過電壓及其防護(hù)課件

1、 27 過電壓及其防護(hù)1、過電壓定義：是指對(duì)電氣設(shè)備絕緣有危險(xiǎn)的突然升高的電壓。2、過電壓分類：大氣過電壓和內(nèi)部過電壓 大氣過電壓原因：是由雷電引起的過電壓，所以又稱為雷電過電壓； 內(nèi)部過電壓原因:是由操作、故障、諧振、運(yùn)行狀況變化而引起的過電壓。3、過電壓危害：將危及電氣設(shè)備或線路的絕緣，造成設(shè)備、建筑物的損壞，從而導(dǎo)致供電中斷，引發(fā)火災(zāi)、爆炸，傷害人畜等事故。 一、大氣過電壓及其防護(hù) 雷電的形成錄像 雷電危害錄像分類：直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓和雷電侵入波三種。（一）直擊雷過電壓的防護(hù) 直接雷的防護(hù)錄像1、定義：指雷云直接對(duì)線路或電氣設(shè)備放電時(shí)，雷電流在被擊物阻抗(包括接地電阻)上產(chǎn)生的電

2、壓降。2、直擊雷過電壓危害：由于雷電流高達(dá)數(shù)萬乃至數(shù)十萬安，直擊雷過電壓可達(dá)數(shù)千千伏。如此高的電壓將可能擊穿線路或設(shè)備的絕緣，如此大的電流將使被擊物體劇烈發(fā)熱甚至燃燒。因此，必須采取有效的防護(hù)措施。3、防止直擊雷過電壓侵害的辦法：是裝設(shè)避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶。4、避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶的組成：接閃器、接地引下線和接地裝置，所不同的只是接閃器的形狀各異而分別給予針、線、網(wǎng)、帶的名稱。5、避雷針適用于：保護(hù)集中的物體，如建筑物、構(gòu)筑物及露天的電力設(shè)施；避雷線適用于：保護(hù)狹長的物體，如架空電力線路；避雷網(wǎng)和避雷帶主要用于：建筑物的防雷。一、大氣過電壓及其防護(hù)（一）直擊雷過電壓的防護(hù)6

3、、避雷針 工作原理：由于其接閃器比被保護(hù)物高出許多，又和大地有良好的連接，雷云與尖端之間的電場(chǎng)最強(qiáng)，因此，雷擊總是被引向避雷針，雷電流經(jīng)接地引下線和接地裝置泄人大地，從而避免被保護(hù)物遭受雷擊。(2)避雷針的安裝要求（P51）1)避雷針的安裝位置應(yīng)滿足防止“反擊”的要求。所謂反擊是指雷擊避雷針時(shí)，變化率和幅值都很大的雷電流通過避雷針使之產(chǎn)生高電位，從而在避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。一、大氣過電壓及其防護(hù)（一）直擊雷過電壓的防護(hù)6、避雷針(2)避雷針的安裝要求（P51）1)避雷針的安裝位置應(yīng)滿足防止“反擊”的要求。避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣距離不小于5 m避雷針接地裝置與被保護(hù)電氣設(shè)備

4、接地裝置在地中的距離不小于3 m不允許在35 kV及其以下的配電裝置的構(gòu)架上裝設(shè)避雷針更不可在避雷針或避雷針的構(gòu)架上架設(shè)線路或無線電天線。必須在避雷針的構(gòu)架上安裝照明燈具等電氣設(shè)備時(shí)，其電源線必須采用直接埋人地下的帶金屬外皮的電纜或穿人金屬管中的導(dǎo)線，而且埋入地中的長度應(yīng)在10 m以上。若埋地長度不足10 m時(shí)，避雷針的接地裝置不得與35 kV及其以下的配電裝置的接地網(wǎng)相連接。對(duì)有爆炸危險(xiǎn)的建筑物、容器、管道，則應(yīng)采用獨(dú)立避雷針保護(hù)，避雷針應(yīng)離開這些被保護(hù)物5 m以上，以免反擊引爆或造成火災(zāi)。一、大氣過電壓及其防護(hù)（一）直擊雷過電壓的防護(hù)6、避雷針(2)避雷針的安裝要求（P51）2)避雷針應(yīng)盡

5、可能采用獨(dú)立的接地裝置，接地電阻一般不得大于10 。若必須將防雷接地與電力設(shè)備接地裝置相連時(shí)，則要求接地電阻不得大于1，且引下線必須各自獨(dú)立使用。3) 防直擊雷的接地裝置距離建筑物入口及人行道應(yīng)大于3 m為了防止雷擊避雷針時(shí)跨步電壓和接觸電壓對(duì)人體的傷害，否則應(yīng)將接地裝置深埋1 m以上或采用瀝青碎石路面，也可在接地裝置兩側(cè)各2 m的范圍內(nèi)敷設(shè)5080 mm厚的瀝青層。一、大氣過電壓及其防護(hù)（一）直擊雷過電壓的防護(hù)6、避雷針(2)避雷針的安裝要求（P51）4)建筑物的防雷類別、重要性、雷擊的可能性，可采用獨(dú)立避雷針、屋面避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶等防雷裝置。一般建筑物僅需在屋角、屋脊、屋檐等易遭受雷

6、擊部位敷設(shè)避雷帶作重點(diǎn)保護(hù)。每幢建筑物至少要有兩根引下線。在可能受機(jī)械損傷的地方，地面下03 m至地上17 m的一段引下線應(yīng)外遮角鋼保護(hù)，并在離地18 m處設(shè)斷接卡，以便測(cè)量接地電阻。 一、大氣過電壓及其防護(hù)（一）直擊雷過電壓的防護(hù)（二）感應(yīng)雷過電壓的防護(hù)感應(yīng)雷防護(hù)錄像感應(yīng)雷過電壓分類：靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種1、建筑物防靜電感應(yīng)雷的措施：是將金屬屋面或鋼筋混凝土屋面的鋼筋連成通路后妥善接地，要求每隔1824 m用引下線接地一次，并且不得少于2次，對(duì)非金屬屋面則用接地的避雷網(wǎng)保護(hù)。2、管道等構(gòu)筑物防電磁感應(yīng)雷的措施：將平行敷設(shè)且其間凈距不到100 mm金屬物(如金屬管道、電纜金屬外皮等)每隔20

7、30 m用金屬線跨接起來。如交叉敷設(shè)，當(dāng)交叉者凈距小于100mm或管道接頭處不能保持良好的金屬接觸時(shí)，交叉處或連接處也須用金屬線跨接起來。（三）雷電侵入波過電壓的防護(hù)雷電侵入波過電壓的防護(hù)措施:采用避雷器1、避雷器 分類：保護(hù)間隙、管形避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器 保護(hù)間隙、管形避雷器用途：用來保護(hù)開關(guān)電器或線路的絕緣； 閥型避雷器用途：有良好的保護(hù)性能ES系列閥型避雷器主要用來保護(hù)10 kV及其以下的變配電裝置FZ系列閥型避雷器廣泛用于35 kV及其以上的變電所防雷保護(hù)中FCD系列磁吹避雷器則用來保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)。一、大氣過電壓及其防護(hù)（一）直擊雷過電壓的防護(hù) （二）感應(yīng)雷過電壓的防護(hù)（三）

8、雷電侵入波過電壓的防護(hù)1、避雷器 閥型避雷器工作原理：由火花間隙和非線性閥片電阻串聯(lián)組成，使用時(shí)將其并聯(lián)于被保護(hù)設(shè)備兩端，如圖223所示。閥片的電阻值與流過它的電流大小有關(guān)，電流大時(shí)呈現(xiàn)低阻，電流小時(shí)呈現(xiàn)高阻。正常工作時(shí)，火花間隙將閥片與工作母線隔離，并避免工頻電流燒壞閥片。當(dāng)雷電沖擊波侵入至母線并增長到間隙的沖擊放電電壓時(shí)，間隙被擊穿，雷電流經(jīng)火花間隙和閥片泄人大地。當(dāng)雷電波消失后，流過閥片的工頻電流遠(yuǎn)小于雷電流，閥片呈高阻，將工頻電流限制到很小，使火花間隙中的電弧熄滅，迅速恢復(fù)對(duì)地絕緣，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。2、變配電設(shè)備防護(hù)雷電侵入波過電壓的主要措施：是裝設(shè)避雷器；3、直配高壓電動(dòng)機(jī)防護(hù)雷電

9、侵入波過電壓的措施：是采用磁吹閥型避雷器或具有串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器，并采取措施將流過避雷器的雷電流限制到不超過3 kA。一、大氣過電壓及其防護(hù)二、內(nèi)部過電壓及其保護(hù)1、內(nèi)部過電壓分類：操作過電壓、諧振過電壓和弧光接地過電壓等。操作過電壓：是指操作行為在電感一電容回路中激發(fā)高頻振蕩暫態(tài)過程而引起的過電壓。諧振過電壓：是因電網(wǎng)儲(chǔ)能參數(shù)符合諧振條件而引起的過電壓。（一）高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的防護(hù)只對(duì)諧振過電壓采取避開諧振條件的措施。其它在電網(wǎng)設(shè)計(jì)之初已經(jīng)考慮在內(nèi)。 原因: 電力網(wǎng)中的內(nèi)部過電壓可高達(dá)2754倍相電壓，對(duì)電網(wǎng)絕緣威脅較大。但在設(shè)計(jì)線路和變電所時(shí)，其絕緣水平已按內(nèi)部過電壓的計(jì)算倍數(shù)進(jìn)行過

10、驗(yàn)算而留有合理的裕度，也采取了一些限制過電壓的措施，如采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式來限制間歇弧光接地過電壓；選用滅弧能力強(qiáng)的快速斷路器來限制切斷空載線路過電壓等二、內(nèi)部過電壓及其保護(hù)（一）高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的防護(hù)（二）直流電源過電壓的防護(hù)1、晶閘管的過電壓保護(hù) 如圖224所示 方法：采用電阻、電容串聯(lián)后與晶閘管并聯(lián) 電容的作用：是吸收沖擊電壓電阻的作用：是限制放電電流、延長放電時(shí)間并阻尼高頻振蕩。 二、內(nèi)部過電壓及其保護(hù)（一）高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的防護(hù)（二）直流電源過電壓的防護(hù)2、交、直流側(cè)的過電壓保護(hù) 方法：采用硒堆并聯(lián)于晶閘管兩端來實(shí)現(xiàn)（圖2-24 a）。 原理：當(dāng)過電壓發(fā)生時(shí)，硒堆先

11、被擊穿，從而仰制了過電壓的沖擊值。當(dāng)整流元件串聯(lián)使用時(shí)，還可在元件兩端并聯(lián)均壓電阻以防止元件分壓不均而導(dǎo)致?lián)舸?二、內(nèi)部過電壓及其保護(hù)（一）高壓電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的防護(hù)（二）直流電源過電壓的防護(hù)（三）電力電容器的過電壓保護(hù) 1、電容器對(duì)加在它兩端的電壓是很敏感。原因：電力電容器的容量與電壓的平方成正比。2、什么情況下需要對(duì)電容器進(jìn)行過電壓保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)電壓可能超過電容器額定電壓的10時(shí)，宜裝設(shè)過電壓保護(hù)，原因：電容器額定電壓通常比電網(wǎng)電壓高10（四）大電感線圈的過電壓保護(hù)1、大電感線圈產(chǎn)生過電壓的原因：當(dāng)切斷直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組以及其他大電感線圈時(shí)，由于磁場(chǎng)能量不能突變，會(huì)在線圈兩端出現(xiàn)過電壓。2、限制大電感線圈產(chǎn)生過電壓的方法：在線圈的兩端并聯(lián)電阻，靠電阻來消耗線圈中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量。三、防止人身受雷傷害的常識(shí)(P53)1野外遇到雷電時(shí)，不要站在高大的樹木下，也不要接觸或靠近避雷針或高大的金屬物體，應(yīng)尋找屋頂下有較大空間的房屋避雨，如無合適場(chǎng)所避雨，