第十章 电力系统过电压与接地保护.pptVIP

第十章电力系统过电压与接地保护第一节雷闪过电压一、雷电放电雷电放电是由带电荷的雷云引起的放电现象。一般认为雷云是在某种大气和大地条件下，由强大的潮湿热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝成水滴或冰晶，形成积云的结果。强烈的上升空气流作用下，水滴被碰分裂带电。雷云的底部绝大部分带负电，而在其顶部有一正电荷层。在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或者雷云和大地之间就形成了强大的电场，当此电场强度超过空气击穿强度时，空气开始游离放电，产生强烈的闪电和雷鸣。大多数雷电放电发生在雷云之间，雷云对地的放电虽占少数，但雷云的电位估计最少可达100MV，其放电通道中电路可达几十千安甚至几百千安，其温度升高达2万℃以上，因而危害是十分严重的。二、雷闪过电压电力系统内电气设备由于遭受直接雷击或雷电感应而引起的过电压，称为雷闪过电压或大气过电压，又称为外部过电压，也就是大气过电压由直击雷和感应雷过电压引起。大气过电压的幅值，取决于雷电流的大小，雷击点的距离、电气设备高度、有无屏蔽等因素。1、直击雷过电压雷闪直接对电气设备放电所引起的过电压称为直击雷过电压。其极性与雷电流的极性相同为负。2、感应雷过电压雷击电气设备附近，由于电磁感应所引起的过电压称为感应雷过电压。其极性与雷电流的极性相反为正。3、雷闪过电压的危害（1）直击雷过电压的幅值可达上千kV以上，很显然，大多数击于输电线或电气设备上的雷都会产生闪络，可能导致火灾和爆炸。但对于高压配电线路，往往受厂房和高建筑物的屏蔽，所以遭受直击雷的几率较小。（2）感应雷过电压的幅值一般在500kV以下，因而在35kV或运行电压更高的输电线上，由静电感应导致闪络是不大可能。但若此感应电压在线路上流动，会产生很大的热量，使导体熔化；会产生强大的机械效应，损坏线路的横担或杆塔。此感应过电压在线路上流动，会对送电线路造成很大的破坏。若这个电压冲击波沿导线侵入变电所的变压器绕组或侵入厂房内高压电动机定子绕组，将造成严重的绝缘性破坏。由此，为保证电力系统安全经济运行，必须有一定的防雷保护措施。【相关链接】这里的闪络是指：导线和杆塔间的绝缘是由绝缘子与空气组合构成，若在过电压作用下，沿绝缘子表面的空气被击穿放电的现象，即出现短路事故。三、防雷措施1、防雷保护装置防止直击雷、感应雷过电压的防雷保护装置有避雷针、避雷线、避雷器。（1）避雷针防止雷直击于建筑物和电气设备上的基本措施是装设避雷针和避雷线。避雷针用于厂房、变电所等的保护。避雷针的高度一般为20~30m，当发生雷云放电时，一个良好接地的避雷针，能将雷电吸引到自身并安全地将雷电流引入大地，从而保护了避雷针附近较低高度的设备和建筑物。所以避雷针要起到保护作用，必须具备两个条件：一个是要有足够的高度；另一个是要有良好的接地，两者缺一不可。（2）避雷线避雷线，又称架空地线，主要用来保护线路，也可用来保护发电厂和变电所，其保护原理同避雷针。工程实际中常用保护角表示避雷线对输电线的保护程度。保护角指避雷线与外侧导线之间的夹角，如图10-2中的角。越小，导线就愈处在保护范围之内，保护也就愈可靠。在设计输电线的杆塔时，一般取=20°~30°就认为导线已得到可靠保护。（3）避雷器避雷器是用来限制作用于电气设备上的过电压的一种防雷保护设备。当线路落雷后，雷电波沿线路入侵到变电所或其他用电设备，将造成变压器、电压互感器或大型电动机绝缘的损坏，因而必须设置避雷器进行保护。避雷器实质上是一种放电器，并联接在被保护设备的附近。其保护原理如图10-3所示。当雷电入侵波沿线路侵入时，若雷闪过电压超过避雷器的放电电压，避雷器首先放电把入侵波泄放入地，限制了作用于设备上的过电压数值，从而保护了设备绝缘，使其免遭击穿破坏。避雷器的类型主要有保护间隙，管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器。四、发电厂、变电所防雷保护1、发电厂、变电所直击雷防护发电厂、变电所是电力系统的中心环节，一旦发生雷击事故，将造成大面积停电，严重影响国民经济和人民生活，因而发电厂、变电所的防雷保护必须是十分可靠的。发电厂、变电所的雷害来源于两个方面：雷直击于发电厂、变电所。雷击线路，沿线路向发电厂、变电所入侵的雷电波。发电厂、变电所直击雷保护的基本原则是：（1）所有的户外配电装置，较高建筑物（烟囱、冷却灯塔等）以及易燃易爆装置，都应处于避雷针（线）的保护范围之内，以免直接受到雷击。（2）独立避雷针与被保护物之间应有一定距离，以免雷击避雷针时造成反击，即从避雷针至被保护设备发生放电。对于60kV及以上的配电装置，由于绝缘水平较高，不易造成反击，所以，为了降低造价便于布置，可将避雷针装设在构架上。由于驻变压器的绝缘较