高电压技术第八章雷电及设备.ppt
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1、Chapter8.雷电及防雷保护装置雷电及防雷保护装置8.1雷电过程与雷电参数雷电过程与雷电参数一一.雷电放电过程雷电放电过程1.先导阶段先导阶段2.主放电和迎面流注阶段主放电和迎面流注阶段3.余辉阶段余辉阶段二二.雷电参数雷电参数1.雷暴日雷暴日(Td):一年中发生雷电的天数一年中发生雷电的天数(30-40)。2.雷暴小时雷暴小时(Th):一年中发生雷电的小时数一年中发生雷电的小时数(100)。3.地面落雷密度地面落雷密度():每平方公里地面在一个雷每平方公里地面在一个雷暴日暴日4.中受到的平均雷击次数。中受到的平均雷击次数。2.雷道波阻抗雷道波阻抗3.雷电流幅值(雷电流幅值(I):):雷电
2、流指雷击于低接地电阻雷电流指雷击于低接地电阻()的物体时流过雷击点的电流。的物体时流过雷击点的电流。一般地区:一般地区:少雷地区:少雷地区:I雷电流幅值(雷电流幅值(kA)P幅值大于幅值大于I的雷电流出现的概率的雷电流出现的概率经验公式:经验公式:4.雷电流的波前时间雷电流的波前时间、波长、波长、陡度、陡度我国在防雷设计中取我国在防雷设计中取波前的平均陡度:波前的平均陡度:实测表明:实测表明:5.雷电流极性及计算波形雷电流极性及计算波形7590%的雷电流是负极性,在防雷设计的雷电流是负极性,在防雷设计中一般按负极性考虑中一般按负极性考虑常用计算波形:常用计算波形:(1).双指数波双指数波00.
3、5II(2).等值斜角平顶波前等值斜角平顶波前0I(3).等值半余弦波前等值半余弦波前0I0.5I8.2防雷保护装置防雷保护装置一一.避雷针和避雷线避雷针和避雷线1.保护原理:保护原理:当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向,使雷电对避雷针放电,再经过接地装电的发展方向,使雷电对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。防雷保护装置:防雷保护装置:指能使被保护物体避免雷击,指能使被保护物体
4、避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。2.保护范围、绕击率保护范围、绕击率雷击定向高度雷击定向高度:雷电先导放电朝地面发展到某一高度雷电先导放电朝地面发展到某一高度H后,后,才会在一定范围内受到避雷针的影响而对避雷针放电,才会在一定范围内受到避雷针的影响而对避雷针放电,H称称为定向高度。为定向高度。当当h30m时,时,H=20h;当当h30m时,时,H600m绕击率:绕击率:指雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的概率。指雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的概率。我国有关规程推荐的保护范围对应于我国有关规程推荐的保护范围对应于0.1%的绕击率。的绕击率
5、。3.适用范围适用范围避雷针适宜于象变电所、发电厂那样相对集避雷针适宜于象变电所、发电厂那样相对集中的保护对象;避雷线主要用于架空线路那样伸中的保护对象;避雷线主要用于架空线路那样伸展很广的保护对象。展很广的保护对象。(消雷器消雷器)4.单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围水平面上水平面上的保护范围的保护范围在某一被保护物高度在某一被保护物高度水平面上,其保护半径水平面上,其保护半径为:为:高度修正系数高度修正系数30m120m30避雷针高度,避雷针高度,m5.等高双避雷针的保护范围等高双避雷针的保护范围12水平面上水平面上的保护范围的保护范围两针联合保护范围上部边缘的最低点高度两针联合保
6、护范围上部边缘的最低点高度在高度在高度的水平面上,保护范围的最小宽度的水平面上,保护范围的最小宽度一般情况下取一般情况下取两针外侧的保护范围按单支避雷针的计算方法确定,两针外侧的保护范围按单支避雷针的计算方法确定,两针中间的保护范围用下式求得:两针中间的保护范围用下式求得:6.单根避雷线的保护范围单根避雷线的保护范围单根避雷线的保护范围一侧宽度为:单根避雷线的保护范围一侧宽度为:保护角:保护角:避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角二二.避雷器避雷器基本分类:基本分类:避雷器是一种过电压限制器,它与被保护设备并联避雷器是一种过电压限制器,它与被保护设备
7、并联运行,当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先运行,当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先动作,泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备。动作,泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备。避雷器避雷器保护间隙保护间隙管式避雷器管式避雷器阀式避雷器阀式避雷器普通阀式避雷器(普通阀式避雷器(FS/FZ)磁吹阀式避雷器磁吹阀式避雷器(FCZ/FCD)金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器(MOA)对避雷器的基本技术要求:对避雷器的基本技术要求:过电压作用时,避雷器要先于被保护设备放电,这需要由过电压作用时,避雷器要先于被保护设备放电,这需要由两者的全伏秒特性的配合来保证;两者的全伏秒特性的配合来保证;避雷器应
8、具有一定的熄弧能力,以便可靠地切断在第一次避雷器应具有一定的熄弧能力,以便可靠地切断在第一次过零时的工频续流,使系统恢复正常;过零时的工频续流,使系统恢复正常;0123P1被保护绝缘被保护绝缘2保护间隙或管式避雷器保护间隙或管式避雷器3阀式避雷器阀式避雷器(一)(一).保护间隙和管式避雷器保护间隙和管式避雷器结构简单、价格低廉;熄弧能力弱、伏秒特性陡峭、难以与结构简单、价格低廉;熄弧能力弱、伏秒特性陡峭、难以与被保护设备配合,动作产生截波、不能保护带绕组的设备,被保护设备配合,动作产生截波、不能保护带绕组的设备,主要用于主要用于10kV以下配电网线路的保护,往往与自动重合闸装以下配电网线路的保
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