高電壓工程09T

1、第九章第九章 雷電參數(shù)及防雷裝置雷電參數(shù)及防雷裝置高電壓工程基礎(chǔ)高電壓工程基礎(chǔ) 主講教師：田翠華2 雷電是一種可怖而又壯觀的自然現(xiàn)象，我國(guó)東周時(shí)雷電是一種可怖而又壯觀的自然現(xiàn)象，我國(guó)東周時(shí)莊子莊子上有記述：上有記述：“陰陽(yáng)分爭(zhēng)故為電，陽(yáng)陰交爭(zhēng)故為雷，陰陽(yáng)錯(cuò)行，陰陽(yáng)分爭(zhēng)故為電，陽(yáng)陰交爭(zhēng)故為雷，陰陽(yáng)錯(cuò)行，天地大駭，于是有雷、有霆。天地大駭，于是有雷、有霆?！?人們對(duì)雷電現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識(shí)始于人們對(duì)雷電現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識(shí)始于18世紀(jì)中葉，著名科學(xué)家有世紀(jì)中葉，著名科學(xué)家有富蘭克林（富蘭克林（Franklin）、）、MB羅蒙諾索夫（羅蒙諾索夫（Jiomohocob）、）、LB黎赫曼（黎赫曼（Phxmah）等，

2、如著名的富蘭克林風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，第）等，如著名的富蘭克林風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，第一次向人們揭示了雷電只不過(guò)是一種一次向人們揭示了雷電只不過(guò)是一種火花放電火花放電的秘密，他們通的秘密，他們通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)取得卓越成就，建立了現(xiàn)代雷電學(xué)說(shuō)，認(rèn)為雷擊是過(guò)大量實(shí)驗(yàn)取得卓越成就，建立了現(xiàn)代雷電學(xué)說(shuō)，認(rèn)為雷擊是云層中大量負(fù)電荷和正電荷迅速中和而產(chǎn)生的現(xiàn)象。特別是利云層中大量負(fù)電荷和正電荷迅速中和而產(chǎn)生的現(xiàn)象。特別是利用高速攝影、自動(dòng)錄波、雷電定向定位等現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)對(duì)雷電用高速攝影、自動(dòng)錄波、雷電定向定位等現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)對(duì)雷電進(jìn)行的觀測(cè)研究，大大豐富了人們對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)。進(jìn)行的觀測(cè)研究，大大豐富了人們對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)。3 能產(chǎn)生雷電的帶

3、電云層稱(chēng)為雷云。雷云的形成主要是含水汽的空氣的熱對(duì)流效應(yīng)。太陽(yáng)的熱輻射使地面部分水分化為蒸汽，含水蒸汽的空氣受到熾熱的地面烘烤而上升，會(huì)產(chǎn)生向上的熱氣流。熱氣流每上升10km，溫度下降約10，熱氣流與高空冷空氣相遇形成雨滴、冰雹等水成物，水成物在地球靜電場(chǎng)的作用下被極化，形成熱雷云。雷云的形成4雷云的形成過(guò)程是綜合性的。 強(qiáng)氣流將云中的水滴吹裂時(shí)，較大的殘滴帶正電，較小的水珠帶負(fù)電，小水珠被氣流帶走，于是云的各部分帶有不同的電荷，這是水滴破裂效應(yīng)。 水在結(jié)冰時(shí)，冰粒會(huì)帶正電，沒(méi)有結(jié)冰的被風(fēng)吹走小水珠將帶負(fù)電，這是水滴結(jié)冰效應(yīng)。5最后形成帶正電的云粒子在云的上部，而負(fù)電的水成物在云的下部，或者帶

4、負(fù)電的水成物以雨或雹的形式下降到地面。當(dāng)上面所講的帶電云層一經(jīng)形成，就形成雷云空間電場(chǎng)。由此可見(jiàn)，雷電的成因源于大氣的運(yùn)動(dòng)。 6 作用于電力系統(tǒng)的雷電過(guò)電壓最常見(jiàn)的（約90%）是由帶負(fù)電的雷云對(duì)地放電引起，稱(chēng)為負(fù)下行雷，下面以負(fù)下行雷為例分析雷電放電過(guò)程。負(fù)下行雷通常包括若干次重復(fù)的放電過(guò)程，而每次可以分為先導(dǎo)放電、主放電和余輝放電三個(gè)階段。 先導(dǎo)放電階段 主放電階段 余輝放電階段雷電放電過(guò)程8 一、雷電放電的三個(gè)階段一、雷電放電的三個(gè)階段 先導(dǎo)放電：先導(dǎo)放電： E 30kV/cm E 30kV/cm 主放電主放電: :（約（約5050 100s 100s ）電流極大電流極大（ 數(shù)十上百千安）

5、數(shù)十上百千安） 余輝放電余輝放電: :v特點(diǎn)：特點(diǎn)：電流不大電流不大（數(shù)百安）（數(shù)百安）持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（ 0.030.03 0.15s0.15s）v特點(diǎn)：特點(diǎn)：存在時(shí)間極短存在時(shí)間極短9 負(fù)雷云下行雷的過(guò)程負(fù)雷云下行雷的過(guò)程(a)(a)負(fù)下行雷的光學(xué)照片描繪圖負(fù)下行雷的光學(xué)照片描繪圖 (b)(b)放電過(guò)程中雷電流的變化過(guò)程放電過(guò)程中雷電流的變化過(guò)程10雷電參數(shù) 雷電放電受氣象條件、地形和地質(zhì)等許多自然因素影響，帶有很大的隨機(jī)性，因而表征雷電特性的各種參數(shù)也就具有統(tǒng)計(jì)的性質(zhì)。 主要的雷電參數(shù)有： 雷暴日及雷暴小時(shí)、地面落雷密度、主放電通道波阻抗、雷電流極性、雷電流幅值、雷電流等值波形、

6、雷電流陡度等。 111.雷暴日及雷暴小時(shí) 雷暴日Td 是指該地區(qū)平均一年內(nèi)有雷電放電的平均天數(shù)，單位d/a 。雷暴小時(shí)Th 雷暴小時(shí)是指平均一年內(nèi)的有雷電的小時(shí)數(shù)，單位h/a。雷暴日與該地區(qū)所在緯度、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、地形地貌有關(guān)Td 15 中雷區(qū) 40，多雷區(qū)；90，強(qiáng)雷區(qū)( (衡量雷電活動(dòng)頻繁的程度衡量雷電活動(dòng)頻繁的程度) ) 標(biāo)準(zhǔn)雷暴日：標(biāo)準(zhǔn)雷暴日：4040122 雷電流 雷擊小接地阻抗（小于30歐姆）物體時(shí)，流過(guò)該物體的電流定義為雷電流。其基本參數(shù)有雷電流的幅值、波形、波頭時(shí)間、陡度和極性lg88IP lg44Ip 幅值 (Td20)峰值等于或大于50kA的雷電流出現(xiàn)的概率為27% (Td

7、20)主放電通道波阻抗 300歐姆13電流的波形和最大陡度電流的波形和最大陡度 0()ttiIee波形1(1 cos)2iIt 雷電沖擊試驗(yàn)和防雷設(shè)計(jì)中常用的雷電流等值波形有雙指數(shù)波、斜角波和半余弦波三種。雷電流的等值波形雷電流的等值波形(a)(a)雙指數(shù)波雙指數(shù)波 (b)(b)斜角波斜角波 (c)(c)半余弦波半余弦波14t t: : 波頭時(shí)間（波前時(shí)間）波頭時(shí)間（波前時(shí)間）: : 波長(zhǎng)（半峰值時(shí)間）波長(zhǎng)（半峰值時(shí)間） 1 1 4 s 4 s 平均平均2.6 s2.6 s 2 02 0100 s 100 s 多為多為40 s40 s 15雷電流陡度 雷電流陡度是指雷電流隨時(shí)間上升的速度。雷電

8、流陡度越大，對(duì)電氣設(shè)備造成的危害也越大。雷電流陡度的直接測(cè)量更為困難，常常根據(jù)一定的幅值、波頭和波形來(lái)推算。DL/T 6201997標(biāo)準(zhǔn)取波頭形狀為斜角波，波頭按2.6 考慮，雷電流陡度 。計(jì)算雷電流沖擊波波頭陡度出現(xiàn)的概率可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 或36logaaP36a10aP6 . 2Ia sIitt16 平頂斜角波平頂斜角波陡度陡度 a= I/a= I/t t= I/2.6 = I/2.6 kA /s kA /s 防雷設(shè)計(jì)中取防雷設(shè)計(jì)中取 t / /2.6 / 40 s 2.6 / 40 s t17 當(dāng)雷云電荷為負(fù)時(shí)，所發(fā)生的雷云放電為負(fù)極性放電，雷電流極性為負(fù)；反之，雷電流極性為正。實(shí)

9、測(cè)統(tǒng)計(jì)資料表明，不同的地形地貌，雷電流正負(fù)極性比例不同，負(fù)極性所占比例在75%90%之間，因此，防雷保護(hù)都取負(fù)極性雷電流進(jìn)行研究分析。雷電流極性183. 地面落雷密度 表征雷云對(duì)地放電的頻繁程度以地面落雷密度來(lái)表示，是指每一雷暴日每平方公里地面遭受雷擊的次數(shù)。地面落雷密度和雷暴日的關(guān)系式為： 0.3d023. 0TDL/T 6201997標(biāo)準(zhǔn)取 為基準(zhǔn)，則40dT07. 0 實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)得實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)得: :0.07 0.07 次次/ /平方公里平方公里雷暴日雷暴日(4 )0.07100 400.28(4 )1000dbhNS Tbh 4. 4.線(xiàn)路每百公里每年的雷擊次數(shù)線(xiàn)路每百公里每年的雷擊次數(shù)N

10、N19防雷保護(hù)設(shè)備 雷電放電作為一種強(qiáng)大的自然力的爆發(fā)是難以制止的，產(chǎn)生的雷電過(guò)電壓可高達(dá)數(shù)百至數(shù)千kV，如不采取防護(hù)措施，將引起電力系統(tǒng)故障，造成大面積停電。 目前人們主要是設(shè)法去躲避和限制雷電的破壞性，基本措施就是加裝避雷針、避雷線(xiàn)、避雷器、防雷接地、電抗線(xiàn)圈、電容器組、消弧線(xiàn)圈、自動(dòng)重合閘等防雷保護(hù)裝置。 避雷針、避雷線(xiàn)用于防止直擊雷過(guò)電壓，避雷器用于防止沿輸電線(xiàn)路侵入變電所的感應(yīng)雷過(guò)電壓。20 避雷針（線(xiàn)）的作用避雷針（線(xiàn)）的作用: :引雷引雷 、泄雷、泄雷 引 下 線(xiàn)6 m m接 地 體 接 閃 器 1 0 1 2 m m219.2.1 避雷針和避雷線(xiàn)保護(hù)范圍 避雷針?lè)览自?避雷針

11、是明顯高出被保護(hù)物體的金屬支柱，其針頭采用圓鋼或鋼管制成，其作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使被保護(hù)物體免遭直接雷擊。避雷針需有足夠截面的接地引下線(xiàn)和良好的接地裝置，以便將雷電流安全可靠地引入大地。 222. 避雷針的保護(hù)范圍 表示避雷針的保護(hù)效能，通常采用保護(hù)范圍的概念，只具有相對(duì)意義。避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物體在此空間范圍內(nèi)不致遭受直接雷擊。我國(guó)使用的避雷針的保護(hù)范圍的計(jì)算方法，是根據(jù)小電流雷電沖擊模擬試驗(yàn)確定，并根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了校驗(yàn)。保護(hù)范圍是按照保護(hù)概率99.9%確定的空間范圍（即屏蔽失效率或繞擊率0.1%）。23（1） 單支避雷針 ()()2xxxhrh

12、hPh單支避雷針的保護(hù)范圍如圖所示: 單支避雷針的保護(hù)范圍單支避雷針的保護(hù)范圍(1.52)()2xxxhrhhPh24 兩線(xiàn)外側(cè)的保護(hù)范圍按單根避雷線(xiàn)方法確定；兩線(xiàn)內(nèi)側(cè)的保護(hù)高度由兩線(xiàn)及保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O的圓弧來(lái)確定。O點(diǎn)為假想避雷針的頂點(diǎn)，其高度按下式計(jì)算： (2)兩支等高避雷線(xiàn)高度為高度為h h的兩支等高避雷針的保護(hù)范圍的兩支等高避雷針的保護(hù)范圍 pDhh7O 式中：Oh 兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)高度，mD 兩避雷針間的距離，m。25 (3)兩支不等高避雷針兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍如圖所示。 兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍26(4)多支等高避雷針 由于發(fā)電

13、廠或變電所的面積較大，實(shí)際上都采用多支等高避雷針保護(hù)。三支等高避雷針?biāo)纬傻娜切蔚耐鈧?cè)保護(hù)范圍分別按兩支等高避雷針的計(jì)算方法確定。四支及以上等高避雷針?biāo)纬傻乃慕切位蚨嘟切?，可先將其分成兩個(gè)或數(shù)個(gè)三角形，然后分別按三支等高避雷針的方法計(jì)算。 27 三支等高避雷針在hx水平面上的保護(hù)范圍如圖（a）所示，圖（b）所示為四支等高避雷針在hx水平面上的保護(hù)范圍。三、四支等高避雷針在三、四支等高避雷針在h hx x水平面上的保護(hù)范圍水平面上的保護(hù)范圍(a)(a)三支等高避雷針在三支等高避雷針在h hx x水平面上的保護(hù)范圍水平面上的保護(hù)范圍(b)(b)四支等高避雷針在四支等高避雷針在h hx x水平面

14、上的保護(hù)范圍水平面上的保護(hù)范圍282 避雷線(xiàn)防雷原理及保護(hù)范圍 避雷線(xiàn)，通常又稱(chēng)架空地線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)地線(xiàn)。避雷線(xiàn)的防雷原理與避雷針相同，主要用于輸電線(xiàn)路的保護(hù)，也可用來(lái)保護(hù)發(fā)電廠和變電所，近年來(lái)許多國(guó)家采用避雷線(xiàn)保護(hù)500kV大型超高壓變電所。用于輸電線(xiàn)路時(shí)，避雷線(xiàn)除了防止雷電直擊導(dǎo)線(xiàn)外，同時(shí)還有分流作用，以減少流經(jīng)桿塔入地的雷電流從而降低塔頂電位，避雷線(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的耦合作用還可以降低導(dǎo)線(xiàn)上的感應(yīng)雷過(guò)電壓。 292hhxphhr)(47. 0 xx2hhxphhr)53. 1(xx 單根避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍如圖所示，在hx水平面上每側(cè)保護(hù)范圍的寬度按下列公式計(jì)算：當(dāng)時(shí) 時(shí) 式中：rxhx水平面上每側(cè)保 護(hù)范

15、圍的寬度，m；hx被保護(hù)物的高度，m；h避雷線(xiàn)的高度，m。單根避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍單根避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍比避雷針小，因?yàn)槠鋵?duì)雷云先導(dǎo)的畸變作用小于避雷針的緣故30pDhh4O0h 兩根等高平行避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍如圖所示。兩線(xiàn)外側(cè)的保護(hù)范圍按單根避雷線(xiàn)的計(jì)算方法確定。兩線(xiàn)間各橫截面的保護(hù)范圍由通過(guò)兩避雷線(xiàn)1、2點(diǎn)及保護(hù)范圍邊緣最低點(diǎn)O的圓弧確定。O點(diǎn)的高度應(yīng)按下式計(jì)算：式中：兩避雷線(xiàn)間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m； D兩避雷線(xiàn)間的距離，m。兩根平行避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍兩根平行避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍31 表示避雷線(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的保護(hù)程度，工程中常用保護(hù)角來(lái)表示，如圖所示。保護(hù)角是指避雷線(xiàn)和外側(cè)導(dǎo)線(xiàn)的連

16、線(xiàn)與避雷線(xiàn)的垂線(xiàn)之間的夾角。保護(hù)角愈小，避雷線(xiàn)就愈可靠地保護(hù)導(dǎo)線(xiàn)免遭雷擊。一般=20 30，這時(shí)即認(rèn)為導(dǎo)線(xiàn)已處于避雷線(xiàn)的保護(hù)范圍之內(nèi)。避雷線(xiàn)的保護(hù)角避雷線(xiàn)的保護(hù)角繞擊？電氣幾何模型？329.3 避雷器 避雷器是專(zhuān)門(mén)用以限制線(xiàn)路傳來(lái)的雷電過(guò)電壓或操作避雷器是專(zhuān)門(mén)用以限制線(xiàn)路傳來(lái)的雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓的一種防雷裝置。過(guò)電壓的一種防雷裝置。避雷器實(shí)質(zhì)上是一種過(guò)電壓限制避雷器實(shí)質(zhì)上是一種過(guò)電壓限制器器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)并超過(guò)，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)并超過(guò)避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器先放電，從而限制了過(guò)電壓避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器先放電，從而限制了過(guò)電壓的發(fā)展

17、，使電氣設(shè)備免遭過(guò)電壓損壞。的發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭過(guò)電壓損壞。 避雷器的常用類(lèi)型有：避雷器的常用類(lèi)型有：保護(hù)間隙、排氣式避雷器（常保護(hù)間隙、排氣式避雷器（常稱(chēng)管型避雷器）、閥式避雷器和金屬氧化物避雷器（常稱(chēng)稱(chēng)管型避雷器）、閥式避雷器和金屬氧化物避雷器（常稱(chēng)氧化鋅避雷器）四種氧化鋅避雷器）四種。33第三節(jié) 避雷器n一 基本要求避雷器就是一種普遍采用的侵入波保護(hù)裝置，它是一種過(guò)電壓限制器。 n基本要求：（1）保護(hù)裝置的沖擊放電電壓Ub(i)應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備絕緣的沖擊耐壓值。n（2）放電間隙應(yīng)有平坦的伏秒特性曲線(xiàn)和盡可能高的滅弧能力。34一、保護(hù)間隙一、保護(hù)間隙 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

18、、價(jià)廉。 缺點(diǎn)：保護(hù)效果差，與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性不易配合；缺點(diǎn)：保護(hù)效果差，與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性不易配合；動(dòng)作后產(chǎn)生的動(dòng)作后產(chǎn)生的截波截波，對(duì)變壓器匝間絕緣有很大的威脅。因此，對(duì)變壓器匝間絕緣有很大的威脅。因此它往往與其它防護(hù)措施配合使用。分散性大。它往往與其它防護(hù)措施配合使用。分散性大。僅用于I0kV 以下的配電網(wǎng)中 保護(hù)間隙常用雙羊角狀間隙，取其保護(hù)間隙常用雙羊角狀間隙，取其有電弧上吹特性，我國(guó)常用于有電弧上吹特性，我國(guó)常用于3 10kV電網(wǎng)中。保護(hù)間隙有一定的限制過(guò)電壓電網(wǎng)中。保護(hù)間隙有一定的限制過(guò)電壓效果，但不能避免供電中斷。效果，但不能避免供電中斷。工頻續(xù)流？工頻續(xù)流？過(guò)電壓消失

19、后，由工頻電壓形成的工頻電弧繼續(xù)流過(guò)間隙過(guò)電壓消失后，由工頻電壓形成的工頻電弧繼續(xù)流過(guò)間隙35二、管型避雷器二、管型避雷器外間隙外間隙內(nèi)間隙內(nèi)間隙1產(chǎn)氣管；產(chǎn)氣管；2膠木管套；膠木管套；3棒電極；棒電極；4環(huán)形電極；環(huán)形電極；5貯氣室；貯氣室；6動(dòng)作指示器動(dòng)作指示器 能熄滅的續(xù)流具有一定的上限和下限。 排氣式避雷器的主要缺點(diǎn)：1) 伏秒特性太陡，放電分散性較大，難以和被保護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合2) 排氣式避雷器動(dòng)作后會(huì)產(chǎn)生高幅值的截波，對(duì)變壓器的縱絕緣不利 線(xiàn)路保護(hù)，變電站的進(jìn)線(xiàn)段保護(hù) 36三、閥型避雷器三、閥型避雷器 當(dāng)過(guò)電壓達(dá)到間隙動(dòng)作電壓，間隙動(dòng)作，沖擊電流經(jīng)閥當(dāng)過(guò)電壓達(dá)到間隙動(dòng)作電壓

20、，間隙動(dòng)作，沖擊電流經(jīng)閥片流入大地；之后，閥片僅受到工頻電壓作用，由于非線(xiàn)性片流入大地；之后，閥片僅受到工頻電壓作用，由于非線(xiàn)性關(guān)系，閥片電阻值增高，使流過(guò)的工頻續(xù)流受到限制，并在關(guān)系，閥片電阻值增高，使流過(guò)的工頻續(xù)流受到限制，并在第一次過(guò)零瞬間，由間隙將此續(xù)流切斷。第一次過(guò)零瞬間，由間隙將此續(xù)流切斷。注意注意：避雷器從間隙擊穿到工頻續(xù)流被切斷不超過(guò)半個(gè)周波，：避雷器從間隙擊穿到工頻續(xù)流被切斷不超過(guò)半個(gè)周波，因此電網(wǎng)在整個(gè)過(guò)程均保持正常供電。因此電網(wǎng)在整個(gè)過(guò)程均保持正常供電。 37 普通閥式避雷器（普通閥式避雷器（火花間隙、非線(xiàn)性電阻火花間隙、非線(xiàn)性電阻）單個(gè)火花間隙的結(jié)構(gòu)單個(gè)火花間隙的結(jié)構(gòu)a

21、.保證間隙中保證間隙中的電場(chǎng)為均勻的電場(chǎng)為均勻電場(chǎng)，伏秒特電場(chǎng)，伏秒特性平緩；性平緩；b.電電暈可縮短間隙暈可縮短間隙放電時(shí)間放電時(shí)間 閥片的伏安特性閥片的伏安特性kuC i多個(gè)短間隙串聯(lián)易多個(gè)短間隙串聯(lián)易于切斷工頻續(xù)流。于切斷工頻續(xù)流。（復(fù)合與散熱）（復(fù)合與散熱） 多個(gè)間隙串聯(lián)電壓分布多個(gè)間隙串聯(lián)電壓分布不均勻，使避雷器滅弧不均勻，使避雷器滅弧能力降低?？墒褂貌⒙?lián)能力降低?？墒褂貌⒙?lián)電阻使電壓分布均勻。電阻使電壓分布均勻。 a. 當(dāng)電流增大時(shí)，閥片呈現(xiàn)當(dāng)電流增大時(shí)，閥片呈現(xiàn)低阻值，使避雷器上電壓降低阻值，使避雷器上電壓降低，增加了避雷器的保護(hù)效低，增加了避雷器的保護(hù)效果。果。b. 希望在工頻

22、電壓升高希望在工頻電壓升高后流過(guò)間隙閥片的續(xù)流不超后流過(guò)間隙閥片的續(xù)流不超過(guò)規(guī)定值，此時(shí)閥片呈現(xiàn)的過(guò)規(guī)定值，此時(shí)閥片呈現(xiàn)的電阻要有足夠的數(shù)值。電阻要有足夠的數(shù)值。 普通閥式避雷器（普通閥式避雷器（火花間隙、非線(xiàn)性電阻火花間隙、非線(xiàn)性電阻）優(yōu)點(diǎn)：伏安特性較平坦，滅弧能力強(qiáng)缺點(diǎn)：有工頻續(xù)流39滅弧電壓滅弧電壓：對(duì)于有間隙避雷器，續(xù)流第一次經(jīng)過(guò)零值保證：對(duì)于有間隙避雷器，續(xù)流第一次經(jīng)過(guò)零值保證不重燃的條件下，允許作用在避雷器上的最高工頻電壓。不重燃的條件下，允許作用在避雷器上的最高工頻電壓。切斷比切斷比：避雷器間隙的工頻放電電壓（下限）與續(xù)流過(guò)零：避雷器間隙的工頻放電電壓（下限）與續(xù)流過(guò)零后間隙所能

23、承受的最大工頻電壓（滅弧電壓）之比，其值后間隙所能承受的最大工頻電壓（滅弧電壓）之比，其值越小越好。越小越好。殘壓殘壓：流過(guò)避雷器的沖擊電流一定幅值（普通閥式避雷器流過(guò)避雷器的沖擊電流一定幅值（普通閥式避雷器為為 5kA），一定波形（），一定波形（8/20 s），在閥片電阻上產(chǎn)生的最），在閥片電阻上產(chǎn)生的最大壓降。大壓降。保護(hù)比保護(hù)比：殘壓與滅弧電壓之比，保護(hù)比的值越小越好。：殘壓與滅弧電壓之比，保護(hù)比的值越小越好。 40 磁吹閥式避雷器磁吹閥式避雷器 提高避雷器切斷工頻續(xù)流值的方法之一是提高避雷器切斷工頻續(xù)流值的方法之一是“磁吹磁吹”，即，即利用磁場(chǎng)電弧的電動(dòng)力作用，使電弧拉長(zhǎng)或旋轉(zhuǎn)，以提高

24、間利用磁場(chǎng)電弧的電動(dòng)力作用，使電弧拉長(zhǎng)或旋轉(zhuǎn)，以提高間隙滅弧能力。隙滅弧能力。 1電極；電極；2滅弧盒；滅弧盒；3分路電阻；分路電阻；4滅弧柵；滅弧柵；5主間隙；主間隙；6磁吹線(xiàn)圈；磁吹線(xiàn)圈；7輔助間隙輔助間隙 間隙由一對(duì)角形電極間隙由一對(duì)角形電極 1 組成，組成，磁場(chǎng)是軸向的，續(xù)流電弧被軸向磁場(chǎng)是軸向的，續(xù)流電弧被軸向磁場(chǎng)力拉長(zhǎng)，吹入滅弧柵磁場(chǎng)力拉長(zhǎng)，吹入滅弧柵 4，電，電弧最終長(zhǎng)度可達(dá)起始長(zhǎng)度的數(shù)十弧最終長(zhǎng)度可達(dá)起始長(zhǎng)度的數(shù)十倍，滅弧盒倍，滅弧盒2 用陶瓷或云母、玻用陶瓷或云母、玻璃等材料制成，電弧在滅弧柵中璃等材料制成，電弧在滅弧柵中受到強(qiáng)烈的去游離作用，因而電受到強(qiáng)烈的去游離作用，因而

25、電弧電阻很大，能起到限制續(xù)流的弧電阻很大，能起到限制續(xù)流的作用，故稱(chēng)為限流間隙，它可切作用，故稱(chēng)為限流間隙，它可切斷斷 450A 左右的續(xù)流。左右的續(xù)流。 41 金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器(MOA)出現(xiàn)于出現(xiàn)于20世紀(jì)世紀(jì)70年代，因其性年代，因其性能比碳化硅避雷器更好，現(xiàn)在已在全世界得到廣泛應(yīng)用。金能比碳化硅避雷器更好，現(xiàn)在已在全世界得到廣泛應(yīng)用。金屬氧化物避雷器的閥片是由以氧化鋅（屬氧化物避雷器的閥片是由以氧化鋅（ZnO）為主要原料，）為主要原料，并添加其它微量的氧化鉍（并添加其它微量的氧化鉍（Bi2O3）、氧化鈷（）、氧化鈷（Co2O3）、氧）、氧化錳（化錳（MnO2）、氧化銻（）

26、、氧化銻（Sb2O3）、氧化鉻（）、氧化鉻（Cr2O3）等金）等金屬氧化物作添加劑。屬氧化物作添加劑。 金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，僅由相應(yīng)數(shù)量的氧化金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，僅由相應(yīng)數(shù)量的氧化鋅閥片密封在瓷套內(nèi)組成，所以也稱(chēng)氧化鋅避雷器。鋅閥片密封在瓷套內(nèi)組成，所以也稱(chēng)氧化鋅避雷器。 金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器（MOA）42金屬氧化物避雷器有一系列優(yōu)點(diǎn)：金屬氧化物避雷器有一系列優(yōu)點(diǎn)：非線(xiàn)性系數(shù)非線(xiàn)性系數(shù)值很小值很小。在額定電壓作用下，通過(guò)的電流極。在額定電壓作用下，通過(guò)的電流極小，因此可以做成無(wú)間隙避雷器。小，因此可以做成無(wú)間隙避雷器。保護(hù)性能好保護(hù)性能好。它不需間隙動(dòng)作，電

27、壓一旦升高，即可迅。它不需間隙動(dòng)作，電壓一旦升高，即可迅速吸收過(guò)電壓能量，抑制過(guò)電壓的發(fā)展；有良好的陡度響速吸收過(guò)電壓能量，抑制過(guò)電壓的發(fā)展；有良好的陡度響應(yīng)特性；性能穩(wěn)定。應(yīng)特性；性能穩(wěn)定。金屬氧化物避雷器基本金屬氧化物避雷器基本無(wú)續(xù)流無(wú)續(xù)流，動(dòng)作負(fù)載輕，耐重復(fù)動(dòng)，動(dòng)作負(fù)載輕，耐重復(fù)動(dòng)作能力強(qiáng)。作能力強(qiáng)。通流容量大通流容量大。避雷器容易吸收能量，沒(méi)有串聯(lián)間隙的制。避雷器容易吸收能量，沒(méi)有串聯(lián)間隙的制約，僅與閥片本身的強(qiáng)度有關(guān)。同碳化硅（約，僅與閥片本身的強(qiáng)度有關(guān)。同碳化硅（SiC）閥片比較，）閥片比較，氧化物閥片單位面積的通流能力大氧化物閥片單位面積的通流能力大 4 4.5 倍。倍。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

28、，尺寸小，易于大批量生產(chǎn)，造價(jià)低。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，易于大批量生產(chǎn)，造價(jià)低。適用于多種特殊需要適用于多種特殊需要。43氧化鋅閥片具有極好的非線(xiàn)性伏安特性，如圖所示，可分氧化鋅閥片具有極好的非線(xiàn)性伏安特性，如圖所示，可分為小電流區(qū)、非線(xiàn)性區(qū)和飽和區(qū)。為小電流區(qū)、非線(xiàn)性區(qū)和飽和區(qū)。 氧化鋅閥片的伏安特性氧化鋅閥片的伏安特性ciu 5.MOA5.MOA避雷器的電氣參數(shù)避雷器的電氣參數(shù)1) 1) 額定電壓額定電壓 施加到避雷器端子間的最大容許施加到避雷器端子間的最大容許工頻電壓工頻電壓(kV,(kV,有效值有效值) )等于系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)健全相上等于系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)健全相上短時(shí)工頻電壓升高短時(shí)工頻

29、電壓升高beU2)2)殘壓殘壓 u uresres放電電流通過(guò)避雷器時(shí)在端子間的放電電流通過(guò)避雷器時(shí)在端子間的最大電壓值最大電壓值( (kV 峰值峰值) )220kV220kV及以下系統(tǒng)及以下系統(tǒng) u u5 5330kV330kV及以上系統(tǒng)及以上系統(tǒng) u u10103)3)持續(xù)運(yùn)行電壓持續(xù)運(yùn)行電壓u uc c允許持久地施加在避雷器端子間的允許持久地施加在避雷器端子間的工頻電壓有效值工頻電壓有效值應(yīng)大于系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓應(yīng)大于系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓R1mAu U4)4)參考電壓參考電壓u urefref直流參考電壓直流參考電壓: :在直流參考電流在直流參考電流( (1mA1mA) )下測(cè)出的避雷

30、器上的下測(cè)出的避雷器上的電壓電壓 荷電率荷電率 AVRAVRR1mA c2 Uc2AVRuu1mA直流參考電壓持續(xù)運(yùn)行電壓峰值所以所以 應(yīng)根據(jù)具體電網(wǎng)確定合理的荷電率應(yīng)根據(jù)具體電網(wǎng)確定合理的荷電率AVR AVR 持續(xù)運(yùn)行電壓持續(xù)運(yùn)行電壓Uc Uc 保護(hù)性能下降保護(hù)性能下降A(chǔ)VR AVR 單位閥片上的負(fù)荷單位閥片上的負(fù)荷加速老化加速老化499.4 防雷接地防雷接地接地接地：就是把設(shè)備與電位參照點(diǎn)的大地作電氣上的連接，：就是把設(shè)備與電位參照點(diǎn)的大地作電氣上的連接，使其對(duì)地保持一個(gè)低的電位差。使其對(duì)地保持一個(gè)低的電位差。 辦法辦法：在大地表面土層中埋設(shè)金屬電極，這種埋入地中：在大地表面土層中埋設(shè)金屬電極，這種埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，叫做接地體，有時(shí)也稱(chēng)并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，叫做接地體，有時(shí)也稱(chēng)為接地裝置。為接地裝置。 工作接地：為了運(yùn)行的需要，將電網(wǎng)某一點(diǎn)接地，其工作接地：為了運(yùn)行的需要，將電網(wǎng)某一點(diǎn)接地，其目的是為了穩(wěn)定對(duì)地電位與繼電保護(hù)上的需要。目的是為了穩(wěn)定對(duì)地電位與繼電保護(hù)上的需要。保護(hù)接地：為了保護(hù)人身安全，防止因電氣設(shè)備絕緣保護(hù)接地：為了保護(hù)人身安全，防止因電氣設(shè)備絕緣劣化，外殼可能帶電而危及工作人員安全。劣化，外殼可能帶電而危及工作人員安全。防雷接地：導(dǎo)泄雷電流，消除過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的危害。防雷接地：導(dǎo)泄雷電