第4章電力系統(tǒng)大氣過電壓及防護

1、第 4章電力系統(tǒng)大氣過電壓及防護4、1雷閃過電壓一、雷閃放電過程1、先導放電階段：當云中的電荷達到一定數量時， 電場強度達到使空氣絕緣破壞 （擊穿），變成導電通道， 即先導放電通道，向地面發(fā)展（逐級） 。2、主放電階段：當先導通道頭部接近地面時， 先導通道頭部對大地的極大電位差， 使剩余間隙中產生極 大的場強， 造成強烈的游離，形成高導電通道，將先導通道頭部與大地接通，即主放電階段 開始，發(fā)生閃電和巨大的雷響。3、余輝放電階段： 主放電完成后，云中的剩余電荷沿雷電流通道繼續(xù)流向大地，形成余輝放電。二、雷電特點和參數1、雷電特點：雷擊具有沖擊性一一在很短的時間內（65m 有避雷線時，因避雷線的屏

2、蔽作用可使感應過電壓下降。2) 雷擊地面時，線路上的感應過電壓：Ug=a hd (1-k)=I l hd (1-k)/ 2.6；一般情況下， Ug500kV ，對 35 kV 及以下線路造成威脅，但 110 kV 及以上的線路由于 絕緣水平較高，一般不會引起閃絡事故。二、輸電線路的直擊雷過電壓雷直擊有避雷線的線路， 有三種情況： 雷擊避雷線的檔距中央； 雷繞過避雷線擊于導線； 雷擊桿塔。1) 雷擊避雷線的檔距中央一一用于選擇S,避免Ug的數值超過S的放電電壓，引起擊 穿。2) 雷繞過避雷線擊于導線 繞擊時的耐雷水平： Il=U50% / 1003) 雷擊桿塔作用在線路絕緣子串上的電壓 (即塔頂

3、與導線之間的電壓) 由下列 3 個分量組成： 桿塔 對地電位 Utd 、避雷線和導線間的耦合作用在導線上具有的電位、感應電位。塔頂電位：Ugt= 3 1( Rh + Lgt /2、6 )導線電位：Ud =KUgt - a hd(1 -K)(包含耦合以及感應) 絕緣子串上的電壓 Uj ：Uj = Ugt - Ud= I (c3h +R 3 gLt /2 、 6+ hd/2、 6 ) (1 -K)絕緣子串的閃絡：當 Uj 大于絕緣子串的沖擊閃絡電壓時，絕緣子串將發(fā)生閃絡，稱為“反擊”。反擊耐雷水平：I|=U5O% / ( 3cR + BL/2、6+ hd/2、6 ) (1 -K)三、衡量輸電線路防

4、雷性能的主要指標1 、耐雷水平雷擊線路時，線路絕緣不發(fā)生閃絡的最大雷電流幅值。2、雷擊跳閘率每 100km 線路每年由雷擊引起的線路跳閘次數。四、輸電線路的防雷措施1 、架設避雷線2、降低桿塔接地電阻3、加強線路絕緣4、采用中性點經消弧線圈接地方式5、裝設自動重合閘小結：為了防止輸電線路雷害事故，可以從下述幾個方面著手：1 、防止線路絕緣閃絡。 提高耐雷水平，可減少絕緣閃絡的機會。2、防止線路跳閘。只有當雷擊引起的沖擊閃絡轉變?yōu)橛晒ぷ麟妷壕S持的工頻電弧， 并持續(xù)到等于或超過繼 電保護的整定時間后，才會引起跳閘。3 、防止供電中斷。 裝自動重合閘裝置。4、 3發(fā)電廠、變電站雷閃過電壓的防護一、發(fā)

5、電廠、變電站的防雷保護的特點1 、 發(fā)電廠、變電所的雷害事故主要來自兩方面：直擊雷和侵入波。2、設備設施集中布置，防直擊雷主要采用避雷針。3、防侵人波過電壓，采用避雷器。4、布置的設備貴重，防雷措施需要更加周密。5、接地系統(tǒng)包括防雷、工作和保護接地，必須保證良好的接地。二、避雷針安放的原則1 、被保護設備應在避雷針的保護范圍內；2、應防止反擊。避雷針與被保護設備的空氣距離Sk不小于5米，地中距離 Sd不小于3米。根據防止反擊的要求和配電裝置的布置，決定針的安裝位置，即決定了避雷針與被保護設備的水平距離。由避雷針與被保護設備的水平距離和被保護設備的高度 hx 確定避雷針針高 h。3、35KV 及

6、以下配電裝置架構上不宜裝避雷針，應設獨立避雷針及獨立的接地裝置；4、110KV 及以上配電裝置，在電阻率不高地區(qū)，允許將避雷針裝在出線架構上，但應 防止反擊，并設集中接地裝置，其與變電所接地網的連接點離主變與接地網的接地點之 間的電氣距離應不小于 15 米；5、變壓器門型架上不允許裝避雷針；6、土壤電阻率大于 1000 地區(qū)，架構上不宜裝避雷針7、照明燈塔作為避雷針的支架時，照明燈塔的電源線必須用鉛皮電纜或將電源線穿入 鐵管埋入地中；8、發(fā)、變電所的主控室和 35KV 及以下的配電裝置室一般不設避雷針，只須將其金屬 結構接地即可；9、 獨立避雷針不應設在經常通行的地方，距道路不應小于3米。三、

7、變電所侵人波過電壓防護1、侵入波過電壓的危害：當線路上出現過電壓時，將有電磁波沿導線向變電所運動， 其幅值為線路絕緣的 50%放電電壓。2、避雷器的保護作用：限制侵入波幅值、降低陡度。避雷器能可靠保護電氣設備的條件是： 侵入的雷電流幅值不超過 5kA(35220KV )、 10kA( 3 30KV 以上) 來波陡度不超過允許值。3、被保護設備上的過電壓 距離效應 距離效應的存在使被保護設備上的電壓大于避雷器上的殘壓，因此避雷器不能離被保護設備太遠。4、 進線段保護在靠近變電所12km 的一段進線上裝設避雷線及避雷器。5、35KV 及以上變電所的進線段保護接線四、變壓器的防雷保護1、三繞組變壓器的防雷保護2、自耦變壓器的防雷保護3、變壓器中性點的防雷保護4、配電變壓器的防雷保護五、旋轉電機的防雷保護1、