發(fā)電廠和變電站的防雷保護(hù)

發(fā)電廠和變電站的防雷保護(hù)第1頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)直擊雷過(guò)電壓的防護(hù)

對(duì)于直擊雷必須裝設(shè)避雷針或避雷線對(duì)直擊雷進(jìn)行保護(hù)。變電所的直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是選擇避雷針的支數(shù)、高度、裝設(shè)位置、驗(yàn)算它們的保護(hù)范圍、應(yīng)有的接地電阻、防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。對(duì)于獨(dú)立避雷針，則還有一個(gè)驗(yàn)算它對(duì)相鄰配電裝置構(gòu)架及其接地裝置的空氣間距及地下距離的問(wèn)題。第2頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、避雷針保護(hù)1.獨(dú)立避雷針

對(duì)于35kV及以下的配電裝置，因絕緣水平低，為避免反擊應(yīng)架設(shè)獨(dú)立避雷針，其接地裝置與主接地網(wǎng)分開(kāi)埋設(shè)。第3頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

避雷針在高度h處的電位ua為接地裝置上的電位ue為式中

Ri——避雷針的沖擊接地電阻，Ω；

L0——避雷針單位高度的等值電感，μH/m；

h——避雷針校驗(yàn)點(diǎn)的高度，m；

i——流過(guò)避雷針的雷電流，kA；第4頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月取空氣間隙擊穿場(chǎng)強(qiáng)為Ea(kV/m)，避雷針與被保護(hù)設(shè)備或其構(gòu)架間的空中距離應(yīng)為

取土壤的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)為Ee(kV/m)，避雷針接地裝置與被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間的地中距離應(yīng)為第5頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)推薦用下面兩個(gè)公式校核獨(dú)立避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣距離Sa和地中距離SeSa≥0.2Ri+0.1h

（8—5）

Se≥0.3Ri

（8—6）

Sa

不宜小于5m，Se

不宜小于3m。

在一般土壤中避雷針（線）的工頻接地電阻不宜大于10Ω。第6頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.

架構(gòu)避雷針

對(duì)110kV及以上的配電裝置，由于電氣設(shè)備的絕緣水平較高，可將避雷針裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率較大的地區(qū)（ρ＞1000Ω·m），宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。

66kV的配電裝置，允許將避雷針裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率ρ＞500Ω·m的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。

35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂上不宜裝設(shè)避雷針。第7頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

變壓器的絕緣較弱，又是變電站中最貴重的設(shè)備，所以變壓器的門型架構(gòu)上，不宜裝設(shè)避雷針（線）。發(fā)電廠的主廠房一般不裝設(shè)避雷針，以免發(fā)生感應(yīng)或反擊使繼電保護(hù)誤動(dòng)作或造成絕緣損壞。第8頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

架構(gòu)避雷針的接地是利用發(fā)電廠、變電站的主接地網(wǎng)，但應(yīng)在其附近裝設(shè)輔助集中接地裝置，并且架構(gòu)避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器的接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m。第9頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

關(guān)于線路終端桿塔上的避雷線能否與變電站架構(gòu)相連，也按是否發(fā)生反擊的原則處理。當(dāng)線路電壓等級(jí)在110kV及以上時(shí)，允許將避雷線引至出線的門型架構(gòu)上，當(dāng)土壤電阻率大于1000Ω·m時(shí)，應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。第10頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)土壤電阻率ρ＜500Ω·m時(shí)，35kV~60kV線路的避雷線允許連接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)設(shè)集中接地裝置。在ρ＞500Ω·m的地區(qū)，避雷線應(yīng)終止于線路終端桿塔，從線路終端桿塔到配電裝置架構(gòu)之間的一檔線路由獨(dú)立避雷針保護(hù)，也可在線路終端桿塔上裝設(shè)避雷針。第11頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、避雷線保護(hù)

采用架空避雷線保護(hù)的布置形式有兩種。一種是避雷線一端經(jīng)配電裝置架構(gòu)接地，另一端經(jīng)絕緣子串與廠房建筑物絕緣，如圖8—2所示。另一種是避雷線兩端都接地，如圖8—3所示。

為了不發(fā)生反擊事故，避雷線與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣距離Sa及避雷線的接地裝置與被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間的地中距離Se應(yīng)足夠大，，且避雷線絕緣端的絕緣子串應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度，以防止反擊事故的發(fā)生。第12頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第13頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)避雷線一端絕緣時(shí)，雷擊絕緣子串附近的避雷線開(kāi)路端c點(diǎn)的過(guò)電壓最高。該點(diǎn)的過(guò)電壓uc可按下式計(jì)算

式中

L0——避雷線與接地架構(gòu)單位長(zhǎng)度的平均電感，μH/m;△l——避雷線上校驗(yàn)的雷擊點(diǎn)與接地支柱的距離，m；

h——避雷線支柱的高度，m。第14頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月避雷線兩端接地時(shí)，雷擊校驗(yàn)點(diǎn)c的過(guò)電壓為式中:i為總的雷電流；i1為流向架構(gòu)1的雷電流；△l為雷擊點(diǎn)距架構(gòu)1的距離；h1和Ri1分別為架構(gòu)1的高度和沖擊接地電阻；β?

為避雷線的分流系數(shù)，β?=i1/i，可由電路的基爾霍夫定律推導(dǎo)求得。第16頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)忽略接地電阻對(duì)β?的影響，并設(shè)兩側(cè)架構(gòu)高度相等（為h）時(shí),《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)避雷線與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣間隙距離Sa、避雷線接地裝置與被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間的地中距離Se提出以下要求：第17頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)一端絕緣另一端接地的避雷線:

對(duì)兩端接地的避雷線

一般情況下，避雷針、避雷線的Sa不宜小于5m，Se不宜小于3m。（8—10）

（8—11）

（8—12）

（8—13）

第18頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月避雷線一端絕緣時(shí)絕緣子串的片數(shù)，按雷擊絕緣子串附近避雷線不致使絕緣子串閃絡(luò)的條件選擇。關(guān)于線路終端桿塔上的避雷線能否與變電站架構(gòu)相連，按是否發(fā)生反擊的原則處理。當(dāng)線路電壓等級(jí)在110kV及以上時(shí)，允許引至出線的門型架構(gòu)上，土壤電阻率大于1000Ω·m時(shí)，應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。土壤電阻率ρ＜500Ω·m時(shí)，35kV~60kV線路的避雷線允許連接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)設(shè)集中接地裝置。當(dāng)ρ＞500Ω·m時(shí)，避雷線應(yīng)終止于線路終端桿塔，從線路終端桿塔到屋外配電裝置架構(gòu)之間的一檔線路由避雷針保護(hù)。第19頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)發(fā)電廠、變電所的直擊雷過(guò)電壓保護(hù)可采用避雷針或避雷線；避雷針的裝設(shè)可分為獨(dú)立避雷針和架構(gòu)避雷針兩種；為了防止發(fā)生反擊事故，獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物體之間的空氣間隙應(yīng)有足夠的距離，避雷針接地裝置與被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間在地中應(yīng)有足夠的距離。110kV及以上的配電裝置的架構(gòu)或房頂上可以裝設(shè)避雷針。第20頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)侵入波過(guò)電壓的防護(hù)

當(dāng)發(fā)電廠、變電站采取了可靠的直擊雷保護(hù)措施后，遭雷直擊的概率很小。所以沿線侵入的雷電波是發(fā)電廠、變電站遭受雷害事故的主要原因。其主要防護(hù)措施是在發(fā)電廠、變電站內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器或氧化鋅避雷器以限制入侵雷電波的幅值。第21頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、閥式避雷器的保護(hù)作用分析

1.變壓器與避雷器之間距離為零時(shí)的情況第22頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

假定避雷器的伏安特性u(píng)A=f(ia)和伏秒特性u(píng)s=f

(t)為已知，則可按圖8—5所示的作圖法求取變壓器上的電壓。當(dāng)避雷器動(dòng)作以后，可得

第23頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖中避雷器上電壓uA有兩個(gè)峰值：Uch——沖擊放電電壓；Ur——避雷器的殘壓。第25頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一般情況下，避雷器的沖擊放電電壓與避雷器的殘壓基本相同，所以在防雷保護(hù)分析中可將避雷器上的電壓uA看作是一幅值為避雷器殘壓的斜角平頂波。第26頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

避雷器動(dòng)作后，由于波在A、T間發(fā)生折、反射，使得設(shè)備絕緣上出現(xiàn)高于避雷器端點(diǎn)的電壓。2.變壓器和避雷器之間有一定的距離時(shí)的情況第27頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

即變電站設(shè)備上所受的沖擊電壓的最大值uBm為：第28頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變壓器有一定的入口電容，避雷器與變壓器之間的連線也有電感、電容，它們將構(gòu)成某種振蕩回路，即變壓器上的電壓具有振蕩性質(zhì)，如圖所示為變壓器所受電壓的實(shí)際典型波形。這種波形與全波相差較大，對(duì)變壓器絕緣的作用與截波的作用較為接近，因此常用變壓器絕緣耐受截波的能力來(lái)說(shuō)明在運(yùn)行中變壓器承受雷電波的能力。第29頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、避雷器的保護(hù)距離

若被保護(hù)設(shè)備上受到的最大沖擊電壓值Uim小于設(shè)備本身的沖擊耐壓值Uj，則設(shè)備不會(huì)發(fā)生雷害事故。即

Uj≥Uim=Ur.5+2al/v

所以避雷器的最大保護(hù)距離為

第30頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

入侵波陡度a為某一值時(shí)，變壓器與避雷器之間的距離有一極限值，超過(guò)此值，變壓器上受到的沖擊電壓將超過(guò)其沖擊耐壓值，變壓器的絕緣會(huì)損壞，此值稱為避雷器的保護(hù)范圍。在變電站設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使所有設(shè)備與避雷器的電氣距離都在避雷器的保護(hù)范圍之內(nèi)。第31頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中l(wèi)max是避雷器的保護(hù)距離，一般的做法可先求出變壓器距避雷器的最大容許距離，而其它變電設(shè)備不象變壓器那么重要，但它們的沖擊耐壓水平卻比變壓器更高，因而可近似地取其最大容許距離比變壓器大35%，即

l'max≈1.35lmax第32頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月括號(hào)內(nèi)距離對(duì)應(yīng)的雷電沖擊全波耐受電壓為850kV第34頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)變電站的進(jìn)線段保護(hù)

要將變電站電氣設(shè)備上的過(guò)電壓水平限制在其沖擊耐壓值以下，必須限制從線路傳來(lái)的侵入波陡度，以限制由于避雷器與電氣設(shè)備之間的距離引起的電位升高；限制流過(guò)避雷器的雷電流不超過(guò)5kA以降低殘壓。

第35頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

要求在靠近變電站1km~2km的一段進(jìn)線上加強(qiáng)防雷保護(hù)措施，即進(jìn)線段保護(hù)。當(dāng)線路全線無(wú)避雷線時(shí)，這段線路必須架設(shè)避雷線；當(dāng)線路全線有避雷線時(shí)，也將變電站附近2km長(zhǎng)的一段進(jìn)線列為進(jìn)線保護(hù)段，進(jìn)線保護(hù)段應(yīng)具有較高的耐雷水平。

第36頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、35kV及以上變電站的進(jìn)線段保護(hù)第37頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.進(jìn)線段首端落雷，流經(jīng)避雷器的雷電流計(jì)算考慮最不利的情況，設(shè)變電站只有一回線路運(yùn)行，進(jìn)線段首端落雷，等值電路如圖所示。第38頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由等值電路得式中

Z——線路波阻抗,Ω；

Ur——避雷器的殘壓最大值，kV。

2U50%——侵入電壓波，kV。由上式得（8—22）第39頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.

進(jìn)入變電站的雷電波陡度a的計(jì)算式中τ0——進(jìn)線段首端斜角波頭長(zhǎng)度，μs；

τ——進(jìn)線段末端變形后的斜角波頭長(zhǎng)度，μs；

U——侵入雷電波幅值，kV。通?？扇檫M(jìn)線段首端線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓U50%。

l0——進(jìn)線段長(zhǎng)度，km；

hc——進(jìn)線段導(dǎo)線的平均對(duì)地高度，m。第41頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

最嚴(yán)格的計(jì)算條件是雷在進(jìn)線段首端反擊，其波頭長(zhǎng)度τ0接近于零，此波經(jīng)過(guò)距離lp

后，其波頭陡度為（kV/μs）

第42頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)于未沿全線架設(shè)避雷線保護(hù)的線路，若變電站進(jìn)線的斷路器或隔離開(kāi)關(guān)在雷雨季節(jié)有開(kāi)路運(yùn)行的可能，而線路側(cè)又有電源時(shí)，需在靠近隔離開(kāi)關(guān)處裝設(shè)一組排氣式避雷器，見(jiàn)圖8—10（a）中的FE。第43頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、35kV及以上電纜進(jìn)線段的保護(hù)

對(duì)三芯電纜，末端的金屬外皮應(yīng)直接接地。對(duì)單芯電纜，因?yàn)椴辉S外皮流過(guò)工頻感應(yīng)電流而不能兩端同時(shí)接地，且需限制末端形成很高的過(guò)電壓，所以應(yīng)經(jīng)金屬氧化物電纜護(hù)層保護(hù)器（FC）或保護(hù)間隙（FG）接地。

第44頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

若電纜長(zhǎng)度不超過(guò)50m或雖超過(guò)50m，但經(jīng)校驗(yàn)，裝一組閥式避雷器即能符合保護(hù)要求，圖8—13中可只裝F1或F2。

若電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且斷路器在雷雨季節(jié)可能經(jīng)常斷路運(yùn)行時(shí)，為防止開(kāi)路端全反射形成很高的過(guò)電壓使斷路器損壞，應(yīng)在電纜末端裝設(shè)排氣式避雷器或閥式避雷器。第45頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

連接電纜段的1km架空線路應(yīng)架設(shè)避雷線。

對(duì)全線電纜—變壓器組接線的變電站內(nèi)是否需裝設(shè)閥式避雷器，應(yīng)根據(jù)電纜前端是否有雷電過(guò)電壓波侵入的可能，經(jīng)校驗(yàn)確定。第46頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

三、35kV小容量變電站進(jìn)線段的簡(jiǎn)易保護(hù)

由于35kV小容量變電站范圍小、接線簡(jiǎn)單，避雷器距變壓器的電氣距離一般在10m以內(nèi)，故允許有較高的侵入波陡度。第47頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第48頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

變電站的3kV~10kV配電裝置，應(yīng)在每組母線和架空進(jìn)線上裝設(shè)閥式避雷器（分別采用電站型和配電型閥式避雷器）。母線上閥式避雷器與主變壓器的電氣距離不宜大于下表所列數(shù)值：第49頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

有電纜段的架空線路，閥式避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜頭附近，其接地端應(yīng)和電纜金屬外皮相連。如果各架空線均有電纜段，閥式避雷器與主變壓器的最大電氣距離不受限制。閥式避雷器應(yīng)以最短的接地線與變電所的主接地網(wǎng)連接。閥式避雷器附近應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。第51頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3kV~10kV柱上斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器保護(hù)，經(jīng)常斷路運(yùn)行而又帶電的柱上斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)或隔離開(kāi)關(guān)，應(yīng)在帶電側(cè)裝設(shè)閥式避雷器，其接地線應(yīng)與柱上斷路器等的金屬外殼連接，且接地電阻不應(yīng)超過(guò)10Ω。

裝設(shè)在架空線路上的電容器宜裝設(shè)閥式避雷器保護(hù)。第52頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)

為了可靠地保護(hù)電氣設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)可靠的進(jìn)線段保護(hù)以限制流過(guò)避雷器的雷電流幅值和雷電波的陡度，降低避雷器的殘壓和因避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間的距離而引起的電壓升高。第53頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)變壓器防雷保護(hù)的幾個(gè)具體問(wèn)題一、三繞組變壓器的防雷保護(hù)沖擊電壓在繞組間的傳遞關(guān)系三繞組變壓器可能出現(xiàn)只有高、中壓繞組運(yùn)行而低壓繞組開(kāi)路的情況，此時(shí)通過(guò)靜電感應(yīng)傳遞到低壓繞組上的過(guò)電壓值會(huì)很高，所以應(yīng)在任一相低壓繞組出口處對(duì)地加裝一個(gè)避雷器。第54頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、自耦變壓器的防雷保護(hù)

1.高、中壓繞組運(yùn)行，低壓繞組開(kāi)路同上的原因在自耦變壓器低壓繞組的任一相上應(yīng)裝設(shè)限制靜電感應(yīng)過(guò)電壓的避雷器。第55頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.高、低壓繞組運(yùn)行，中壓繞組開(kāi)路高壓側(cè)進(jìn)波時(shí)，在開(kāi)路的中壓端子A2上可能出現(xiàn)的最大電壓約為的2U0/k，所以應(yīng)在中壓側(cè)出線套管與斷路器之間裝設(shè)一組避雷器F2進(jìn)行保護(hù)。第56頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.中、低壓繞組運(yùn)行，高壓繞組開(kāi)路中壓側(cè)進(jìn)波時(shí)，在振蕩過(guò)程中，A1點(diǎn)（高壓套管處）的電位最高可達(dá)2kU'0?所以在高壓側(cè)出線套管與斷路器之間也應(yīng)裝設(shè)一組避雷器F1保護(hù)。第57頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)中壓側(cè)有出線而高壓側(cè)進(jìn)波時(shí)，雷電波電壓大部分加在AA'段繞組上，可能會(huì)使其損壞（高壓側(cè)有出線中壓側(cè)進(jìn)波相同）。所以當(dāng)變比小于1.25時(shí)，在AA'間應(yīng)加一組避雷器F3。第58頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

三、變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)（一）110kV及以上的中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)用于這種系統(tǒng)的變壓器，其中性點(diǎn)對(duì)地絕緣有兩種設(shè)計(jì)方案：1）全絕緣。即中性點(diǎn)處的絕緣水平與繞組首端的絕緣水平相同；2）分級(jí)絕緣。即中性點(diǎn)處的絕緣水平低于繞組首端的絕緣水平。第59頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1、中性點(diǎn)為全絕緣時(shí)，一般不需采用專門的保護(hù)。但在變電所只有一臺(tái)變壓器且為單路進(jìn)線的情況下，仍需在中性點(diǎn)加裝一臺(tái)與繞組首端同樣電壓等級(jí)的避雷器。

2、當(dāng)中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣時(shí)，則必須選用與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)，同時(shí)注意校核避雷器的滅弧電壓。第60頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

中性點(diǎn)若用閥型避雷器，則應(yīng)滿足以下條件：（1）其沖擊放電電壓應(yīng)低于變壓器中性點(diǎn)的沖擊耐壓；（2）其滅弧電壓應(yīng)大于因電網(wǎng)一相接地而引起的中性點(diǎn)電位升高的穩(wěn)態(tài)值，以免避雷器爆炸。第61頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（二）35kV及以下的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，所以變壓器的中性點(diǎn)一般不需裝設(shè)防雷保護(hù)裝置。多雷區(qū)單進(jìn)線變電所且中性點(diǎn)引出時(shí)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)保護(hù)裝置。第62頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)配電變壓器的保護(hù)第63頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

只在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器，不能保證變壓器的安全，原因如下：（1）低壓線遭雷直擊或遭受感應(yīng)雷過(guò)電壓時(shí)，會(huì)使低壓側(cè)絕緣損壞。（2）正變換過(guò)電壓會(huì)導(dǎo)致高壓側(cè)絕緣損壞。（3）逆變換過(guò)電壓會(huì)導(dǎo)致中性點(diǎn)附近絕緣損壞。且會(huì)危及繞組的縱絕緣。第64頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

逆變換過(guò)電壓：高壓側(cè)線路受到直擊雷或感應(yīng)雷擊使避雷器動(dòng)作，雷電流在接地電阻上產(chǎn)生的壓降將同時(shí)作用在低壓繞組的中性點(diǎn)上，此壓降大部分降在低壓繞組上，通過(guò)電磁耦合，按變比關(guān)系在高壓繞組上感應(yīng)出過(guò)電壓。第65頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

正變換過(guò)電壓：雷直擊于低壓線或低壓線遭受感應(yīng)雷作用時(shí)，通過(guò)電磁耦合，按變比關(guān)系在高壓繞組感應(yīng)出過(guò)電壓。高壓側(cè)絕緣裕度比低壓側(cè)低，可能造成高壓側(cè)絕緣損壞。第66頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)三繞組變壓器（自耦變壓器）應(yīng)在低壓側(cè)套管與斷路器之間裝設(shè)限制靜電感應(yīng)過(guò)電壓的避雷器；自耦變壓器應(yīng)在高壓端與斷路器及中壓端與斷路器之間加裝一組避雷器保護(hù)。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，若變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣，需在中性點(diǎn)加裝避雷器或保護(hù)間隙；配電變壓器應(yīng)在高、低壓側(cè)裝設(shè)避雷器保護(hù)。第67頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)氣體絕緣變電站的防雷保護(hù)

全封閉SF6氣體絕緣變電站（GIS）是將除變壓器以外的整個(gè)變電站的高壓電力設(shè)備及母線，封閉在一個(gè)接地的金屬殼內(nèi)，殼內(nèi)充以3~4個(gè)大氣壓的SF6氣體作為相間和相對(duì)地的絕緣。

GIS變電站具有體積小，占地面積小，維護(hù)工作量小，不受周圍環(huán)境條件影響，對(duì)環(huán)境沒(méi)有電磁干擾以及運(yùn)行性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，已獲得越來(lái)越多的采用。

第68頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、GIS變電站過(guò)電壓保護(hù)特點(diǎn)（1）GIS絕緣的伏秒特性比較平坦，且負(fù)極性擊穿電壓比正極性低，因此其絕緣水平主要取決于雷電沖擊電壓水平。要降低絕緣水平，首先要降低雷電過(guò)電壓水平。（2）GIS變電站的波阻抗遠(yuǎn)比架空線路低，這對(duì)變電站的侵入波保護(hù)有利。第69頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）GIS變電站結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備之間的電氣距離小，避雷器離被保護(hù)設(shè)備較近，防雷保護(hù)措施比敞開(kāi)式變電站容易實(shí)現(xiàn)。（4）GIS絕緣完全不允許發(fā)生電暈，一旦發(fā)生電暈將立即擊穿，而且不能恢復(fù)原有的電氣強(qiáng)度，甚至導(dǎo)致整個(gè)GIS系統(tǒng)的損壞。此外，GIS的價(jià)格還比較昂貴。因此，要求整套GIS裝置的過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)有較高的可靠性，在設(shè)備絕緣配合上留有足夠的裕度。第70頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、GIS變電站的過(guò)電壓保護(hù)接線方式

實(shí)際的GIS變電站可能有不同的主接線方式。其進(jìn)線方式大體可分為兩類：一是架空線直接與GIS相連；二是經(jīng)電纜段與GIS相連。而變壓器的連接，有直接相連的，也有經(jīng)一段電纜線或架空線連接的。下面就對(duì)防雷保護(hù)來(lái)說(shuō)比較不利的接線，即一條架空線路進(jìn)入GIS變電站，GIS末端連接變壓器的情況，討論GIS的典型保護(hù)接線方式。第71頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.與架空線路直接相連的GIS變電站的防雷保護(hù)接線第72頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第73頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.經(jīng)電纜段進(jìn)線的GIS變電站的防雷保護(hù)接線。第74頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第75頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)GIS變電所過(guò)電壓防護(hù)的特點(diǎn)：①GIS絕緣的伏秒特性比較平坦，且負(fù)極性擊穿電壓比正極性低；②GIS變電站的波阻抗遠(yuǎn)比架空線路低，；③GIS變電站結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備之間的電氣距離??；④GIS絕緣完全不允許發(fā)生電暈。GIS變電所過(guò)電壓防護(hù)接線方式：GIS變電所的保護(hù)應(yīng)盡可能采用保護(hù)性能優(yōu)異的

ZnO

避雷器。第76頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)一、旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù)的特點(diǎn)（1）由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)和工藝上的特點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的沖擊絕緣水平在相同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備中最低。第77頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）電機(jī)絕緣的運(yùn)行條件較為惡劣，要受到熱、機(jī)械振動(dòng)、空氣中的潮氣、污穢、電場(chǎng)等因素的聯(lián)合作用，絕緣容易老化。（3）電機(jī)絕緣的沖擊耐壓水平與保護(hù)它的避雷器的保護(hù)水平相差不多、絕緣配合的裕度很小。第78頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）由于電機(jī)繞組的結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，特別是大容量電機(jī)，其匝間電容很小，起不了改善沖擊電壓分布的作用。此外，當(dāng)有沖擊波作用于電機(jī)繞組時(shí)，繞組匝間絕緣上所受電壓與侵入波陡度a成正比。試驗(yàn)結(jié)果表明，為保護(hù)匝間絕緣，應(yīng)將陡度限制在5kV/μs以下。第79頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）電機(jī)繞組的中性點(diǎn)一般是不接地的，應(yīng)對(duì)中性點(diǎn)采取保護(hù)措施。電機(jī)中性點(diǎn)的過(guò)電壓與入侵波陡度有關(guān)，所以也要求限制入侵波陡度。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)陡度限制在2kV/μs以下時(shí)，中性點(diǎn)不需另加保護(hù)。第80頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、直配電機(jī)的防雷保護(hù)從防雷的觀點(diǎn)來(lái)看，發(fā)電機(jī)可分為兩大類：（1)經(jīng)過(guò)變壓器與架空線連接的電機(jī)，簡(jiǎn)稱非直配電機(jī)。（2)直接與架空線相連(包括經(jīng)過(guò)電纜段、電抗器等元件與架空線相連)的電機(jī)，簡(jiǎn)稱直配電機(jī)。第81頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.避雷器保護(hù)在發(fā)電機(jī)出線母線上裝設(shè)一組FCD型磁吹避雷器或氧化鋅避雷器，其作用是限制侵入波幅值，保護(hù)電機(jī)主絕緣。第82頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.電容器保護(hù)在發(fā)電機(jī)電壓母線上裝設(shè)一組并聯(lián)電容器限制侵入波陡度，以保護(hù)電機(jī)匝間絕緣及中性點(diǎn)絕緣，同時(shí)也可降低感應(yīng)過(guò)電壓。計(jì)算結(jié)果表明，每相電容為0.25~0.5μF時(shí)，入侵波陡度不超過(guò)2kV/μs。第83頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.電纜段保護(hù)（進(jìn)線段保護(hù)）

電纜段與排氣式避雷器聯(lián)合構(gòu)成的典型進(jìn)線保護(hù)段如圖所示。第84頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

FE2動(dòng)作后，其等值電路如圖（b）所示。這時(shí)沿著外皮將有電流i