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1、第二篇第二篇电力系统过电压及其防护电力系统过电压及其防护第五章第五章 电力系力系统大气大气过电压及及维护主要内容主要内容1 雷电放电过程及雷电参数2 防雷维护安装3 输电线路的防雷维护4 输电线路的防雷措施5 发电厂和变电所的防雷维护6 变压器的防雷维护1 雷电放电过程及雷电参数雷电放电过程及雷电参数1.1 雷击时计算雷电流的等值电路1.2 雷电流波形1.3 雷电日与雷电小时1.4 地面落雷密度和输电线路落雷次数1.1 雷击时计算雷电流的等值电路雷击时计算雷电流的等值电路1.1 雷击时计算雷电流的等值电路续雷击时计算雷电流的等值电路续1v流经物体的电流波与被击v 物体的波阻抗有关v当Zj=0时
2、，流经被击物体v 的电流定义为雷电流1.1 雷击时计算雷电流的等值电路续雷击时计算雷电流的等值电路续21.1 雷击时计算雷电流的等值电路续雷击时计算雷电流的等值电路续3规程建议雷电通道的波阻抗为300400雷电流为非周期冲击波，其幅值与气候、自然条件等有关，只需经过大量实测才干正确估计其概率分布规律1.2 雷电流波形雷电流波形我国规定在防雷设计中采用2.6/40s的波形，波长对防雷计算结果几乎无影响，为简化计算，普通可视波长为无限长雷电流陡度对过电压有直接影响，雷电流波前的平均陡度为电气设备的防雷维护中普通均按负极性进冲击过电压波进展分析1.2 雷电流波形续雷电流波形续1经简化和典型化后得到三
3、种常用计算波形1.2 雷电流波形续雷电流波形续2规范冲击波形斜角平顶波等值半余弦波1.3 雷电日与雷电小时雷电日与雷电小时为评价某地域雷电活动的强度，常用该地域多年统计所得到的平均出现雷暴日或雷暴小时来估计的在一天内或一小时内只需听到雷声就作为一个雷电日或一个雷电小时由于不同年份的雷电日数变化很大，所以均采用多年平均值年平均雷电日1.4 地面落雷密度和输电线路落雷次数地面落雷密度和输电线路落雷次数地面落雷密度指每个雷电日每平方公里的地面上的平均落雷次数单位：次/平方公里雷电日输电线路年平均蒙受雷击的次数 单位：次/100公里年2 防雷维护安装防雷维护安装2.1 避雷针和避雷线2.2 避雷器2.
4、3 防雷接地2.1 避雷针和避雷线避雷针和避雷线避雷针维护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针顶端构成部分场强集中的空间以影响雷电先导放电的开展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地安装将雷电流引入大地从而使被维护物体免遭雷击维护范围：由模拟实验确定，它只需相对的意义，不能以为在维护范围内的物体就完全不受雷直击，在维护范围外的物体就完全不受维护绕击率：雷电绕过避雷安装而击于被维护物体的景象，规程引荐的维护范围是对应0.1%绕击率而言避雷针维护第一要对直击雷屏蔽，第二要防止还击2.1 避雷针和避雷线续避雷针和避雷线续1避雷线作用原理同避雷针，主要用于输电线路的维护，也可用于维护发电厂和变电所
5、维护范围的长度与线路等长，而且两端还有其维护的半个圆锥体空间在架空输电线路上多采用维护角来表示避雷线的维护程度维护角：避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角， 越小，雷击导线的概率越小，对导线的屏蔽维护越可靠2.2 避雷器避雷器对避雷器的根本技术要求过电压作用时，避雷器先于被维护电力设备放电，这需求由两者的伏秒特性的配合来维护避雷器应具有一定的熄弧才干，以便可靠地切断在某次过零时的工频续流，使系统恢复正常以上两条对有间隙的避雷器维护间隙、管型避雷器、阀型避雷器是适宜的，对于MOA的根本要求那么不同无间隙，长期任务在系统任务电压和间或接受各种过电压，工频下流过很小的走漏电流，过电压下残压应小于
6、被维护设备冲击绝缘强度，它必需具有长时间工频稳定性和过电压下的热稳定性2.2 避雷器续避雷器续11. 维护间隙2.2 避雷器续避雷器续22. 阀型避雷器1任务原理2.2 避雷器续避雷器续32根本元件火花间隙火花间隙的并联电阻阀片非线性电阻阀片的作用：限制工频续流，保证火花间隙可靠熄弧；当雷电过电压击穿时，电压不至于忽然下降构成截断波3主要参数2.2 避雷器续避雷器续43. 金属氧化物避雷器2.2 避雷器续避雷器续41MOA的主要优点无间隙无续流电气设备所受过电压可降低通流容量大特别适用于直流维护和SF6电器维护2MOA的电气特性2.3 防雷接地防雷接地1. 接地、接地电阻、接地安装1接地与分类
7、接地是指将地面上的金属或电气回路中的某一节点经过导体与大地坚持等电位分类： 任务接地：根据系统正常运转要求设置0.510 维护接地：为保证人身平安而将电气设备金属外壳等接地，它在缺点条件下才发扬作用110 防雷接地：用来将雷电流顺利泻入大地，以减小引起的过电压1302.3 防雷接地续防雷接地续12.3 防雷接地续防雷接地续22接地安装垂直接地体程度接地体接地网2.3 防雷接地续防雷接地续32. 防雷接地及有关计算当雷电流流过接地安装时，接地体和土壤所呈现的呼应不同于工频呼应，即冲击接地电阻普通不等于工频接地电阻火花效应和电感效应常用冲击系数表示冲击接地电阻与工频接地电阻关系3. 输电线路的防雷
8、维护输电线路的防雷维护3.1 输电线路的感应雷过电压3.2 输电线路直击雷过电压3.3 输电线路的雷击跳闸率3. 输电线路的防雷维护续输电线路的防雷维护续1雷击过电压分类： 感应雷过电压、直击雷过电压输电线路的耐雷性能和所采用防雷措施效果在工程上用耐雷程度和雷击跳闸率来衡量 耐雷程度：雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值 雷击跳闸率：折算为一致条件规定每年40个雷电日和100km的线路长度下，因雷击而引起的线路跳闸的次数3. 输电线路的防雷维护续输电线路的防雷维护续1输电线路防雷措施防止雷直击导线防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧防止线路中断供电3.1
9、 输电线路的感应雷过电压输电线路的感应雷过电压1. 感应雷过电压的产生静电感应和电磁感应3.1 输电线路的感应雷过电压续输电线路的感应雷过电压续12. 无避雷线时的感应雷过电压规程建议：当雷击点与电力线路之间的程度间隔d65m时，导线上的感应雷过电压的最大值为雷击点接地电阻较大，最大雷电流幅值可采用I100kA进展估算感应雷过电压极性与雷云的极性相反相邻导线同时产生一样极性的感应雷过电压，因此相间不存在电位差，只存在对地闪络的能够，但假设两相或三一样时对地闪络，就会转化为相间闪络事故在d50m以内雷将被线路吸引而击中线路本身3.1 输电线路的感应雷过电压续输电线路的感应雷过电压续2当雷直击于导
10、线以外的任何位置而不产生还击时，由于空中电磁场的变化，将会在导线上产生很高的感应雷过电压。研讨指出：它与导线的平均高度成正比当无避雷线时，对普通高度的线路可用下式计算感应雷过电压最大值： a为感应过电压系数kV/m，数值上等于雷电流的时间陡度平均值，即aI/2.6kV/s3.1 输电线路的感应雷过电压续输电线路的感应雷过电压续23. 有避雷线时的感应雷过电压当导线上方挂有接地的避雷线时，由于先导电荷产生的电力线有一部分被避雷线截住，即避雷线的屏蔽作用，因此导线上的感应束缚电荷减少，相应的感应电压也减少。导线上的实践感应雷过电压为3.2 输电线路直击雷过电压输电线路直击雷过电压3.2 输电线路直
11、击雷过电压续输电线路直击雷过电压续11. 雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷程度3.2 输电线路直击雷过电压续输电线路直击雷过电压续2塔顶电位幅值导线电位幅值线路绝缘子串上两端电压3.2 输电线路直击雷过电压续输电线路直击雷过电压续3耐雷程度 有避雷线 无避雷线工程适用中往往以降低Ri和提高k值作为提高输电线路耐雷程度的主要途径3.2 输电线路直击雷过电压续输电线路直击雷过电压续42. 雷击避雷线档距中央时的过电压3.2 输电线路直击雷过电压续输电线路直击雷过电压续5流入雷击点的雷电流波为雷击点的电压取雷电流为斜角波头：iL=at雷击处避雷线与导线间的空气间隙上所接受的最大电压3.2 输电线路直击雷
12、过电压续输电线路直击雷过电压续63. 雷绕过避雷线击于导线时的过电压3.2 输电线路直击雷过电压续输电线路直击雷过电压续7流经雷击点的雷电流波为导线上电压为幅值绕击时耐雷程度3.3 输电线路的雷击跳闸率输电线路的雷击跳闸率1. 建弧率2. 有避雷线线路雷击跳闸率的计算1雷击杆塔时的跳闸率2绕击跳闸率3线路的雷击跳闸率 次/100km年 4 输电线路的防雷措施输电线路的防雷措施1. 架设避雷线2. 降低杆塔接地电阻3. 架设耦合地线4. 采用不平衡绝缘的方式5. 自动重合闸6. 采用消弧线圈接地方式7. 架设线路避雷器8. 加强绝缘5 发电厂和变电所的防雷维护发电厂和变电所的防雷维护5.1 发电
13、厂、变电所的直击雷维护5.2 发电厂、变电所的雷电侵入波维护5.1 发电厂、变电所的直击雷维护发电厂、变电所的直击雷维护5.2 发电厂、变电所的雷电侵入波维护发电厂、变电所的雷电侵入波维护1避雷器与被维护设备衔接一点5.2 发电厂、变电所的雷电侵入波维护发电厂、变电所的雷电侵入波维护续续12避雷器与被维护设备不在一点5.2 发电厂、变电所的雷电侵入波维护发电厂、变电所的雷电侵入波维护续续23变电所的进线段维护5.2 发电厂、变电所的雷电侵入波维护发电厂、变电所的雷电侵入波维护续续36 变压器的防雷维护变压器的防雷维护6.1 三绕组变压器的防雷维护6.2 自耦变压器的防雷维护6.3 变压器中性点的维护
