高電壓防雷設(shè)備測試-變電所防雷

（一）避雷器的基本知識

避雷器是一種能釋放過電壓能量、限制過電壓幅值的設(shè)備。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過電壓值達到規(guī)定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護設(shè)備的絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。避雷器能釋放雷電兼電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護電工設(shè)備免受瞬時過電壓危害，同時又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路。

分類：避雷器按發(fā)展先后可分為保護間隙、管式避雷器、閥式避雷器和氧化鋅避雷器。一、避雷器的運行與維護（二）常用避雷器1.保護間隙保護間隙是最簡單的避雷器，如圖所示。

工作原理：當(dāng)雷電侵入波要危及它所保護的電氣設(shè)備的絕緣時，間隙首先擊穿，工作母線接地，避免了被保護設(shè)備上的電壓升高，從而保護了設(shè)備。

優(yōu)缺點：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便；缺點是伏-秒特性曲線比較陡，絕緣配合不理想，間隙動作后會形成截波，熄弧能力低。角形保護間隙的結(jié)構(gòu)圖1-主間隙；2-輔助間隙；3-絕緣子2.管式避雷器

工作原理：當(dāng)排氣式避雷器受到雷電波入侵時，內(nèi)外間隙同時擊穿，雷電流經(jīng)間隙流入大地；過電壓消失后，在工作電壓作用下，流經(jīng)間隙的工頻續(xù)流電弧的高溫使管內(nèi)產(chǎn)氣材料分解出大量氣體，管內(nèi)壓力升高，氣體從開口處噴出，從而使工頻續(xù)流在第一次經(jīng)過零值時就熄滅。

特點：熄弧能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)，續(xù)流太大，產(chǎn)氣過多，易使管子炸裂；續(xù)流太小，產(chǎn)氣不足以熄弧，故對工頻續(xù)流有上下限的規(guī)定。排氣式避雷器的結(jié)構(gòu)圖1-產(chǎn)氣管；2-棒形電極；3-環(huán)形電極；4-導(dǎo)線；S1-內(nèi)間隙；S2-外間隙3.閥式避雷器

工作原理：當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓且其幅值超過間隙放電電壓時，間隙擊穿，沖擊電流通過閥片流入大地，從而使設(shè)備得到保護。由于閥片的非線性特性，其電阻在流過大的沖擊電流時變得很小，因此閥片上產(chǎn)生的殘壓將得到限制，使其低于被保護設(shè)備的沖擊耐壓，設(shè)備得到保護；當(dāng)過電壓消失后，間隙能在工頻續(xù)流第一次過零時就將電弧切斷，從而保護了被保護設(shè)備。普通型閥式避雷器的結(jié)構(gòu)圖(a)FS4-10型；(b)FS-0.38型1-上接線端；2-火花間隙；3-云母片墊圈；4-瓷套管；5-閥片；6-下接線端（1）普通型閥式避雷器（2）磁吹閥式避雷器磁吹閥式避雷器的結(jié)構(gòu)圖(a)結(jié)構(gòu)原理(b)磁吹式火花間隙1-主間隙；2-輔助間隙；3-磁吹線圈；4-分路電阻；5-間隙電極；6-滅弧盒；7-并聯(lián)電阻；8-滅弧柵4.氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器由具有較好的非線性“伏-安”特性的氧化鋅電阻片組裝而成，在正常工作電壓下，具有極高的電阻而呈絕緣狀態(tài)；在雷電過電壓的作用下，則呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，泄放雷電流，使與避雷器并聯(lián)的電氣設(shè)備的殘壓被抑制在設(shè)備絕緣安全值以下，待有害的過電壓消失后，迅速恢復(fù)高電阻而呈絕緣狀態(tài)，從而有效地保護了被保護電氣設(shè)備的絕緣免受過電壓的損害。

被保護設(shè)備在正常電壓運行時，避雷器對地不通；出現(xiàn)過電壓時，避雷器對地導(dǎo)通，從而限制設(shè)備過電壓，在釋放過電壓能量后，避雷器恢復(fù)到原狀態(tài)。（三）避雷器的巡視內(nèi)容（1）瓷套表面應(yīng)無污穢。（2）瓷套、法蘭應(yīng)無裂紋、破損、放電現(xiàn)象。（3）水泥接合縫及其上面的油漆應(yīng)完好。（4）避雷器內(nèi)部應(yīng)無聲音。（5）避雷器連接導(dǎo)線及接地線應(yīng)完好牢固。（6）檢查避雷器動作記錄器的指示數(shù)是否有改變，記錄器本體應(yīng)完好。（7）在線監(jiān)視儀指示的泄漏電流應(yīng)在正常范圍之內(nèi)。（8）每年進行一次特性試驗。（9）避雷器根據(jù)當(dāng)?shù)丶竟?jié)投入、退出運行。（10）低布置的遮攔內(nèi)應(yīng)無雜草，以防避雷器表面的電壓分布不均或引起瓷套短接。（11）雷雨天氣運行人員嚴(yán)禁接近防雷裝置。（四）避雷器的故障處理

（1）避雷器故障應(yīng)急措施

無論避雷器引線燒傷還是瓷體閃絡(luò)、擊穿，值班員向調(diào)度申請能改變運行方式的則改變運行方式，并進行更換處理。若不能改變運行方式立即撤除避雷器，在斷開其電源后拆除其引線并使其安全距離符合規(guī)定，在停電后可進行更換處理。（2）氧化鋅避雷器泄漏電流超過規(guī)定值后處理

正常情況下，避雷器下端的計數(shù)器有交流在線泄漏電流指示值。受溫度、濕度、電壓波動因素影響。運行中，值班人員若發(fā)現(xiàn)交流泄漏電流超過說明書規(guī)定值，應(yīng)停運，將避雷器脫落電網(wǎng)。二、避雷針的運行與維護（一）避雷針的基本知識1、避雷針的作用

避雷針是由截閃器、引下線和接地裝置組成的防雷保護裝置。截閃器安裝在構(gòu)架上并高于被保護物，用于攔截不落在避雷針保護范圍內(nèi)物體上的雷擊，通過引下線和接地裝置將雷電流釋放到地中。避雷針能使雷云電場發(fā)生突變，使雷電先導(dǎo)的發(fā)展沿著避雷針的方向發(fā)展直擊于其上，雷電流通過避雷針（線）及接地裝置泄入大地，防止避雷針周圍的設(shè)備受到雷擊。

分類：避雷針按安裝地點可分為獨立式避雷針、組合式避雷針。2、避雷針的工作原理

在雷云先導(dǎo)發(fā)展的初始階段，因其離地面較高，其發(fā)展方向會受一些偶然因素的影響而不“固定”；但當(dāng)它離地面達到一定高度時，地面上高聳的避雷針因靜電感應(yīng)聚集了雷云先導(dǎo)性的大量電荷，使雷電場畸變，因而將雷云放電的通路由原來可能向其他物體發(fā)展的方向，吸引到避雷針本身，通過引下線和接地裝置將雷電流放入大地，從而使被保護物體免受直接雷擊。因此，避雷針實質(zhì)上是引雷針，它把雷電波引入大地，有效地防止了直擊雷。3、避雷針的結(jié)構(gòu)避雷針的結(jié)構(gòu)圖避雷針針頭引流體接地體（1）避雷針針尖應(yīng)無熔化現(xiàn)象。（2）避雷針的設(shè)備安裝應(yīng)牢固、無傾斜、無彎曲。（3）避雷針的基礎(chǔ)應(yīng)牢固。（4）避雷針的接地裝置應(yīng)良好。（二）避雷針的巡視內(nèi)容引雷：定向作用當(dāng)雷云的先導(dǎo)向下發(fā)展到離地面一定高度(定向高度)時，避雷針頂端有可能產(chǎn)生局部游離而形成向上的迎面先導(dǎo)，影響下行先導(dǎo)的發(fā)展方向，使其僅對避雷針放電，從而使得避雷針附近的物體受到保護，免遭雷擊。泄放：將雷電流導(dǎo)入大地為了使雷電流順利地泄入大地，避雷針應(yīng)有良好的接地裝置。避雷針上或接地裝置上產(chǎn)生幅值很高的過電壓。要防止避雷針與被保護物之間的間隙擊穿（也稱為反擊）

保護原理避雷針

保護對象及要求保護對象避雷針一般用于保護發(fā)電廠和變電所，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨立架設(shè)避雷針需有足夠截面的接地引下線和良好的接地裝置，以便將雷電流安全地引入大地

接閃器（針頭）變電所的避雷針避雷針結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)接閃器接地引下線接地體接閃器可用直徑10～20mm,長1～2m的圓鋼構(gòu)成接地引下線可用厚不小于4mm、寬不小于20mm的扁鋼作成，也可利用鋼筋混凝土桿內(nèi)的鋼筋或鐵塔本身作為引下線接地體可用幾根2.5m長的角鋼或鋼管打入地中構(gòu)成

要求接地引下線與接閃器、接地體之間，以及引下線本身的接頭，都應(yīng)可靠連接，連接處不允許用絞合的辦法，必須用燒焊或線夾、螺栓進行連接避雷針?biāo)拍畋硎颈芾籽b置的保護效能，保護范圍是相對的，每一個保護范圍都有規(guī)定的繞擊（概）率，繞擊指的是雷電繞過避雷裝置而擊中被保護物體的現(xiàn)象。我國有關(guān)規(guī)程所推薦的保護范圍對應(yīng)于0.1％的繞擊率

。

單支避雷針的保護范圍是一個以避雷針為軸的近似錐體的空間，它的側(cè)面母線近似地用折線代替，保護如圖所示。在被保護物高度hx水平面上的保護半徑rx可按下式計算：時,時,當(dāng)當(dāng)當(dāng)h≤

30m時，P=1；當(dāng)h＞120m：式中h——避雷針高度，m；hx——被保護物高度，m；P——高度影響系數(shù)。當(dāng)30m＜h≤

120

m時：

1.單支避雷針2.兩支等高避雷針圖兩支等高避雷針的保護范圍兩支避雷針在相距不太遠時，由于兩支針的聯(lián)合屏蔽作用，使兩針中間部分的保護范圍比單支針時有所擴大。

兩針外側(cè)的保護范圍按單針避雷針的計算方法確定，兩針內(nèi)側(cè)的保護范圍按通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點O的圓弧確定。

（1）

O點的高度h0按下式計算：

式中D——兩針間距離，m。

(2）兩針間hx水平面上保護范圍的一側(cè)寬度bx可按下式計算：

bx

=1.5（h0-hx）

兩針間距離與針高之比D/h不宜大于53.兩根不等高避雷針兩根不等高避雷針的保護范圍首先按單個避雷針分別作出其保護范圍，然后由低針2的頂點作水平線，與高針1的保護范圍邊界交于點3，點3即為一假想等高針的頂點，再求出等高避雷針2和3的保護范圍。4.多支等高避雷針圖

三、