雷电放电.ppt

关于雷电放电
第1页，讲稿共46张，创作于星期三
§ 雷电放电和雷电过电压
第2页，讲稿共46张，创作于星期三
雷电科学发展历史
雷电科学的建立
著名的风筝试验（17世纪，富兰克林）： 240米长的缠绕钢丝的麻绳发变电站
第19页，讲稿共46张，创作于星期三
（三）单根避雷线
因此单根避雷线的保护半径要比单根避雷针的保护半径小得多
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(四)两根等高避雷线 两线外侧的保护范围按单根避雷线方法确定；两线内侧的保护高度由两线及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定。
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二 避雷器的基本原理
避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电气设备
避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一种放电器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压的发展，从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏
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1. 保护间隙
2. 管式（排气式）避雷器
3. 阀型避雷器
4. 氧化锌避雷器
避雷器有以下四种类型：
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1 — 保护间隙 2 — 排气式避雷器
3 — 阀型避雷器 4 — 氧化锌避雷器
5 — 被保护电器设备
避雷器保护作用原理示意
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具有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘配合
应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使系统得以继续运行
避雷器的基本要求
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(a) (b) (c)
1——电气设备的伏秒特性， 2——避雷器的伏秒特性
避雷器与电气设备的伏秒特性配合图
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（一） 保护间隙
保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低，使过电压波被限制到保护间隙的击穿电压Ub。
缺点：
1）伏秒特性很陡；
2）保护间隙没有专门的灭弧装置
3）产生大幅值的截波。
应用范围：仅用于不重要和单相接地不会导致严重后果的场合。
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（二）管式避雷器（亦称排气式避雷器）
它实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙，其基本元件为装在消弧管内的火花间隙，在安装时再串接一只外火花间隙。
缺点：
1）续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂
2）伏秒特性和产生截波方面与保护间隙相似,维护较麻烦
应用范围：仅安装在输电线路上绝缘比较薄弱的地方和用于变电所、发电厂的进线段保护中。
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(三) 普通阀式避雷器
变电所的防雷保护主要依靠阀式避雷器，它在电力系统过电压保护和绝缘配合中都起着重要的作用，它的保护特性是选择高电压电力设备绝缘水平的基础。
结构：主要由火花间隙F及与之串联的工作电阻R两大部分组成。
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特点：
对工作电阻的首位要求是它应具有良好的非线性伏安特性，即在冲击大电流下，阻值应很小，让冲击电流顺利泄入地下，且残压不高；在工频电流下，阻值要变大，以利灭弧。
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(四)磁吹式避雷器
与普通阀式避雷器类似，主要区别采用了灭弧能力较强的磁吹火花间隙和通流能力较大的高温阀片。
1、旋弧型磁吹避雷器
2、灭弧栅型磁吹避雷器
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(五)金属氧化物避雷器（MOA）
氧化锌(ZnO)，具有极其优异的非线性特性。
优点：
1）可省去串联火花间隙，结构大大简单
2）由于具有极好的非线性伏安特性，保护性能优越
3）无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护
4）流通容量大，能制成重载避雷器
5）耐污性好
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保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后，保护回路再也没有限流元件，保护动作都要造成接地故障或相间短路故障，保护作用增多电力系统故障率，影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器，从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障，且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。
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开发年代
保护装置类型
19世纪7080年代
棒型放电间隙和熔丝
19世纪末
角形保护间隙，防止雷击损坏设备绝缘而造成事故
20世纪20年代
铝避雷器，氧化膜避雷器
20世纪30年代
管式避雷器，主要用于发