高电压防雷设备测试-变电所防雷

（一）避雷器的基本知识

避雷器是一种能释放过电压能量、限制过电压幅值的设备。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备的绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。避雷器能释放雷电兼电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，同时又能截断续流，不致引起系统接地短路。

分类：避雷器按发展先后可分为保护间隙、管式避雷器、阀式避雷器和氧化锌避雷器。一、避雷器的运行与维护（二）常用避雷器1.保护间隙保护间隙是最简单的避雷器，如图所示。

工作原理：当雷电侵入波要危及它所保护的电气设备的绝缘时，间隙首先击穿，工作母线接地，避免了被保护设备上的电压升高，从而保护了设备。

优缺点：优点是结构简单、制造方便；缺点是伏-秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理想，间隙动作后会形成截波，熄弧能力低。角形保护间隙的结构图1-主间隙；2-辅助间隙；3-绝缘子2.管式避雷器

工作原理：当排气式避雷器受到雷电波入侵时，内外间隙同时击穿，雷电流经间隙流入大地；过电压消失后，在工作电压作用下，流经间隙的工频续流电弧的高温使管内产气材料分解出大量气体，管内压力升高，气体从开口处喷出，从而使工频续流在第一次经过零值时就熄灭。

特点：熄弧能力与工频续流大小有关，续流太大，产气过多，易使管子炸裂；续流太小，产气不足以熄弧，故对工频续流有上下限的规定。排气式避雷器的结构图1-产气管；2-棒形电极；3-环形电极；4-导线；S1-内间隙；S2-外间隙3.阀式避雷器

工作原理：当系统中出现过电压且其幅值超过间隙放电电压时，间隙击穿，冲击电流通过阀片流入大地，从而使设备得到保护。由于阀片的非线性特性，其电阻在流过大的冲击电流时变得很小，因此阀片上产生的残压将得到限制，使其低于被保护设备的冲击耐压，设备得到保护；当过电压消失后，间隙能在工频续流第一次过零时就将电弧切断，从而保护了被保护设备。普通型阀式避雷器的结构图(a)FS4-10型；(b)FS-0.38型1-上接线端；2-火花间隙；3-云母片垫圈；4-瓷套管；5-阀片；6-下接线端（1）普通型阀式避雷器（2）磁吹阀式避雷器磁吹阀式避雷器的结构图(a)结构原理(b)磁吹式火花间隙1-主间隙；2-辅助间隙；3-磁吹线圈；4-分路电阻；5-间隙电极；6-灭弧盒；7-并联电阻；8-灭弧栅4.氧化锌避雷器

氧化锌避雷器由具有较好的非线性“伏-安”特性的氧化锌电阻片组装而成，在正常工作电压下，具有极高的电阻而呈绝缘状态；在雷电过电压的作用下，则呈现低电阻状态，泄放雷电流，使与避雷器并联的电气设备的残压被抑制在设备绝缘安全值以下，待有害的过电压消失后，迅速恢复高电阻而呈绝缘状态，从而有效地保护了被保护电气设备的绝缘免受过电压的损害。

被保护设备在正常电压运行时，避雷器对地不通；出现过电压时，避雷器对地导通，从而限制设备过电压，在释放过电压能量后，避雷器恢复到原状态。（三）避雷器的巡视内容（1）瓷套表面应无污秽。（2）瓷套、法兰应无裂纹、破损、放电现象。（3）水泥接合缝及其上面的油漆应完好。（4）避雷器内部应无声音。（5）避雷器连接导线及接地线应完好牢固。（6）检查避雷器动作记录器的指示数是否有改变，记录器本体应完好。（7）在线监视仪指示的泄漏电流应在正常范围之内。（8）每年进行一次特性试验。（9）避雷器根据当地季节投入、退出运行。（10）低布置的遮拦内应无杂草，以防避雷器表面的电压分布不均或引起瓷套短接。（11）雷雨天气运行人员严禁接近防雷装置。（四）避雷器的故障处理

（1）避雷器故障应急措施

无论避雷器引线烧伤还是瓷体闪络、击穿，值班员向调度申请能改变运行方式的则改变运行方式，并进行更换处理。若不能改变运行方式立即撤除避雷器，在断开其电源后拆除其引线并使其安全距离符合规定，在停电后可进行更换处理。（2）氧化锌避雷器泄漏电流超过规定值后处理

正常情况下，避雷器下端的计数器有交流在线泄漏电流指示值。受温度、湿度、电压波动因素影响。运行中，值班人员若发现交流泄漏电流超过说明书规定值，应停运，将避雷器脱落电网。二、避雷针的运行与维护（一）避雷针的基本知识1、避雷针的作用

避雷针是由截闪器、引下线和接地装置组成的防雷保护装置。截闪器安装在构架上并高于被保护物，用于拦截不落在避雷针保护范围内物体上的雷击，通过引下线和接地装置将雷电流释放到地中。避雷针能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿着避雷针的方向发展直击于其上，雷电流通过避雷针（线）及接地装置泄入大地，防止避雷针周围的设备受到雷击。

分类：避雷针按安装地点可分为独立式避雷针、组合式避雷针。2、避雷针的工作原理

在雷云先导发展的初始阶段，因其离地面较高，其发展方向会受一些偶然因素的影响而不“固定”；但当它离地面达到一定高度时，地面上高耸的避雷针因静电感应聚集了雷云先导性的大量电荷，使雷电场畸变，因而将雷云放电的通路由原来可能向其他物体发展的方向，吸引到避雷针本身，通过引下线和接地装置将雷电流放入大地，从而使被保护物体免受直接雷击。因此，避雷针实质上是引雷针，它把雷电波引入大地，有效地防止了直击雷。3、避雷针的结构避雷针的结构图避雷针针头引流体接地体（1）避雷针针尖应无熔化现象。（2）避雷针的设备安装应牢固、无倾斜、无弯曲。（3）避雷针的基础应牢固。（4）避雷针的接地装置应良好。（二）避雷针的巡视内容引雷：定向作用当雷云的先导向下发展到离地面一定高度(定向高度)时，避雷针顶端有可能产生局部游离而形成向上的迎面先导，影响下行先导的发展方向，使其仅对避雷针放电，从而使得避雷针附近的物体受到保护，免遭雷击。泄放：将雷电流导入大地为了使雷电流顺利地泄入大地，避雷针应有良好的接地装置。避雷针上或接地装置上产生幅值很高的过电压。要防止避雷针与被保护物之间的间隙击穿（也称为反击）

保护原理避雷针

保护对象及要求保护对象避雷针一般用于保护发电厂和变电所，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立架设避雷针需有足够截面的接地引下线和良好的接地装置，以便将雷电流安全地引入大地

接闪器（针头）变电所的避雷针避雷针结构示意图结构接闪器接地引下线接地体接闪器可用直径10～20mm,长1～2m的圆钢构成接地引下线可用厚不小于4mm、宽不小于20mm的扁钢作成，也可利用钢筋混凝土杆内的钢筋或铁塔本身作为引下线接地体可用几根2.5m长的角钢或钢管打入地中构成

要求接地引下线与接闪器、接地体之间，以及引下线本身的接头，都应可靠连接，连接处不允许用绞合的办法，必须用烧焊或线夹、螺栓进行连接避雷针塔概念表示避雷装置的保护效能，保护范围是相对的，每一个保护范围都有规定的绕击（概）率，绕击指的是雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的现象。我国有关规程所推荐的保护范围对应于0.1％的绕击率

。

单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的近似锥体的空间，它的侧面母线近似地用折线代替，保护如图所示。在被保护物高度hx水平面上的保护半径rx可按下式计算：时,时,当当当h≤

30m时，P=1；当h＞120m：式中h——避雷针高度，m；hx——被保护物高度，m；P——高度影响系数。当30m＜h≤

120

m时：

1.单支避雷针2.两支等高避雷针图两支等高避雷针的保护范围两支避雷针在相距不太远时，由于两支针的联合屏蔽作用，使两针中间部分的保护范围比单支针时有所扩大。

两针外侧的保护范围按单针避雷针的计算方法确定，两针内侧的保护范围按通过两针顶点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧确定。

（1）

O点的高度h0按下式计算：

式中D——两针间距离，m。

(2）两针间hx水平面上保护范围的一侧宽度bx可按下式计算：

bx

=1.5（h0-hx）

两针间距离与针高之比D/h不宜大于53.两根不等高避雷针两根不等高避雷针的保护范围首先按单个避雷针分别作出其保护范围，然后由低针2的顶点作水平线，与高针1的保护范围边界交于点3，点3即为一假想等高针的顶点，再求出等高避雷针2和3的保护范围。4.多支等高避雷针图

三、