電氣安全 第五章過(guò)電壓及低壓系統(tǒng)電涌防護(hù)

1、第五章：過(guò)電壓及低壓系統(tǒng)電涌防護(hù)過(guò)電壓指系統(tǒng)出現(xiàn)了超過(guò)正常電壓范圍的高電壓值。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中，無(wú)論是過(guò)電流，還是過(guò)電壓都將對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響和危害，過(guò)電流的危害主要是大電流產(chǎn)生的力效應(yīng)和熱效應(yīng)會(huì)損壞系統(tǒng)設(shè)備，而過(guò)電壓的危害主要是使絕緣遭到破壞而導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備損壞！對(duì)于供配電系統(tǒng)，若將用電設(shè)備考慮進(jìn)去，過(guò)電壓危害形式要更多一些，總之，在供配電系統(tǒng)，短路造成的過(guò)電流一般僅危及系統(tǒng)安全，而過(guò)電壓不僅危及系統(tǒng)安全，還危及用電設(shè)備、人身、建筑物等的安全，其危害更廣，本章將主要研究供配電系統(tǒng)中過(guò)電壓的產(chǎn)生及防護(hù)問(wèn)題。第1節(jié) 過(guò)電壓與設(shè)備耐壓：1、 過(guò)電壓：1、 過(guò)電壓的分類(lèi)（1）按能量來(lái)源分：大氣過(guò)電壓和內(nèi)

2、部過(guò)電壓。1）大氣過(guò)電壓（外部過(guò)電壓）：直擊雷過(guò)電壓：是指雷云直接向桿塔、避雷線或?qū)Ь€放電產(chǎn)生的過(guò)電壓，比重大，危害大。感應(yīng)雷過(guò)電壓：感應(yīng)過(guò)電壓靜電分量-雷云中電荷突然消失，進(jìn)而使靜電場(chǎng)突然消失造成的。感應(yīng)過(guò)電壓的電磁分量-雷云放電中產(chǎn)生的突變電磁場(chǎng)耦合至導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的過(guò)電壓。感應(yīng)雷過(guò)電壓對(duì)35KV以下系統(tǒng)危害大！ 通常S65m時(shí)，雷擊地面的概述轉(zhuǎn)大，此時(shí)感應(yīng)過(guò)電壓最大值Ugm=25Ihl/s，I雷電流幅值（KA），hl導(dǎo)線高度（m），S雷擊點(diǎn)距導(dǎo)線距離（m）。（極性：與雷電流極性相反！）若導(dǎo)線上方有避雷線，則其屏蔽作用，會(huì)使感應(yīng)過(guò)電壓幅值降低。外部過(guò)電壓能量來(lái)自于雷電，能量量值

3、大、但作用時(shí)間短，通過(guò)各種途徑耦合到電網(wǎng)中。過(guò)電壓大小與系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓無(wú)關(guān)，因此對(duì)中、低壓系統(tǒng)危害特別大。2）內(nèi)部過(guò)電壓：暫時(shí)過(guò)電壓：工頻過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓。 操作過(guò)電壓：間歇電弧接地，空載分合閘過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓能量來(lái)自于系統(tǒng)本身，是由于系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)或參數(shù)發(fā)生變化引起能量重新分配過(guò)程中所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。*操作過(guò)電壓：指在電力系統(tǒng)中實(shí)施了某種操作產(chǎn)生的過(guò)電壓。操作過(guò)電壓能量來(lái)自于操作過(guò)程中電網(wǎng)能量的轉(zhuǎn)換和重新分配。常見(jiàn)有：投、切空載線路引起的過(guò)電壓，切除空載變壓器引起的過(guò)電壓，開(kāi)斷電容器組或高壓運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的過(guò)電壓。*諧振過(guò)電壓：電力系統(tǒng)中電感與電容參數(shù)在特定配合下發(fā)生的諧振。諧振過(guò)電壓能量

4、來(lái)自于電網(wǎng)不同部分之間電、磁能量的來(lái)回轉(zhuǎn)換。常見(jiàn)有：線性諧振過(guò)電壓、非線性（鐵磁諧振）過(guò)電壓。*工頻電壓升高：工頻過(guò)電壓能量直接來(lái)自于系統(tǒng)電源。 常見(jiàn)有：長(zhǎng)線電容效應(yīng)，過(guò)補(bǔ)償，不對(duì)稱(chēng)故障，甩負(fù)荷，中性點(diǎn)位移，高電壓傳導(dǎo)。內(nèi)部過(guò)電壓能量可由電網(wǎng)源源不斷的補(bǔ)充、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。過(guò)電壓程度與系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓密切相關(guān)，即過(guò)電壓幅值與系統(tǒng)額定電壓有直接關(guān)系，一般為系統(tǒng)對(duì)地最大相電壓的2.754.0倍，因此對(duì)超高壓和特高壓系統(tǒng)危害特別大。從絕緣危協(xié)角度，內(nèi)部過(guò)電壓對(duì)中低壓系統(tǒng)危協(xié)不大，但從環(huán)境安全、人身安全及用電設(shè)備安全卻危害甚大，須以重視。（2）按持續(xù)時(shí)間分：瞬態(tài)過(guò)電壓和暫時(shí)過(guò)電壓。瞬態(tài)過(guò)電壓：大氣過(guò)電壓、操

5、作過(guò)電壓。暫時(shí)過(guò)電壓：工頻過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓。2、 過(guò)電壓量值的表示方法：（1）與過(guò)電壓量值表達(dá)相關(guān)的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)1）系統(tǒng)最高電壓Um。在正常運(yùn)行條件下，系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大電壓值，但不包括瞬變電壓。對(duì)中壓系統(tǒng)，Um一般為系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓UN的1.2倍。2）系統(tǒng)最高電壓范圍。范圍I：3.6kVUm252kV；范圍，Um 252kV。 注意不要與低壓系統(tǒng)的電壓區(qū)段混淆。（2）過(guò)電壓程度的工程表示方法1）大氣過(guò)電壓：直接用電壓值表述，通常還要注明電壓波形。2）相對(duì)地工頻過(guò)電壓：用標(biāo)幺值表述，基值為最高相電壓有效值，記為p.u.： P.u=Um/31/2 3）相對(duì)地操作與諧振過(guò)電壓：同樣用標(biāo)幺值表述，基值為最

6、高相電壓幅值： P.u=21/2Um/31/2 2、 電氣設(shè)備的耐壓：1、作用電壓與設(shè)備耐壓（1）作用電壓 電氣設(shè)備耐壓與作用于其上的電壓形式和作用時(shí)間、作用次數(shù)等密切相關(guān)。作用于其上的電壓作用電壓。（ 應(yīng)考慮哪些形式的作用電壓呢？）根據(jù)設(shè)備實(shí)際可能承受的過(guò)電壓情況，確定出一些相對(duì)應(yīng)的典型作用電壓形式，并以工程標(biāo)準(zhǔn)的形式發(fā)布推行。（見(jiàn)PPT）（2）設(shè)備耐壓 與標(biāo)準(zhǔn)作用電壓相對(duì)應(yīng)，規(guī)定了一系列標(biāo)準(zhǔn)耐受試驗(yàn)，通過(guò)這些試驗(yàn)，可得出設(shè)備絕緣在不同情況下的耐受電壓能力，其中工頻耐壓和沖擊耐壓為最常用的耐壓參數(shù)，如：1）最高工作電壓：能長(zhǎng)期承受的工頻電壓上限值，由持續(xù)工頻耐壓試驗(yàn)確定。2）1min短時(shí)工頻

7、耐壓：由短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)確定，考察對(duì)暫時(shí)過(guò)電壓承受能力。工頻耐壓決定了電氣設(shè)備在工頻電壓升高情況下是否能不被破壞3）雷電沖擊耐壓：由1.25s/50s沖擊耐壓試驗(yàn)確定，考察對(duì)雷電過(guò)電壓的耐受能力。沖擊耐壓用于考查電氣設(shè)備在雷電過(guò)電壓沖擊下絕緣是否能不被破壞?。?）氣體絕緣沖擊耐壓的伏秒特性： 對(duì)于某一定的電壓波形，必須用電壓峰值和持續(xù)時(shí)間兩者來(lái)共同表示，這就是該氣隙該電壓波形下的伏秒特性。伏秒特性表明擊穿時(shí)間與電壓量值的關(guān)系。 注意：繪制伏秒特性曲線時(shí)，波前擊穿與波尾擊穿電壓取值不同。第2節(jié) 變配電所過(guò)電壓保護(hù) 變配電所遭受雷害可能來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面，一方面雷直擊，采用架避雷針、避雷線措施防護(hù)；另一

8、方面雷擊線路沿線路入侵過(guò)電壓，采用裝設(shè)避雷器以限制入侵至變電所、配電所的過(guò)電壓。1、 避雷器：1、 避雷器工作原理 避雷器是防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓沿電力線路入侵至變配電所或其它建筑物內(nèi)的一種壓控電器，當(dāng)過(guò)電壓沿電力線路入侵至變配電所時(shí)，避雷器先于被保護(hù)設(shè)備被擊穿，釋放過(guò)電壓能量，保護(hù)電氣設(shè)備。一般避雷器裝設(shè)在線路（建筑物）的進(jìn)出口處，與被保護(hù)物體并聯(lián)，當(dāng)侵入過(guò)電壓超過(guò)某一電壓時(shí)，避雷器動(dòng)作使過(guò)電壓被限制，從而使電氣設(shè)備得到有效保護(hù)。（1）、避雷器基本要求：1）在過(guò)電壓作用下，避雷器應(yīng)該先于被保護(hù)設(shè)備放電。（靠?jī)烧咧g的伏秒特性配合實(shí)現(xiàn)）2）避雷器應(yīng)具有一定的熄弧能力，以便在工頻續(xù)流第一次過(guò)零點(diǎn)時(shí)

9、能迅速可靠地被切斷。（2）、避雷器的基本分類(lèi)及使用場(chǎng)合：保護(hù)間隙、管式避雷器、閥式避雷器、金屬氧化物避雷器。1）保護(hù)間隙和管式避雷器：主要用于線路的過(guò)電壓保護(hù)，其中保護(hù)間隙主要用于10KV及以下低壓配電網(wǎng)線路保護(hù)，管式避雷器主要用于發(fā)電廠、變電所進(jìn)線保護(hù)！2）閥式避雷器和金屬氧化物避雷器：主要用于發(fā)電廠和變電所中的過(guò)電壓保護(hù)，220KV及以下系統(tǒng)，主要用于限制大氣過(guò)電壓，220KV-500KV系統(tǒng)中除限制大氣過(guò)電壓外，磁吹式和金屬氧化物避雷器還可以回來(lái)限制內(nèi)部過(guò)電壓或作為內(nèi)部過(guò)電壓的后備保護(hù)！2、避雷器的類(lèi)別與特性：（1）、保護(hù)間隙：1) 結(jié)構(gòu)及工作原理：P148圖5-3*結(jié)構(gòu)：主要由主間隙和

10、輔助間隙構(gòu)成，有棒型、角型、常用羊角型！*工作原理：當(dāng)過(guò)電壓值超過(guò)保護(hù)間隙動(dòng)作值時(shí)，間隙被擊穿，過(guò)電壓經(jīng)其流入大地，過(guò)電壓作用之后，工頻續(xù)流產(chǎn)生的電弧，在羊角狀間隙中利用工頻電弧在自身電動(dòng)力和熱氣流作用下向上運(yùn)動(dòng)，使電弧伸長(zhǎng)，從而熄滅電弧。2）主要優(yōu)缺點(diǎn)：*結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。*優(yōu)秒特性比較陡，與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性很難配合。*動(dòng)作后會(huì)形成截波，對(duì)變壓器的縱絕緣（匝間）不利！*滅弧壓力差，工頻續(xù)流會(huì)導(dǎo)致單相接地故障。3）適用范圍：10KV及以下配電系統(tǒng)的線路保護(hù)。（2）管式避雷器：實(shí)質(zhì)是一個(gè)具有較高熄弧能力的保護(hù)間隙！1）結(jié)構(gòu)及工作原理：P148圖5-4*結(jié)構(gòu)：主要由主氣管、內(nèi)間隙、外間隙、電

11、極等構(gòu)成。*工作原理：雷電過(guò)電壓入侵S1S2同時(shí)擊穿，雷電流入地過(guò)電壓消失，有工頻續(xù)流流過(guò)S1產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧使管內(nèi)的材料分解產(chǎn)生大量氣體氣體沿管口吹出電弧迅速熄滅S2恢復(fù)絕緣系統(tǒng)正常運(yùn)行！2）主要優(yōu)缺點(diǎn)：*結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滅弧壓力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。*優(yōu)秒特性比較陡，不易與變壓器等伏秒特性較平坦的設(shè)備配合。*動(dòng)作后產(chǎn)生載波，對(duì)變壓器縱絕緣不利！*熄弧能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)，因此選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)安裝點(diǎn)參數(shù)合理選擇（存在熄滅電弧對(duì)應(yīng)工頻續(xù)流的上、下限問(wèn)題，若續(xù)流過(guò)大，產(chǎn)氣量過(guò)多，可能會(huì)造成產(chǎn)氣管炸裂；續(xù)流太小時(shí)，產(chǎn)氣量過(guò)少，管內(nèi)壓力太低，不足以吹滅電弧，極有上、下限規(guī)定，通常在型號(hào)中表明如GXS35/210）。3）

12、選擇與安裝：*選擇：上限要大于安裝點(diǎn)短路電流的最大值，下限應(yīng)小于安裝點(diǎn)適中電流最小值。*安裝：為防吹氣時(shí)發(fā)生弧光相間短路以及管內(nèi)積水，其開(kāi)口端應(yīng)向下傾斜，與水平面交角要大于1520，三相開(kāi)口方向應(yīng)不同。4）適用場(chǎng)合：用于線路保護(hù)（如大跨距和交叉檔距）以及發(fā)、變電所的進(jìn)線保護(hù)。（3）、閥式避雷器：1）結(jié)構(gòu)及工作原理：*結(jié)構(gòu)：由火花間隙和具有非線性電阻特性的閥片組成，并裝設(shè)在密封的磁套管內(nèi)。*工作原理：如圖P149圖5-6所示，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，火花間隙將閥片電阻與線路隔離過(guò)電壓到來(lái)時(shí)，首先使火花間隙擊穿放電大的沖擊電流由閥片導(dǎo)入大地由于電流大，閥片電阻很小殘壓較小且低于被保護(hù)線路及設(shè)備的沖擊耐壓值

13、使線路及設(shè)備得到保護(hù)，過(guò)電壓消失后工頻續(xù)流流過(guò)時(shí)，因電流小故閥片電阻值很大限制了工頻續(xù)流值當(dāng)電弧第一次過(guò)零時(shí)被熄滅，切斷電路！2）各類(lèi)及常見(jiàn)型號(hào)：閥型避雷器分為普通型和磁吹型。*普通型：FS系列：配電型10KV及以下配電網(wǎng)中電氣設(shè)備保護(hù) FZ系列：變電所型220KV及以下變配電所電氣設(shè)備保護(hù)*磁吹型：FCZ系列：配電型10KV及以下配電網(wǎng)中電氣設(shè)備保護(hù) FCD系列：旋轉(zhuǎn)電機(jī)型，旋轉(zhuǎn)電機(jī)保護(hù)3）普通型閥式避雷器及磁吹式避雷器應(yīng)用場(chǎng)合：普通型熄弧完全依靠間隙的自然熄弧能力，熱容量有限，不能承受較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的內(nèi)部過(guò)電壓沖擊電流，故不允許在內(nèi)部過(guò)電壓下動(dòng)作，主要用于220KV及以下系統(tǒng)，作為限制大氣過(guò)

14、電壓。磁吹型閥型避雷器是利用磁吹電弧來(lái)強(qiáng)迫工頻續(xù)流熄弧，其單個(gè)間隙的熄弧能力較高，其沖擊放電壓和殘壓較低，保護(hù)性能較好，且閥片熱容量也較大，允許通過(guò)內(nèi)部過(guò)電壓作用的沖擊電流，故可用作限制內(nèi)過(guò)電壓。4）普通閥型避雷器非磁吹火花間及隙閥片電阻：*非磁吹火花間隙：間隙0.51.0mm，工頻放電電壓2.7-3.0KV，云母墊片間隙的電暈放電使分散性小，伏秒特性平坦，易于配合多個(gè)間隙串聯(lián)，滅弧能力強(qiáng)，可切斷80100A工頻續(xù)流，且間隙恢復(fù)強(qiáng)度高，無(wú)熱電子發(fā)射時(shí)，單個(gè)間隙初始恢復(fù)強(qiáng)度可達(dá)250V。*閥片電阻：閥片為SiC燒結(jié)而成（300350），伏安特性：UCi，C常數(shù)（與材料有關(guān)），非線性系數(shù)，一般為0

15、.2，閥片電阻非線性越好越有利于滅弧，同時(shí)還可避免載波的產(chǎn)生，動(dòng)作后有一定的殘壓，但閥片電阻有熱容量間題。規(guī)定35220KV閥型避雷器以5KA雷電流為設(shè)計(jì)依據(jù)，絕緣配合也以5KA雷電弧作用下殘壓為依據(jù)即Uc5！普通閥型避雷器通流容量以波形20us/4us,峰值5KA沖擊電流和幅值100A工頻半波電流各20次。5）磁吹閥式避雷器：*磁吹火花間隙：間隙放電后的工頻續(xù)流是利用磁場(chǎng)使電弧運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)式拉長(zhǎng)）來(lái)提高滅弧能力，旋轉(zhuǎn)型可熄滅300A工頻續(xù)流（如FCD系列），限流型（拉長(zhǎng)型）可達(dá)450A（如FCZ系列），且閥片電阻數(shù)目也可，殘壓低。*磁吹火花間隙的原理：沖擊電壓作用F主、輔間隙被擊穿雷電流 主、

16、輔閥片入地工頻續(xù)流通過(guò)時(shí)輔助間隙自動(dòng)熄弧工頻續(xù)流進(jìn)入磁吹線 產(chǎn)生磁吹滅弧。*并聯(lián)電阻：作用使間隙電壓分布均勻，通常使用有足夠熱容量的非線性電阻！*閥片電阻：一般為0.2，但通流容量大（高溫?zé)Y(jié)：350 1390），可用于330KV以上系統(tǒng)中限制內(nèi)部過(guò)電壓。（4）、金屬氧化物避雷器：1）結(jié)構(gòu)與原理：*結(jié)構(gòu)組成：上世紀(jì)70年代開(kāi)始使用，無(wú)火花間隙，其閥片及Zn0為主要材料， 少量精選過(guò)的金屬氧化物經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，具有非常理想的非線性特性。*工作原理：正常狀態(tài)下電阻值極高，通過(guò)電流僅為1015A，按近于絕緣狀態(tài)，過(guò)電壓工作下電阻值急劇下降相當(dāng)于閥門(mén)打開(kāi)，導(dǎo)通后殘壓與電流大小無(wú)關(guān)當(dāng)電壓低于導(dǎo)通電壓時(shí)閥

17、片電阻極大，相當(dāng)于絕緣體，不存在工頻續(xù)流。伏安特性UCi，一般在0.01-0.04。2）主要特點(diǎn)：*無(wú)間隙：正常工作電壓下電導(dǎo)電弧只有十幾微安，相當(dāng)絕緣體，故無(wú)火花間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，安裝方便！*保護(hù)性能好：伏秒特性平坦，易于配合保護(hù)變壓器、變電所等設(shè)備。*通流容量大，能制成重載避雷器：通流能力為SiC閥片44.5倍，可用于操作過(guò)電壓的保護(hù)！*無(wú)續(xù)流，耐重點(diǎn)動(dòng)作能力強(qiáng)：續(xù)流為A 級(jí)可視為無(wú)，可耐受多次雷擊和主要?jiǎng)幼鞑僮鬟^(guò)電壓！*缺點(diǎn)：起始動(dòng)作電壓較低，易受暫態(tài)過(guò)電壓影響，且成本高。3）有間隙金屬氧化物避雷器：起始電壓較低，承受暫態(tài)電壓能力差，運(yùn)行中損壞爆炸率高。（4）保護(hù)用電容器：

18、如阻容耦合吸收裝置常用于限制過(guò)電壓！3、閥式避雷器的主要參數(shù)：（1）SiC避雷器參數(shù)1）額定電壓：安裝處電力系統(tǒng)電壓等的額定電壓。2）滅弧電壓：指為保證工頻續(xù)流電弧在第一次過(guò)零時(shí)可靠熄滅所允許加在避雷器上的最高工作電壓。規(guī)定：大于安裝點(diǎn)最高工頻電壓：對(duì)小電流接地系統(tǒng)，此電壓為最大工作線電壓的100%110%，對(duì)大電流接地系統(tǒng)，此電壓為最大工作線電壓的80%。3）工頻放電電壓：指能使避雷器發(fā)生放電的工頻電壓下限值。規(guī)定：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)比電壓應(yīng)高于系統(tǒng)最大工作比電壓3.5倍，而在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，工頻放電電壓應(yīng)高于3倍。4）沖擊放電電壓：指在標(biāo)準(zhǔn)沖擊波作用下避雷器的放電電壓，我國(guó)生產(chǎn)的避雷器此電壓

19、與Uc5基本相等。5）殘壓：指沖擊放電電流通過(guò)避雷器時(shí)在閥片電阻上產(chǎn)生的電壓降。6）通流容量：指避雷器通過(guò)電流的能力。普通閥型避雷器通流容量以波形20us/4us,峰值5KA沖擊電流和幅值100A工頻半波電流各20次。7）保護(hù)比：指避雷器殘壓與滅弧電壓幅值之比，普通閥器：2.3-3.5，磁吹式：1.7-1.8。8）切斷比：指避雷器工頻放電電壓限與滅弧電壓幅值之比。愈趨向1趨好?。?）Zn0避雷器的參數(shù)：1）額定電壓：施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值。2）最大持續(xù)運(yùn)行電壓：允許持續(xù)地加在避雷器端子間的最大工頻電壓有效值。3）起始動(dòng)作電壓：指避雷器通過(guò)1mA電流時(shí)兩端的電壓。4）殘壓：指

20、放電電流通過(guò)Zn0閥片時(shí)在避雷器上所產(chǎn)生的電壓峰值。5）通流容量：指避雷器通過(guò)電流的能力作業(yè)：P185 5-1、5-11、5-12補(bǔ)充：1、避雷器的作用是什么？有哪些基本要求？常用避雷器有哪幾種？性能最好的是什么避雷器？簡(jiǎn)述氧化鋅避雷器主要特點(diǎn)。2、 SiC閥型避雷器有哪兩種？畫(huà)出普通閥型避雷器原理圖并簡(jiǎn)述其工作原理。2、 變配電室外部過(guò)電壓防護(hù)輸電線路及發(fā)電廠、變配電所是電力系統(tǒng)的動(dòng)脈及心臟，因此其過(guò)電壓的防護(hù)極其重要。1、閥式避雷器的保護(hù)原理（1）、保護(hù)有效性的必要條件1）避雷器保護(hù)特性與被保護(hù)設(shè)備耐壓特性配合。（指擊穿時(shí)間特性）2）避雷器殘壓應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備沖擊耐壓。（該兩條必要條件是否

21、充分，取決于被保護(hù)設(shè)備和避雷器是否承受相同的電壓）。3）被保護(hù)設(shè)備應(yīng)處于避雷器保護(hù)距離之內(nèi)?。?）、距離的影響（見(jiàn)PPT曲線圖）1）、變壓器與避雷器間距為零時(shí)的保護(hù)：經(jīng)分析，避雷器放電前后，作用在避雷器上的電壓有兩個(gè)峰值Ush（避雷器沖擊放電電壓），Ures（避雷器最大殘壓），由于閥型避雷器伏秒特性較平坦，故Ush值基本不隨入侵波陡度而變，Ures為殘壓，僅與雷電流大小有關(guān)，因閥片的非線性、雷電流變化時(shí)，Ures基本不變。由于Ush與Ures相近，為分析方便可以將避雷器上的電壓近似看成一個(gè)具有斜角波頭的平頂波，幅值為5KA的殘壓Ures，波頭時(shí)間則取決于入侵波陡度，若入侵波為斜角波即at，此時(shí)

22、避雷器的作用相當(dāng)于從放電時(shí)刻起，在避雷器的安裝點(diǎn)產(chǎn)生了一個(gè)負(fù)電壓波a(t-tp)。由于避雷器直接接在變壓器旁，故變壓器上的過(guò)電壓波形與避雷器相同，若變壓器沖擊耐壓值大于Ures，則變壓器可得到保護(hù)！2）避雷器與變壓器距離不為零保護(hù)：變電所中有許多電氣設(shè)備，不可能在每個(gè)設(shè)備旁都裝設(shè)一組避雷器，一般只在變電所母線上裝設(shè)避雷器，由于變壓器是變電所中最重要設(shè)備，故避雷器盡量靠近變壓器，從而避雷器與變壓器及其它被保護(hù)設(shè)備存在一定距離，從而引出避雷器與被保護(hù)設(shè)備距離的問(wèn)題，分析如下： 避雷器接在母線上，母線距變壓器L（m）入侵波陡度為a(kv/us)斜角波。*假設(shè)t0時(shí)入侵波到達(dá)避雷器，該處電壓A（t）=

23、at將按圖虛線1上升，經(jīng)過(guò)T0t/u后到達(dá)變壓器（不考慮變壓器入口電容），產(chǎn)生全反射，變壓器上電壓為入射波加反射波，UB2at，如虛線3所示。*經(jīng)過(guò)T0L/v時(shí)間，反射波到達(dá)避雷器，則曲線1與4選加與曲線3重A2a(t=L/v)。*當(dāng)T 2T0時(shí)，A點(diǎn)電壓A（t）=2a（ tL/v），如圖中mn段，假定A（t）曲線在（top2L/v）時(shí)與避雷器伏秒特性相關(guān)，則避雷器動(dòng)作限制了A點(diǎn)電壓A繼續(xù)上升，此后A保持定值為2a（T0L/v），其值為5A雷電流下的殘壓Ures，即t top時(shí)，A（t）=2a（topL/v）Ures。*避雷器放電后限制電壓的效果經(jīng)T0后到達(dá)變壓器，此時(shí)變壓器上最大沖擊電壓UT

24、Ures +2at。高出殘壓Ures值U2at2aL/v，若Ures +2aL/v值小于變壓器沖擊耐壓值則變壓器可得到保護(hù)！小結(jié)：避雷器保護(hù)距離是有限的，若在實(shí)際距離內(nèi)最大沖擊電壓值小于被保護(hù)設(shè)備沖擊耐壓值則設(shè)備可以得到保護(hù)！3) 變壓器耐受雷電過(guò)電壓能力的檢核：由于變電所具體接線方式的復(fù)雜性及對(duì)地電容的存在，變壓器上的電壓與推導(dǎo)結(jié)果有出入，避雷器動(dòng)作后，變壓器實(shí)際承受的不再是一個(gè)完整的雷電波，而是一個(gè)震蕩過(guò)電壓波形，其作用與截波較為類(lèi)似。工程上一般以變壓器的多次截波耐壓作為變壓器耐受雷電過(guò)電壓的能力。變壓器承受截波的能力稱(chēng)為多次截波耐壓Uit，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，Uit與變壓器三次截波沖擊試驗(yàn)電壓

25、Uit(3)有相關(guān)性。UitUit(3)/1.15。若雷電流侵入時(shí)，變壓器上受到的最大沖擊電壓小于設(shè)備本身的多次截波耐壓Uit，則設(shè)備是安全的即：Ures +2aL/v UitUres避雷器5KA沖擊電流下的殘壓，Uit多次截波耐壓值。4）變配電所中變壓器與避雷器間最大允許電氣距離Lm：Ures +2aL/v UitLm（UitUres）/2a/v5）變配電所內(nèi)其他設(shè)備與避雷器間的最大允許距離Lm：其他設(shè)備最大允許距離比變壓器大，可增35%，即：Lm1.35 Lm，見(jiàn)P155表56小結(jié)：在避雷器保護(hù)特性與變壓器耐壓特性正確配合，以及避雷器殘壓與變壓器截波耐壓正確配合的前提下，還必須控制避雷器與

26、變壓器的安裝電氣距離，才可使變壓器得到有效保護(hù)。2、變配電所電氣設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)變壓器為最弱設(shè)備，其他設(shè)備耐壓強(qiáng)于變壓器。只要變壓器受到可靠保護(hù)，其他設(shè)備應(yīng)無(wú)問(wèn)題。3、變配電所進(jìn)線段保護(hù)進(jìn)線保護(hù)是指在進(jìn)入變配電所前12km架空線路上加強(qiáng)防雷保護(hù)采取的措施，其目的和作用有兩方面：一方面要降低雷電流幅值，另一方面要降低雷電流波頭陡度。（1）35KV及以上變電所的進(jìn)線保護(hù)：對(duì)35110KV全線無(wú)避雷線的線路，必須在進(jìn)線段架設(shè)避雷線，且保護(hù)角一般不宜超過(guò)20，對(duì)于全線有避雷線的架空線，在進(jìn)線段處的耐雷水平和保護(hù)角邊應(yīng)符合進(jìn)線保護(hù)規(guī)定。最不利的情況就是進(jìn)線首端落雷，此時(shí)流經(jīng)避雷器最大雷電流計(jì)算公式：2U

27、50%IAZ+ Ures，U50%使絕緣閃路概率為50%的雷電沖擊電壓，IA流過(guò)避雷器的最大雷電沖擊電流，Ures避雷器殘壓。通常在12Km裝設(shè)進(jìn)線段保護(hù)后，就能夠滿(mǎn)足限制避雷器中雷電流不超5KA要求！35KV及以上變配電所進(jìn)線保護(hù)接線圖如PPT所示：圖為35110KV未沿全線架避雷線的進(jìn)線保護(hù)接線圖，圖中避雷器設(shè)置要求：F1的設(shè)置：防斷口處發(fā)生全反射電壓升一倍而導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)式斷路器閃路引起帶電線路的工頻短路，一般采用管型避雷器。F2的設(shè)置：主要是針對(duì)絕緣水平很高的木桿或木橫擔(dān)線路，裝設(shè)F2可限制雷電流幅值，一般采用管型避雷器。F的設(shè)置：為防止F1動(dòng)作產(chǎn)生截波在QF閉合情況下危及變壓器縱絕緣，

28、故F應(yīng)保護(hù)F1，一般采用閥型避雷器?。?）35KV小容量變電所的簡(jiǎn)化進(jìn)線保護(hù)：對(duì)于35KV小容量變電所，可根據(jù)情況來(lái)簡(jiǎn)化進(jìn)線段保護(hù)（如PPT所示）進(jìn)線段：變配電所前12km這段架空線。保護(hù)措施：架設(shè)避雷線，降低雷電能量直接向相導(dǎo)線釋放的概率；裝設(shè)管式避雷器，泄放雷電能量，降低過(guò)電壓。 35kV變電所簡(jiǎn)化進(jìn)線段保護(hù)示例（解釋F2、F1和F的作用）三、10/0.38kV變配電所過(guò)電壓防護(hù)示例（見(jiàn)PPT所示電氣原理圖）以供配電系統(tǒng)最常見(jiàn)的室內(nèi)10/0.4kV變配電所為例，從以下兩方面介紹過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)所需考慮的問(wèn)題。（1）保護(hù)設(shè)置，（2）參數(shù)配合。過(guò)電壓與設(shè)備耐壓的配合，設(shè)備耐壓與避雷器參數(shù)的配合。

29、1、保護(hù)措施（1）進(jìn)線段保護(hù)設(shè)置。（2）變壓器保護(hù)設(shè)置。（3）低壓側(cè)IT系統(tǒng)中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)設(shè)置。（4）低壓側(cè)TN系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)設(shè)置正變換，逆變換。2、參數(shù)配合（1）10kV配電設(shè)備耐受電壓的選擇。（2）1min工頻耐壓：相地42kV/相間42kV。（3）1.25/50s雷電沖擊耐壓：75kV。錯(cuò)誤示例：選擇符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)的12kV配電設(shè)備。 1min工頻耐壓：相地28kV/相間42kV； 1.25/50s雷電沖擊耐壓：60kV/75kV。 不適用于中國(guó)小接地10kV系統(tǒng)。第3節(jié) 低壓系統(tǒng)常見(jiàn)電壓異常的危害與防護(hù) 一、中性點(diǎn)位移 1、中性點(diǎn)位移概念 本質(zhì)：電氣上的“中性點(diǎn)”與電路中的“節(jié)點(diǎn)”的對(duì)

30、應(yīng)關(guān)系變化。典型現(xiàn)象：Y接負(fù)載星接節(jié)點(diǎn)不再是電氣中性點(diǎn)，使得各相電壓不再相等。（自學(xué)復(fù)習(xí)：中性點(diǎn)概念） 辯異：“中性點(diǎn)位移”與 “中性點(diǎn)對(duì)地電壓偏移”。系統(tǒng)中性點(diǎn)位移及其防護(hù)：1、產(chǎn)生原因：三相負(fù)載不平衡且無(wú)中性線或中性線阻抗較大，中性線斷線。2、防護(hù)措施：（1）使三相負(fù)荷平衡，減小中性線阻抗，避免中性線斷線。 （2）設(shè)置中性線保護(hù)（如反應(yīng)壓差升高） 2、中性點(diǎn)位移產(chǎn)生原因及量值大小分析（電路圖見(jiàn)PPT所示）（1）、產(chǎn)生原因：三相負(fù)載不平衡且無(wú)中性線或中性線阻抗較大，中性線斷線。（2）、防護(hù)措施：1）使三相負(fù)荷平衡，減小中性線阻抗，避免中性線斷線。 2）設(shè)置中性線保護(hù)（如反應(yīng)壓差升高） 3、中

31、性點(diǎn)位移后果及防護(hù) 是一種差模（相間）與共模（相對(duì)地）混合過(guò)電壓形式。差模形式是主要危害，主要危害用電設(shè)備。在Yyn變壓器高壓側(cè)也會(huì)產(chǎn)生中性點(diǎn)位移（低壓側(cè)不平衡電流、3諧波等）?，F(xiàn)主要作預(yù)防性防護(hù)，補(bǔ)救性防護(hù)尚無(wú)成熟工程方法。防護(hù)難點(diǎn)：用戶(hù)側(cè)工程技術(shù)的特殊問(wèn)題。二、直接傳導(dǎo)性過(guò)電壓1、導(dǎo)致低壓側(cè)相導(dǎo)體和中性點(diǎn)對(duì)地過(guò)電壓。（電路圖見(jiàn)PPT所示）2、IT系統(tǒng)直接高電位傳導(dǎo)防護(hù)（電路圖見(jiàn)PPT所示）兩只電壓表的作用： 監(jiān)測(cè)間隙狀況、避免正常運(yùn)行時(shí)擊穿或短路，使系統(tǒng)接地形式改變。正常時(shí)，各110V讀數(shù)；間隙若擊穿，一只220V，另一只0V。三、通過(guò)接地體傳導(dǎo)的過(guò)電壓（電路圖見(jiàn)PPT所示） 解決方案示例

32、（電路圖見(jiàn)PPT所示） 第四節(jié) 電涌 一、電涌的來(lái)源1、什么是電涌（surge） 以雷擊電磁脈沖（LEMP）和（或）操作電磁脈沖（SEMP）為騷擾源，在電氣電子系統(tǒng)中耦合的能量脈沖。用電磁兼容模型解釋電涌：按技術(shù)領(lǐng)域分類(lèi)，電涌屬于電磁兼容（EMC）問(wèn)題，電磁兼容的模型如下（原理框圖見(jiàn)PPT所示）。按電磁兼容模型，對(duì)電涌解釋如下：騷擾源（發(fā)射器）-LEMP和SEMP等；耦合路徑-導(dǎo)體傳導(dǎo)耦合（電阻性耦合）、空間電磁耦合（電容性耦合和電感性耦合）；感受器（敏感設(shè)備）-低壓配電系統(tǒng)或電子信息系統(tǒng)，本課程主要介紹以低壓配電系統(tǒng)作為感受器的電涌保護(hù)。電涌電壓的示例曲線圖見(jiàn)PPT2、電涌的耦合路徑詳解（1

33、）、傳導(dǎo)（阻性）耦合 主要是通過(guò)金屬管線的直接電氣連通，將能量脈沖從一處傳輸?shù)搅硪惶?。在分析用等效電路上，這種耦合路徑可用一個(gè)電阻來(lái)表示，因此又叫做阻性耦合。如：直接雷擊線路造成的侵入雷電波，接地導(dǎo)體上的雷擊電磁脈沖傳導(dǎo)（見(jiàn)下頁(yè)圖）等。阻性耦合的電涌示例見(jiàn)PPT。（2） 、感性輻射耦合 指空間磁場(chǎng)傳遞的能量脈沖，耦合的原理為電磁感應(yīng)。（見(jiàn)PPT）（3） 、容性輻射耦合 指通過(guò)空間電場(chǎng)傳遞的能量脈沖。（見(jiàn)PPT）小結(jié)：電涌是LEMP或（和）SEMP通過(guò)阻性、感性或容性耦合傳遞到低壓系統(tǒng)或電子信息系統(tǒng)上的能量脈沖。電涌的危害以脈沖電壓或脈沖電流的形式出現(xiàn)。 危害的對(duì)象除了絕緣以外，還包括用電設(shè)備本

34、身的元、器件（又稱(chēng)硬件）。 二、電涌強(qiáng)度計(jì)算 電涌能量騷擾源能量耦合衰減1、騷擾源能量（雷電） （復(fù)習(xí)上一章內(nèi)容） 考慮雷擊電磁脈沖問(wèn)題時(shí)，應(yīng)考慮電閃中可能出現(xiàn)的三種雷擊形式：（1）短時(shí)首次雷擊；（2）首次后的短時(shí)雷擊；（3）長(zhǎng)時(shí)間雷擊。（見(jiàn)PPT）2、線路中感性耦合的能量估算 感性耦合能量計(jì)算非常復(fù)雜，除考慮騷擾源能量以外，還要考慮耦合路徑上的衰減以及環(huán)路的面積和位置等。業(yè)界專(zhuān)家對(duì)一些典型的感性耦合能量進(jìn)行了計(jì)算，并將結(jié)果列成表格，可供工程應(yīng)用選擇。典型情況見(jiàn)后頁(yè)圖，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)教材表5-9。3、傳導(dǎo)耦合的能量計(jì)算 主要考慮壓降和各處連接的分流作用。見(jiàn)PPT上頁(yè)圖a、c、d及下圖。小結(jié)：電涌的

35、能量取決于騷擾源（LEMP、SEMP）能量大小和耦合路徑衰減量大小。 騷擾源能量以雷電流幅值、電荷量來(lái)表征。 阻性耦合衰減主要是各處聯(lián)接的分流作用。感性耦合衰減主要涉及空間距離、屏蔽及感應(yīng)環(huán)路面積等。第5節(jié) 電涌保護(hù)器電涌保護(hù)器是一種用于帶電系統(tǒng)中限制瞬態(tài)過(guò)電壓并釋放電涌能量的非線性器件，簡(jiǎn)稱(chēng)SPD（Surge Protective Device），用以保護(hù)電氣電子系統(tǒng)免遭電涌破壞。電子系統(tǒng)中還有串接限制過(guò)電流的電涌保護(hù)器件。電涌保護(hù)器（SPD）又稱(chēng)浪涌保護(hù)器（曾名：浪涌過(guò)電壓保護(hù)器）作用：限制瞬態(tài)過(guò)電壓并分走電涌電流的非線性器件，主要用于低于配電系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中，用于對(duì)雷電過(guò)電壓，操作過(guò)電壓

36、、雷擊電磁脈沖或電磁干擾（EMI）脈沖的防護(hù)。組成：一般由氣體放電管、放電間隙、半導(dǎo)體放電管（SAD）、氧化鋅壓敏電阻（MOV）、齊納二級(jí)管、濾波器、保險(xiǎn)絲等元件單獨(dú)式組合構(gòu)成。 辯異：電涌保護(hù)器與避雷器?；驹硐嗤匦詤?shù)和應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用目的不同。通過(guò)共同點(diǎn)加深對(duì)基本概念的理解，通過(guò)不同點(diǎn)加強(qiáng)工程意識(shí)培養(yǎng)。 一、電涌保護(hù)器的類(lèi)別與工作原理 分為電壓開(kāi)關(guān)型、限壓型和混合型三類(lèi)。 電壓開(kāi)關(guān)型：突然導(dǎo)通特征。通流容量大，特性陡，殘壓高。主要用于泄放能量。適用于LPZ0與LPZ1區(qū)交界處。 限壓型：隨電涌電壓升高漸進(jìn)導(dǎo)通。通流容量小，特性緩，因逐漸釋放能量而具有降低過(guò)電壓幅值的作用。主要用于保護(hù)

37、設(shè)備。適用于LPZ0B及以后防雷區(qū)。 混合型：隨承受的電涌電壓不同而分別呈現(xiàn)電壓開(kāi)關(guān)型或限壓型特性?？勺鳛榕潆娤到y(tǒng)中間級(jí)的保護(hù)。三類(lèi)SPD的保護(hù)動(dòng)作特性圖。（見(jiàn)PPT）二、電涌保護(hù)器的沖擊分類(lèi)試驗(yàn) SPD有三種沖擊分類(lèi)試驗(yàn)，這三種試驗(yàn)沒(méi)有等級(jí)之分。生產(chǎn)廠家可根據(jù)自己所生產(chǎn)產(chǎn)品的應(yīng)用條件，選擇其中一種或幾種進(jìn)行試驗(yàn)，并以試驗(yàn)類(lèi)別標(biāo)定相關(guān)參數(shù)。應(yīng)用條件：指SPD在系統(tǒng)中的安裝位置和應(yīng)起到的保護(hù)作用。安裝位置：高暴露地點(diǎn)；低暴露地點(diǎn)。保護(hù)作用：泄放能量為主；與被保護(hù)設(shè)備耐壓特性配合為主。 1、 試驗(yàn)用電流與電壓波形（1） 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電流。見(jiàn)圖。其中曲線1、2為IEC61643-1標(biāo)準(zhǔn)推薦，曲線3為德國(guó)

38、E DIN VDE0675標(biāo)準(zhǔn)推薦。（2）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電壓。一般采用1.25/50s的沖擊電壓作為試驗(yàn)電壓。2、三種分類(lèi)試驗(yàn)（1）I級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)。用1.2/50s沖擊電壓、8/20s和10/350s沖擊電流作的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：標(biāo)稱(chēng)放電電流In（8/20s），最大沖擊電流Iimp（10/350s）。通過(guò)該試驗(yàn)的SPD通常用于高暴露地點(diǎn)，可承受較大的能量。一般電壓開(kāi)關(guān)型SPD進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn) （2）II級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)。用1.2/50s沖擊電壓、8/20s沖擊電流作的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：標(biāo)稱(chēng)放電電流In（8/20s）和最大放電電流Imax（8/20s）。一般限壓型SPD進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)，用于低暴露地點(diǎn)。 一級(jí)與二級(jí)分類(lèi)試

39、驗(yàn)得出的參數(shù)中，In是重疊的。 （3）III級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)。開(kāi)路時(shí)施加1.2/50s沖擊電壓、短路時(shí)施加8/20s沖擊電流作的試驗(yàn)。開(kāi)路電壓與短路電流峰值之比為2。 三、主要參數(shù)1、主要參數(shù)（1）最大持續(xù)工作電壓Uc。使SPD工作時(shí)間不小于設(shè)計(jì)壽命所允許施加的最高工頻電壓。原理：長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性。系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大持續(xù)運(yùn)行電壓不應(yīng)該高于該電壓。（2）標(biāo)稱(chēng)放電電流In。指SPD通過(guò)規(guī)定次數(shù)8/20s沖擊電流的最大值。在通過(guò)規(guī)定次數(shù)的這個(gè)電流后，SPD的特性變化不超過(guò)允許范圍?？捎蒊、II級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)確定。（3）最大放電電流Imax。指SPD通過(guò)1次8/20s沖擊電流的最大值。在通過(guò)該電流后，SPD不得發(fā)生

40、實(shí)質(zhì)性損壞。由II級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)確定。用以衡量限壓型SPD的最大通流能力。同一只SPD的Imax一般為In的22.5倍。（4）沖擊電流Iimp。指SPD通過(guò)1次10/350s沖擊電流的最大值。在通過(guò)該電流后，SPD不得發(fā)生實(shí)質(zhì)性損壞。由I級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)確定。用于衡量電壓開(kāi)關(guān)型SPD的最大通流能力。辯異：Imax、Iimp分別表示限壓型SPD和電壓開(kāi)關(guān)型SPD的極限通流能力。SPD不應(yīng)因通過(guò)這樣大的電流而發(fā)生燒毀、爆炸等事故，但SPD的特性可能已經(jīng)變壞，不能繼續(xù)工作。In表示限壓型和電壓開(kāi)關(guān)型SPD的額定通流能力。多次通過(guò)該電流后，SPD應(yīng)可繼續(xù)正常工作，直至達(dá)到規(guī)定次數(shù) 。 （5）電壓保護(hù)水平UP。即

41、最大殘壓。對(duì)電壓開(kāi)關(guān)型SPD ，又等于放電電壓。 殘壓指SPD動(dòng)作后的電壓，為隨時(shí)間變化的波形，UP即變化的上限。電壓保護(hù)水平應(yīng)低于設(shè)備耐壓。（6）響應(yīng)時(shí)間。一般要求小于25ns。2、參數(shù)示例 某通過(guò)I級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)的SPD參數(shù)如下：最大持續(xù)工作電壓Uc：350V；標(biāo)稱(chēng)放電電流In：20kA（15個(gè)8/20s電流波）；沖擊電流Iimp：115kA（1個(gè)10/350s電流波）； 電壓保護(hù)水平UP：600V。第六節(jié) 低壓系統(tǒng)電涌保護(hù)配置一、電涌保護(hù)對(duì)象分級(jí) 電涌防護(hù)等級(jí)是以建筑物中電子信息系統(tǒng)為對(duì)象劃分的，依據(jù)有兩個(gè)，一個(gè)是雷擊風(fēng)險(xiǎn)，另一個(gè)是電子信息系統(tǒng)的重要性和使用性質(zhì)。 電氣系統(tǒng)的防護(hù)級(jí)別與同一建

42、筑內(nèi)電子信息系統(tǒng)的防護(hù)級(jí)別等同，有時(shí)又簡(jiǎn)稱(chēng)建筑物的電涌防護(hù)等級(jí)。分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)，A級(jí)防護(hù)要求最高，D級(jí)最低。 2、 電涌保護(hù)的目的及其在防雷體系中的地位 1、電涌保護(hù)的目的 通過(guò)在電氣電子設(shè)備的電源側(cè)限制雷電過(guò)電壓（兼限制大部分操作過(guò)電壓）并泄放雷電能量，以保護(hù)設(shè)備絕緣及硬件不致?lián)p壞。 2、電涌保護(hù)在防雷體系中的地位（1）建筑物內(nèi)部防雷的重要組成部分。（2）綜合防雷體系的末端環(huán)節(jié)。（3）采取了基本防雷措施的前提下，專(zhuān)門(mén)針對(duì)耦合到低壓配電系統(tǒng)中和電子信息系統(tǒng)中的雷電能量進(jìn)行防護(hù)。 與雷電過(guò)電壓防護(hù)對(duì)比：能量相對(duì)較小，但被保護(hù)設(shè)備承受力也小，響應(yīng)時(shí)間要求高，環(huán)境要求高，與其他環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)

43、性高。 二、電涌保護(hù)主要對(duì)象及耐受水平 保護(hù)對(duì)象為低壓配電和用電設(shè)備。低壓設(shè)備耐壓分4個(gè)等級(jí)，見(jiàn)下表。(見(jiàn)PPT所示)，過(guò)電壓類(lèi)別I：用電設(shè)備，如音響、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等。過(guò)電壓類(lèi)別II：用電設(shè)備，如洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)器等。過(guò)電壓類(lèi)別III：負(fù)荷側(cè)配電設(shè)備及永久連接至系統(tǒng)的工業(yè)用電設(shè)備（如工業(yè)用電動(dòng)機(jī)等）。過(guò)電壓類(lèi)別IV：電源側(cè)配電設(shè)備。各過(guò)電壓類(lèi)別設(shè)備在系統(tǒng)中的位置(見(jiàn)PPT所示). 四、電涌保護(hù)系統(tǒng)的布局 采用分散、多級(jí)的布局。理由：同一電壓等級(jí)電網(wǎng)中有多個(gè)耐壓等級(jí)設(shè)備，且設(shè)備本身是分散布置的。 結(jié)果：逐級(jí)泄放電涌能量。要求：在恰當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)器：（1）SPD電壓保護(hù)水平與被保護(hù)設(shè)備

44、配合。（2）不同防雷區(qū)交界面處，應(yīng)設(shè)置SPD。LPZ0與LPZ1區(qū)交界面：設(shè)置通過(guò)I級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)的SPD。其他交界面：設(shè)置通過(guò)II、III級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)的SPD。（3）同一防雷區(qū)中的同一配電級(jí)中，考慮電涌波過(guò)程，可能在若干處設(shè)置SPD。 按從電源到負(fù)荷的方向，系統(tǒng)的多級(jí)保護(hù)分別被稱(chēng)為第一、二、三、四級(jí)，對(duì)應(yīng)于被保護(hù)對(duì)象的過(guò)電壓類(lèi)別。辯異：一級(jí)SPD：在系統(tǒng)中處于最靠電源側(cè)的SPD；I類(lèi)SPD：通過(guò)I級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)的SPD。某高層住宅電涌保護(hù)布局示例(見(jiàn)PPT所示)。 五、電壓保護(hù)模式 相與相間、相與中性線之間的電涌電壓叫做差模電壓。相與地間、中性線與地間的電涌電壓叫做共模電壓。SPD的電壓保護(hù)模式指與電

45、涌電壓模式相對(duì)應(yīng)的保護(hù)器件與系統(tǒng)的連接方式。典型的電壓保護(hù)模式分三類(lèi)，相應(yīng)的典型電路接線有四種。SPD電壓保護(hù)模式及特點(diǎn)(見(jiàn)PPT所示)。六、電涌保護(hù)器主要參數(shù)及類(lèi)型選擇1、電壓保護(hù)水平Up 理論上，Up連同引線上的壓降，應(yīng)小于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓Uw。實(shí)際上，一般用以下公式校核： Up 0.8Uw 2、通流容量及選擇 工程上將被保護(hù)對(duì)象按雷擊危險(xiǎn)性分為A、B、C、D四級(jí)，并規(guī)定了每個(gè)分級(jí)對(duì)SPD通流容量的最低通流容量要求。例：A級(jí)保護(hù)對(duì)象中各級(jí)SPD通流容量參考值(見(jiàn)PPT所示)。3、最大持續(xù)工作電壓Uc Uc選擇關(guān)系著SPD的壽命，應(yīng)大于系統(tǒng)最大持續(xù)運(yùn)行電壓。一般持續(xù)5s以上的電壓就應(yīng)視為

46、持續(xù)電壓。應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素。（1）正常運(yùn)行時(shí)10的系統(tǒng)電壓偏差和5的 SPD老化因素。（2）系統(tǒng)接地形式。接地故障時(shí)，不同接地形式的系統(tǒng)可能出現(xiàn)不同的過(guò)電壓，若持續(xù)時(shí)間超過(guò)5s，應(yīng)考慮為持續(xù)電壓。 （3）中壓系統(tǒng)故障傳遞到低壓系統(tǒng)的持續(xù)過(guò)電壓。示例如圖。(見(jiàn)PPT所示)。4、電壓開(kāi)關(guān)型SPD的導(dǎo)通放電電壓UOP 指電壓開(kāi)關(guān)型SPD被電涌擊穿所需的最低電壓值，又稱(chēng)動(dòng)作電壓。只有當(dāng)電涌電壓上升達(dá)到該值時(shí)，電壓開(kāi)關(guān)型SPD才開(kāi)始泄放雷電能量。低壓系統(tǒng)中Uc的選取(見(jiàn)PPT所示）第七節(jié) 電涌保護(hù)的級(jí)間配合 由于低壓系統(tǒng)電涌保護(hù)采用分散、多級(jí)的布局，以逐級(jí)削減電涌能量并與被保護(hù)設(shè)備匹配，因此各級(jí)電涌保護(hù)器除了類(lèi)型不同以外，在參數(shù)上還應(yīng)滿(mǎn)足一定的關(guān)系，才能滿(mǎn)足保護(hù)要求。電涌保護(hù)的級(jí)間配合就是指各級(jí)電涌保護(hù)器在類(lèi)型、參數(shù)及位置關(guān)系等上的協(xié)調(diào)。 一、電涌保護(hù)級(jí)間配合的原則 原則：上級(jí)電涌保護(hù)應(yīng)能可靠保