高電壓技術(shù)教案第五章

1、高電壓技術(shù)教案第五章第1頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/81 5.1雷電放電 1、案例 2、雷電的形成 3、雷電的危害 4、雷擊人的主要形式 5、我國(guó)建筑防雷的發(fā)展史 6、網(wǎng)絡(luò)防雷第2頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/82一、雷電的形成1、雷電放電：雷電放電是指雷云與大地、雷云與雷云、雷云內(nèi)部發(fā)生的一種氣體放電現(xiàn)象。2、雷云的形成：當(dāng)空中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在云層中翻滾運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，經(jīng)過(guò)一些復(fù)雜過(guò)程，使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負(fù)電荷。一般在云層的下部積聚的是負(fù)電荷，而正電荷一般積聚在云層的上部。這樣，同極性電荷的匯集就形成

2、了一些帶電中心，帶有這些電荷中心的云稱(chēng)為雷云。第3頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/83雷電分上行雷和下行雷，以下行雷為例進(jìn)行分析。流注停頓形成先導(dǎo)，先導(dǎo)分級(jí)向前發(fā)展，流注最后一次停頓后形成主放電，主放電階段產(chǎn)生了閃電和雷聲，但僅有30%的電荷復(fù)合掉，70%的電荷在余輝階段復(fù)合。第4頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/84 一次雷電放電可能有多個(gè)分量，但每個(gè)分量都包括三個(gè)階段。雷電按發(fā)展過(guò)程分類(lèi)第5頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/85二、雷電參數(shù)雷電放電的過(guò)程可以看成是一個(gè)具有一定內(nèi)阻的

3、電流源突然合閘到被擊物上的過(guò)程，所以描述雷電放電的主要參數(shù)有：雷電流（幅值）、波阻抗、雷電流陡度、雷暴日（小時(shí)）、地面落雷密度、雷電的標(biāo)準(zhǔn)波形等。 1、雷電流：指雷擊低接地電阻被擊物時(shí)流過(guò)被擊物的電流。這里的低接地電阻是指30以下的接地電阻。描述一個(gè)雷電的強(qiáng)弱用雷電流幅值來(lái)描述，在我國(guó)一般雷電活動(dòng)地區(qū)雷電流幅值概率分布按 來(lái)分布，其中IL 是雷電流幅值，P是對(duì)應(yīng)的雷電流幅值出現(xiàn)的概率，公式的含義是雷電流幅值超過(guò)108KA出現(xiàn)的概率是10%。在我國(guó)西北地區(qū)、內(nèi)蒙古等地，雷電活動(dòng)較弱，雷電流幅值較低，雷電流幅值概率分布按 來(lái)分布。第6頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022

4、/9/862、波阻抗：雷電通道的波阻抗通常取Z=300400。3、雷電流陡度：雷電流隨時(shí)間變化的速度，取值為雷電流幅值與雷電沖擊波波頭時(shí)間的比值。按建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-1994）的規(guī)定， 4、雷暴日（小時(shí)）：一年中有雷電的日數(shù)稱(chēng)為雷暴日，一天只要聽(tīng)到一個(gè)雷聲就作為一個(gè)雷暴日；一年中有雷電的小時(shí)數(shù)稱(chēng)雷暴小時(shí)，即在一個(gè)小時(shí)內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲就算作雷暴小時(shí)。全年平均雷暴日在40天的地區(qū)稱(chēng)為中等雷電活動(dòng)地區(qū)，平均雷暴日少于15天的地區(qū)稱(chēng)為少雷區(qū)，全年平均雷暴日超過(guò)40天的地區(qū)稱(chēng)為多雷區(qū)。雷暴日（小時(shí)）是描述一個(gè)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)。5、地面落雷密度：每雷暴日、每平方公里的地面落雷的次數(shù)。

5、建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-1994）規(guī)定雷擊大地的年平均密度 。地面落雷密度也是描述一個(gè)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)。第7頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/87二、雷電放電的種類(lèi)直擊雷感應(yīng)雷傳導(dǎo)雷第8頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/88直擊雷直擊雷：雷直接擊于被擊物上，被擊物可能是建筑物、樹(shù)木或人等。雷電流：雷流過(guò)低接地電阻（小于30歐）被擊物時(shí)的電流。我國(guó)測(cè)得的最大雷電流幅值為300KA。第9頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/89傳導(dǎo)雷傳導(dǎo)雷：又稱(chēng)入侵波，是雷擊于導(dǎo)線(xiàn)后，雷電流沿

6、導(dǎo)線(xiàn)傳播、并入侵被保護(hù)設(shè)備。傳導(dǎo)雷是造成低壓電器設(shè)備損壞的主要雷害之一。第10頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/810感應(yīng)雷感應(yīng)雷：由于電磁感應(yīng)形成的電壓升高。感應(yīng)雷幅值一般不超過(guò)500KV，對(duì)110KV及以上的線(xiàn)路不能構(gòu)成威脅。感應(yīng)雷也是造成低壓電器設(shè)備損壞的主要雷害之一。第11頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/811三、雷電的破壞作用雷電流的電動(dòng)力雷擊的熱效應(yīng)雷擊的靜電感應(yīng)雷擊的電磁感應(yīng)雷擊的反擊和引入高電位精彩圖片 1 2 3 4 5第12頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/812雷

7、電造成的經(jīng)濟(jì)損失的嚴(yán)重性直接損失火災(zāi)人員傷亡設(shè)備損壞間接損失不能提供服務(wù)之損失信譽(yù)損失重新投資第13頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/813雷害新特點(diǎn)當(dāng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入電子信息時(shí)代后，雷災(zāi)出現(xiàn)的特點(diǎn)與以往有極大的不同，可以概括為：（1）受災(zāi)面大大擴(kuò)大，從電力、建筑這兩個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè)，特別是與高新技術(shù)關(guān)系最密切的領(lǐng)域，如航天航空、國(guó)防、郵電通信、計(jì)算機(jī)、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等；（2）從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過(guò)電壓波沿線(xiàn)傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場(chǎng)從三維空間入侵到任何角落，無(wú)空不入地造成災(zāi)害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應(yīng)雷

8、進(jìn)入防雷電電磁脈沖（LEMP）。前面是指雷電的受災(zāi)行業(yè)面擴(kuò)大了，這兒指雷電災(zāi)害的空間范圍擴(kuò)大了。例如二000年七月二十五日14點(diǎn)40分左右，一次閃電造成上海市漕寶路桂菁路附近二家單位同時(shí)受到雷災(zāi)，而不是以往的一次閃電只是一個(gè)建筑物受損。第14頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/814。（3）雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了，它襲擊的對(duì)象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)并不太大，而由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響就難以估計(jì)。例如一九九九年八月二十七日凌晨2點(diǎn)，某尋呼臺(tái)遭受雷擊，導(dǎo)致該臺(tái)中斷尋呼數(shù)小時(shí)，其直接損失是有限的，但間接損失將大大超過(guò)直接損失。（4）產(chǎn)生上述特點(diǎn)的根本

9、原因，也就是關(guān)鍵性的特點(diǎn)是雷災(zāi)的主要對(duì)象已集中在微電子器件設(shè)備上。雷電的本身并沒(méi)有變，而是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)生活狀況變了。微電子技術(shù)的應(yīng)用滲透到各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，微電子器件極端靈敏這一特點(diǎn)很容易受到無(wú)孔不入的LEMP的作用，造成微電子設(shè)備的失控或者損壞。 為此，當(dāng)今時(shí)代的防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性大大增加了，雷電的防御已從直擊雷防護(hù)到系統(tǒng)防護(hù)，我們必須站到歷史時(shí)代的新高度來(lái)認(rèn)識(shí)和研究現(xiàn)代防雷技術(shù)，提高人類(lèi)對(duì)雷災(zāi)防御的綜合能力。 第15頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/815案例2000年6月17中午12時(shí)5055分，上海市郊一村民顧某

10、和妻子在水稻田正在插秧時(shí)遭雷擊，顧某當(dāng)場(chǎng)身亡，距其34米處的妻子雙腳有發(fā)麻的感覺(jué)，據(jù)對(duì)雷擊發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察，雷擊點(diǎn)四周空曠，在周?chē)?50200米范圍內(nèi)無(wú)任何建筑物和高大的物體（如樹(shù)木等）。另?yè)?jù)死者妻子講述，雷擊發(fā)生時(shí)在死者身上有一團(tuán)火光出現(xiàn)，除衣服濕透外，其他雷擊痕跡不明顯。真慘！第16頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/816四、雷擊人的主要形式1、歷史的回顧2、直接雷擊3、接觸電壓4、旁側(cè)閃絡(luò)5、跨步電壓第17頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/817歷史的回顧關(guān)于雷電的描述，直到二百年以前，一般還只有在詩(shī)文中能夠讀到，而且停

11、留在神話(huà)解釋。由于實(shí)驗(yàn)科學(xué)的出現(xiàn)，隨之電容器的發(fā)明才使我們對(duì)閃電的認(rèn)識(shí)進(jìn)入自然科學(xué)領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)證明，雷電顯示了與靜電相類(lèi)似的特性。與此同時(shí)，關(guān)于雷電對(duì)動(dòng)物和人的各種效應(yīng)，也進(jìn)行了研究。早期研究工作的記載是引人入勝的，其意義并不僅僅在于“歷史”價(jià)值，而是在于許多重要的原理得到驗(yàn)證。這些原理也正是我們今日理解雷電對(duì)人體效應(yīng)的依據(jù)。第18頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/818對(duì)“小雞”呼吸富蘭克林曾對(duì)著一只小雞的頭部施以“電擊”后，小雞出現(xiàn)了死亡現(xiàn)象。但是經(jīng)過(guò)不斷地向肺里吹氣，小雞又復(fù)蘇了。這是對(duì)觸電者進(jìn)行人工呼吸最早的一次成就。假定電流從頭部流過(guò)兩腳，則它將經(jīng)過(guò)

12、腦部（包括呼吸中樞）和胸部（包括心臟）。顯然它的呼吸中樞暫時(shí)麻痹，因而需要人工呼吸。但心臟必須一直跳動(dòng)，否則就不能復(fù)活了。通過(guò)該試驗(yàn)人們認(rèn)識(shí)到雷電流通路徑是造成人受傷程度不同的根源。第19頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/819 實(shí)驗(yàn)者的勇氣 1、富蘭克林在剛充滿(mǎn)電的電容器上觸過(guò)一次電：“好象從頭到腳全身挨了一擊，跟著軀干很快的猛烈顫抖，幾秒鐘之后這種現(xiàn)象才逐漸消失”。電流路徑是從一只手到另一只手。2、諾勒特神父布置了一場(chǎng)向180名衛(wèi)兵放電的把戲，所有士兵同時(shí)向上一跳，動(dòng)作整齊得像一個(gè)人。后來(lái)增加到700人。3、李赫曼教授受到從頭到腳的一次雷擊放電，立刻死亡

13、。4、實(shí)驗(yàn)告訴人們：雷擊導(dǎo)致人死亡的最直接的原因是心室纖維性顫動(dòng)和呼吸停止。第20頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/820第21頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/821 直接雷擊參加足球賽的兩名正并排站著相互盯著對(duì)方時(shí)遭到雷擊，電流從頭部流到腳，雖然在兩人身上都未發(fā)現(xiàn)燒灼痕跡，但在他們身體相鄰側(cè)留有樹(shù)枝狀電花圖。救治無(wú)效，兩人死亡。電花圖沒(méi)有任何迷信色彩，其原因是雷電流通過(guò)人體向大地泄放時(shí)，在人體表面發(fā)生了沿面放電而使人體上流下電花圖。當(dāng)身體和衣服之間發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，雷電流使皮膚上的水分和汗液變?yōu)檎羝?，如果衣服穿得緊，蒸汽的壓

14、力會(huì)把衣服撕破。雷直擊人是危險(xiǎn)的，但不一定致命，應(yīng)救治受傷者。你知道怎么防護(hù)嗎?第22頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/822旁側(cè)閃絡(luò)1、一個(gè)士兵騎車(chē)經(jīng)過(guò)一棵樹(shù)時(shí)被雷擊中，他回憶當(dāng)時(shí)的情景說(shuō)：好象挨了一拳恨擊，他看見(jiàn)一道火光從樹(shù)向他射過(guò)來(lái)，自行車(chē)把帶了電。他的皮膚完好無(wú)損，沒(méi)有燒傷的痕跡。2、七個(gè)兒童在帳篷里避雨時(shí)，帳篷柱子被雷擊中。五個(gè)幸存者都沒(méi)反映受傷，但死亡的兩個(gè)兒童左臉以及身體上都有燒傷的地方，在他們的小腳趾上都有電流流過(guò)的痕跡。3、旁側(cè)閃絡(luò)是由于人與雷電流泄放通道之間的電位差較高，引起氣隙擊穿造成的。真的、不要在樹(shù)下避雨！第23頁(yè)，共73頁(yè)，202

15、2年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/823第24頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/824接觸電壓兩個(gè)婦女正在一棵高大的云杉樹(shù)下避雨，閃電突然擊中了那棵大樹(shù)，當(dāng)時(shí)一個(gè)人是背靠樹(shù)站著，她的衣服并未損壞，但在頭右邊有4厘米4厘米一塊頭發(fā)被燒焦了，變成了灰色。在這塊皮膚中有像擦傷的痕跡。在樹(shù)干上樹(shù)皮被燒壞很長(zhǎng)的一條，長(zhǎng)度是從樹(shù)頂開(kāi)始一直到離地約158厘米的地方，正與死者身高相同。另一個(gè)婦女當(dāng)時(shí)正用右手扶著那棵樹(shù)，她僅失去知覺(jué)十到十五分鐘，她的下肢有兩三個(gè)小時(shí)不會(huì)動(dòng)而且沒(méi)有知覺(jué)，她的身體以及腳上有燒傷，經(jīng)過(guò)治療，兩天以后就出院了。還有很多應(yīng)注意的！第25

16、頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/825跨步電壓法國(guó)的一個(gè)教堂正值做禮拜時(shí)遇到了雷擊，所有站在禮拜堂中潮濕石板上的人都跌倒了，有幾分鐘的光景站不起來(lái)，下肢好象癱瘓了一樣。而那些站在唱詩(shī)班席中橡木地板上的人都安然無(wú)恙。我怎么了！第26頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/826小結(jié)雷電是一種自然現(xiàn)象，沒(méi)有任何迷信色彩。雷害可以預(yù)防，雷擊人最嚴(yán)重的情況是直接雷擊，但不一定致命，應(yīng)該對(duì)受傷者救治。防止接觸電壓和旁側(cè)閃絡(luò)傷害的最好方法是不要靠近容易引雷的物體。防跨步電壓傷害的辦法是雷雨天避雨時(shí)雙腳并攏。雷電并不可怕！第27頁(yè)，共73頁(yè)

17、，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/827五、我國(guó)建筑物防雷的發(fā)展歷程1、古人對(duì)建筑物防雷的探索2、建國(guó)初期的防雷方法3、亡羊補(bǔ)牢、古建防雷4、防雷研究的序幕5、重大工程的防雷6、今后建筑物防雷的發(fā)展方向第28頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/828古人對(duì)建筑物防雷的探索中國(guó)人對(duì)建筑物防雷的探索最早可追溯到12世紀(jì)，較能說(shuō)明問(wèn)題的一例是現(xiàn)存的岳陽(yáng)慈氏塔。就理論而言，漢朝的王充曾對(duì)雷電現(xiàn)象作出過(guò)解釋并批判了迷信做法。中國(guó)古代雖有較強(qiáng)的防雷意識(shí)并做過(guò)一些技術(shù)上的嘗試，但畢竟沒(méi)有大的突破。1750年，富蘭克林取得重大突破，證實(shí)雷是電現(xiàn)象。第2

18、9頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/829建國(guó)初期的防雷方法建國(guó)初，大多數(shù)工程均按照日本的45度到60度保護(hù)角確定避雷針的保護(hù)范圍，接閃器采用三叉小針。五十年代初，我國(guó)引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)，采用拋物線(xiàn)和折線(xiàn)計(jì)算保護(hù)范圍，用鐵管或鍍鋅圓鋼作接閃器。六十年代以前，我國(guó)沒(méi)有建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范。第30頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/830亡羊補(bǔ)牢，古建防雷1957年北京發(fā)生兩起雷擊事故：7月6日，明十三陵長(zhǎng)陵棱恩殿遭受雷擊，劈掉西部吻獸，劈裂兩根直徑1.17米、高14.3米的大楠木柱子，死一人，傷三人；7月8日，中山公園內(nèi)一棵大樹(shù)落雷，

19、感應(yīng)電流經(jīng)附近的配電線(xiàn)路傳到中山公園音樂(lè)堂，并引起大火，燒毀配電室、舞臺(tái)和觀(guān)眾廳大頂棚。在給古建筑安置避雷裝置時(shí)，我國(guó)首次采用了避雷帶 的防雷方式。第31頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/831防雷工程的序幕1958年9月，原建工部設(shè)計(jì)局在武漢召開(kāi)了“全國(guó)電氣設(shè)計(jì)人員交流大會(huì)”，拉開(kāi)了我國(guó)防雷研究的序幕。第32頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/832重大工程的防雷1958年，人民大會(huì)堂工程率先采用籠式避雷網(wǎng)并進(jìn)行了徹底的等電位聯(lián)結(jié)。把籠式避雷網(wǎng)應(yīng)用于工程實(shí)際，這恐怕在國(guó)內(nèi)外均屬首次。深圳國(guó)際貿(mào)易中心高160米，采用籠式避雷

20、網(wǎng)。終于電視塔405米，也采用籠式避雷網(wǎng)籠式避雷網(wǎng)即能滿(mǎn)足外部防雷系統(tǒng)的要求，也能滿(mǎn)足內(nèi)部防雷系統(tǒng)的要求，它能實(shí)現(xiàn)良好的等電位、分流、屏蔽和接地效果，是較為完善的防雷系統(tǒng)。第33頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/833今后建筑物防雷的發(fā)展方向利用建筑物、結(jié)構(gòu)物的鋼筋作籠式防雷網(wǎng)能夠滿(mǎn)足外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置的需要，作為全面防雷來(lái)說(shuō)將是今后發(fā)展的重點(diǎn)。建筑物防雷的六大要素：接閃功能、分流影響、屏蔽作用、均衡電位、接地效果和合理布線(xiàn)。第34頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/834六、網(wǎng)絡(luò)防雷(1）雷電波形：一般來(lái)講，我們用

21、1.2/50s的波形來(lái)表示雷電的電壓波形，而常用8/20s來(lái)表示雷電電流波形。比如講到防雷產(chǎn)品時(shí)經(jīng)常要提到電源防雷器要能承受 8/20s 20kA的沖擊（見(jiàn)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)），指的就是T1=8us,T2=20s I=20 KA。用了8微秒電流峰值即達(dá)20KA。1微秒內(nèi)電流增加2.5千安培。這是一個(gè)驚人的數(shù)字。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)講就是平均陡度di/dt非常大。第35頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/835（2）如何防護(hù)：既然雷電對(duì)線(xiàn)路的感應(yīng)是造成設(shè)備損壞的最重要的原因，那么在線(xiàn)路中加裝設(shè)備對(duì)瞬態(tài)過(guò)電流、過(guò)電壓進(jìn)行抑制就可以了，這種設(shè)備我們就稱(chēng)其為避雷器，或稱(chēng)浪

22、涌抑制器、防雷保安器等，下面就稱(chēng)其為避雷器。由于雷電感應(yīng)主要是通過(guò)供電線(xiàn)路和各種信號(hào)線(xiàn)破壞設(shè)備的，因此對(duì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的防雷保護(hù)主要地是合理地加裝電源和信號(hào)避雷器。第36頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/836例1：某信息系統(tǒng)防雷第37頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/837首先讓我們來(lái)看看其系統(tǒng)配置：供電系統(tǒng)埋地入戶(hù)，進(jìn)入開(kāi)關(guān)柜，分出來(lái)一路供應(yīng)UPS，并由UPS供給位于各層的電子設(shè)備使用。樓內(nèi)包括計(jì)算機(jī)中心機(jī)房、程控交換機(jī)房、及無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備。不用說(shuō)，所有這些設(shè)備都要有電源供應(yīng)，因此，在總電源處加裝電源避雷器。按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

23、的一般要求，必須在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)分別加裝避雷器（0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)是按照雷電出現(xiàn)的強(qiáng)度劃分的），因此在設(shè)備前端分別加裝多級(jí)保護(hù)集成為一體的串聯(lián)型避雷器（多級(jí)集成型），以最大限度地抑制雷電感應(yīng)的能量。同時(shí)，計(jì)算機(jī)中心的MODEM、路由器、甚至HUB等都有線(xiàn)路出戶(hù)，這些出戶(hù)的線(xiàn)路都應(yīng)視為雷電引入通道，因此都應(yīng)加裝信號(hào)避雷器。第38頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8385.2避雷針、避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍引言：直擊雷的防護(hù)采用避雷針或避雷線(xiàn)等裝置。200多年前，富蘭克林通過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)曠野中的孤樹(shù)常遭到雷擊，而樹(shù)下的低矮植物卻能幸免于難，于是，他設(shè)想如果在地球的表面立起一

24、個(gè)足夠高的針體的話(huà)，地球上的萬(wàn)物就會(huì)得到保護(hù)。于是、他發(fā)明了避雷針。富蘭克林避雷針要求要有足夠的高度、要是尖體、但不要求接地電阻的大小。后來(lái)、羅蒙諾索夫提出新型的避雷針，要求要有足夠的高度、要有足夠小的接地電阻、但不要求是尖體。這兩種避雷針現(xiàn)在都有應(yīng)用，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中推行的避雷針是羅蒙諾索夫避雷針。中科院蘭州高原大氣物理所進(jìn)行了人工火箭引雷試驗(yàn)：在1996年6月4日于南昌做的一次空中觸發(fā)閃電中，他們無(wú)意中將火箭發(fā)射架放得離引流桿較遠(yuǎn)，結(jié)果引下的閃電沒(méi)有以引流桿為接地點(diǎn)，而是打到發(fā)射架附近的地面上。這一閃電共有10個(gè)回?fù)?，由于沒(méi)有安排良好的接地，在整個(gè)放電過(guò)程中閃電的擊地點(diǎn)在隨風(fēng)平行移動(dòng)。這次試

25、驗(yàn)與7月8日的兩次空中閃電形成鮮明的對(duì)比。在后兩次觸發(fā)中，火箭發(fā)射架放得靠近引流桿，因而閃電都以引流桿為接地點(diǎn)。結(jié)果在閃電過(guò)程中，盡管閃道也因風(fēng)和湍流而移動(dòng)和改變形狀，但其接地點(diǎn)卻始終牢牢地固定在接地良好的引流桿頂端。這一試驗(yàn)事實(shí)很好地說(shuō)明了避雷針確有“引雷區(qū)域”存在，也說(shuō)明了為使避雷裝置起到預(yù)期的作用，良好的接地是十分重要的。避雷針的工作原理：歪變了空間電場(chǎng)、引雷于自身、使周?chē)奈矬w得到保護(hù)。避雷針的實(shí)質(zhì)是引雷裝置 ！第39頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8395.2避雷針、避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍避雷針的基本構(gòu)成：一個(gè)獨(dú)立避雷針由接閃器、接地引下線(xiàn)和接地裝置組

26、成。接閃器是指避雷針最上端12m長(zhǎng)的一段，一般由直徑不小于12mm的圓鋼或直徑不小于20mm的焊接鋼管制成。接地引下線(xiàn)是連接接閃器和接地裝置的一段導(dǎo)體，采用直徑不小于8mm的圓鋼或截面積不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁鋼制作。接地裝置是接地體和接地線(xiàn)的總和，是為了降低接地電阻而完成的接地整體。接地體包括垂直接地體和水平接地體，垂直接地體一般采用長(zhǎng)度為2.5m的角鋼、鋼管或圓鋼，埋地深度不小于0.5m，兩垂直接地體之間的間距不小于5m；水平接地體采用扁鋼或圓鋼用于連接垂直接地體，采用扁鋼時(shí)截面積不小于100mm2、厚度不小于4mm，采用圓鋼時(shí)截面積不小于10mm。既然避雷針的實(shí)質(zhì)是引雷裝置

27、，所以接閃器沒(méi)有必要作得很復(fù)雜、不用分叉、也不用采用鍍銀等。第40頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8405.3 避雷針、避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍一、避雷針的保護(hù)范圍1、單支避雷針當(dāng)hx=h/2,rx=(h-hx)p；當(dāng)hxh/2,rx=(1.5h-2hx)p；h避雷針的高度；p高度影響系數(shù)，當(dāng)h=30m時(shí)，p=1;當(dāng)30h=120m時(shí)第41頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8412、兩支等高避雷針h0=h-D/7p;bx=1.5(h0-hx)一般兩避雷針之間距離與針高之比D/h不宜大于5第42頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日

28、，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8423、兩支不等高避雷針第43頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/843二、幾個(gè)問(wèn)題1、關(guān)于雷電的側(cè)擊2、對(duì)分叉避雷針的探討3、避雷針的反擊和電磁干擾4、新型直擊雷防護(hù)設(shè)備簡(jiǎn)介第44頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8445.4 避雷器避雷器的理論依據(jù)： 感應(yīng)雷或入侵波作用在被保護(hù)設(shè)備上時(shí)，可能使設(shè)備的絕緣破壞，如何來(lái)保護(hù)設(shè)備免受危險(xiǎn)電壓的破壞呢？科學(xué)家想到了氣體間隙的放電現(xiàn)象如右圖所示，兩個(gè)間隙在同一個(gè)沖擊電壓的作用下，如果間隙2總是先于間隙1放電，即間隙2的伏秒特性完全位于間隙1的伏秒

29、特性曲線(xiàn)的下面，并且要有足夠低的殘壓，那么先放電的間隙2就能保護(hù)后放電的間隙1，即間隙1是被保護(hù)設(shè)備，間隙2是保護(hù)設(shè)備。于是發(fā)明了第一種避雷器保護(hù)間隙。避雷器要保護(hù)被保護(hù)物的基本條件就是避雷器總要先于被保護(hù)設(shè)備放電，并且要有足夠低的殘壓。 第45頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/845一、保護(hù)間隙1、輔助間隙的作用：避免主間隙被短接而造成工作母線(xiàn)接地短路。2、工作原理：當(dāng)雷電波侵入時(shí)，間隙1、2擊穿，將工作母線(xiàn)接地，雷電流引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備的電壓升高，從而保護(hù)了設(shè)備。過(guò)電壓消失后，間隙中仍有工頻電壓所產(chǎn)生的工頻電弧電流，把沿著沖擊放電通道流過(guò)的工頻短

30、路電流稱(chēng)為續(xù)流。由于間隙熄弧能力差，往往不能自動(dòng)熄弧，造成斷路器跳閘，所以需要與自動(dòng)重合閘配合。3、缺點(diǎn)：1）伏秒特性陡，不能保護(hù)繞組設(shè)備；2）不具有滅弧能力；3）容易產(chǎn)生截波。第46頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8464、截波的危害第47頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/847二、管型避雷器1、輔助間隙的作用：隔離工作電壓，避免產(chǎn)氣管被流過(guò)管子的工頻泄漏電流所燒壞。2、工作原理：雷擊過(guò)電壓時(shí)，內(nèi)外間隙同時(shí)被擊穿，雷電流經(jīng)管型避雷器內(nèi)外間隙流入大地，沖擊波被截?cái)唷?過(guò)電壓消失后，在工頻電壓作用下，間隙中還有工頻續(xù)流流過(guò)

31、，其值為管型避雷器安裝處的短路電流，工頻續(xù)流電弧的高溫，將使管內(nèi)產(chǎn)氣管材料分解出大量的氣體，使產(chǎn)氣管內(nèi)氣壓升高，由于管型避雷器的一端是封閉的，高壓力的氣體將由環(huán)型電極開(kāi)口孔噴出，形成強(qiáng)烈的縱向吹弧，使續(xù)流在第一次過(guò)零時(shí)熄滅，使系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)。3、缺點(diǎn)：管型避雷器的實(shí)質(zhì)還是一個(gè)具有一定滅弧能力的保護(hù)間隙，所以還有伏秒特性陡和容易產(chǎn)生截波的缺點(diǎn)。第48頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/848三、普通閥型避雷器1、如何限制截波：沖擊電流在電阻閥片上的壓降稱(chēng)為殘壓。殘壓越低對(duì)被保護(hù)物越有利，所以希望串聯(lián)的電阻要小一些。但串聯(lián)的電阻越大，對(duì)滅弧越有利，所以從滅弧的角

32、度來(lái)說(shuō)串聯(lián)的電阻要大一些。第49頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8492、電阻閥片非線(xiàn)性電阻閥片是在大電流作用下體現(xiàn)出低電阻、而在小電流作用下體現(xiàn)出高電阻，其伏安特性為u=Ci, 式中C為取決于材料的常數(shù)，稱(chēng)為閥片的非線(xiàn)性系數(shù)（01）。越越小說(shuō)明閥片的非線(xiàn)性越高，性能越好。普通型閥片的一般在0.2左右；磁吹型閥片一般為0.24左右，但它的通流容量大。閥片電阻是由金剛砂（SiC）加黏合劑壓制后焙燒而成，普通型是低溫（3003500C）焙燒的；磁吹閥片是在高溫（135013900C ）焙燒的，閥片呈圓盤(pán)狀，直徑在55105mm。根據(jù)我國(guó)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)，在具有“規(guī)程”

33、規(guī)定的防雷保護(hù)線(xiàn)的35 220kV的變電所中，流經(jīng)閥型避雷器的雷電流超過(guò)5kA的概率是很小的，因此我國(guó)對(duì)35 220kV的閥型避雷器以雷電流為5kA時(shí)（其波形為20/40us）的殘壓作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，所以此類(lèi)電網(wǎng)的電氣設(shè)備的絕緣水平也按避雷器5kA下的殘壓作為絕緣配合的依據(jù)。對(duì)于330kV及更高的電網(wǎng)中由于線(xiàn)路絕緣水平較高，入侵波的幅值較高，所以流過(guò)避雷器的雷電流較大。我國(guó)規(guī)定取10kA下的殘壓作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。且規(guī)定普通閥型避雷器的通流容量是能夠通過(guò)波形為20/40us，幅值為5kA的沖擊電流和幅值為100A的工頻半波各20次。由此可知，普通閥型避雷器閥片的通流容量與直擊雷電流相差甚遠(yuǎn)，因此它不能

34、作為線(xiàn)路防雷保護(hù)，一般只用于變電所中作為防護(hù)大氣過(guò)電壓用。對(duì)于能夠限制內(nèi)部過(guò)電壓的磁吹避雷器，其閥片電阻的通流容量為通過(guò)2000us、幅值為800 1000A的方波電流20次。第50頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8503、普通閥型避雷器是怎樣產(chǎn)生平伏秒特性的普通閥型避雷器產(chǎn)生平伏秒特性是由其火花間隙的結(jié)構(gòu)決定的：由于兩個(gè)電極間形成的是短間隙均勻電場(chǎng)，所以能夠產(chǎn)生平伏秒特性。同時(shí)在過(guò)電壓作用時(shí)，云母墊圈與電極間的空氣縫隙中首先發(fā)生電暈，對(duì)間隙起照射作用，從而縮短了放電時(shí)間，所以伏秒特性的分散性很小。單個(gè)火花間隙工頻放電電壓約為2.73.0kV(有效值),其

35、沖擊系數(shù)為1.1左右。避雷器動(dòng)作后，工頻續(xù)流電弧被火花間隙分成許多串聯(lián)的短電弧，利用短電弧自然熄弧能力可使電弧熄滅。在沒(méi)有熱電子發(fā)射時(shí)，單個(gè)間隙的初始恢復(fù)強(qiáng)度可達(dá)250V左右，實(shí)驗(yàn)證明，要使火花間隙順利地熄弧，必須將工頻續(xù)流限制在一定值，我國(guó)生產(chǎn)的FS和FZ型避雷器，當(dāng)工頻續(xù)流分別不大于50A和80A（峰值）時(shí)，能夠在續(xù)流第一次過(guò)零時(shí)使電弧熄滅。第51頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8514、普通閥型避雷器的工作原理在電力系統(tǒng)正常工作時(shí)，間隙將閥片電阻和工作母線(xiàn)隔離，以免在母線(xiàn)工作電壓下閥片電阻中長(zhǎng)時(shí)間流過(guò)電流而使閥片燒壞。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過(guò)電壓，且幅值超過(guò)間

36、隙的放電電壓時(shí)，火花間隙被擊穿，沖擊電流通過(guò)閥片流入大地，由于閥片是非線(xiàn)性電阻，在雷電流作用下，閥片呈低阻值，這時(shí)閥片上產(chǎn)生的殘壓將受到限制，若使殘壓低于被保護(hù)物的沖擊耐壓，則被保護(hù)設(shè)備得到保護(hù)。當(dāng)過(guò)電壓消失后，在工作電壓作用下，間隙中仍有工頻電弧電流流過(guò)，但工頻續(xù)流受到閥片電阻的限制，若將工頻電流限制在一定值以下，使間隙能在工頻續(xù)流第一次過(guò)零時(shí)將電弧切斷，間隙恢復(fù)絕緣，系統(tǒng)正常工作不受影響。第52頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/852四、磁吹避雷器1、限流型火花間隙 又稱(chēng)拉長(zhǎng)電弧型間隙，間隙由一對(duì)角狀電極組成，磁場(chǎng)是軸向的，工頻續(xù)流被軸向的，工頻續(xù)流被軸

37、向磁場(chǎng)拉入滅弧柵，其電弧最終長(zhǎng)度可達(dá)起始長(zhǎng)度的數(shù)十倍。滅弧盒由陶瓷或云母玻璃制成，電弧在滅弧柵中受到強(qiáng)烈的去游離而熄滅。由于電弧形成后，很快被拉到遠(yuǎn)離擊穿點(diǎn)位置，故間隙絕緣恢復(fù)很快。這種磁吹間隙熄弧能力很強(qiáng)，可切斷450A左右的續(xù)流。 此外、由于電弧被拉長(zhǎng)，且處于去游離很強(qiáng)的滅弧柵中，所以電弧電阻很大，可以起到限制續(xù)流的作用，故稱(chēng)限流型間隙。第53頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/853四、磁吹避雷器2、磁吹避雷器是如何產(chǎn)生磁吹的？ 磁場(chǎng)是由與間隙串聯(lián)的磁吹線(xiàn)圈產(chǎn)生的：在過(guò)電壓作用下，主間隙被擊穿，放電電流通過(guò)磁吹線(xiàn)圈，在線(xiàn)圈上產(chǎn)生很大的壓降，使輔助間隙擊穿

38、，放電電流經(jīng)過(guò)輔助間隙、主間隙、閥片而流入大地； 在工頻續(xù)流通過(guò)時(shí)，電感線(xiàn)圈上的壓降不足以維持輔助間隙中電弧的燃燒，工頻續(xù)流很快轉(zhuǎn)入磁吹線(xiàn)圈中，即工頻續(xù)流是通過(guò)電感線(xiàn)圈、主間隙、電感線(xiàn)圈流入大地的，續(xù)流在電感線(xiàn)圈中產(chǎn)生磁吹。輔助間隙的作用是改善避雷器的性能：如果沒(méi)有輔助間隙，沖擊電流在電感上的壓降很大，使避雷器的殘壓過(guò)高，保護(hù)性能變差。第54頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/854五、間隙并聯(lián)電阻避雷器的火花間隙是由許多間隙串聯(lián)而成，多間隙串聯(lián)后，間隙電容形成一個(gè)電容鏈，由于間隙各電極對(duì)地餓對(duì)高壓端有寄生電容，故在多個(gè)串聯(lián)間隙上電壓分布是不均勻的，這樣避雷器

39、動(dòng)作后，每個(gè)間隙上的恢復(fù)電壓分布也不均勻，從而降低了避雷器的熄弧能力，工頻放電電壓也將下降。為改善間隙上的電壓分布，在每個(gè)間隙上并聯(lián)分路電阻。在工頻電壓作用下，因間隙容抗很大而分路電阻值很小，故間隙上電壓分布將主要由分路電阻決定，因分路電阻值相等，使電壓分布均勻，提高了工頻放電電壓，也使工頻放電電壓穩(wěn)定。在沖擊電壓作用下，由于沖擊電壓的等值頻率很高，間隙的容抗小于分路電阻，間隙上的電壓分布由電容大小來(lái)決定，使電壓分布很不均勻，上部間隙很快擊穿，電壓都加在下部間隙和閥片上，使間隙擊穿，所以降低了沖擊放電電壓，也降低了沖擊系數(shù)，并聯(lián)電阻后，沖擊系數(shù)一般為1左右。第55頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月

40、20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/855閥型避雷器的型號(hào)普通型的有FZ和FS兩種，F(xiàn)Z型適用于變電所，F(xiàn)S型適用于配電系統(tǒng)。FZ型與FS型相比其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是間隙采用了并聯(lián)電阻，從而提高了工頻放電電壓。FZ型由一些結(jié)構(gòu)和性能都已標(biāo)準(zhǔn)化的單件所組成，這些單件分別適用于3、6、10、15、20和30kV的額定電壓。由它們組合可以適用于各種電壓等級(jí)，如FZ-110J型是由4個(gè)FZ-30串聯(lián)而成。磁吹避雷器主要有FCZ電站型和保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的FCD型兩種。選用避雷器時(shí)，應(yīng)使避雷器的額定電壓與安裝該避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)相同，并應(yīng)使避雷器的滅弧電壓大于安裝處工作母線(xiàn)上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓。第56

41、頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/856避雷器的參數(shù)1、滅弧電壓：是指保證避雷器在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過(guò)零值時(shí)滅弧的條件下，允許加在避雷器上的最高工頻電壓。避雷器的滅弧電壓是按照避雷器安裝點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大工頻電壓設(shè)計(jì)的。10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地時(shí)健全相上電壓是最大工作線(xiàn)電壓的110%，所以避雷器的滅弧電壓的確定方式是：N= 1.1x1.15x10=12.7kVN= 1.0 x1.15x35=40。25kV，取41kV。110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中單相接地時(shí)健全相上電壓是最大工作線(xiàn)電壓的80%，所以避雷器的滅弧電壓的確定方式是：N= 0.8x1.

42、15x110=101. 2kVN= 1.0 x1.15x110=126.52kV，其型號(hào)為FCZ-110。第57頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8572、工頻放電電壓：指工頻電壓作用下避雷器發(fā)生放電的電壓（有效）值，它表明間隙的絕緣強(qiáng)度。由于間隙擊穿的分散性，工頻放電電壓要規(guī)定上、下限。避雷器結(jié)鉤一定時(shí)，沖擊系數(shù)就一定。如果工頻放電電壓上限太高，沖擊放電電壓也會(huì)升高，這就意味著避雷器的保護(hù)性能差。工頻放電電壓下限與滅弧電壓存在一定比例關(guān)系： K=工頻放電電壓（下限）/滅弧電壓K稱(chēng)為避雷器的切斷比。普通閥型避雷器的K約等于1.8，磁吹避雷器的K不大于1.5。

43、切斷比越小，間隙滅弧能力越好。避雷器的工頻放電電壓下限應(yīng)高于系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的內(nèi)部過(guò)電壓，即普通閥型避雷器不允許在內(nèi)過(guò)電壓下動(dòng)作，因?yàn)閮?nèi)部過(guò)電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，閥片可能因熱容量不夠而損壞。對(duì)35kV及以下系統(tǒng)，操作過(guò)電壓通常不超過(guò)最大相電壓的3.5倍，所以工頻放電電壓下限取3.5倍最大相電壓。第58頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8583、沖擊放電電壓：在沖擊電壓作用下避雷器的放電電壓幅值。由于放電的分散性，伏秒特性曲線(xiàn)實(shí)際為帶狀，因此，沖擊放電電壓常指其上限值，它應(yīng)與殘壓基本相等。4、殘壓：殘壓越低越好。避雷器的保護(hù)水平是指殘壓、標(biāo)準(zhǔn)雷電波（1.2/50us）

44、下沖擊放電電壓和陡波（1200kV/us）沖擊放電電壓（除以系數(shù)1.15）三者中的最大值。它低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平，并留有足夠的安全裕度才能起到保護(hù)作用。第59頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8595、保護(hù)比：避雷器殘壓與滅弧電壓之比。保護(hù)比B越小越好，說(shuō)明殘壓越低或滅弧電壓越高。FS型和FZ型，F(xiàn)CZ型。保護(hù)比和切斷比都反映避雷器的保護(hù)性能，前者針對(duì)用戶(hù)而言，后者針對(duì)制造廠(chǎng)家而言意義更明確。6、直流泄漏電流：指在直流電壓作用下流過(guò)避雷器的電導(dǎo)電流，它反映了避雷器是否受潮，分路電阻有無(wú)斷裂、老化，以及串聯(lián)組合元件的非線(xiàn)性系數(shù)的相互差值，是檢測(cè)避雷器的主要

45、參數(shù)之一。7、通流容量：指閥片通過(guò)電流的能力。避雷器中流過(guò)的電流一種是雷電流，另一種是工頻電流。所以對(duì)低溫閥片用通過(guò)20/40us、5kA的沖擊電流和100A的工頻半波電流各20次來(lái)考驗(yàn)；對(duì)高溫閥片用通過(guò)20/ 40us、10kA的沖擊電流和800-1000A、 2000us方波電流各20次來(lái)考驗(yàn)。第60頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/860六、氧化鋅避雷器70年代初期出現(xiàn)了氧化鋅避雷器，其閥片以氧化鋅為主要材料，附以少量精選過(guò)的金屬氧化物，經(jīng)高溫焙燒而成。氧化鋅閥片具有很理想的非線(xiàn)性伏安特性，圖中假定ZnO、SiC電阻閥片在10kA電流下的殘壓相同，但在

46、額定電壓（或滅弧電壓）下ZnO曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的電流一般在10-5A以下，可近似認(rèn)為續(xù)流為零，而SiC曲線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的續(xù)流卻是100A左右。第61頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8611、伏安特性ZnO的伏安特性可分為小電流區(qū)、非飽和區(qū)和飽和區(qū)。在1mA以下的區(qū)域?yàn)樾‰娏鲄^(qū)，非線(xiàn)性系數(shù)較高，為0.2左右；電流在1mA到3kA范圍內(nèi)，通常為非線(xiàn)性區(qū)，其值在0.020.05左右；電流大于3kA，一般進(jìn)入飽和區(qū)，這時(shí)電壓增加，電流增長(zhǎng)不快。第62頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8622、氧化鋅避雷器的優(yōu)點(diǎn)1）無(wú)間隙：在工作電壓下，氧化鋅

47、閥片相當(dāng)于一個(gè)絕緣體，因而工作電壓不會(huì)使閥片燒壞，所以可以不用串聯(lián)間隙來(lái)隔離工作電壓。第63頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/863無(wú)間隙氧化鋅避雷器和串間隙氧化鋅避雷器 類(lèi)型串間隙型無(wú)間隙型性能劣化只在串聯(lián)間隙動(dòng)作時(shí)才承受工作電壓的作用，很少劣化，壽命長(zhǎng)長(zhǎng)期承受工作電壓的作用，壽命短殘壓適當(dāng)提高荷電率，即減少閥片數(shù)，使殘壓降低比串聯(lián)間隙的殘壓低故障安全性不需要特殊的故障脫落裝置需要特殊的脫落裝置通流容量通流容量大，有暫態(tài)過(guò)電壓承受能力強(qiáng)的特點(diǎn)通流容量比串間隙的小，暫態(tài)過(guò)電壓是其致命弱點(diǎn)絕緣配合裕度絕緣配合裕度小，與復(fù)合絕緣自串配合難不存在與絕緣子串放電特性

48、配合的問(wèn)題放電特性分散性比無(wú)間隙大穩(wěn)定其它原則上有放電延時(shí)容易實(shí)現(xiàn)緊湊設(shè)計(jì)無(wú)放電延時(shí)第64頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8642）無(wú)續(xù)流：在作用在氧化鋅避雷器上的電壓超過(guò)某一值時(shí)將導(dǎo)通，導(dǎo)通后在閥片上的殘壓與流過(guò)它的電流大小基本無(wú)關(guān)，為一定值；當(dāng)作用的電壓降到起始電壓以下時(shí)，閥片將終止“導(dǎo)通”，又相當(dāng)于一絕緣體，因此不存在工頻續(xù)流。Si C避雷器在過(guò)電壓作用時(shí)要吸收過(guò)電壓的能量，還要吸收工頻續(xù)流的能量，而氧化鋅閥片只吸收過(guò)電壓能量，所以其對(duì)熱容量的要求小于前者。第65頁(yè)，共73頁(yè)，2022年，5月20日，21點(diǎn)7分，星期四2022/9/8653）通流容量大：氧化鋅避雷器的通流容量大，耐操作波的能力強(qiáng)，故可用來(lái)限制內(nèi)部過(guò)電壓，也可使用于直流輸電系統(tǒng)。4）降低電氣設(shè)備所受到的過(guò)電壓：雖然10kA雷電流下的殘壓值，氧化鋅避雷器與普通閥型避雷器相同，但后者只有在串聯(lián)間隙放電后才可將電流泄放，而前者在整個(gè)過(guò)電壓