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1、防雷装置,防雷装置,避雷针，避雷线 接地装置 保护装置-避雷器,防雷措施,分流 屏蔽 搭接、接地 滤波 保护,1. 避雷针,富兰克林于1750年发明避雷针。 避雷针的发明不仅使人类生活上免除了自然灾害，而且在哲学上和科学上也是一件大事 单根避雷针的保护范围,避雷针的保护范围,避雷针的保护范围,避雷针的保护范围,2. 避雷线,保护线路 我国一般110kV以上线路采用避雷线 35kV线路的进线段 国外，如日本配电线路也用避雷线 保护500kV大型超高压发变电站,单根避雷线的保护范围,两根避雷线的保护范围,两根避雷线的距离不应超过导线与避雷线垂直距离的5倍,线路的保护角,2030o即可认为导线处于避
2、雷线的保护范围内 220330kV：20o 500kV：15o,3. 避雷器,避雷器是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气设备 避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一种放电器，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，避雷器即先放电，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,1. 保护间隙 2. 管式（排气式）避雷器 3. 阀型避雷器 4. 氧化锌避雷器,避雷器的分类,避雷器保护作用原理示意,1 保护间隙 2 排气式避雷器 3 阀型避雷器 4 氧化锌避雷器 5 被保护电气设备,具有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘配合 应有较强
3、的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使系统得以继续运行,避雷器的基本要求,(a) (b) (c) 1电气设备的伏秒特性； 2避雷器的伏秒特性 3 电气设备上可能出现的最高工频电压,避雷器与电气设备的伏秒特性配合,避雷器发展历史：从放电间隙到氧化锌避雷器,一. 保护间隙，包括普通棒型间隙、角间隙和管型限压装置等 二. 各类具有非线性电阻的阀型限压装置,避雷器可分为两个阶段和两大类,角间隙没有专门的灭弧装置，可和自动重合闸配合使用 管型限压装置带有产气式灭弧管，可以熄灭更大的工频电弧 主要的缺陷： 动作时产生很陡的截波，对如电机和变压器等高压设备的纵绝缘造成严重危害 间隙放电的伏秒特性很
4、陡，很难用来保护伏秒特性比较平坦的设备绝缘（如SF6为绝缘介质的电气设备）,带有串联放电间隙和SiC非线性电阻的阀型限压装置 放电间隙的伏秒特性比较平坦 电阻非线性避免了动作时出现很陡的截波 SiC避雷器的两种类型： 磁吹放电间隙，提高灭弧能力 复合式避雷器，降低冲击残压（雷电过电压下一部分SiC电阻被并联的间隙短接）,ZnO电阻具有优异的非线性U-I特性，不仅残压大大降低，而且有可能避免放电间隙带来的一系列问题，已替代传统的碳化硅避雷器。,氧化锌避雷器,金属氧化物避雷器（Metal Oxide Surge Arresters，简写为MOA） MOA 的主要元件是金属氧化物非线性电阻片（Met
5、al Oxide Varistors简写为MOV） MOV的主要成份是氧化锌（ZnO），俗称MOV为氧化锌阀片，MOA为氧化锌避雷器,氧化锌避雷器,ZnO阀片的非线性UI 特性,根据作用电场强度的大小可分为三个区域,用非线性系数 的大小衡量ZnO电阻的非线性程度：,非线性系数,对于整个U-I特性， 并不是一个常数，它随电流变化而变化，且与测量时的环境温度有着密切关系： 低电场区（小电流区）， 0.10.2 中电场区（非线性区）， 0.0150.05 高场强区（饱和区）， 0.1,非线性系数,氧化锌避雷器的基本工作原理,氧化锌避雷器（MOA）是将相应数量的氧化锌电阻片（MOV）密封在瓷套或其他绝
6、缘体内而组成,ZnO和SiC非线性电阻片的UI特性的比较,氧化锌无间隙避雷器的优良性能,保护性能优越 无续流，结构简单，耐重复动作能力强 通流容量大，吸收过电压能量的能力强 性能稳定，抗老化能力强 适应多种特殊需要 适宜于大批量生产，造价低,ZnO避雷器优越的陡波响应特性对于具有平坦伏秒特性的SF6气体绝缘变电站（GIS）的保护尤为合适,通流容量大，吸收过电压能量的能力强,没有串联间隙烧伤的制约，仅与ZnO电阻片本身有关 与SiC电阻片相比，其单位面积的通流能力大44.5倍，单位体积吸收的过电压能量可以大4倍左右 ZnO电阻片的残压特性分散性小，约为SiC的1/3，电流分布特性均匀，可以通过并
7、联电阻片或整只避雷器的方法来提高通流能力,ZnO避雷器的主要技术参数,额定电压：允许施加的最大工频电压有效值 最大持续运行电压：允许长期连续施加的工频电压有效值 起始动作电压（参考电压）：U1mA 残压 通流容量,ZnO避雷器的保护性能指标,保护水平 压比：（例：U10kA/U1mA） 荷电率：最大持续运行电压峰值与参考电压之比 保护比：压比/荷电率,悬挂式避雷器应用于变电站,避雷器应用于室内变电站入口处,接地装置,接地分类,工作接地 保护接地 防雷接地,工作接地,交流电力系统根据中性点是否接地分为中性点接地系统、中性点绝缘系统、中性点通过电阻或电感接地的中性点非有效接地系统 定义：为了降低电
8、力设备的绝缘水平，我国110kV及以上的电力系统中多采用中性点接地的运行方式 目的：降低设备绝缘上的电压，缩小设备绝缘尺寸、降低设备造价 正常情况下，流过接地装置的电流为系统的不平衡电流，系统发生短路故障时，将有数十千安的短路电路流过接地装置，持续时间0.5s左右,电气设备发生故障时，其外壳将带电。为了保证人身安全，所有电气设备的外壳必须接地，称为保护接地。 当电气设备的绝缘损坏而使外壳带电时，流过保护接地装置的故障电流应使相应的继电保护装置动作，切除故障设备。也可通过降低接地电阻保证外壳的电位在人体安全电压值之下，避免造成触电事故,保护接地,为了防止雷电对电力系统及人身安全的危害，一般采用避
9、雷针、避雷线及避雷器等雷电防护设备 雷电防护设备都必须与合适的接地装置相连，以将雷电流导入大地，这种接地称为防雷接地 流过防雷接地装置的雷电流幅值很大，可以达到数百千安，但持续的时间很短，一般只有数十微秒 冲击系数的定义,防雷接地,接地电阻的定义及特性,接地电阻为接地体的地电位升高与通过接地体流入地中电流的比值，与土壤特性及接地体的几何尺寸有关。 电流流经接地体向地中散流时所遇到的土壤电阻为散流电阻，通常所说的接地电阻包括接地引线的电阻、接地引线与接地装置的接触电阻、接地体本身的电阻、接地体和土壤间的接触电阻及土壤的散流电阻。因为散流电阻比其它四种电阻大得多，可近似地认为接地电阻等于散流电阻,接地电阻的定义及特性,通过求解恒定电流场分析得到的接地装置的电阻为土壤的散流电阻 测量得到的接地电阻一般都比计算结果大，这是因为实际的接地装置与土壤的接触不是面接触而是点接触，二者之间存在一定的接触电阻，特别是在岩石地区。接触电阻是一个不定值，与施工时的压紧程度、土壤的颗粒状况及潮湿程度等有关，在计算公式中很难反映,接地电阻计算,垂直接地体 水平接地体 接地网,
