高电压技术_第5章_雷电放电及防雷保护装置4

1、第五章第五章 雷电放电及防雷保护装置雷电放电及防雷保护装置高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术2/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置本章主要内容本章主要内容高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术3/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压u 雷电放电在电力系统中的危害雷电放电在电力系统中的危害p 雷电过电压：雷电过电压：造成电力系统绝缘故障和停电事故造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一；的主要原因之一；p 巨大雷电流：巨大雷电流：有可能使被击物体炸毁、燃烧、使有可能使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通

2、过电动力引起机械损坏。导体熔断或通过电动力引起机械损坏。 雷电的热效应：雷电的热效应：雷电流很大但作用时间很短，因此只雷电流很大但作用时间很短，因此只能产生局部高温，可使体积较小的金属熔化。雷电通能产生局部高温，可使体积较小的金属熔化。雷电通道温度道温度1500020000，可引起森林大火，可引起森林大火 雷电的机械效应：雷电的机械效应：雷电流流过物体，发热导致物体内雷电流流过物体，发热导致物体内的水分急剧蒸发，产生气体，气体膨胀的机械作用可的水分急剧蒸发，产生气体，气体膨胀的机械作用可使树木劈劈裂，器物的的破裂、爆炸。使树木劈劈裂，器物的的破裂、爆炸。高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术

3、4/90一一雷云的形成雷云的形成第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压u 大水滴分裂成水珠和细大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电荷分微的水沫，出现电荷分离现象，大水珠带正电离现象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微，小水沫带负电，细微水沫被上升气流带往高水沫被上升气流带往高空，形成空，形成大片带负电的大片带负电的雷云。雷云。u 带正电的水珠，形成雨带正电的水珠，形成雨水落向地面，或者悬浮水落向地面，或者悬浮在云中，形成在云中，形成雷云下部雷云下部局部正电荷区局部正电荷区u 雷云的形成机理获得比较广泛认同的是雷云的形成机理获得比较广泛认同的是水滴分裂起电理论水滴分裂起电理论高电压

4、技术高电压技术高电压技术高电压技术5/901 1先导放电通道先导放电通道2 2强电离区强电离区3 3主放电通道主放电通道第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压二二雷电放电过程雷电放电过程u 雷电放电的本质是一种雷电放电的本质是一种超长气隙的不均匀放电（先导放电）超长气隙的不均匀放电（先导放电）对地先导放电对地先导放电雷云中的负电荷积聚，同时在地面上感应雷云中的负电荷积聚，同时在地面上感应出正电荷，当雷云与大地之间局部电场强度超过大气击穿场出正电荷，当雷云与大地之间局部电场强度超过大气击穿场强时，开始有局部放电通道自雷云边缘向大地发展。强时，开始有局部放电通道自雷云边缘向大地发展

5、。p先导放电通道具有导电性，因此雷云中的负电荷沿通道分先导放电通道具有导电性，因此雷云中的负电荷沿通道分布，且继续向地面延伸，地面上的感应正电荷也逐渐增多布，且继续向地面延伸，地面上的感应正电荷也逐渐增多 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术6/901 1先导放电通道先导放电通道2 2强电离区强电离区3 3主放电通道主放电通道第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压迎面先导形成迎面先导形成u先导通道发展临近地面时，由于局部空间电场强度的增先导通道发展临近地面时，由于局部空间电场强度的增加，常在地面突起处出现正电荷的先导放电向天空发展加，常在地面突起处出现正电荷的先导放电向天空

6、发展，这种先导称为迎面先导这种先导称为迎面先导 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术7/901 1先导放电通道先导放电通道2 2强电离区强电离区3 3主放电通道主放电通道第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压主放电阶段主放电阶段 u当先导通道到达地面或与迎面先导相遇以后，就在通道当先导通道到达地面或与迎面先导相遇以后，就在通道端部因大气强烈电离而产生端部因大气强烈电离而产生高密度的等离子区高密度的等离子区u此区域自下而上迅速传播，形成一条此区域自下而上迅速传播，形成一条高导电率的等离子高导电率的等离子体通道体通道，使先导通道以及雷云中的负电荷与大地的正电，使先导通道以及雷云

7、中的负电荷与大地的正电荷迅速中和，贯穿大地和雷云之间荷迅速中和，贯穿大地和雷云之间高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术8/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压三三雷电参数雷电参数1. 雷电活动频度雷电活动频度雷暴日雷暴日Td及雷暴小时及雷暴小时Thu 雷暴日雷暴日Td 一年中发生雷电的天数，以听到雷声为准，一年中发生雷电的天数，以听到雷声为准，在一天内只要听到过雷声，无论次数多少，均计为一个雷暴在一天内只要听到过雷声，无论次数多少，均计为一个雷暴日。日。u 雷暴小时雷暴小时Th 一年中发生雷电放电的小时数，在一个小一年中发生雷电放电的小时数，在一个小时内只要有一次雷电

8、，即计为一个雷电小时。时内只要有一次雷电，即计为一个雷电小时。p 一个雷暴日折合三个雷暴小时。一个雷暴日折合三个雷暴小时。p Td 40，多雷区，多雷区 p Td 90，强雷区，强雷区高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术9/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压2. 地面落雷密度地面落雷密度( )和雷击选择性和雷击选择性 u 地面落雷密度地面落雷密度 表示每平方公里地面在一个雷暴日受表示每平方公里地面在一个雷暴日受到的平均雷击次数到的平均雷击次数p 我国标准对我国标准对Td 40的地区，取的地区，取 0.07u 易击区易击区p 空旷地区：雷击高的物体空旷地区：雷击高的物

9、体p 山区：有时山顶物体，有时迎风面山区：有时山顶物体，有时迎风面p 与地质条件有关：地质有矿物质与地质条件有关：地质有矿物质 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术10/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压3. 雷道波阻抗雷道波阻抗u 雷道波阻抗的概念雷道波阻抗的概念p 雷电通道长度数千米，半径仅为数厘米，类似于一雷电通道长度数千米，半径仅为数厘米，类似于一条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为雷道条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为雷道波阻抗。波阻抗。u 主放电过程可看作是主放电过程可看作是一个电流波沿着波阻抗为一个电流波沿着波阻抗为Z0的雷道的雷道投射到雷击

10、点的波过程投射到雷击点的波过程。 u 我国有关规程建议取我国有关规程建议取Z0 300 300 4. 雷电的极性雷电的极性u 负极性雷击均占负极性雷击均占757590%90%，对设备绝缘危害较大，对设备绝缘危害较大，防雷防雷计算中一般均按负极性考虑。计算中一般均按负极性考虑。高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术11/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压5. 雷电流幅值（雷电流幅值（I）u 雷电流的定义雷电流的定义p 雷电流为雷击于低接地电阻雷电流为雷击于低接地电阻( 30)的物体时流过雷击点的物体时流过雷击点的电流。表示雷电强度的电流。表示雷电强度u 雷电流幅值大小雷

11、电流幅值大小u 雷电流幅值超过雷电流幅值超过I的概率的概率Pp 一般地区一般地区p 少雷区少雷区0ZZI002I ZI0电流入射波电流入射波Z0雷道波阻抗雷道波阻抗Z被击物阻抗被击物阻抗0002()I ZIZZ 0300( 30 )ZZ 忽略忽略Z02II lg88IP lg44IP 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术12/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压6. 雷电流的波前时间、陡度及波长雷电流的波前时间、陡度及波长u 波前时间波前时间T1：14us的范围内，平均为的范围内，平均为2.6us。u 波长（半峰值时间）波长（半峰值时间）T2： 20100us的范围内

12、，多为的范围内，多为40us左右左右u 陡度：陡度： 最大极限值一般可取最大极限值一般可取50 50 kA/us左右左右(kA/s)2.6I 7. 雷电流的计算波形雷电流的计算波形u 双指数波双指数波u 斜角波斜角波u 斜角平顶波斜角平顶波u 半余弦波半余弦波高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术13/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压8. 雷电的多重放电次数及总延续时间雷电的多重放电次数及总延续时间u 重复放电次数重复放电次数p 重复放电两次以上的占重复放电两次以上的占55p 重复放电重复放电35次占次占25%p 重复放电重复放电10次以上的占次以上的占4%p 平均

13、重复冲击次数取平均重复冲击次数取3次。次。u 一次雷电总延续时间一次雷电总延续时间p 小于小于0.2s占占50%p 大于大于0.62s的只占的只占5%高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术14/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压9. 雷电的放电能量和功率雷电的放电能量和功率u 雷电的雷电的瞬时功率很大瞬时功率很大，但，但能量却很小能量却很小p 假设雷云电位假设雷云电位107V，放电电荷，放电电荷Q=20C，其，其能量能量为为55kWhp 但能量是在极短时间内放出的，因而但能量是在极短时间内放出的，因而功率很大功率很大。u 雷电能量的消耗方式雷电能量的消耗方式p 小部分

14、使空气发生电离、激励和光辐射小部分使空气发生电离、激励和光辐射p 大部分使雷道周围空气突然膨胀、产生巨响大部分使雷道周围空气突然膨胀、产生巨响高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术15/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压四四雷电过电压的形成雷电过电压的形成1. 雷电放电计算模型雷电放电计算模型u S闭合前（先导放电）闭合前（先导放电）A A点电点电位为位为0 0p 先导放电通道具有分布参先导放电通道具有分布参数特征，称为雷电通道，数特征，称为雷电通道，其波阻抗为其波阻抗为Z0(300)u S闭合后（主放电），闭合后（主放电），A A点电点电位突升到位突升到u=i Zp

15、 主放电过程，自雷云通过主放电过程，自雷云通过雷电通道向地面传播的电雷电通道向地面传播的电磁波磁波(u0、i0)到达到达A点点计算模型计算模型主放电主放电先导放电先导放电u0i0RRR高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术16/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压u 雷电放电彼德逊等值电路雷电放电彼德逊等值电路0ZRI02uA电压源等值电路电压源等值电路雷电压源雷电压源被击电路被击电路0ZRI02iA电流源等值电路电流源等值电路雷电流源雷电流源被击电路被击电路高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术17/90u注意：注意：实际中可测量的是流过实际中可测量的是流过Ri的的

16、雷电流幅值雷电流幅值I，则有，则有p入射波幅值入射波幅值I0pA点电压幅值点电压幅值第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压2. 直击雷过电压典型算例直击雷过电压典型算例 雷击于地面上接地良好的物体雷击于地面上接地良好的物体u 已知已知：i0，Z0=300，接地电阻，接地电阻Ri=15。求流过。求流过A点的电流点的电流i000002 3002230015iZiiiiZR 02II AiUIR 0iAiiRO0ZiRi02iAO高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术18/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压 雷击于导线或档距中央的避雷线雷击于导线或档距中央的

17、避雷线u 已知已知：雷电流幅值：雷电流幅值I，雷电通道，雷电通道Z0，线路阻抗，线路阻抗Z。求。求A点的电流点的电流IA、电压电压UA0000A00022222UI ZIZIZZZZZZ0AA022Z ZZUIIZZ 0U0ZZZA0ZZ02UAOZAI高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术19/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压3. 感应雷击过电压感应雷击过电压u 现象：现象：雷击于线路附近大地或接地的线路杆塔顶部等，在绝雷击于线路附近大地或接地的线路杆塔顶部等，在绝缘的导线上引起感应过电压。缘的导线上引起感应过电压。 雷击点与电力线路之间的距离雷击点与电力线路之间

18、的距离s65ms65m的情况下的情况下 雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体 无避雷线的导线上感应过电压的计算无避雷线的导线上感应过电压的计算25(kV)ciIhUs(kV)icUah I雷电流幅值雷电流幅值hc导线平均对地高度导线平均对地高度s雷击点与线路之间距离雷击点与线路之间距离a感应过电压系数；近似感应过电压系数；近似等于雷电流平均波前陡度等于雷电流平均波前陡度2 .6Ia 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术20/90第一节第一节 雷电放电和雷电过电压雷电放电和雷电过电压 有避雷线的导线上感应过电压的计算有避雷线的导线上感应过电压的计算 雷击点与电力线路之

19、间的距离雷击点与电力线路之间的距离s65m的情况下的情况下 雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体0251(kV)gcichIhUksh01(kV)gicchUahkhhg避雷线平均对地高度避雷线平均对地高度k0 避雷线和导线间的避雷线和导线间的 耦合系数耦合系数hc导线平均对地高度导线平均对地高度s雷击点与线路之间距离雷击点与线路之间距离返回返回高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术21/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置一一避雷针和避雷线避雷针和避雷线1. 避雷针避雷针u 作用：作用：直击雷保护直击雷保护u 避雷针的保护原理避雷针的保护原理p 实质上是引雷作

20、用，它能对雷电场产生一个附加电场实质上是引雷作用，它能对雷电场产生一个附加电场(由由雷云对避雷针产生静电感应引起的雷云对避雷针产生静电感应引起的)使雷电场畸变，而将使雷电场畸变，而将雷云的放电通道吸引到避雷针本身，由避雷针及与它相雷云的放电通道吸引到避雷针本身，由避雷针及与它相连的引下线和接地体将雷电流安全导入大地，使附近建连的引下线和接地体将雷电流安全导入大地，使附近建筑物和设备筑物和设备免受直接雷击免受直接雷击。u 保护范围：保护范围：具有具有0.1%绕击率的空间范围绕击率的空间范围高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术22/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 单支避雷针保护范围

21、计算单支避雷针保护范围计算u 避雷针在被保护物高度避雷针在被保护物高度hx水平面上的保护半径水平面上的保护半径rx，按下式计算：，按下式计算：u保护范围的确定（设避雷针保护范围的确定（设避雷针高度为高度为h）p从针顶向下作从针顶向下作4545的斜线的斜线，构成锥形保护空间的上部，构成锥形保护空间的上部p从距针底各方向从距针底各方向1.51.5h处向避处向避雷针雷针0.750.75h高处作连接线，高处作连接线，与与4545斜线相交，交点以斜线相交，交点以下的斜线构成保护空间下部下的斜线构成保护空间下部xxxx()(1.5/2/22)xxhhhhrhhprhhp 当当 ，当当， 注意：注意： p为

22、高度影响系数为高度影响系数30,130120,5.5/hm Pmhm Ph 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术23/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 两支等高避雷针保护范围计算两支等高避雷针保护范围计算u 两针外侧保护范围按单针保护的计算方法确定两针外侧保护范围按单针保护的计算方法确定u 两针之间在两针之间在hx水平面的保护范围水平面的保护范围07DhhP 上部边缘最低点上部边缘最低点O的高度的高度在在0-0截面截面hx高度两侧的水平保护宽度高度两侧的水平保护宽度01.5()xxbhh高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术24/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置2.

23、避雷线避雷线u 作用：作用：直击雷保护直击雷保护u 避雷线的保护原理避雷线的保护原理p 对架空输电线路的导线进行屏蔽，将雷云对架空线路的对架空输电线路的导线进行屏蔽，将雷云对架空线路的放电引向自身并泄人大地，使线路导线免遭放电引向自身并泄人大地，使线路导线免遭直接雷击直接雷击u 保护线路保护线路p 我国一般我国一般110kV以上线路采用避雷线以上线路采用避雷线p 35kV线路的进线段线路的进线段u 保护保护500kV大型超高压发变电站大型超高压发变电站高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术25/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术26/90第二节

24、第二节 防雷保护装置防雷保护装置 单支避雷线保护范围计算单支避雷线保护范围计算h 避雷线的高度避雷线的高度 hx被保护物高度被保护物高度ha避雷线的有效高度避雷线的有效高度 rx避雷线每侧保护半径避雷线每侧保护半径u 单根避雷线的保护范围是一个屋脊式单根避雷线的保护范围是一个屋脊式保护空间保护空间(=25(=25) )p 避雷针在被保护物高度避雷针在被保护物高度h hx x水平面水平面上的保护半径上的保护半径r rx x，按下式计算：，按下式计算：xxxx0.47()(1.5/2/23)xxrhhhhhphhrhp 当当 当当， ， 注意：注意： p为高度影响系数为高度影响系数30,13012

25、0,5.5/hm Pmhm Ph 高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术27/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 单支避雷线保护范围计算单支避雷线保护范围计算u 两线外侧保护范围按单根避雷线保护的计算方法确定两线外侧保护范围按单根避雷线保护的计算方法确定u 两线之间保护范围两线之间保护范围07DhhP 上部边缘最低点上部边缘最低点O的高度的高度u 保护角保护角p 保护角越小，避雷保护角越小，避雷线对导线的屏蔽作线对导线的屏蔽作用越有效用越有效p 220330kV 20p 500kV：15高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术28/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置二二避雷器

26、避雷器1. 避雷器作用与保护原理避雷器作用与保护原理u 作用：作用：用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电器设备部过电压的一种电器设备u 原理：原理：并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，限制了过电压的发展，从而的放电电压时，避雷器先放电，限制了过电压的发展，从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏。它实质上是一种放电器保护了其他电气设备免遭击穿损坏。它实质上是一种放电器高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术29/90第二节第二节 防雷保护装置防雷

27、保护装置u 避雷器的基本要求避雷器的基本要求 系统正常工作时隔离导线与大地系统正常工作时隔离导线与大地 动作时限制雷电侵入波动作时限制雷电侵入波 应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续工频续流流，使系统得以继续运行，使系统得以继续运行p 工频续流工频续流过电压消失后，间隙中仍有由工作电压过电压消失后，间隙中仍有由工作电压所产生的工频电弧电流。若不及时切断，会使设备与所产生的工频电弧电流。若不及时切断，会使设备与大地短接，从而使断路器跳闸，导致停电大地短接，从而使断路器跳闸，导致停电 动作后不产生截波动作后不产生截波p 截波截波电压在瞬间由

28、很大的幅值突然下降为零的波电压在瞬间由很大的幅值突然下降为零的波 具有良好的伏秒特性，易于实现合理的绝缘配合具有良好的伏秒特性，易于实现合理的绝缘配合高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术30/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置避雷器与电气设备的伏秒特性配合图避雷器与电气设备的伏秒特性配合图1电气设备的伏秒特性电气设备的伏秒特性 2避雷器的伏秒特性避雷器的伏秒特性3电器设备上可能出现的最高工频电压电器设备上可能出现的最高工频电压高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术31/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置2. 避雷器的种类避雷器的种类 保护间隙保护间隙当供电系统遭到大气过电

29、压时，保护当供电系统遭到大气过电压时，保护间隙间隙S1作为一个薄弱环节首先击穿，作为一个薄弱环节首先击穿，并将雷电流释放到地中。从而保护了并将雷电流释放到地中。从而保护了设备的绝缘。设备的绝缘。辅助间隙辅助间隙S2的作用是为了防止主的作用是为了防止主间隙被异物短路引起误动作间隙被异物短路引起误动作。 结构结构p 保护间隙是最简单保护间隙是最简单的防雷保护装置，的防雷保护装置，它由主间隙它由主间隙S1、辅、辅助间隙助间隙S2和支持瓷和支持瓷瓶组成。瓶组成。 优点优点p 构造简单，成本低构造简单，成本低廉，维护方便廉，维护方便 保护原理保护原理高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术32/90第二

30、节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 缺点缺点p 伏秒特性很陡伏秒特性很陡p 灭弧能力差，无法及时切除工频续流，易导致断路器跳闸灭弧能力差，无法及时切除工频续流，易导致断路器跳闸、供电中断、供电中断p 产生大幅值的截波，产生大幅值的截波，危及变压器的绝缘危及变压器的绝缘 应用范围应用范围p 仅用于不重要和单相接地不会导致严重后果的场合。并且仅用于不重要和单相接地不会导致严重后果的场合。并且多与自动重合闸装置配合使用多与自动重合闸装置配合使用高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术33/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 管式避雷器管式避雷器 结构结构p 实质上是一只具有较强灭实质上是一只

31、具有较强灭弧能力的保护间隙，其基弧能力的保护间隙，其基本元件为装在消弧管内的本元件为装在消弧管内的火花间隙，在安装时再串火花间隙，在安装时再串接一只外火花间隙。接一只外火花间隙。 灭弧原理灭弧原理p 工频续流电弧的高温使管工频续流电弧的高温使管内产气材料分解大量的气内产气材料分解大量的气体，由环形电极的开口喷体，由环形电极的开口喷出，形成强烈的纵吹，使出，形成强烈的纵吹，使得电弧熄灭得电弧熄灭高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术34/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 缺点缺点p 工频续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂工频续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂p

32、 伏秒特性很陡伏秒特性很陡p 产生大幅值的截波，产生大幅值的截波，危及变压器的绝缘危及变压器的绝缘 应用范围应用范围p 仅安装在输电线路上绝缘比较薄弱的地方和用于变电所、仅安装在输电线路上绝缘比较薄弱的地方和用于变电所、发电厂的进线段保护中。发电厂的进线段保护中。高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术35/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 阀式避雷器阀式避雷器 F 磁套磁套 R FVTI Ri 结构结构p 火化间隙：火化间隙：由多个单由多个单个火花间隙组成，易个火花间隙组成，易于切断工频续流及防于切断工频续流及防止电弧重燃止电弧重燃p 电阻阀片：电阻阀片：由由SiC（金（金刚砂）加

33、结合剂（水刚砂）加结合剂（水玻璃等）在玻璃等）在300500oC烧结而成。一支避雷烧结而成。一支避雷器采用多个阀片串联器采用多个阀片串联高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术36/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置u 火化间隙的作用火化间隙的作用p 正常工作时正常工作时：将电阻阀片将电阻阀片与工作母线隔离，以免母与工作母线隔离，以免母线的工作电压在电阻阀片线的工作电压在电阻阀片中产生的电流使阀片烧坏中产生的电流使阀片烧坏p 出现过电压且其幅值超过出现过电压且其幅值超过间隙放电电压时：间隙放电电压时：间隙击间隙击穿，冲击电流通过阀片和穿，冲击电流通过阀片和接地装置流入大地接地装置流入大

34、地 F 磁套磁套 R FVTI Ri高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术37/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 F 磁套磁套 R FVTI Riu 阀片电阻的作用阀片电阻的作用u 电阻值与流过的电流有关，应具有非电阻值与流过的电流有关，应具有非线性特性线性特性p 冲击电流阶段冲击电流阶段电阻值小电阻值小p 能使冲击电流迅速流入大地；能使冲击电流迅速流入大地；p 同时在阀片上产生低于设备的同时在阀片上产生低于设备的冲击耐压值的冲击耐压值的残压残压。使得当雷。使得当雷电波消失后，设备上所承受的电波消失后，设备上所承受的电压不会瞬时降为零，电压不会瞬时降为零，防止了防止了截波的产生截波

35、的产生p 工频续流阶段工频续流阶段电阻值大电阻值大p 限制了工频续流的幅值，保证限制了工频续流的幅值，保证火花间隙可靠灭弧火花间隙可靠灭弧高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术38/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 金属氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器）金属氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器） 结构结构p 无间隙，是将相应数量的氧无间隙，是将相应数量的氧化锌电阻片（化锌电阻片（MOVMOV）密封在）密封在瓷套或其他绝缘体内而组成瓷套或其他绝缘体内而组成 氧化锌电阻的特点氧化锌电阻的特点p ZnO电阻电阻具有优异的非线性具有优异的非线性，不仅残压大大降低，而且，不仅残压大大降低，而且有可能

36、取消火化间隙，避免有可能取消火化间隙，避免放电间隙带来的一系列问题放电间隙带来的一系列问题，替代传统的碳化硅避雷器，替代传统的碳化硅避雷器高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术39/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置u ZnO和和SiC非线性电阻片的非线性电阻片的UI 特性的比较特性的比较高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术40/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置 氧化锌避雷器的优点氧化锌避雷器的优点p 残压低，具有优异的保护性能残压低，具有优异的保护性能p 无续流，结构简单，耐重复动作能力强无续流，结构简单，耐重复动作能力强p 通流容量大，吸收过电压能量的能力强通流容量大，吸收过电压能量的能力强p 性能稳定，抗老化能力强性能稳定，抗老化能力强p 适宜于大批量生产，造价低适宜于大批量生产，造价低高电压技术高电压技术高电压技术高电压技术41/90第二节第二节 防雷保护装置防雷保护装置三三防雷接地防雷接地1. 接地的相关概念接地的相关概念 接