第五章 过电压庇护 第一节 过电压概述 一、过电压及风险 过电压：电力系统运转中，呈现危及电气设备绝缘的 电压称之为过电压。 电气设备正在一般运转时受响应的额定电压，但因为各 种因数现实电压会偏离该值，但有必然的范畴。如： 10KV的最高电压为12KV，66KV的最高电压为72.5KV。 因为雷击或者电力系统中的操做、变乱等缘由，是漏泄 电气设备和线上承受的电压大大跨越一般运转电压， 危及设备和线的绝缘。 二、过电压的分类 间接雷击过电压 还击过电压 过电压 雷过电压 雷侵入波过电压 过电压 工频过电压 谐振过电压 内部过电压 操做过电压 线性谐振 非线性谐振 参数谐振 切、合空载长线 切、合空载变压器 开断电动机 开断联系关系电容器 弧光接地 三、过电压 1、放电 放电是雷云所惹起 的放电现象。若是放电时 附近没有带异号电荷的其 他雷云，这时雷云就会对 地放电，出格是对地面上 的高峻树木或建建物放电。 3、间接雷击过电压 定义： 雷云间接对电器设备或电力线放 电，流流过这些设备时，正在流 畅通径的（包罗接地电阻）上产 生冲击电压，惹起过电压。这种过电压 称为间接雷过电压。 4、还击过电压 定义： 雷云对电力架空线的杆塔部放电，或者 雷云对电力架空线杆塔顶部的避雷线放电， 这时流经杆塔入地。流流经杆塔入 地时，正在入地上存正在电压降。因而正在顶 部呈现高电位，这个高电位感化于电的导 线绝缘子上，若是电压脚够高，有可能击穿， 对导线放电，这种现象称为还击过电压。 5、雷过电压 定义： 是指正在电气设备 的附近不远处发生 闪电，虽然没 有间接击中线， 但正在导线上会 大量的和雷云极性 相反的电荷， 构成过电压。 6、侵入波 定义： 因间接雷击或雷击正在输电线导线中形 成敏捷流动的电荷称为进行波。进 行波对其前进道上的电气设备形成， 因而也称为侵入波。 风险：若有处于分闸形态的线开关，或者来 到变压器线圈尾端中性点处，则会发生进行 波的全反射。这个反射波取侵入波叠加，过 电压添加一倍，极易形成击穿变乱。 四、内部过电压 1、工频过电压：电力系统中的工频过电 压一般由线空载、单相接地或三相系 统中发生不合错误称毛病时惹起。 U . . A ? 0, U . . N . ? ?U . . A BA U 3 ? U CA , U 2 ? U I 2 ? I3 ? 3?c ? Uxg 3Uxg ? ?c cos 30 0 I jd ? 3?c ? Uxg ? 2 工频过电压特点： 持续的时间可能较长，但工频过电压数 值并不是很大，对电力系统的一般绝缘危 险不大。 2、谐振过电压 电力系统包含有很多电感和电容元件 L：发电机、变压器、互感器、电抗器、消弧线圈 等 C： 线对地电容、导线间电容、弥补用的并、电 容、高压设备的杂散电容、均压电容等 ，存正在有 一系列的复杂的振荡电，一般运转时因为负载的 阻尼或大功率电源的存正在，不会发生严沉的振荡。 但操做或变乱惹起的空载或轻载时可能发生幅值较 高、持续时间较长的谐振过电压 按照电感的特征把谐振分为： 线性谐振、非线性（铁磁）谐振、参数谐振 2、谐振过电压 定义： 若是正在电中包罗有电感、电容， 当电感电抗和电容电抗数值都很大时而 且相互绝对值相等或接近时，将会呈现 很大的电流，而该电流会正在电感电容上 发生很高的电压降。这就是谐振过 电压。 如：Z=R+j（XL-XC) 当XL=XC，则有i=u/ R+j（XL-XC) 为最大。 C E L C L 当谐振过电压发生 正在铁磁电感取电容 构成的电中时， 称为铁磁谐振电 谐振电 铁磁谐振电 3、操做过电压 定义： 是指电力系统中郁郁操做或变乱，使 设备运转形态发生改变（例如停、送电 时分、合闸操做），而惹起相关设备电 容、电感上的电场、能量彼此转换， 能量转换可能惹起振荡，从而发生过电 压。 例如：切除空载线过电压（断器灭弧不 够强时） 切空线操做是常见的一种操做，如检修线断器触 头分手后，电弧熄灭，但触头间恢复电压上升速度跨越了 介质强度的恢复速度，电弧就可能发生沉燃，正在线上出 现过电压。若是断器灭弧能力越差，沉燃概率越大，过 电压幅值就越高（3倍以上）且持续时间很长（0.5－1个周 期）。因而220kV及以下系统绝缘程度考虑过电压时，次要 以切空线过电压为根据。 例如：切除空载线过电压 （断器灭弧很强，截流过电压） 正在电流波形瞬时值未达到零点之前， 就将电流截断，若是分断的又是电 感性负载，如高压电动机、变压器等设 备，则有可能发生截流过电压。由于电 流的俄然变化，电感性负载设备磁中 磁通量跟着发生突变，按照电磁原 理，将会发生很高的电动势，从而 发生过电压。 第二节 间接雷击过电压 一.避雷针和避雷线.庇护感化的道理 能使雷云电场发生突变，使先导的成长沿 着避雷针的标的目的成长，曲击于其上，畅通 过避雷针（线）及接地安拆泄入大地而防止避 雷针（线）四周的设备遭到雷击 避雷针 构架避雷针 消雷器 2.庇护范畴 (1).单支避雷针 h hx ? 2 h hx ? 2 rx ? (h ? hx ) P rx ? (1.5h ? 2hx ) P hx 被庇护物高度,m h ? 30m, P ? 1 5.5 30m ? h ? 120m, P ? h h:避雷针高度,m P:高度影响系数 (2).两支等高避雷针 a.定出庇护范畴上部边缘最低点o D h0 ? h ? 7P b.二针间被庇护物高度程度面上庇护范畴的一侧宽度 bx ? 1.5(h0 ? hx ) (3).两支不等高避雷针 D f ? 7P (4).多支等高避雷针 (5).避雷线 第三节 侵入波防护 为了防止雷过电压和侵入波对变电所绝 缘形成击穿损坏，合理设置装备摆设避雷器，使侵入 波通过阀型避雷器对地放电，将能量卸掉。 对侵入波的过电压庇护次要办法有: 1、变电所进线、变电所母线、从变压器中性点拆设阀型避雷器 4、取架空线间接毗连的电力电缆终端处拆设阀 型避雷器。 一、变电所进线段庇护 变电所进线段庇护的目标是防止进 入变电所的架空线正在近区蒙受间接雷 击，并对由远方输入的波通过避雷 器或电缆线、电抗器等将其过电 压幅值和陡度到一个对电气设备有 的较小数值。 1）、对于3KV-10KV配电安拆其进线防雷庇护和母线 防雷庇护的接线体例：配电安拆的每组母线上拆设坐用阀 型避雷器FZ一组。正在每架空进线上拆设线用阀型避雷 器FS一组。有电缆段的架空线应拆设正在电缆头附近，其 接地端应取电缆金属外皮相连；若是进线电缆正在于母线相 连时串接有电抗器，则应正在电抗器和电缆头之间添加一组 阀型避雷器。 1 FS TM 2 FS FZ FS FS 3 2）、 35KV-110KV 架空送电线，如 果未沿全线Km的进 线段架设避雷线， 其庇护角宜不跨越 20°，最大不该超 过30°. 3）、 35KV-110KV线若是有电缆进线 段，正在电缆取架空线的毗连处应拆设阀型 避雷器，其接地端应取电缆的金属外皮连 接。 二、变电所母线KV变电所应正在每组母 线和架空进线上都拆设阀型避雷器，如 上图所示，35KV及以上变电所具有架空 进线的每组母线上都必需拆设避雷器。 三、变压器中性点防雷庇护 1）、中性点间接接地系统中，中性点不接地的变压器， 如变压器中性点的绝缘按线电压设想，但变电所为单 进线且为单台变压器运转，则中性点应拆设防雷庇护 安拆；如中性点没有按线电压设想，则无论进线几多， 均应拆设防雷庇护安拆。赌博网！ 2）、中性点小接地电流系统中的变压器，一般不拆设 中性点防雷庇护；但多雷区单进线变电所宜拆设庇护 安拆；中性点接有消弧线圈的变压器，若有单进线运 行可能，也应正在中性点拆设庇护安拆。 变电所内所有阀式避雷器应以最短的接地线取从接地网 毗连，同时应正在其附近拆设集中接地安拆。 四、配电变压器防雷庇护 变压器的根基庇护办法是:接近变压器安拆 避雷器，如许能够防止线侵入的波损 坏绝缘。 拆设避雷器时，要尽量接近变压器，并尽量减 少连线的长度，以便削减电流正在毗连线 上的压降。同时，避雷器的接线应取变压器 的金属外壳及低压侧中性点毗连正在一路，这 样，当侵入波使避雷器动做时，感化正在高压 侧从绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了 (不包罗接地电阻上的电压压降)，就削减了雷 电对变压器的机遇。 第四节 过电压庇护设备 庇护间隙 防雷庇护设备 阀型避雷器 排气式避雷器 根基要求 (1).能瞬时动做 (2).能自行敏捷截断工频续流 工频续流:避雷器正在冲击电压感化后流经间隙 的工频电弧 (3).具有平曲的伏秒特征曲线).具有必然的通流容量，其残压 应低于被庇护物的冲击耐用 残压：冲击电压通过阀式避雷器时，正在避 雷器上发生的最大压降 1.庇护间隙 感化道理： 当侵入波要危及它所 庇护的电气设备的绝缘时， 间隙起首击穿，工做母线 接地，避免了被庇护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。 6KV和10KV庇护间隙，从间隙别离不小于15mm和25mm 辅帮间隙不小于10mm。 优错误谬误： 长处： 布局简单、制制便利 错误谬误： 伏秒特征曲线比力陡，绝缘共同不睬 想； 间隙动做后会构成截波； 熄弧能力低 3.阀式避雷器 (1).通俗型阀式避雷器 a.布局取元件的感化： 火花间隙： 感化道理： 按照火花间隙的布局，使间隙的放电时间 缩短，因为其伏秒特征曲线平缓，放电分离性 也较小，因为火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于堵截工频续流，且不易沉燃。 具有分电阻的火花间隙： 为什么要正在间隙两头并联电阻： 因为间隙各电极对地和对高压端有寄生 电容存正在，使电压正在各间隙上的分布不服均， 从而使每个火花间隙的感化得不到充实阐扬， 削弱了避雷器的熄弧能力，也降低了工频放 电电压。 感化道理： 正在工频和恢复电压感化下，间隙电容的 很大，而分电阻阻值较小，故间隙上的电压 分布次要由分电阻决定，而分电阻组值相 等，使间隙上的电压分布平均，从而提高了熄 弧电压和工频放电电压。 正在冲击电压感化下，因为其等值频次很高， 电容的小于分电阻，间隙上的电压分布 取决于电容分布，因为间隙对地和瓷套寄生电 容存正在，使电压分布不服均，其冲击放电电压 较低，改善了避雷器的机能。 非线性电阻 U ? Ci α:非线性系数 ? b.工做道理 系同一般工做时，间隙将电阻阀片取工做母线隔 离，免得由工做电压正在阀片电阻中发生电流使阀片 烧坏。 当系统中呈现过电压且其幅值跨越间隙放电电压 时，间隙击穿，冲击电畅通过阀片流入大地，从而 使设备获得庇护。因为阀片的非线性特征，其电阻 正在流过大的冲击电流时变得很小，故阀片上发生的 残压将获得，使其低于被庇护设备的冲击耐压， 设备获得庇护； 当过电压消逝后，间隙能正在工频续流第一次过 零时就将电弧堵截，从而庇护了被庇护设备。 c.电气参数 (1). 额定电压：避雷器两头子间答应的最大工 频电压的无效值 (2). 灭弧电压：可以或许正在工频续流第一次经 过零值时灭弧的前提下答应加正在避雷器上的最 高工频电压。 灭弧电压该当大于避雷器工做母线上可能呈现的 最高工频电压，不然将不克不及续流灭弧而使阀 片烧坏。 (3). 工频放电电压：正在工频电压下，避雷器将发 生放电的电压值 (4). 冲击放电电压：指预放电时间为1.5-20微秒 的冲击放电电压 (5). 残压：指畅通过避雷器时正在阀片电阻 上发生的压降 (6). 庇护比：指避雷器残压取灭弧电压之比 庇护比愈小，申明残压愈低或灭弧电压愈高， 显示庇护机能愈好。 (2).磁吹型阀式避雷器 布局道理： 4.排气式避雷器 布局 感化道理 当排气式避雷器遭到波入侵时，表里 间隙同时击穿，流经间隙流入大地；过 电压消逝后，正在工做电压感化下，流经间隙 的工频续流电弧的高温使管内产气材料分化 出大量气体，管内压力升高，气体从启齿孔 喷出，从而使工频续流正在第一次颠末零值时 就熄灭。 特点 其熄弧能力取工频续流大小有 关，续流太大，产气过多，易使管 子炸裂；续流太小，产气不脚以熄 弧，故对工频续流有上下限的。 优错误谬误 熄弧能力比庇护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分离性大，且会构成截波， 并受大气前提影响较大，所只用正在线 庇护和变电所进线.金属氧化物（氧化锌）避雷器 (1)、工做道理 一般运转时，正在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘形态；当 呈现过电压时，阀片呈低阻形态，泄放 电流，避雷器两头维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压事后，立 即恢复高电阻值，继续连结绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。 (2).金属氧化物避雷器的特点 a.庇护机能好，动做敏捷 b.无续流和通流容量大 c.无间隙 (3).金属氧化物型号寄义 Y氧化锌避 雷器代号 标称放电 电流（KA） 布局特征代号： W：无放电间隙 B：并联放电间隙 C：放电间隙 特殊机能代号 GY：高原型 W：防污型 Z：电坐型 S：配电型 标称放电电流时 最大残压值（KV） 避雷器额定电压（KV） 产物改型设想序号 （4）金属氧化物避雷器利用电压 1）避雷器额定电压： 一般运转时避雷器所承受的最大工频 电压无效值。凡是要高于系统额定电压。 2）系统额定电压和持续运转电压 又称系统标称电压。持续运转电压是指 正在运转中答应持久地正在避雷器端子 上的工频电压无效值，大于系统的最高 电压。 例子：HY5WS2---17/50型号寄义 H：合成橡胶外绝缘 Y：金属氧化锌避雷器 5：标称放电电流为5KA W：无放电间隙 S：配电型 2：产物设想序号 17：避雷器额定电压为17KV 50：冲击电流时的最大残压峰值为50KV

过电压庇护_电子/电_工程科技_专业材料。呈现危及电气设备绝缘的 电压称之为过电压。电气设备正在一般运转时受响应的额定电压，但因为各 种因数现实电压会偏离该第五章 过电压庇护 第一节 过电压概述 一、过电压及风险 过电压：电力系统运转中，