雷电及防雷设备.ppt

雷电及防雷设备
本讲稿第一页，共三十八页
主要内容
雷电放电过程及雷电参数
防雷保护装置
本讲稿第二页，共三十八页
雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会雷区
本讲稿第十九页，共三十八页
单位：次/100公里•年
我国规程规定，对Td=40的地区，取 次/
地面落雷密度γ：指每个雷电日每平方公里的地面上的平均落雷次数（单位：次/平方公里•雷电日）
2、地面落雷密度和输电线路落雷次数
若一般高度的线路的等值受雷面的宽度为10h(h为线路平均高度(m))，则输电线路年平均遭受雷击的次数：
本讲稿第二十页，共三十八页
主放电过程可看作是一个电流波沿着波阻抗为Z0的雷电通道传播到雷击点的波过程。
雷电通道长度数千米，半径仅为数厘米，类似于一条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为雷电通道波阻抗。我国有关规程建议取
Z0≈300Ω
3、雷电通道的波阻抗
本讲稿第二十一页，共三十八页
第2节 防雷保护装置
为防止设备遭受直接雷击，通常采用装设高于被保护物的避雷针（或避雷线），其作用是将雷电吸引到避雷针上并安全地将雷电流引入大地，从而保护了设备。
主要内容：
避雷针和避雷线
避雷器
防雷接地
本讲稿第二十二页，共三十八页
防雷保护装置的作用：
避雷针、避雷线：可以防止雷电直接击中被保护物体，也称作直击雷保护。
避雷器：防止沿输电线侵入变电所的雷电过电压波，因此也称作侵入波保护。
接地装置：减少避雷针（线）或避雷器与大地（零电位）之间的电阻值，以达到降低雷电过电压幅值的目的。
本讲稿第二十三页，共三十八页
避雷针
保护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针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，再经过接地装置将雷电流引入大地从而使被保护物体免遭雷击。
一、避雷针和避雷线
避雷针（线）主要防直雷击：她是由金属制成，比被保护设备高，具有良好接地的装置。其作用是将雷吸引到自己身上，并安全导入地中，从而保护了附近比它矮的设备和建筑免受雷击。
本讲稿第二十四页，共三十八页
避雷针的保护对象：
一般用于保护发电厂和变电站，可根据不同情况装设在配电构架上，或独立架设。
本讲稿第二十五页，共三十八页
避雷线
作用原理同避雷针，主要用于输电线路的保护，也可用于保护发电厂和变电所
本讲稿第二十六页，共三十八页
对避雷器的基本技术要求
过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电，这需要由两者的伏秒特性的配合来保护
避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在某次过零时的工频续流，使系统恢复正常
二、避雷器
避雷器的作用：是用以限制由线路传来的雷电过电压（雷电入侵波）或由操作引起的内部过电压的一种电气设备。
本讲稿第二十七页，共三十八页
避雷器
本讲稿第二十八页，共三十八页
避雷器
本讲稿第二十九页，共三十八页
本讲稿第三十页，共三十八页
本讲稿第三十一页，共三十八页
1. 接地
电工中“地”是指地中不受入地电流的影响而保持着零电位的土地。接地是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点，通过导体与大地相连，使该物体或节点与大地经常保持等电位。
电力系统的接地分为三类：
工作接地：根据系统正常运行要求设置。如三相系统的中性点接地，其作用是稳定电网的对地电位，以降低电气设备的绝缘水平。
保护接地：为保障人身安全而将电气设备金属外壳等接地，它在故障条件下才发挥作用
防雷接地：用来将雷电流顺利泻入大地，以减小引起的过电压
三、 防雷接地
本讲稿第三十二页，共三十八页
2. 接地电阻
接地电阻Re等于从接地体到地下远处零位面之间的电压Ue与流过的工频或直流电流Ie之比。
冲击接地电阻，工频或直流下的接地电阻，二者之比称为冲击系数。
本讲稿第三十三页，共三十八页
当雷电流流过接地装置时，接地体和土壤所呈现的响应不同于工频响应，即冲击接地电阻一般不等于工频接地电阻
αi的值一般小于1，但在接地体很长时也有可能大于1。
本讲稿第三十四页，共三十八页
3、接地装置：
埋于地下的一组人工接地导体，其功用是减小接地电阻，以降低雷电流通过避雷针（线）或避雷器时的过电压。
垂直接地体
水平接地体
接地网
本讲稿第三十五页，共三十八页
输电线路的防雷接地：在每一基杆塔下一般都有接地装置，并通过引线与避雷线相连，其目的是使击中避雷线的雷电流流过较低的接地电阻而进入大地；
发电厂和变电站的防雷接地：根据安全和工作