搜索
《企业供电系统与安全用电技术》电子教案主编强高培中等职业学校教学用书（电工电子技术应用专业）第5章雷电灾害及其预防技术基础5.1雷电灾害事故的主要形式1、雷电及过电压的概念带正电或带负电的雷云，在其周围产生强大的电场，所谓过电压，是指在电气设备上或线路上出现的超过正常工作要求的电压。在电力系统中，按过电压产生的原因不同，可分为内部过电压和雷电过电压两大类。架空线路上的感应雷和雷电流的波形如图所示5.2防雷电侵害的主要措施5.2.1避雷针避雷针实质上是一个引雷通道，它的安装高度高于被保护物，并有良好的接地。其作用是将雷电引向自身金属针，并将雷电流完全导入地中，使雷电流不致流向被保护物，从而实现了对被保护物的保护作用，所以避雷针实质上是引雷针。1、避雷针的基本结构避雷针由接闪器、接地引下线和接地体三部分组成2、避雷针的保护范围避雷针的保护范围就是它能防护直击雷的空间，在这保护范围内基本不会遭到直接雷击。按国际电工委员会IEC标准规定采用“滚球法”来确定。所谓滚球法，就是选择一个半径为hr（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只接触到接闪器与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针的保护范围之内。单支避雷针的保护范围的确定方法：当避雷针的高度hr大于被保护物的高度时，其确定方法和步骤如下。不同高度时的保护范围如图所示。①距地面hr处作一平行于地面的平行线；②以避雷针的针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的A、B两点；③以A、B分别为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交，并与地面相切，由此弧线起到地面的整个锥形空间就是该避雷针的保护范围。④避雷针在被保护物高度hx的XX‘平面上的保护半径，按公式计算单支避雷针的保护范围及确定方法建筑物的防雷类别避雷网的尺寸/cm×m滚球半径(m)第一类防雷建筑物5×530第二类防雷建筑物10×1045第三类防雷建筑物20×2060按建筑物的防雷类别布置接闪器及其滚球半径5.2.2避雷线避雷线一般用截面不小于25mm2的镀锌钢绞线，架设在架空线路的上方，并与大地直接连接。它的功能作用与避雷针相类似，起引雷作用，保护架空线或其他物体免遭直接雷击。避雷线不仅可用来保护架空线，也可用来保护面积较广的电厂或变配电所的户外配电装置，以及保护其他各种建筑物。5.2.3避雷器避雷器是用来防护雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器的种类主要有保护间隙、管型避雷器，阀型避雷器和金属氧化物避雷器等几种。1、保护间隙保护间隙又称角式避雷器，其结构如图5.7所示。它简单经济，维护方便，但保护性能差，灭弧能力差。装有保护间隙的线路上，一般要装自动重合闸装置，才能保证供电的可靠性。保护间隙的结构图保护间隙的安装是一个电极接线路，另一个电极接地。但为了防止间隙被外物短接而造成接地或短路，所以通常在其接地引下线中还串联一个辅助间隙，以提高工作的可靠性。2、管型避雷器管型避雷器由产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成，这种避雷器实质上是一个具有灭弧能力的保护间隙。3、阀型避雷器阀型避雷器是变电所广泛应用的一种避雷器，其性能较好，它由封装在瓷管内的火花间隙和非线性电阻组成。阀式避雷器中火花间隙和阀片的多少，是与工作电压高低成比例的。高压阀式避雷器串联很多单元火花间隙，目的是将长弧分割成多段短弧，以加速电弧的熄灭。左图是我国生产的FS-10型高压阀式避雷器。4、金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器又称压敏避雷器，是一种新型避雷器，结构上无火花间隙，仅有以氧化锌或氧化铋等金属氧化物高温烧结而成的压敏电阻（阀片），它有较理想的伏安特性，阀片非线性系数很小，约为0.05。在工频电压下，阀片呈现极大电阻，能迅速抑制工频续流，因此不需要串联火花间隙来熄灭工频续流引起的电弧。金属氧化物避雷器的工作原理是：在正常工频电压下工作时，具有极高的电阻，呈绝缘状态；在电压超过启动值（雷电压或内部过电压）时，阀片导通成低阻状态。泄放电流，待有害的电压消失后，阀片的导通终止，迅速恢复高电阻，呈绝缘状态。金属氧化物避雷器的优点是：具有无间隙、动作迅速、通流量大、残压低、无续流，对大气过电压和内部过电压都能起到保护作用，且体积小，重量轻，结构简单，可靠性高，使用寿命长，维护方便等，具有取代其他各类避雷器的趋势。5.2.4防雷措施1、架空线路的防雷措施⑴架设避雷线⑵提高线路本身的绝缘水平⑶利用三角形排列的顶线兼作保护线⑷装设自动重合闸装置⑸个别绝缘薄弱点装设避雷器2、变配电所的防雷措施⑴装设避雷针⑵高压侧装设阀式避雷器⑶低压侧装设阀式避雷器或保护间隙