电力系统过电压资料.ppt

第六章电力系统过电压,过电压：由于雷击或电力系统中的操作、事故等原因，会使某些电气设备和线路承受的电压大大超过正常运行电压，危机设备和线路安全的绝缘，危机绝缘升高的电压。,第一节电力系统过电压概述一、过电压及其危害过电压对电气设备和电力系统安全运行危害极大。可能破坏绝缘、损坏设备、造成人员伤亡、造成重大事故，影响电力系统安全发、供、用电。二、过电压的分类外部过电压：外部原因造成的过电压，成称大气过电压。内部过电压：在电力系统内部结构、各项参数、运行状态、传递或转化过程中引起的。三、雷电过电压的类型直击雷、感应雷、,1、工频过电压电力系统中的工频过电压一般由线路空载、单相接地或三相系统中发生不对称故障时引起。在中性点不接地的系统中，当发生单相接地故障时，其它健全相对地电压可增高到倍的相电压；高电压长线路空载运行时，电容电流流经感抗后使线路未端电压升高。工频过电压的特点是持续时间较长。2、谐振过电压在串联电路中，当容抗和感抗相等时，会发生串联谐振，这时电感、电容两端的电压是总电压的Q倍。这就是串联谐振。由铁磁谐振引起的过电压持续的时间长，而且由于频率低，会引起电压互感器铁芯严重饱和，而导致电压互感器损坏和阀形避雷器爆炸。3、操作过电压操作过电压是指电力系统早由于操作或事故，使运行状态发生改变，而引起相关设备（电容、电感）上的电场、磁场能量相互转换引起的过电压。,内部过电压,大气过电压,雷云放电：天空中两块带异号电荷的雷云相互靠近时，当空气绝缘击穿时就发生空中闪电，雷云较低时，就会对地面上的建筑或高大树木放电。雷云放电大多数要重复23次。第一次放电过程是分级的，分为先导放电电流、主放电电流和余辉放电电流。主放电时电流很大，能达几千安甚至几十、上百千安，但时间很短，只有50100。余辉电流很小，但时间较长。雷击时，强大的雷电电流快速流过被击物体，产生很高的冲击电压，冲击电压与雷电流大小和被击物体冲击电阻大小有关。,1、直接雷雷云直接对电器设备或电力线路放电，电流流过这些设备时，在流径的阻抗上产生冲击电压，引起过电压，称为直接雷击过电压。2、感应雷雷电时，在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束缚电荷，形成雷电过电压。3、雷电波因直接雷击或感应雷击在输电线路上形成迅速流动的电荷称它为雷电进行波。雷电侵入波前行时，如遇断路，或变压器线圈尾端中性点时，会发生波的全反射，于侵入波迭加，过电压增加一倍。,一、接闪器在防雷装置中用以接收雷云放电的金属导体称为接闪器。有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等。所有接闪器都要经过接地引下线与接地体相连，可靠接地。防雷装置工频接地电阻.要求不超过101、避雷针采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。,第二节常用防雷设备,针长1m以下：圆钢为12mm；钢管为16mm。针长12m：圆钢为16mm；钢管为25mm。烟囱顶上的针：圆钢为20mm。,作用：它能对雷电场产生一个附加电场，使雷电场发生畸变，将雷云放电的通路，由原来可能从被保护物通过的方向吸引到避雷针本身，使雷云向避雷针放电，然后由避雷针经引下线和接地体把雷电流泄放到大地中去。,直接雷击过电压保护为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针或避雷线。单支避雷针的保护范围地面上：保护半径避雷针1/2高度以上避雷针1/2高度以下,用截面不小于35mm2镀锌钢绞线，架设在架空线路上，保护架空电力线路免受直击雷击。,3、避雷带和避雷网1）避雷带:沿建筑物易受雷击的部位装设的带形导体。2）避雷网：在屋面上纵横敷设的避雷带组成的网络。避雷带和避雷网采用镀锌圆钢和镀锌扁钢。圆钢直径为：8mm；扁钢截面为48mm2；厚度4mm。烟囱顶上的避雷环采用镀锌圆钢和镀锌扁钢。圆钢直径为：12mm；扁钢截面为100mm2；厚度4mm。避雷带（网）距屋面为100150mm，支持卡间距离一般为11.5m。,2、避雷线,1）接闪器的引下线采用镀锌圆钢和镀锌扁钢,5、接闪器接地要求1)避雷针（带）与引下线之间的链接因采用焊接。2)装有避雷针的金属筒体（烟囱），厚度大于4mm时，可作为避雷针的引下线。3)独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口等的距离应大于3mm。4）独立避雷针的接地装置，其接地电阻不用超过10。5）其他接地体与独立避雷针的接地体之地中距离不应小于3m。6)不得在避雷针构架或电杆上假设低压电力线路或通信线。,圆钢直径为：8mm；扁钢截面为48mm2；厚度4mm。烟囱上的引下线：8mm；扁钢截面为48mm2；厚度4mm。,圆钢直径为：12mm；扁钢截面为100mm2；厚度4mm。2）引下线应镀锌，焊锡处应涂防腐漆。,4、接闪器引下线,1、用途避雷器用来防护高压雷电波侵入变、配电所或其他建筑物内，损坏被保护设备。与被保护设备并联。2、作用当线路上出现危机绝缘的雷电过电压时，避雷器就对地放电，从而保护了设备的绝缘，避免设备遭高电压雷电波袭击而损坏。3、分类阀型避雷器、管型避雷器、氧化锌避雷器,二、避雷器,1、结构由火花间隙和阀电阻片组成。装在密封的瓷套管内。,阀电阻片用陶料粘固起来的电工用金刚沙颗粒组成。具有非线性特性a.正常电压时阀片电阻很大；b.过电压时阀片的电阻变得很小，电压越高电阻越小。,火花间隙由铜片冲制而成，每对间隙用0.51.0mm厚的云母垫圈隔开。,（一）阀型避雷器,2、工作原理正常电压情况下：阀型避雷器的火花间隙阻止线路工频电流通过。高压雷电波时：火花间隙就被击穿，很高的高压雷电波就加到阀片上，电阻就立即减小，高压雷电流向大地泄放。,1、结构由产气管、内部间隙、外部间隙组成。,2、工作原理（图示）正常时运行：间隙S1、S2均断开，管型避雷器不工作。雷击过雷电感应：很高的雷电过电压使外部间隙被击穿，接着内部间隙被击穿，雷电流通过接地装置泄入大地。3、选择:选择管型避雷器时开断续流的上限不应小于安装处短路电流最大有效值。开断续流的下限不大于安装处短路电流的可能最小值。,外部间隙S2的最小值：3kV为8mm，6kV为10mm，10kV为15mm,（二）管型避雷器,（三）氧化锌避雷器,结构：由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻）工作原理：正常的工作电压下：（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态。冲击电压作用下：（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。雷击时：雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。,三、保护间隙,1、缺点保护性能差，灭弧能力小，容易造成接地短路故障,为提高供电可靠性：装保护间隙的线路上有自动重合闸装置2、结构（图示羊角型间隙结构）一个电极接线路，另一个电极接地。接地引下线还串联一个辅助间隙。电力变压器的保护间隙装在高压熔断器的内侧，靠近变压器的一侧，因为间隙放电后，熔断器能迅速熔断以减少变电所、线路断路器的跳闸次数，缩小停电范围。,利用金属针状电极的尖端放电原理，使雷云电荷被中和，从而不致发生雷电现象。,当雷云出现在消雷器及被保护设备上方时，消雷器及其附近大地都要感应出与雷云电荷极性相反的电荷。,靠近地面的雷云是带负电荷，大地感应的是正电荷，接地装置通过引下线与消音器顶端许多金属针状电极的离子化装置相连，使大量正电荷由针状电机发射出去，中和雷云电荷，雷电场减弱，防止雷击的发生。,四、消雷器,为防止雷电过电压造成电气设备和电气线路损坏，影响电力系统安全运行，采取的防雷措施有：,第三节防雷保护,防止直击雷：避雷针、避雷线、保护间隙；防止感应雷：将电气设备金属外壳和建筑物、构筑物金属部分接地；防止高压雷电波侵入破坏采用装设避雷器。,一、架空电力线路防雷措施1、架设避雷线110kV线路及220kV线路及以上电力线路上才沿线路全线装设避雷器。35kV及以下电力线路装设避雷器。,第三节防雷保护,在顶线绝缘子上装设保护间隙。在线路顶线遭雷击，出现高电压雷电波时，间隙被击穿，雷电流便对地泄放，从而保护了下面两根导线，一般线路不会引起跳闸。,2、加强线路绝缘,3、利用导线三角形排列的顶线兼作防雷保护线,在铁横担线路上改用瓷横担或更高一级的绝缘子加强线路绝缘。,4、杆塔接地,将铁横担线路的铁横担接地，当线路遭受雷击发生对铁横担闪络时，雷电流通过接地引下线入地。接地电阻愈小愈好，年平均雷暴日在40天以上地区，接地电阻不应超过30。,二、变、配电所防雷措施1、10kV变、配电所应在每组母线和每回架空线路上装设