避雷針及避雷器 2

1、 本章培訓(xùn)與考核要點(diǎn)： 了解避雷針相關(guān)知識； 掌握避雷器的分類； 第八章 避雷針 第一節(jié)第一節(jié) 避雷針與避雷線避雷針與避雷線 1、定義定義 2、作用作用 3、工作原理工作原理 4、保護(hù)范圍保護(hù)范圍 第二節(jié)第二節(jié) 避雷器避雷器 1、定義定義 2、起源起源 3、作用及分類作用及分類 4、原理原理 5、應(yīng)用應(yīng)用 第一節(jié)第一節(jié) 避雷針及避雷線避雷針及避雷線 定義定義：避雷針避雷針 是垂直安裝在被保 護(hù)體頂部的防止雷 擊的接地金屬棒系 統(tǒng)。 避雷線避雷線是懸于建筑 物之上，用于將雷 電流迅速泄入大地 的導(dǎo)線。返回 第一節(jié)第一節(jié) 避雷針及避雷線避雷針及避雷線 作用作用：避雷針及 避雷線是防止直接 雷擊的裝

2、置，它通 過把雷電引向自身 使被保護(hù)物免受雷 擊。 返回 第一節(jié)第一節(jié) 避雷針及避雷線避雷針及避雷線 避雷針工作原理避雷針工作原理 在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針和高樓 頂部都被感應(yīng)上大量電荷。由于避雷針針頭是尖的，而靜 電感應(yīng)時，導(dǎo)體尖端總是聚集了最多的電荷。 這樣，避雷針就聚集了大部分電荷避雷針又與這些帶 電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的 兩極板正對面積很小，電容也就很小，也就是說它所能容 納的電荷很少，而它又聚集了大部分電荷。所以，當(dāng)云層 上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿， 成為導(dǎo)體。這樣帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又 是接地的。避雷

3、針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，使其 不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全。 返回 第一節(jié)第一節(jié) 避雷針及避雷線避雷針及避雷線 避雷針保護(hù)范圍避雷針保護(hù)范圍 受避雷針（線）保護(hù)的空間稱為避雷針 （線）的保護(hù)范圍。 當(dāng)雷電先導(dǎo)在最不利的位置時，1000 次雷擊中落入保護(hù)范圍內(nèi)的次數(shù)小于一次， 即落入保護(hù)范圍邊界上的概率為0.1% 避雷針的保護(hù)范圍 眾所周知，雷是一種常見的自然現(xiàn)象。雷電擊中物體會產(chǎn)生強(qiáng)烈的破 壞作用。防雷是人類同自然斗爭的一個重要課題。安裝避雷針是人們 行之有效的防雷措施之一。 避雷針由接受器、接地引下線和接地體（接地極）三部分串聯(lián)組成。 避雷針的接受器是指避雷針頂端部分的金屬針

4、頭。接受器的位置都高 于被保護(hù)的物體。接地引下線是避雷針的中間部分，是用來連接雷電 接受器和接地體的。接地引下線的截面積不但應(yīng)根據(jù)雷電流通過時的 發(fā)熱情況計(jì)算，使其不會因過熱而熔化，而且還要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 接地體是整個避雷針的最底下部分。它的作用不僅是安全地把雷電流 由此導(dǎo)入地中，而且還要進(jìn)一步使雷電流在流入大地時均勻地分散開 去。 避雷針的工作原理就其本質(zhì)而言，避雷針不是避雷，而是利用其高聳 空中的有利地位，把雷電引向自身，承受雷擊。同時把雷電流泄入大 地，起著保護(hù)其附近比它矮的建筑物或設(shè)備免受雷擊的作用。 避雷針保護(hù)其附近比它矮的建筑物或設(shè)備免受雷擊是有一定范圍的。 這范圍像一頂以避雷

5、針為中心的圓錐形的帳篷，罩在帳篷里面空間的 物體，可以免遭雷擊，這就是避雷針的保護(hù)范圍。 避雷針的保護(hù)范圍 當(dāng)避雷針的高度hhr時距地面hr處作一條平行于地面的平行線，以避雷針的針尖為圓 心，hr為半徑畫弧，交水平線于A、B兩點(diǎn)，又分別以A、B兩點(diǎn)為圓心，hr為半徑， 從針尖向地面畫弧。如圖所示，則圖中曲線就是避雷針保護(hù)范圍的邊界，保護(hù)范圍 是一個對稱的錐體。 a b Hr h 避雷針保護(hù)系數(shù) Kx=Rx/Ha=(1.6/(1+Hx/h) Rx 保護(hù)半徑 Ha 避雷針有效高度 Hx 被保護(hù)高度 例如:建筑物高30M 避雷針10M被保護(hù)高度 30M時 Kx=1.6/(1+30/40)1 被保護(hù)高

6、度越低，保護(hù)系數(shù)越大。被保護(hù)高度越低，保護(hù)系數(shù)越大。 避雷線的保護(hù)系數(shù) Kx=Rx/Ha=(0.8/(1+Hx/h) Rx 保護(hù)半徑 Ha 避雷針有效高度 Hx 被保護(hù)高度 例如:建筑物高30M 避雷針10M被保護(hù)高度30M時 Kx=0.8/(1+30/40)1 20M時 Kx=0.8/(1+20/40)1 由于避雷線附近的電場效應(yīng)沒有避雷針那由于避雷線附近的電場效應(yīng)沒有避雷針那 那么強(qiáng)烈，所以避雷線的保護(hù)半徑只有避那么強(qiáng)烈，所以避雷線的保護(hù)半徑只有避 雷針的一半。雷針的一半。 返回 第二第二節(jié)節(jié) 避雷器避雷器 第二第二節(jié)節(jié) 避雷器避雷器 定義定義：避雷器 其他名稱：過電壓限制器 定義1：一種

7、能釋放過電壓能量、限制過電壓幅值 的設(shè)備。當(dāng)過電壓出現(xiàn)時，避雷器兩端子間的電 壓不超過規(guī)定值，使電氣設(shè)備免受過電壓損壞； 過電壓作用后，又能使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常狀態(tài)。 定義2：保護(hù)電氣設(shè)備免受大氣過電壓的電器。 返回 第二第二節(jié)節(jié) 避雷器避雷器 避雷器起源 最原始的避雷器是羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì) 末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備 絕緣而造成停電，故稱“避雷器”。20世紀(jì)20 年代,出現(xiàn)了鋁避雷器,氧化膜避雷器和丸式艾 爾 盾避雷器。30年代出現(xiàn)了管式避雷器。50 年代出現(xiàn)了碳化硅避雷器。70年代又出現(xiàn)了金 屬氧化物避雷器。現(xiàn)代高壓避雷器，不僅用于 限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也

8、用于 限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。 返回 第二第二節(jié)節(jié) 避雷器避雷器 避雷器的作用及分類 避雷器的作用是用來保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電 器設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓沖擊而損壞 電器設(shè)備的一種裝置。 避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、閥型避雷器和管避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、閥型避雷器和管 型避雷器。型避雷器。保護(hù)間隙主要用于限制大氣過電壓， 一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù)。 閥型避雷器與管型避雷器避雷器用于變電所和發(fā) 電廠的保護(hù)，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制 大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制系統(tǒng) 內(nèi)過電壓后設(shè)備的保護(hù)。 返回 第二第二節(jié)節(jié) 避雷器避雷器 避雷器原理 當(dāng)沿線路傳入變

9、電站的雷電沖擊波超過避雷器保護(hù)水平時， 避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過良導(dǎo)體安全的引入大地， 利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平 以下，使電氣設(shè)備受到保護(hù)。 避雷器按其發(fā)展的先后可分為：保護(hù)間隙是最簡單形式 的避雷器；管型避雷器也是一個保護(hù)間隙，但它能在放 電后自行滅?。婚y型避雷器是將單個放電間隙分成許多 短的串聯(lián)間隙，同時增加了非線性電阻，提高了保護(hù)性能； 磁吹避雷器利用了磁吹式火花間隙，提高了滅弧能力， 同時還具有限制內(nèi)部過電壓能力；氧化鋅避雷器利用了 氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高，即在大電流時呈 低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常工頻電壓下呈 高電阻特性）

10、，具有無間隙、無續(xù)流殘壓低等優(yōu)點(diǎn)，也能限 制內(nèi)部過電壓，被廣泛使用。 返回 高壓避雷器高壓避雷器 高壓避雷器參數(shù)高壓避雷器參數(shù) 規(guī)格型號規(guī)格型號 避雷器額 定電壓KV 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電 壓（有效值） KV 持續(xù)運(yùn)行電 壓（有效值） KV 支流1mA參考 電壓（不小 于)KV 標(biāo)稱放電流下 殘壓不大于 KV 陡波沖擊殘壓 （不大于） KV 2ms操作通流 容量 電流 A.18次 Y5WS-17/50 17 10 12.7 26.0 50 57.5 100 HY5WS-17/50 17 10 12.7 26.0 50 57.5 100 Y5WS-12.7/50 12.7 10 6.6 26.0 50 5

11、7.5 100 HY5WS- 12.7/50 12.7 10 6.6 26.0 50 57.5 150 規(guī)格型號規(guī)格型號 避雷器額定 電壓KV 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電 壓（有效值） KV 持續(xù)運(yùn)行電 壓（有效值） KV 支流1mA參考 電壓（不小 于)KV 標(biāo)稱放電流下 殘壓不大于 KV 陡波沖擊殘壓 （不大于） KV 2ms操作通流 容量 電流 A.18次 Y5WS-10/30 10 6 4.0 15 30 34.5 100 HY5WS- 10/30 10 6 4.0 15 30 34.5 100 Y5WZ- 51/134 51 35 40.8 73 134 154 400 HY5WZ- 51/134

12、51 35 40.8 73 134 154 400 低壓避雷器（氧化鋅） 規(guī)格型號規(guī)格型號 避雷器避雷器 額定電額定電 壓壓KV 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 電壓（有電壓（有 效值）效值）KV 持續(xù)運(yùn)行持續(xù)運(yùn)行 電壓（有電壓（有 效值）效值）KV 支流支流1mA 參考電壓參考電壓 （不?。ú恍?于于)KV 標(biāo)稱放電流標(biāo)稱放電流 下殘壓不大下殘壓不大 于于KV 陡波沖擊殘陡波沖擊殘 壓（不大于）壓（不大于） KV 2ms操作操作 通流容量通流容量 電流電流 A.18次次 HY1.5W- 0.5/2.6 0.5 0.38 0.42 1.2 2.6 / 75 HY1.5W- 0.28/1.3 0.28 O.2

13、2 0.24 O.6 1.3 / 75 電源避雷器的典型應(yīng)用電源避雷器的典型應(yīng)用 天饋線避雷器 型號流通容量頻率范圍功率駐波系數(shù)插損通過能量連接頭動作時間 50N-MF- CO-A 50KA125M- 1GHz 100W1.1to10.1dB600JN2.5nS 寬廣的頻率范圍 極小的插入損耗 多次抗雷擊能力 不受天氣影響 網(wǎng)絡(luò)信號避雷器 防雷分類防雷分類 第一類：制造、儲存火工品等，因火花可 引起爆炸，造成巨大破壞和人身傷亡； 第二類：國家重點(diǎn)文物單位；國家級建筑 及大型建筑；國家特級及甲級大型體育館； 制造、儲存火炸藥及其制品的危險建筑物， 且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破 壞和人身傷

14、亡者； 第三類：除開一、二類為第三類 計(jì)算機(jī)場地接地要求 依據(jù)GB/T2887-2000電子計(jì)算機(jī)場地通 用規(guī)范第4章 要求：第四節(jié)接地的要求： 第4.4.2條接地電阻及相互關(guān)系要求，計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)直流工作地，接地電阻應(yīng)按計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)具體要求確定；交流工作接地，接地 電阻不應(yīng)大于4；安全保護(hù)接地，接地電 阻不應(yīng)大于4；防雷接地接地電阻不應(yīng)大 于10。諸地之間的關(guān)系及接法應(yīng)依不同計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的要求而定。 1、人工接地體的制作 人工接地體一般采用鋼管、圓鋼、角鋼或扁鋼制成。 2、接地體的埋設(shè)位置選擇 3、人工接地體的埋設(shè) 把接地體垂直打入地下 接地體水平安裝 4、人工接地體的連接 1、接地電阻。 接地裝置的接地電阻包括接點(diǎn)線電阻、接地體電阻、接地體和 土壤之間的接觸電阻及接地體與零電位點(diǎn)(大地)之間的土壤電 阻。 2、用補(bǔ)償法測量接地電阻的原理。 3、接地電阻測量儀的使用方法。 測量前先將儀表調(diào)零，然后接線。 先將