第六章 电力系统过电压

1、第六章第六章 电力系统过电压电力系统过电压第一节第一节 电力系统过电压概述电力系统过电压概述第二节第二节 常用防雷设备常用防雷设备第三节第三节 防雷保护防雷保护第一节 电力系统过电压概述一、过电压及其危害一、过电压及其危害二、过电压分类二、过电压分类三、雷电过电压的形成及类型三、雷电过电压的形成及类型一、过电压及其危害1、电力系统运行中，出现危及电气设备绝、电力系统运行中，出现危及电气设备绝缘的电压升高称为过电压。缘的电压升高称为过电压。2、过电压的危害：雷击造成人员伤亡；雷、过电压的危害：雷击造成人员伤亡；雷击不仅造成供电中断，甚至引起火灾；内击不仅造成供电中断，甚至引起火灾；内部过电压引起

2、绝缘击穿损坏部过电压引起绝缘击穿损坏3、10KV对应的最高工作电压为对应的最高工作电压为12KV； 66KV对应的最高工作电压为对应的最高工作电压为72.5KV。二、过电压分类直接雷击过电压直接雷击过电压雷电过电雷电过电压（外部、压（外部、大气）大气）雷电反击过电压雷电反击过电压感应雷过电压感应雷过电压雷电侵入波过电压雷电侵入波过电压过电压过电压内部过电压内部过电压三、雷电过电压的形成及类型1、雷云形成、雷云形成雷电是带电荷的云所引起的放电现象。雷电是带电荷的云所引起的放电现象。一般情况下，带负电荷的雷云较多。一般情况下，带负电荷的雷云较多。2、雷电放电、雷电放电（1） 先导放电：分级发展的先

3、导放电：分级发展的（2） 主放电：电流最大，时间很短主放电：电流最大，时间很短（3） 余辉放电：发光微弱，电流很小，时间较长余辉放电：发光微弱，电流很小，时间较长冲击电压大小与雷电流大小和被击物体冲击电阻大小冲击电压大小与雷电流大小和被击物体冲击电阻大小有关。有关。3、直击雷击（、直击雷击（雷云直接击中建筑物或其他物体雷云直接击中建筑物或其他物体,产生破产生破坏性很大的坏性很大的热效应和机械效应热效应和机械效应，造成损坏和伤亡。，造成损坏和伤亡。 ）三、雷电过电压的形成及类型4、感应雷（雷电放电时，强大的雷电流由于静电、感应雷（雷电放电时，强大的雷电流由于静电感应和电磁感应会使周围的物体产生危

4、险的过电感应和电磁感应会使周围的物体产生危险的过电压，造成设备损坏、人畜伤亡。）压，造成设备损坏、人畜伤亡。）5、雷电波、雷电波（1）直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成）直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动的电荷，称为雷电进行波（雷电侵入波）迅速流动的电荷，称为雷电进行波（雷电侵入波）（2）当雷电侵入波前行时，遇到）当雷电侵入波前行时，遇到分闸状态的线路分闸状态的线路开关或变压器线圈尾端中性点开关或变压器线圈尾端中性点处，则会产生进行处，则会产生进行波的波的全反射全反射。第二节 常用防雷设备一、接闪器一、接闪器二、避雷器二、避雷器三、保护间隙三、保护间隙四、消雷器四、消雷器一、接

5、闪器接闪器接闪器：在防雷装置中用以接受雷云放电的金属导体。接闪器有避雷：在防雷装置中用以接受雷云放电的金属导体。接闪器有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等。针、避雷线、避雷带、避雷网等。1、避雷针、避雷针单支避雷针的保护范围：单支避雷针的保护范围：(1) 当当hxh/2时，时，rx=(h-hx)p=hap(2) 当当hxh/2时，时，rx=(1.5h-2hx)p式中：式中：rx避雷针在高度为避雷针在高度为hx水平面上的保护半径；水平面上的保护半径；hx被保护物（建被保护物（建筑物）的高度；筑物）的高度；ha避雷针的有效高度；避雷针的有效高度；p高度影响系数，高度影响系数，h30m时，时，p=1；

6、当当30m h120m时；时； 当当h120m时，时， 取取h=120m。例：某避雷针的高度为例：某避雷针的高度为36米，则该避雷针在米，则该避雷针在30米的高度的保护半径为米的高度的保护半径为（ ）米；在）米；在12米的高度的保护半径为（米的高度的保护半径为（ ）米）米 A、5 B、5.5 C、8D、8.5解：解： hx=30h/2=18 ， rx =(h-hx)p=（36-30）5.5/6=5.5 hx=12h/2=18， rx=(1.5h-2hx)p=（1.536-2 12） 5.5/6=27.5Bhp5 . 5hp5.5一、接闪器2、避雷线（架空地线）、避雷线（架空地线）3、避雷带和避

7、雷网、避雷带和避雷网避雷带避雷带：是沿建筑物易受雷击的部位（如屋脊、屋檐、屋角：是沿建筑物易受雷击的部位（如屋脊、屋檐、屋角等处）装设的带形导体。等处）装设的带形导体。避雷网避雷网：是屋面上纵横敷设的避雷带组成的网络。：是屋面上纵横敷设的避雷带组成的网络。4、接闪器引下线、接闪器引下线引下线应镀锌，焊接处应涂防腐漆（利用混凝土中钢筋作引下线应镀锌，焊接处应涂防腐漆（利用混凝土中钢筋作引下线除外），在腐蚀性较强的场所，还应适当加大截引下线除外），在腐蚀性较强的场所，还应适当加大截面或采用其他防腐措施。面或采用其他防腐措施。引下线是防雷装置极重要的组成部分，必须极其可靠地按引下线是防雷装置极重要的

8、组成部分，必须极其可靠地按规定装好，以保证防雷效果。规定装好，以保证防雷效果。5、接闪器接地要求（、接闪器接地要求（P220-221）二、避雷器常用避雷器包括：常用避雷器包括：阀型避雷器、管型避雷器、金属氧化物阀型避雷器、管型避雷器、金属氧化物避雷器（氧化锌避雷器）避雷器（氧化锌避雷器）。1、阀型避雷器、阀型避雷器（1） 结构：主要由若干结构：主要由若干火花间隙和阀电阻片火花间隙和阀电阻片串联组成。串联组成。（2） 阀电阻片具有非线性特性：阀电阻片具有非线性特性：正常电压时阀片电阻很大；正常电压时阀片电阻很大；过电压时阀片的电阻变得很小，电压越高电阻越小。过电压时阀片的电阻变得很小，电压越高电

9、阻越小。2 2、管型避雷器、管型避雷器管型避雷器由管型避雷器由产气管、内部间隙和外部间隙产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成。三部分组成。3 3、金属氧化物（氧化锌）避雷器、金属氧化物（氧化锌）避雷器（1 1）金属氧化物避雷器主要工作元件为金属氧化物非线性）金属氧化物避雷器主要工作元件为金属氧化物非线性电阻片。电阻片。（2 2）金属氧化物避雷器可以不需要火花间隙、也不需要进）金属氧化物避雷器可以不需要火花间隙、也不需要进行灭弧。金属氧化物避雷器行灭弧。金属氧化物避雷器动作迅速、通流量大、残压低、动作迅速、通流量大、残压低、无续流无续流，对大气过电压和某些内部过电压都能起到保护作，对大气过电压和

10、某些内部过电压都能起到保护作用。在电力系统中使用最广泛。用。在电力系统中使用最广泛。三、保护间隙保护间隙是由两个金属电极构成的较简单的防雷设备，见右图四、消雷器四、消雷器消雷器是利用金属针状电极的尖端消雷器是利用金属针状电极的尖端放电原理，使雷云电荷被中和，从放电原理，使雷云电荷被中和，从而不致发生雷击现象。而不致发生雷击现象。第三节 防雷保护一、架空电力线路防雷措施一、架空电力线路防雷措施二、变、配电所防雷措施二、变、配电所防雷措施三、防雷设备的安装要求三、防雷设备的安装要求一、架空电力线路防雷措施1、架设避雷线、架设避雷线根据我国目前电网的情况，根据我国目前电网的情况，110KV以上的架空

11、线路架设避以上的架空线路架设避雷线是很有效的防雷措施。雷线是很有效的防雷措施。考虑造价问题：只在重要的考虑造价问题：只在重要的110KV线路及线路及220KV及以上电及以上电力线路才沿线路全线装设避雷线。力线路才沿线路全线装设避雷线。35KV及以下电力线路及以下电力线路一般不全线架设避雷线。一般不全线架设避雷线。2、加强线路绝缘、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、利用导线三角形排列的顶线兼作防雷保护线在顶线绝缘子上装设保护间隙在顶线绝缘子上装设保护间隙4、杆塔接地、杆塔接地接地电阻应接地电阻应愈小愈好愈小愈好，年平均雷暴日在，年平均雷暴日在40天以上的地区，天以上的地区，

12、其接地电阻不应超过其接地电阻不应超过30欧姆欧姆。5、装设自动重合闸装置、装设自动重合闸装置二、变、配电所防雷措施二、变、配电所防雷措施1、3KV10KV变、配电所应在每组母线和架空进变、配电所应在每组母线和架空进线上都装设阀型避雷器。（线上都装设阀型避雷器。（P227 表表6-1 重点重点）2、35KV以下变压器宜在低压侧也装设一组阀型避以下变压器宜在低压侧也装设一组阀型避雷器。雷器。 35KV及以上变压器其高低压侧均应装设及以上变压器其高低压侧均应装设阀式避雷器保护，以防止低压侧雷电侵入波击穿阀式避雷器保护，以防止低压侧雷电侵入波击穿高压侧绝缘。高压侧绝缘。3、年平均雷暴日数不超过年平均雷

13、暴日数不超过30的地区，低压线被建的地区，低压线被建筑物等屏蔽的地区，以及接户线距低压线路接地筑物等屏蔽的地区，以及接户线距低压线路接地点不超过点不超过50m者，接户线的绝缘子铁脚可不接地。者，接户线的绝缘子铁脚可不接地。三、防雷设备的安装要求防雷设备的安装要求（防雷设备的安装要求（P228-230)：1、避雷针及其接地装置不能装设在人、畜经常通避雷针及其接地装置不能装设在人、畜经常通行的地方，距道路应在行的地方，距道路应在3m以上以上，否则要采取保，否则要采取保护措施，与其他接地装置和配电装置之间要保持护措施，与其他接地装置和配电装置之间要保持规定距离：地面上不小于规定距离：地面上不小于5m，地下不小于，地下不小于3m。2、屋顶上装设多支避雷针时，两针之间距离不宜屋顶上装设多支避雷针时，两针之间距离不宜大于大于30m；屋顶上单支避雷针的保护范围可按；屋顶上单支避雷针的保护范围可按600保护