电力工程概论教学课件PPT发电厂、变电所的一次系统.ppt

电力工程概论 第十二章 发电厂、变电所的一次系统 第五节 过电压保护与接地保护 1．内部过电压 二、雷电的基本知识 主放电阶段：电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般只有 50～100μs。 余辉放电阶段：电流较小，约几百安，持续时间约为0.03～0.15s。 1. 雷电现象：雷云放电的过程称为雷电现象。 雷云→雷电先导→迎雷先导→主放电阶段 →余辉阶段 2. 雷电流的特性 雷电流波形（图9-1） 波头：指雷电流从零上升到最大幅值这一部分，一般只有1～4μs； 波尾：指雷电流从最大幅值开始，下降到二分之一幅值所经历的时间，约数十微妙。 雷电流的陡度：指雷电流在波头部分上升的速度，即 9.1 过电压与防雷 图9-1 雷电流波形图 3. 雷电过电压的基本形式 直击雷：雷电直接击中电气设备、线路、建筑物等物体。 感应雷：由雷电对线路、设备或其他物体的静电感应或电磁感应而引起的过电压。 感应雷的形成过程如图9-2所示。 雷电波侵入：架空线路遭到直接雷击或感应雷而产生的高电位雷电波，沿架空线侵入变电所或其他建筑物而造成危险。 图9-2 架空线路上的感应过电压 4．雷电活动强度及直击雷的规律 雷暴日：一天中只要出现过雷电活动（包括看到雷闪和听到雷声），就算一个雷暴日。 年平均雷暴日不足15日的地区为少雷区； 年平均雷暴日超过40日的地区为多雷区； 年平均雷暴日超过90日的地区为雷电活动特别强烈地区。 我国各地区的雷暴日数如表9-1所示。 表9-1 我国各地区的年平均雷暴日 120～130左右 海南岛、雷洲半岛 40～45左右 华北和中部地区 80以上 长江以南北纬23°线以南 30左右 东北地区 40～80左右 长江以南北纬23°线以北 20以下 西北地区 年平均雷暴日 地区 年平均雷暴日 地区 5．雷电的危害 雷电流的热效应可烧断导线和烧毁电力设备； 雷电流的机械效应产生的电动力可摧毁设备、杆塔和建筑，伤害人畜； 雷电流的电磁效应可产生过电压，击穿电气设备绝缘，甚至引起火灾爆炸，造成人身伤亡； 雷电的闪络放电可烧坏绝缘子，使断路器跳闸或引起火灾，造成大面积停电。 三、防雷装置 防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。 接闪器（受雷装置）：是接受雷电流的金属导体，常用的有避雷针、避雷线和避雷网（带）三种类型。 引下线：应保证雷电流通过时不致熔化，一般用直径不小于10mm的圆钢或截面不小于80mm2的扁钢制成。 接地装置：埋在地下的接地导线和接地体的总称。 1. 避雷针 避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。 针长1m以下时，圆钢直径不小于12 mm，钢管直径不小于20 mm； 针长1～2m时，圆钢直径不小于16mm，钢管直径不小于25mm。 当避雷针高度h≤hr时： 单支避雷针的保护范围（图9-3） 避雷针的保护范围，以它能够防护直击雷的保护空间来表示，可按“滚球法”来确定。 所谓“滚球法”，就是选择一个半径为hr（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动。如果球体只接触到避雷针（线）与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针（线）的保护范围之内。 在距地面 hr处作一平行于地面的平行线。 以避雷针的针尖为圆心、hr为半径作弧线，交于平行线的A、B两点。 避雷针在地面上的保护半径为： 图9-3 单支避雷针的保护范围 与地面相切。从该弧线起到地面为止的整个锥形空间，就是避雷针的保护范围。 以A、B为圆心、hr 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并 避雷针在hx 高度的水平面上的保护半径为： 双支等高避雷针的保护范围（图9-4） 在h≤hr的情况下，当D≥ 时，各按单支避雷针的方法确定；当D＜ 时，按下述方法确定： ABCD外的保护范围，按单支避雷针所规定的方法确定。 C、D点位于两针间的垂直平分线上。在地面每侧的最小保护宽度应按下式计算： 在AOB轴线上，A、B间的保护范围上边线按下式确定： 图9-4 双支等高避雷针的保护范围 两针间ABCD内的保护范围，ACO、BCO、ADO、BDO各部分是类同的。 以ACO部分的保护范围为例，按以下方法确定： 在hx和C点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针所规定的方法确定（见剖面）。 2. 避雷线 避雷线一般采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。 单根避雷线的保护范围，当避雷线高度h≥2hr时，无保护范围。当避雷线高度