雷電設(shè)備第七章ppt課件

1、Chapter 7.雷電及防雷維護(hù)安裝雷電及防雷維護(hù)安裝7.1 雷電過程與雷電參數(shù)雷電過程與雷電參數(shù)一一.雷電放電過程雷電放電過程1.先導(dǎo)階段先導(dǎo)階段 當(dāng)電荷密集中心處場強(qiáng)達(dá)當(dāng)電荷密集中心處場強(qiáng)達(dá)2530KV/cm時，就引發(fā)雷時，就引發(fā)雷電放電。絕大多數(shù)電力系統(tǒng)事故是云電放電。絕大多數(shù)電力系統(tǒng)事故是云-地之間的線狀雷地之間的線狀雷電呵斥的電呵斥的 微弱的放電通道，分級推進(jìn)，每級平均長度微弱的放電通道，分級推進(jìn)，每級平均長度2550m，下行的平均速度下行的平均速度0.10.8m/us.電流不大數(shù)十至數(shù)百安電流不大數(shù)十至數(shù)百安2.主放電和迎面流注階段主放電和迎面流注階段3. 余輝階段余輝階段 下行

2、先導(dǎo)場強(qiáng)高，使周圍空氣電離，在地面或突起的物下行先導(dǎo)場強(qiáng)高，使周圍空氣電離，在地面或突起的物體上構(gòu)成向上的迎面先導(dǎo)，當(dāng)下行先導(dǎo)與迎面先導(dǎo)相遇，體上構(gòu)成向上的迎面先導(dǎo)，當(dāng)下行先導(dǎo)與迎面先導(dǎo)相遇，進(jìn)入主放電階段，出現(xiàn)劇烈電荷中和過程，出現(xiàn)雷鳴和閃進(jìn)入主放電階段，出現(xiàn)劇烈電荷中和過程，出現(xiàn)雷鳴和閃光。主放電時間短，光。主放電時間短，50100us;速度快，速度快，50100m/us;電流電流大，數(shù)十至數(shù)百千安大，數(shù)十至數(shù)百千安 主放電之后，云層中剩余電荷沿導(dǎo)電通道流向大地，繼主放電之后，云層中剩余電荷沿導(dǎo)電通道流向大地，繼續(xù)時間續(xù)時間0.030.15s，電流為數(shù)百安，電流為數(shù)百安二二. 雷電參數(shù)雷電

3、參數(shù)雷暴日雷暴日(Td)：一年中發(fā)生雷電的天數(shù)：一年中發(fā)生雷電的天數(shù)(30-40)。 雷暴小時雷暴小時(Th)：一年中發(fā)生雷電的小時數(shù)：一年中發(fā)生雷電的小時數(shù)(100)。 地面落雷密度地面落雷密度( ) :每平方公里地面在一個雷暴每平方公里地面在一個雷暴日日 中遭到的平均雷擊次數(shù)。中遭到的平均雷擊次數(shù)。2. 雷道波阻抗雷道波阻抗 0Z 3000Z先導(dǎo)先導(dǎo)jZsAA0ZjZ0i02i0ZjZAjAZIU02很小jZsAjZ主放電主放電3. 雷電流幅值雷電流幅值I：雷電流指雷擊于低接地電阻：雷電流指雷擊于低接地電阻 的物體時流過雷擊點(diǎn)的電流。的物體時流過雷擊點(diǎn)的電流。3002II 88lgIP普通

4、地域：普通地域：44lgIP少雷地域：少雷地域：I雷電流幅值雷電流幅值kA)P幅值大于幅值大于I的雷電流出現(xiàn)的概率的雷電流出現(xiàn)的概率閱歷公式：閱歷公式：4. 雷電流的波前時間雷電流的波前時間 、波長、波長 、陡度、陡度 1T2Ts40/6 . 2我國在防雷設(shè)計(jì)中取我國在防雷設(shè)計(jì)中取)/(6 . 2skAI波前的平均陡度：波前的平均陡度：sT41:1sT10020:2實(shí)測闡明：實(shí)測闡明：5. 雷電流極性及計(jì)算波形雷電流極性及計(jì)算波形7590%的雷電流是負(fù)極性，在防雷設(shè)計(jì)的雷電流是負(fù)極性，在防雷設(shè)計(jì)中普通按負(fù)極性思索中普通按負(fù)極性思索常用計(jì)算波形：常用計(jì)算波形：(1). 雙指數(shù)波雙指數(shù)波0ti2T

5、0.5I1TI)(0tteeIi(2).等值斜角平頂波前等值斜角平頂波前0ti1TI(3).等值半余弦波前等值半余弦波前0ti1TI0.5I)cos1 (2tIi1T7.2 防雷維護(hù)安裝防雷維護(hù)安裝一一. 避雷針和避雷線避雷針和避雷線1 . 維護(hù)原理：當(dāng)雷云放電時使地面電場畸變，在避維護(hù)原理：當(dāng)雷云放電時使地面電場畸變，在避雷針的頂端構(gòu)成部分場強(qiáng)集中的空間以影響雷電先導(dǎo)雷針的頂端構(gòu)成部分場強(qiáng)集中的空間以影響雷電先導(dǎo)放電的開展方向，使雷電對避雷針放電，再經(jīng)過接地放電的開展方向，使雷電對避雷針放電，再經(jīng)過接地安裝將雷電流引入大地，從而使被維護(hù)物體免遭雷擊。安裝將雷電流引入大地，從而使被維護(hù)物體免遭

6、雷擊。防雷維護(hù)安裝：指能使被維護(hù)物體防止雷擊，防雷維護(hù)安裝：指能使被維護(hù)物體防止雷擊，而引雷于本身，并順利地泄入大地的安裝。而引雷于本身，并順利地泄入大地的安裝。2 . 維護(hù)范圍、繞擊率維護(hù)范圍、繞擊率雷擊定向高度：雷電先導(dǎo)放電朝地面開展到某一高度雷擊定向高度：雷電先導(dǎo)放電朝地面開展到某一高度H后，才會在一定范圍內(nèi)遭到避雷針的影響而對避雷后，才會在一定范圍內(nèi)遭到避雷針的影響而對避雷針放電，針放電，H稱稱為定向高度。為定向高度。當(dāng)當(dāng)h30m時，時，H=20h;當(dāng)當(dāng)h30m時，時，H600m 繞擊率：指雷電繞過避雷安裝而擊中被維護(hù)物體的概率。繞擊率：指雷電繞過避雷安裝而擊中被維護(hù)物體的概率。我國有

7、關(guān)規(guī)程引薦的維護(hù)范圍對應(yīng)于我國有關(guān)規(guī)程引薦的維護(hù)范圍對應(yīng)于0.1%的繞擊率。的繞擊率。3 . 適用范圍適用范圍 避雷針適宜于象變電所、發(fā)電廠那樣相對集避雷針適宜于象變電所、發(fā)電廠那樣相對集中的維護(hù)對象；避雷線主要用于架空線路那樣伸中的維護(hù)對象；避雷線主要用于架空線路那樣伸展很廣的維護(hù)對象。展很廣的維護(hù)對象。(消雷器消雷器)4 . 單支避雷針的維護(hù)范圍單支避雷針的維護(hù)范圍xhh5 . 1xrh45:30mh 程度面上程度面上的維護(hù)范圍的維護(hù)范圍xhphhrxx)(xh2/hxh2/hphhrxx)25 . 1 (在某一被維護(hù)物高度在某一被維護(hù)物高度 程度面上，其維護(hù)半徑程度面上，其維護(hù)半徑 為：

8、為：xhxrp 高度修正系數(shù)高度修正系數(shù)h1p30mhhp5 .5120m30h 避雷針高度，避雷針高度，m5 . 等高雙避雷針的維護(hù)范圍等高雙避雷針的維護(hù)范圍h5 . 10hxbxhxrhD12 程度面上程度面上的維護(hù)范圍的維護(hù)范圍xhpDhh70)(5 . 10 xxhhb 兩針結(jié)合維護(hù)范圍上部邊緣的最低點(diǎn)高度兩針結(jié)合維護(hù)范圍上部邊緣的最低點(diǎn)高度0hxb2 在高度在高度 的程度面上，維護(hù)范圍的最小寬度的程度面上，維護(hù)范圍的最小寬度xh普通情況下取普通情況下取hD5兩針外側(cè)的維護(hù)范圍按單支避雷針的計(jì)算方法確定，兩針外側(cè)的維護(hù)范圍按單支避雷針的計(jì)算方法確定，兩針中間的維護(hù)范圍用下式求得：兩針中

9、間的維護(hù)范圍用下式求得：6 . 單根避雷線的維護(hù)范圍單根避雷線的維護(hù)范圍hhhxhxrxrxr25:30mhphhrxx)(47. 0 xh2/hxh2/hphhrxx)53. 1(單根避雷線的維護(hù)范圍一側(cè)寬度為：單根避雷線的維護(hù)范圍一側(cè)寬度為：維護(hù)角：避雷線的鉛垂線與避雷線和邊導(dǎo)線連線的夾角維護(hù)角：避雷線的鉛垂線與避雷線和邊導(dǎo)線連線的夾角hD二二. 避雷器避雷器根本分類：根本分類：避雷器是一種過電壓限制器，它與被維護(hù)設(shè)備并聯(lián)避雷器是一種過電壓限制器，它與被維護(hù)設(shè)備并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)作用電壓超越一定幅值以后避雷器總是先運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)作用電壓超越一定幅值以后避雷器總是先動作，泄放大量能量，限制過電壓，維護(hù)電

10、氣設(shè)備。動作，泄放大量能量，限制過電壓，維護(hù)電氣設(shè)備。避雷器避雷器維護(hù)間隙維護(hù)間隙管式避雷器管式避雷器閥式避雷器閥式避雷器普通閥式避雷器普通閥式避雷器FS/FZ)磁吹閥式避雷器磁吹閥式避雷器(FCZ/FCD)金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器(MOA)一一.維護(hù)間隙和管式避雷器維護(hù)間隙和管式避雷器構(gòu)造簡單、價(jià)錢低廉；熄弧才干弱、伏秒特性峻峭、難以與構(gòu)造簡單、價(jià)錢低廉；熄弧才干弱、伏秒特性峻峭、難以與被維護(hù)設(shè)備配合，動作產(chǎn)生截波、不能維護(hù)帶繞組的設(shè)備，被維護(hù)設(shè)備配合，動作產(chǎn)生截波、不能維護(hù)帶繞組的設(shè)備，主要用于主要用于10kV以下配電網(wǎng)線路的維護(hù)，往往與自動重合閘安以下配電網(wǎng)線路的維護(hù)，往往與自動

11、重合閘安裝配合運(yùn)用。裝配合運(yùn)用。維護(hù)間隙：維護(hù)間隙： 角形維護(hù)間隙角形維護(hù)間隙1主間隙主間隙; 2輔助間隙輔助間隙3絕緣瓷瓶絕緣瓷瓶0tubUmU過電壓波過電壓波絕緣上遭到的實(shí)踐電壓波形絕緣上遭到的實(shí)踐電壓波形維護(hù)間隙的伏秒特性維護(hù)間隙的伏秒特性管型避雷器利用電弧熄滅時產(chǎn)生的熱量使產(chǎn)氣管里的產(chǎn)氣資管型避雷器利用電弧熄滅時產(chǎn)生的熱量使產(chǎn)氣管里的產(chǎn)氣資料纖維、塑料、橡膠等產(chǎn)生氣體縱吹電弧，使電弧熄滅。料纖維、塑料、橡膠等產(chǎn)生氣體縱吹電弧，使電弧熄滅。伏秒特性峻峭、動作產(chǎn)生截波、放電分散性大，主要用于輸伏秒特性峻峭、動作產(chǎn)生截波、放電分散性大，主要用于輸電線路上絕緣比較薄弱的地方。電線路上絕緣比較薄

12、弱的地方。管式避雷器：管式避雷器：1產(chǎn)氣管；產(chǎn)氣管；2棒電極棒電極3環(huán)電極環(huán)電極 4導(dǎo)線導(dǎo)線S1滅弧間隙滅弧間隙 S2外間隙外間隙二二. 閥式避雷器閥式避雷器閥式避雷器閥式避雷器普通閥式避雷器普通閥式避雷器FS/FZ)磁吹閥式避雷器磁吹閥式避雷器(FCZ/FCD)FS：配電型，適用：配電型，適用10kV及以下配電網(wǎng)中電氣設(shè)備的維護(hù)及以下配電網(wǎng)中電氣設(shè)備的維護(hù)FZ：變電所型，適用：變電所型，適用220kV及以下變電所電氣設(shè)備的維護(hù)及以下變電所電氣設(shè)備的維護(hù)FCZ：變電所型，適用：變電所型，適用330500kV變電所電氣設(shè)備的維護(hù)變電所電氣設(shè)備的維護(hù)FCD：旋轉(zhuǎn)電機(jī)型，適用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的維護(hù)：旋轉(zhuǎn)電機(jī)

13、型，適用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的維護(hù)普通閥型避雷器通流容量較小，只能普通閥型避雷器通流容量較小，只能用于用于35220kV變電站內(nèi)作雷電過電變電站內(nèi)作雷電過電壓維護(hù)用，在內(nèi)部過電壓下不能動作壓維護(hù)用，在內(nèi)部過電壓下不能動作磁吹式避雷器通流容量大可用于超高磁吹式避雷器通流容量大可用于超高壓變電站內(nèi)，除作雷電過電壓的維護(hù)壓變電站內(nèi)，除作雷電過電壓的維護(hù)外，還可作為內(nèi)部過電壓的后備維護(hù)外，還可作為內(nèi)部過電壓的后備維護(hù)1. 原理構(gòu)造圖原理構(gòu)造圖ZFR瓷套瓷套TiRiF火花間隙火花間隙R非線性閥片電阻非線性閥片電阻2. 構(gòu)造特征構(gòu)造特征火花間隙：平板間隙和磁吹式間隙火花間隙：平板間隙和磁吹式間隙單個平板火花間隙：單個

14、平板火花間隙：1黃銅電極；黃銅電極；2云母墊圈；云母墊圈；3間隙放電區(qū)間隙放電區(qū)普通閥式避雷器的火花間隙由多個這種間隙串聯(lián)而成普通閥式避雷器的火花間隙由多個這種間隙串聯(lián)而成旋弧型磁吹間隙：旋弧型磁吹間隙：主要用于主要用于FCD系列中系列中1永磁鐵永磁鐵 2內(nèi)電極內(nèi)電極3外電極外電極 4電弧電弧滅弧柵型磁吹間隙：主要用于滅弧柵型磁吹間隙：主要用于FCZ系列中系列中1磁吹線圈磁吹線圈 2輔助間隙輔助間隙3主間隙主間隙 4主電極主電極 5滅弧柵滅弧柵 6分路電阻分路電阻 7閥片電阻閥片電阻閥片電阻：閥片電阻：SiC閥片閥片閥片的非線性伏安特性：閥片的非線性伏安特性：Ciu 01iu2i1u2u0ui

15、特點(diǎn)：流過小電流時如工頻續(xù)流，特點(diǎn)：流過小電流時如工頻續(xù)流， 電阻大電阻大 ;流過大電流時流過大電流時 如雷電流，電阻小如雷電流，電阻小111/iuR 222/iuR 1線性電阻線性電阻2 . 0閥片電阻閥片電阻0理想情況理想情況sic金剛砂焙燒成金剛砂焙燒成55100mm園餅狀園餅狀1. 主要特性主要特性三三. 金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器MOA普通閥型避雷器和磁吹式避雷器的閥片是普通閥型避雷器和磁吹式避雷器的閥片是SiC閥片閥片 MOA閥片是以閥片是以ZnO為主的金屬氧化物閥片為主的金屬氧化物閥片SiCMOVUIA5010A400100系統(tǒng)相電壓系統(tǒng)相電壓 必需用必需用火花間隙火花間隙

16、金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器2. 主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)維護(hù)特性優(yōu)越維護(hù)特性優(yōu)越構(gòu)造簡單、體積小構(gòu)造簡單、體積小無續(xù)流，動作負(fù)載輕，能反復(fù)動作實(shí)施維護(hù)無續(xù)流，動作負(fù)載輕，能反復(fù)動作實(shí)施維護(hù)通流容量大通流容量大耐污性能好耐污性能好8.3. 防雷接地防雷接地一一.接地與分類接地與分類接地：指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一接地：指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通節(jié)點(diǎn)通 過導(dǎo)體與大地堅(jiān)持等電位。過導(dǎo)體與大地堅(jiān)持等電位。(1).任務(wù)接地：根據(jù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需求而設(shè)置的接地。任務(wù)接地：根據(jù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需求而設(shè)置的接地。(2).維護(hù)接地：為了人身平安而將電氣設(shè)備的金屬外殼等加維護(hù)接地：為

17、了人身平安而將電氣設(shè)備的金屬外殼等加 以接地，它在缺點(diǎn)條件下才發(fā)揚(yáng)作用。以接地，它在缺點(diǎn)條件下才發(fā)揚(yáng)作用。(3).防雷接地：用來將雷電流順利泄入大地，以減小它引起的防雷接地：用來將雷電流順利泄入大地，以減小它引起的 過電壓，是防雷維護(hù)安裝不可短少的組成部分。過電壓，是防雷維護(hù)安裝不可短少的組成部分。)105 . 0()101 ()301 (4).靜電接地：防止由靜電引起的爆炸、火災(zāi)，如貯油罐接地靜電接地：防止由靜電引起的爆炸、火災(zāi)，如貯油罐接地接地電阻接地電阻eeeIUR 接地引下線接地引下線接地體接地體UI 包括四個部分：包括四個部分：接地引線的電阻、接地體接地引線的電阻、接地體本身的電阻、

18、接地體與土本身的電阻、接地體與土壤間的接觸電阻、大地的壤間的接觸電阻、大地的溢流電阻。溢流電阻。eR沖擊接地電阻沖擊接地電阻iR對防雷接地而言，感興趣的是流過沖對防雷接地而言，感興趣的是流過沖 擊電流時呈現(xiàn)的電阻，稱為沖擊接地?fù)綦娏鲿r呈現(xiàn)的電阻，稱為沖擊接地 電阻。電阻。沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)eiiRR雷電流幅值大、等值頻率高雷電流幅值大、等值頻率高I大大大大大大E土壤局土壤局部擊穿部擊穿相當(dāng)于接地相當(dāng)于接地體尺寸體尺寸土壤電導(dǎo)土壤電導(dǎo)iR高頻下接地體感抗增大，高頻下接地體感抗增大，阻止電流向接地體遠(yuǎn)方流動阻止電流向接地體遠(yuǎn)方流動iR普通普通eiRR 火花效應(yīng)火花效應(yīng)電感效應(yīng)電感效應(yīng)二二.接地安裝的方式接地安裝的方式自然接地安裝：指現(xiàn)成的鋼筋混凝土、鐵塔根底、發(fā)電廠和自然接地安裝：指現(xiàn)成的鋼筋混凝土、鐵塔根底、發(fā)電廠和 變電所的構(gòu)架根底等可以直接加以利用的接地物體變電所的構(gòu)架根底等可以直接加以利用的接地物體人工接地安裝人工接地安裝垂直接地體垂直接地體程度接地體程度接地體接地網(wǎng)接地網(wǎng)發(fā)電廠和變電所的接地：發(fā)電廠和變電所的接地：首先根據(jù)任務(wù)接地和平安接地的要求，敷設(shè)一個一致的整個首先根據(jù)任務(wù)接地和平安接地的要求，敷設(shè)一個一致的整個 變電所和發(fā)電廠的接地大網(wǎng)；變電所和發(fā)電廠的接地大網(wǎng)；然后再在避雷針、避雷線和避雷器下面加設(shè)部分的