第六章 電力系統(tǒng)過(guò)電壓

1、第六章第六章 電力系統(tǒng)過(guò)電壓電力系統(tǒng)過(guò)電壓 第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)過(guò)電壓概述電力系統(tǒng)過(guò)電壓概述 第二節(jié)第二節(jié) 常用防雷設(shè)備常用防雷設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 防雷保護(hù)防雷保護(hù) 第一節(jié) 電力系統(tǒng)過(guò)電壓概述 一、過(guò)電壓及其危害一、過(guò)電壓及其危害 二、過(guò)電壓分類二、過(guò)電壓分類 三、雷電過(guò)電壓的形成及類型三、雷電過(guò)電壓的形成及類型 一、過(guò)電壓及其危害 1、電力系統(tǒng)運(yùn)行中，出現(xiàn)危及電氣設(shè)備絕、電力系統(tǒng)運(yùn)行中，出現(xiàn)危及電氣設(shè)備絕 緣的電壓升高稱為過(guò)電壓。緣的電壓升高稱為過(guò)電壓。 2、過(guò)電壓的危害：雷擊造成人員傷亡；雷、過(guò)電壓的危害：雷擊造成人員傷亡；雷 擊不僅造成供電中斷，甚至引起火災(zāi)；內(nèi)擊不僅造成供電中斷，甚至

2、引起火災(zāi)；內(nèi) 部過(guò)電壓引起絕緣擊穿損壞部過(guò)電壓引起絕緣擊穿損壞 3、10KV對(duì)應(yīng)的最高工作電壓為對(duì)應(yīng)的最高工作電壓為12KV； 66KV對(duì)應(yīng)的最高工作電壓為對(duì)應(yīng)的最高工作電壓為72.5KV。 二、過(guò)電壓分類 直接雷擊過(guò)電壓直接雷擊過(guò)電壓 雷電過(guò)電雷電過(guò)電 壓（外部、壓（外部、 大氣）大氣） 雷電反擊過(guò)電壓雷電反擊過(guò)電壓 感應(yīng)雷過(guò)電壓感應(yīng)雷過(guò)電壓 雷電侵入波過(guò)電壓雷電侵入波過(guò)電壓 過(guò)電壓過(guò)電壓 內(nèi)部過(guò)電壓內(nèi)部過(guò)電壓 三、雷電過(guò)電壓的形成及類型 1、雷云形成、雷云形成 雷電是帶電荷的云所引起的放電現(xiàn)象。雷電是帶電荷的云所引起的放電現(xiàn)象。 一般情況下，帶負(fù)電荷的雷云較多。一般情況下，帶負(fù)電荷的雷云較

3、多。 2、雷電放電、雷電放電 （1） 先導(dǎo)放電：分級(jí)發(fā)展的先導(dǎo)放電：分級(jí)發(fā)展的 （2） 主放電：電流最大，時(shí)間很短主放電：電流最大，時(shí)間很短 （3） 余輝放電：發(fā)光微弱，電流很小，時(shí)間較長(zhǎng)余輝放電：發(fā)光微弱，電流很小，時(shí)間較長(zhǎng) 沖擊電壓大小與雷電流大小和被擊物體沖擊電阻大小沖擊電壓大小與雷電流大小和被擊物體沖擊電阻大小 有關(guān)。有關(guān)。 3、直擊雷擊（、直擊雷擊（雷云直接擊中建筑物或其他物體雷云直接擊中建筑物或其他物體,產(chǎn)生破產(chǎn)生破 壞性很大的壞性很大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，造成損壞和傷亡。，造成損壞和傷亡。 ） 三、雷電過(guò)電壓的形成及類型 4、感應(yīng)雷（雷電放電時(shí)，強(qiáng)大的雷電流由于靜電

4、、感應(yīng)雷（雷電放電時(shí)，強(qiáng)大的雷電流由于靜電 感應(yīng)和電磁感應(yīng)會(huì)使周圍的物體產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電感應(yīng)和電磁感應(yīng)會(huì)使周圍的物體產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電 壓，造成設(shè)備損壞、人畜傷亡。）壓，造成設(shè)備損壞、人畜傷亡。） 5、雷電波、雷電波 （1）直接雷擊或感應(yīng)雷擊在輸電線路導(dǎo)線中形成）直接雷擊或感應(yīng)雷擊在輸電線路導(dǎo)線中形成 迅速流動(dòng)的電荷，稱為雷電進(jìn)行波（雷電侵入波）迅速流動(dòng)的電荷，稱為雷電進(jìn)行波（雷電侵入波） （2）當(dāng)雷電侵入波前行時(shí)，遇到）當(dāng)雷電侵入波前行時(shí)，遇到分閘狀態(tài)的線路分閘狀態(tài)的線路 開(kāi)關(guān)或變壓器線圈尾端中性點(diǎn)開(kāi)關(guān)或變壓器線圈尾端中性點(diǎn)處，則會(huì)產(chǎn)生進(jìn)行處，則會(huì)產(chǎn)生進(jìn)行 波的波的全反射全反射。 第二節(jié) 常用防雷

5、設(shè)備 一、接閃器一、接閃器 二、避雷器二、避雷器 三、保護(hù)間隙三、保護(hù)間隙 四、消雷器四、消雷器 一、接閃器 接閃器接閃器：在防雷裝置中用以接受雷云放電的金屬導(dǎo)體。接閃器有避雷：在防雷裝置中用以接受雷云放電的金屬導(dǎo)體。接閃器有避雷 針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等。針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等。 1、避雷針、避雷針 單支避雷針的保護(hù)范圍：?jiǎn)沃П芾揍樀谋Ｗo(hù)范圍： (1) 當(dāng)當(dāng)hxh/2時(shí)，時(shí)，rx=(h-hx)p=hap (2) 當(dāng)當(dāng)hxh/2時(shí)，時(shí)，rx=(1.5h-2hx)p 式中：式中：rx避雷針在高度為避雷針在高度為hx水平面上的保護(hù)半徑；水平面上的保護(hù)半徑；hx被保護(hù)物（建被保護(hù)物（建 筑

6、物）的高度；筑物）的高度；ha避雷針的有效高度；避雷針的有效高度；p高度影響系數(shù)，高度影響系數(shù)， h30m時(shí)，時(shí)，p=1； 當(dāng)當(dāng)30m h120m時(shí)；時(shí)； 當(dāng)當(dāng)h120m時(shí)，時(shí)， 取取h=120m。 例：某避雷針的高度為例：某避雷針的高度為36米，則該避雷針在米，則該避雷針在30米的高度的保護(hù)半徑為米的高度的保護(hù)半徑為 （ ）米；在）米；在12米的高度的保護(hù)半徑為（米的高度的保護(hù)半徑為（ ）米）米 A、5 B、5.5 C、8D、8.5 解：解： hx=30h/2=18 ， rx =(h-hx)p=（36-30）5.5/6=5.5 hx=12h/2=18， rx=(1.5h-2hx)p=（1.5

7、36-2 12） 5.5/6=27.5 B h p 5 . 5 h p 5.5 一、接閃器 2、避雷線（架空地線）、避雷線（架空地線） 3、避雷帶和避雷網(wǎng)、避雷帶和避雷網(wǎng) 避雷帶避雷帶：是沿建筑物易受雷擊的部位（如屋脊、屋檐、屋角：是沿建筑物易受雷擊的部位（如屋脊、屋檐、屋角 等處）裝設(shè)的帶形導(dǎo)體。等處）裝設(shè)的帶形導(dǎo)體。 避雷網(wǎng)避雷網(wǎng)：是屋面上縱橫敷設(shè)的避雷帶組成的網(wǎng)絡(luò)。：是屋面上縱橫敷設(shè)的避雷帶組成的網(wǎng)絡(luò)。 4、接閃器引下線、接閃器引下線 引下線應(yīng)鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防腐漆（利用混凝土中鋼筋作引下線應(yīng)鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防腐漆（利用混凝土中鋼筋作 引下線除外），在腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)所，還應(yīng)適當(dāng)加大截引下

8、線除外），在腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)所，還應(yīng)適當(dāng)加大截 面或采用其他防腐措施。面或采用其他防腐措施。 引下線是防雷裝置極重要的組成部分，必須極其可靠地按引下線是防雷裝置極重要的組成部分，必須極其可靠地按 規(guī)定裝好，以保證防雷效果。規(guī)定裝好，以保證防雷效果。 5、接閃器接地要求（、接閃器接地要求（P220-221） 二、避雷器 常用避雷器包括：常用避雷器包括：閥型避雷器、管型避雷器、金屬氧化物閥型避雷器、管型避雷器、金屬氧化物 避雷器（氧化鋅避雷器）避雷器（氧化鋅避雷器）。 1、閥型避雷器、閥型避雷器 （1） 結(jié)構(gòu)：主要由若干結(jié)構(gòu)：主要由若干火花間隙和閥電阻片火花間隙和閥電阻片串聯(lián)組成。串聯(lián)組成。 （2）

9、 閥電阻片具有非線性特性：閥電阻片具有非線性特性： 正常電壓時(shí)閥片電阻很大；正常電壓時(shí)閥片電阻很大； 過(guò)電壓時(shí)閥片的電阻變得很小，電壓越高電阻越小。過(guò)電壓時(shí)閥片的電阻變得很小，電壓越高電阻越小。 2 2、管型避雷器、管型避雷器 管型避雷器由管型避雷器由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙三部分組成。三部分組成。 3 3、金屬氧化物（氧化鋅）避雷器、金屬氧化物（氧化鋅）避雷器 （1 1）金屬氧化物避雷器主要工作元件為金屬氧化物非線性）金屬氧化物避雷器主要工作元件為金屬氧化物非線性 電阻片。電阻片。 （2 2）金屬氧化物避雷器可以不需要火花間隙、也不需要進(jìn)）金屬氧化物避雷器可以不需

10、要火花間隙、也不需要進(jìn) 行滅弧。金屬氧化物避雷器行滅弧。金屬氧化物避雷器動(dòng)作迅速、通流量大、殘壓低、動(dòng)作迅速、通流量大、殘壓低、 無(wú)續(xù)流無(wú)續(xù)流，對(duì)大氣過(guò)電壓和某些內(nèi)部過(guò)電壓都能起到保護(hù)作，對(duì)大氣過(guò)電壓和某些內(nèi)部過(guò)電壓都能起到保護(hù)作 用。在電力系統(tǒng)中使用最廣泛。用。在電力系統(tǒng)中使用最廣泛。 三、保護(hù)間隙 保護(hù)間隙是由兩個(gè) 金屬電極構(gòu)成的較 簡(jiǎn)單的防雷設(shè)備， 見(jiàn)右圖 四、消雷器四、消雷器 消雷器是利用金屬針狀電極的尖端消雷器是利用金屬針狀電極的尖端 放電原理，使雷云電荷被中和，從放電原理，使雷云電荷被中和，從 而不致發(fā)生雷擊現(xiàn)象。而不致發(fā)生雷擊現(xiàn)象。 第三節(jié) 防雷保護(hù) 一、架空電力線路防雷措施一、

11、架空電力線路防雷措施 二、變、配電所防雷措施二、變、配電所防雷措施 三、防雷設(shè)備的安裝要求三、防雷設(shè)備的安裝要求 一、架空電力線路防雷措施 1、架設(shè)避雷線、架設(shè)避雷線 根據(jù)我國(guó)目前電網(wǎng)的情況，根據(jù)我國(guó)目前電網(wǎng)的情況，110KV以上的架空線路架設(shè)避以上的架空線路架設(shè)避 雷線是很有效的防雷措施。雷線是很有效的防雷措施。 考慮造價(jià)問(wèn)題：只在重要的考慮造價(jià)問(wèn)題：只在重要的110KV線路及線路及220KV及以上電及以上電 力線路才沿線路全線裝設(shè)避雷線。力線路才沿線路全線裝設(shè)避雷線。35KV及以下電力線路及以下電力線路 一般不全線架設(shè)避雷線。一般不全線架設(shè)避雷線。 2、加強(qiáng)線路絕緣、加強(qiáng)線路絕緣 3、利用

12、導(dǎo)線三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線、利用導(dǎo)線三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 在頂線絕緣子上裝設(shè)保護(hù)間隙在頂線絕緣子上裝設(shè)保護(hù)間隙 4、桿塔接地、桿塔接地 接地電阻應(yīng)接地電阻應(yīng)愈小愈好愈小愈好，年平均雷暴日在，年平均雷暴日在40天以上的地區(qū)，天以上的地區(qū)， 其接地電阻不應(yīng)超過(guò)其接地電阻不應(yīng)超過(guò)30歐姆歐姆。 5、裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置、裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置 二、變、配電所防雷措施二、變、配電所防雷措施 1、3KV10KV變、配電所應(yīng)在每組母線和架空進(jìn)變、配電所應(yīng)在每組母線和架空進(jìn) 線上都裝設(shè)閥型避雷器。（線上都裝設(shè)閥型避雷器。（P227 表表6-1 重點(diǎn)重點(diǎn)） 2、35KV以下變壓器宜在低壓側(cè)也裝設(shè)一

13、組閥型避以下變壓器宜在低壓側(cè)也裝設(shè)一組閥型避 雷器。雷器。 35KV及以上變壓器其高低壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)及以上變壓器其高低壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè) 閥式避雷器保護(hù)，以防止低壓側(cè)雷電侵入波擊穿閥式避雷器保護(hù)，以防止低壓側(cè)雷電侵入波擊穿 高壓側(cè)絕緣。高壓側(cè)絕緣。 3、年平均雷暴日數(shù)不超過(guò)年平均雷暴日數(shù)不超過(guò)30的地區(qū)，低壓線被建的地區(qū)，低壓線被建 筑物等屏蔽的地區(qū)，以及接戶線距低壓線路接地筑物等屏蔽的地區(qū)，以及接戶線距低壓線路接地 點(diǎn)不超過(guò)點(diǎn)不超過(guò)50m者，接戶線的絕緣子鐵腳可不接地。者，接戶線的絕緣子鐵腳可不接地。 三、防雷設(shè)備的安裝要求 防雷設(shè)備的安裝要求（防雷設(shè)備的安裝要求（P228-230)： 1、避雷針及其接地裝置不能裝設(shè)在人、畜經(jīng)常通避雷針及其接地裝置不能裝設(shè)在人、畜經(jīng)常通 行的地方，距道路應(yīng)在行的地方，距道路應(yīng)在3m以上以上，否則要采取保，否則要采取保 護(hù)措施，與其他接地裝置和配電裝置之間要保持護(hù)措施，與其他接地裝置和配電裝置之間要保持 規(guī)定距離：地面上不小于規(guī)定距離：地面上不小于5m，地下不小于，地下不小于3m。 2、屋頂上裝設(shè)多支避雷針時(shí)，兩針之間距離不宜屋頂上裝設(shè)多支避雷針時(shí)，兩針之間距離不宜 大于大于30m；屋頂上單支避雷針的保護(hù)范圍可按；屋頂上單支避雷針的保護(hù)范圍可按 60