输电(shūdiàn)线路的防雷
1、架设避雷线，防止雷直击 导线。
2、降低杆塔接地电阻，提高 线路耐雷水平(shuǐpíng)，防 止反击。
3、架设耦合地线，降低绝缘 子串上的电压。
4、采用不第平30页/共衡47页 绝缘方式（指
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同杆双回线路），雷击时绝缘 第三十一页，共47页。
二、变电所防雷保护 (bǎohù)
避雷针
引下线
高层建筑 (ɡāo cénɡ jiàn zhù)
22
于被保护物。第二十二页，共47页。
第22页/共47页
23
第二十三页，共47页。
2、避雷针的 保护(bǎohù)范 围
（1）单支避 雷针
（2）双支等高避雷针** （3）两支不等高避雷针**
r 在高度(gāhodx ù)为 的
空间，其保护范围的x半
指星形连接的变压器或发电机的中性点。
中性点运行方式：
中性点直接接地
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
第2页/共47页
3
第三页，共47页。
1、中性点直接(zhíjiē)接地电力系统
1) 正常运行时，中性 点无电流通过； 2) 单相接地时，出现 另一个接地点，构成短 路回路(huílù)，接地 相短路电流很大，各相
为了限制这种过电压，只要
第33页/共47页
在任一相低压绕组直接
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第三十四页，共47页。
第五节 工厂(gōngchǎng)供电系统的 防雷
一、架空(jiàkōng)线路的防雷
一般35kV：
被保护设 备
第26页/共47页
27 第二十七页，共47页。
管型避雷器实质上是一
种(yī zhǒnɡ)具有较高熄弧能 力的保护间隙：
第八章--防雷装置
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铜包钢避雷线
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七、避雷器
避雷针(线)不能完全避免设备不受雷击;从输电线 路上也可能有危及设备绝缘的过电压波传入发电厂 和变电所。
避雷器实质上是一种过电压限制器，与被保护的 电气设备并联连接，当过电压出现并超过避雷器的 放电电压时，避雷器先放电，从而限制了过电压的 发展，使电气设备免遭过电压损坏。
10
电路板及元器件损坏
11
12
13
三、防雷技术的发展
一、我国防雷理论在世界上处于领先地位。我们提倡雷电灾害
综合防治、采取综合治理措施，提出综合防雷理论，将雷击 损害降低到最低限度，达到防雷减灾，保护建筑物、电子、 微电子设备之目的。 二、国内外防雷产品主要分为两大类： 1、防直击雷产品；避雷针系列产品； 2、防雷电感应产品；电源、天馈、信号线系列电涌保护器 （SPD）； 3、防雷电波侵入：避雷器。 三、国内防雷市场上主要销售的产品有： 1、国外：美国、德国、英国、法国等主要国家的产品； 2、国内：中光、雷安、爱劳、DK等公司生产的避雷针、SPD 系列产品。
采用了磁吹式火花间隙，从 而提高了灭弧能力。 阀 片 为 碳 化 硅 通 过 高 温 (1350-1390 ） 焙 烧 而 成 , 通 流 容量很大
42
43
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45
（3）阀式避雷器的主要参数 额定电压： 避雷器两端子间允许的最大工频电压的有效值
灭弧电压： 保证能够在工频续流第一次经过零值时灭弧的
接闪装置到钢筋的接点
配电箱
通信线避雷器
LPZ 2 LPZ 1
金属结构作为建筑物屏蔽 屏蔽室里的钢筋
230/400 V, 50 Hz 避器器
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铜包钢避雷线
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七、避雷器
避雷针(线)不能完全避免设备不受雷击;从输电线 路上也可能有危及设备绝缘的过电压波传入发电厂 和变电所。
避雷器实质上是一种过电压限制器，与被保护的 电气设备并联连接，当过电压出现并超过避雷器的 放电电压时，避雷器先放电，从而限制了过电压的 发展，使电气设备免遭过电压损坏。
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电路板及元器件损坏
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三、防雷技术的发展
一、我国防雷理论在世界上处于领先地位。我们提倡雷电灾害
综合防治、采取综合治理措施，提出综合防雷理论，将雷击 损害降低到最低限度，达到防雷减灾，保护建筑物、电子、 微电子设备之目的。 二、国内外防雷产品主要分为两大类： 1、防直击雷产品；避雷针系列产品； 2、防雷电感应产品；电源、天馈、信号线系列电涌保护器 （SPD）； 3、防雷电波侵入：避雷器。 三、国内防雷市场上主要销售的产品有： 1、国外：美国、德国、英国、法国等主要国家的产品； 2、国内：中光、雷安、爱劳、DK等公司生产的避雷针、SPD 系列产品。
采用了磁吹式火花间隙，从 而提高了灭弧能力。 阀 片 为 碳 化 硅 通 过 高 温 (1350-1390 ） 焙 烧 而 成 , 通 流 容量很大
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（3）阀式避雷器的主要参数 额定电压： 避雷器两端子间允许的最大工频电压的有效值
灭弧电压： 保证能够在工频续流第一次经过零值时灭弧的
接闪装置到钢筋的接点
配电箱
通信线避雷器
LPZ 2 LPZ 1
金属结构作为建筑物屏蔽 屏蔽室里的钢筋
230/400 V, 50 Hz 避器器
第八章 电气安全、接地与防雷2
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接地
接地装置：接地线和接地极组成。 接地电流和对地电压：
电气上的“地”
对地电压：接地部分的对地电压UE。
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二 工作接地与保护接地 （一）工作接地
为保证电力系统和设备正常工作而 进行的接地 电源中性点的接地 防雷设备的接地等 （二）保护接地
为保障人身安全，防止触电而进行的 接地
应装设单相接地保护装置，以便发生一相 接地故障时，给予报警信号。
应用于对连续供电要求高及有易燃易爆的 危险场所。
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三 重复接地
在TN系统中为确保公共PE或PEN 线安全可靠，除电源中性点进行工作接 地外，还必需在PE或PEN线的下列地方 进行必要的重复接地。 电缆或架空线在引入建筑物或车间处。 在架空线的干线和分支线的终端及沿线 每一公里处。 重复接地虽可使PE或PEN断线，并发生 一相接地故障时对人的危险程度大大降 低，但对人还是有危险，所以，PE或 PEN一定要可靠牢固，不允许装设开关 或熔断器。
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(3)TN－C－S
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该系统前部分全为TN－C系统，而后边有 一部分为TN－C系统，有一部分为TN－ S系统。
设备外露可导电部分分接PEN或PE线。 综合了TN－C与TN－S系统的特点。 PE与N线一旦分开，两者不能在相连。
此系统比较灵活，对对安全或抗电 磁干扰要求高的场所采用TN－S系统， 而其它情况则采用TN－C系统。
横线后面的字母(S、C或C-S)表示保护线 与中性线的结合情况。
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1.TN系统(1)TN－C系统------三相四线
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电力系统防雷保护
接地系统应按照相关规范进行 设计和施工，以确保其防雷效 果。
接地系统应定期进行检查和维 护，确保其正常工作。
配置避雷器
避雷器是一种用于限制雷电过 电压的装置，可以保护电力系
统的设备和线路。
避雷器应按照相关规范进行配 置和安装，以确保其正常工作
。
避雷器应定期进行检查和维护 ，确保其正常工作。
采用高科技防雷设备
雷电放电过程中产生的冲击电流和电磁辐射会对电力系统的稳定性产生影响。
电力设备的损坏
雷电冲击电流可能对电力设备造成损坏，影响电力系统的正常运行。
雷电对电力设备的损害
输电线路的损坏
雷电放电过程中产生的电磁辐射和高电压可能对输电线路造成损坏。
变电所的损害
雷电冲击电流可能对变电所的设备造成损坏，导致停电或设备故障。
雷电对电力系统的危害主要表现在以下几个方面：直接雷击、感应雷击和雷电反 击等。
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雷电对电力系统的影响
雷电的产生与危害
雷电的产生
雷电是雷云之间或雷云与大地之间的一种放电现象。
雷电的危害
雷电放电过程中产生的高温、强电流和电磁辐射等会对建筑物、设备和人体 造成严重危害。
雷电对电力系统的冲击
电力系统的稳定性
防雷设计
采用多级防雷保护措施， 包括避雷针、避雷带、避 雷器等，有效降低雷电对 电力系统的影响。
实施效果
经过实施该方案，该地区 电力系统的设备损坏率显 著降低，提高了电力系统 的稳定性和可靠性。
某大型电力系统的防雷改造工程
背景介绍
某大型电力系统由于设备老化 、设计缺陷等原因，防雷效果 不佳，需要进行防雷改造工程
。
改造内容
对电力系统的防雷设计进行全面 排查，更换老化设备，完善防雷 设施，优化接地系统等。