第08章雷电及防雷装置32页PPT

发布时间:2021-12-09 01:45:47

第8章 雷电及防雷装置 8.1 雷电参数 8.2 避雷针、避雷线的保护范围 8.3 避雷器 8.4 接地装置 8.1 雷电参数 1、雷电放电的等值电路: vL Z0 z 0 ?? ?? ?? z0? vL ? v L Zj Zj z 0 先导通道波阻抗 ?? 电荷线密度 v L 主放电发展速度 z 0? v L 先导通道对地电位 iL ? ? vL 雷电流 iz ? z0?vL z0 ?zj ?iL z0 z0 ?zj 2、雷电流波形: ① 雷电流参数:电流峰值、波前时间、半峰值时间。 ? 雷电流峰值 I L : log P ? ? IL 88 ? 波前时间:1 ~ 5? s P 为峰值超过 I L 的概率 ? 半峰值时间:20~100?s ② 表示方法: 电流峰值、波前时间/半峰值时间 例如: 5kA、 2.6/50?s 3、雷暴日与雷暴小时: 雷暴日:一年中有雷暴的日数。 雷暴小时:一年中有雷电的小时数。 强雷区 雷暴日>90 多雷区 雷暴日>40 少雷区 雷暴日<15 4、地面落雷密度和输电线路落雷次数: 地面落雷密度:每一雷暴日、每*方千米地面遭受雷击 的次数。 输电线路落雷次数:每100km的输电线路每年遭受雷击 的次数。 8.2 避雷针、避雷线的保护范围 对直击雷的防护措施:通常是装设避雷针或避雷线。 作用:避雷针(线)高于被保护的物体,其作用是吸引 雷电击于自身,并将雷电流迅速注入大地,从 而使避雷针(线)附*的物体得到保护。 保护范围:指具有0.1%左右雷击概率的空间范围。 绘制方法: ? 折线法:简单易用; ? 滚球法:国际电工委员会推荐的方法。 1、单支避雷针的保护范围: h hx 45? h2 1 .5 h rx 当 hx ? h 2 时: rx ?(h?hx)p p 高度影响系数 当 hx ? h 2 时: rx?(1.5h?2hx)p 俯视图:根据 rx 画圆。 2、两支等高避雷针的保护范围: 1 R0 2 h hx rx 3 45? h0 D bx h0 ? h ? D 7p bx ?1.5(h0?hx) 两针外侧:与单支避雷针的相同。 两针之间:通过两针顶点及点3的圆弧来确定。 俯视图:根据bx作两圆的切线。 3、两支不等高避雷针的保护范围: 1 3 R0 2 45? 两针外侧:与单支避雷针的相同。 两针之间: ? 先按单针做出高针1的保护范围; ? 经过较低针2的顶点做水*线与之交与3; ? 假设3为避雷针顶点,做出2、3两针间的保护范围。 4、多支等高避雷针的保护范围: 1 1 2 2 3 3 4 ① 三支避雷针:三支避雷针1、2、3形成的三角形的外 侧保护范围分别按两支等高针的方法。 ② 多支避雷针:先将其分成两个或几个三角形,然后按 确定三支等高避雷针的方法计算。 5、单根避雷线的保护范围: h hx 25? h rx 当 hx ? h 2 时:rx?0.47(h?hx)p 当 hx ? h 2 时:rx?(h?1.53hx)p 6、两根等高避雷线的保护范围: 1 R0 3 2 h ? h0 D h0 ? h ? D 4p 避雷线一般用于输电线路的直击雷保护,常用保护 角的大小来表示其导线的保护程度。 保护角:避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的 垂直线之间的夹角。通常在 15 ~ 30 之间。 ? 8.3 避雷器 避雷器作用:限制过电压以保护电气设备。 避雷器类型: ? 保护间隙 主要用于限制大气过电压,一般用 ? 管型避雷器 于配电系统、线路和进线段保护。 ? 阀型避雷器 常用于变电所、发电厂的保护。 ? 氧化锌避雷器 1、保护间隙: 结构: 入侵波 工作母线 保护间隙 被保护 设备 辅助 间隙 主间隙 接母线 绝缘子 u 被保护设备 保护间隙 0 t 工作原理: ? 当雷电波入侵时:间隙先击穿,工作母线接地,避免 了被保护设备上的电压升高,从而 保护了设备。 ? 过电压消失后:间隙中仍有由工作电压产生的工频电 弧电流(称为续流),此电流是间隙 安装处的短路电流,因间隙灭弧能力 差,将引起断路器的跳闸。 缺点:保护间隙限制了过电压,保护了设备,但将造成 线路跳闸事故,故一般与自动重合闸配合使用。 2、管型避雷器: 实质:一种具有较高熄弧能力的保护间隙。 结构: 产气管 工作母线 棒形电极 内间隙 外间隙 环形电极 特点:短路时的工频续流电弧的高温会使管内的产气材 料分解出大量气体,管内压力升高,气体在高压 力作用下由环形电极的开口孔喷出,形成强烈的 纵吹,从而使工频续流在第一次过零时被切断。 工作原理: ? 当雷电波入侵时:内外间隙均被击穿。 ? 过电压消失后:短路电流的工频续流电弧使管内产生 大量气体,形成纵吹,实现熄弧。 缺点: ? 伏秒特性较陡且放电分散性较大,而一般被保护设备 的伏秒特性较*,二者不能很好的配合。 ? 管型避雷器动作后工作母线直接接地形成截波,对被 保护设备的绝缘不利。 3、阀型避雷器: 结构: 入侵波 工作母线 u 保护间隙 被 保 护 电阻 设 阀片 备 0 i ? 间隙:冲击放电电压低于被保护设备的耐压强度。 ? 电阻阀片:阀片的电阻值与流过的电流有关,具有非 线性特性。I↑→R阀片↓ 工作原理: ? 正常时:间隙将电阻阀片与工作母线隔离,以免烧坏 阀片。 ? 当系统出现过电压且其峰值超过间隙的放电电压时, 间隙击穿,经阀片流入大地,因阀片的非线性,在阀 片上产生的压降(残压)将得到限制,使其低于被保 护设备的冲击耐压,设备就得到保护。 ? 过电压消失后,间隙中的工频续流仍流过避雷器。由 于工频续流远小于冲击电流,阀

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