避雷器及接地装置

目录一、雷电的危害及防雷设备………….2页二、避雷线和避雷针……………………3页三、避雷器…………………………………4页四、接地装置…………………………….24页雷电的危害及防雷设备雷电的危害：在电力系统中引起很高的雷电过电压，是造成绝缘故障和停电事故的主要原因之一。雷电过电压产生的原因：直击过电压、感应过电压、入侵波过电压。防雷设备：避雷线、避雷针、避雷器。避雷针和避雷线保护原理：其高出被保护物，将雷电吸引到自身上，并安全的将雷电引入大地，从而保护设备。避雷器避雷器的作用：通过在变电所进、出线侧并联放电间隙或非线性电阻，消减、限制入侵波过电压至避雷器的残压水平。保护原理①正常时：避雷器无电流流过，绝缘隔离；②雷电波袭击时：避雷器立即击穿动作，将雷电流泄入大地，限制过电压；③雷电波消失：避雷器迅速切断工频续流，恢复正常。避雷器的分类：保护间隙、排气式避雷器、阀式避雷器（碳化硅、氧化锌）。阀式避雷器左图为FZ-110J型普通阀型避雷器，其主要由四节相同的FZ-30型基本单元组成。氧化锌避雷器氧化锌避雷器芯体1-上金属隔板2-弹簧3-螺栓4-绝缘拉杆5-绝缘固定套板6-阀片7-螺栓8-下金属板包惠线避雷器主要规格及技术参数（交流、无间隙、金属氧化物）：系统额定电压型号持续运行电压(kV)残压≤kVU1mA(kV)0.75U1mA（uA）10kVHY5WZ-17/4513.61/4标称放电电流下残压8/2030/6024504527.5kVY5WT-42/12034138120986550110kVY10WT-100/2607829126022114550氧化锌避雷器型号含义：12042TW5Y标称放电电流下残压(kV)120/260额定电压(kV)42/100使用场所：S-配电线路Z-电站R-电容器用T-电气化铁道D-电机用特征：W-无间隙C-串联间隙B-并联间隙标称放电电流（kA）5/10/20材料：Y-氧化锌避雷器复合外套H各参数含义额定电压：允许施加的最大工频电压有效值。加此电压时，其仍能正常工作（完成规定的雷电及操作过电压动作负载，特性基本不变，不发生热崩溃）持续运行电压：允许长期连续施加在避雷器上的工频电压有效值，其一般应等于系统最高工作相电压。起始动作电压：大致在其伏安特性曲线的转折处。通常将U1mA定义为起始动作电压。残压：其放电时，在避雷器端子间出现的电压峰值。（220kV及以下为5kA放电电流时的电压，330kV及以上为10kA放电电流时的电压）残压越低保护性能越好。压比：其通过波形8/20us的额定冲击放电电流时的残压与起始动作电压之比。避雷器的常见故障及处理序号常见故障原因及处理1瓷套管破裂、闪络向电调汇报，退出运行。天气晴好时，用环氧树脂修补或更换2避雷器连接引线严重烧伤或烧断【原因】引线接触不良或松动；引线线径较小【处理】向电调汇报，做好记录，申请退出运行，申请派人检修或更换连接引线3避雷器计数器损坏向电调汇报，做好记录，申请退出运行，申请派人更换计数器氧化锌避雷器的试验本体绝缘电阻试验及底座绝缘电阻直流1mA电压及0.75U1mA下的泄漏电流运行电压下的交流泄漏电流工频参考电流下的工频参考电压检查放电计数器动作情况试验项目1、绝缘电阻试验：1.1试验目的：测量避雷器的绝缘电阻，目的在于初步检查避雷器内部是否受潮；有并联电阻者可检查其通、断、接触和老化等情况。1.2适用范围：10kV及以上避雷器交接、大修后试验和预试（及雷雨季节前）。1.3试验仪器：35kV及以下的用2500V兆欧表；35kV及以上的用5000V兆欧表；低压的用500V兆欧表测量。1.4测量接线1.5数据分析：a.35KV以上不低于2500MΩ;b.35KV及以下不低于1000MΩ;c.底座绝缘电阻不小于5MΩ。1.6注意事项：a.试品温度一般应在10～40℃之间；b.兆欧表的使用使用注意事项。2、直流1mA电压及0.75U1mA下的泄漏电流2.1试验目的：检查避雷器是否受潮、劣化、断裂，以及同相各元件的α系数是否相配。2.2适用范围：10kV及以上避雷器交接、大修后试验和预试（雷雨季节前）。2.3试验仪器：高压直流发生器、微安表2.4测量步骤：a、避雷器地端接地，高压直流发生器输出端通过微安表与避雷器引线端相连，如图所示。b、首先检查升压旋纽是否回零，然后合上刀闸，打开操作电源，逐步平稳升压，升压时严格监视泄漏电流，当要达到1mA时，缓慢调节升压按钮，使泄漏电流达到1mA，此时马上读取电压，然后降压至该电压的75%，再读取此时的泄漏电流。c、迅速调节升压按钮回零，断开高压通按钮，断开设备电源开关，拉开电源刀闸，对被试设备和高压发生器放电。2.5结果分析：a.U1mA：27.5kV的不小于65kV，110kV的不小于145kV；b.U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较，变化不应大于±5%；c.0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA2.6注意事项：a、记录被试设备的温度、湿度。b、测量电流的导线应使用屏蔽线，c、对不同温度下测量的普通阀型或磁吹型避雷器电导电流进行比较时，需要将它们换算到同一温度。经验指出，温度每升高10℃，电流增大3%~5%，可参照换算。避雷器泄漏电流测试接线图3、测量运行电压下的交流泄露电流4.1试验目的：及时发现设备内部绝缘受潮及阀片老化等危险缺陷。4.2适用范围：1)新投运的110kV及以上者投运3个月后测量1次；以后每半年1次；运行1年后，每年雷雨季节前1次；2)必要时。4.3试验仪器：泄漏电流测试仪4.4测量步骤：按照测试仪器接线方法，正确连接试验接线，一人接，一人检查，接线检查完毕后，进行交流泄漏电流的测试（详见下页）。4.5注意事项：由于是在运行中测量避雷器的泄露电流，因此应注意保持足够安全距离，监护人应提高警惕。4.6结果判断：测量运行电压下的全电流、阻性电流或功率损耗，测量值与初始值比较，有明显变化时应加强监测，当阻性电流增加1倍时，应停电检查。交流泄露电流测试步骤1、将仪器的接地端可靠接地，接通电源，打开电源开关显示屏显示为：图1；点击“确认”键屏幕进入显示接线方式：图1（实验室接线图）本方法需配置可调交流高压电源，电压信号输入接到试验变压器的测量仪表端，氧化锌避雷器一端接高压，另一端经一保护器接地，与仪器的地连接。交流电流信号输入端接保护器上端。点击“→”屏幕显示在线接线图（带电测试）在线测试时电压信号输入端接到与被测避雷器位于同相PT的二次测，电流信号输入端接到避雷器的计数器上端，仪器的接地端接至计数器的下端并与地相联。2、按实际变比值正确输入变比。试验变压器变比：高压绕组与测量仪表绕组的匝数比或电压比；在线变比：以110kV避雷器为例，其变比为(110/3)/(100/3)=1100.3、按“确认”键进入是否测试状态。显示接线方式设置PT变比开始测试数据查看历史数据↑：选择确认：执行图1图2图34、测量工频参考电流下的工频参考电压4.1试验目的：工频参考电压是无间隙金属氧化物避雷器的一个重要参数，它表明阀片的伏安特性曲线饱和点的位置。运行一定时期后，工频参考电压的变化能直接反映避雷器的老化、变质程度。4.2适用范围：35kV及以上避雷器交接试验。4.3试验仪器：电压表、调压器、试验变压器、交流泄漏电流测试仪器4.4原理及接线图：接好试验接线，然后逐步升压使测得的工频泄漏电流等于工频参考电流（工频参考电流取决于避雷器的标称放电电流及（或）线路放电等级。对单柱避雷器，参考电流值的典型范围为每平方厘米电阻片面积0.05mA～l.0mA。），此时读取输入电压求得避雷器两端所加电压，此电压就为工频参考电压。4.5注意事项：测量时的环境温度应在20±15℃，测量应每节单独进行，整相避雷器有一节不合格，应更换该节避雷器（或整相更换），使该相避雷器合格4.6数据分析：判断的标准是与初始值和历次测量值比较，当有明显降低时就应对避雷器加强监视，110kV及以上的避雷器，参考电压降低超过10%时，应查明原因，若确系老化造成的，宜退出运行。金属氧化物避雷器工频放电电压应符合GB11032或制造厂规定。5、检查放电计数器动作情况5.1试验目的：检查放电计数器是否正常工作。5.2适用范围：10kV及以上避雷器交接、大修后试验和预试（每年雷雨季前或必要时）。5.3试验仪器：放电计数器测试棒5.4测量步骤5.4.1将测试棒的接地引线在计数器的接地端。5.4.2然后打开电源，等待几秒钟后，测试棒高压输出端迅速接触计数器与避雷器连接体，同时观察计数器是否动作。5.5注意事项：测试3~5次，均应正常动作，测试后计数器指示应调到“0”。5.6测量结果的判断：观察计数器是否能正常动作。避雷器计数器工作原理图1（a）为js型动作记数器的基本结构，即所谓的双阀片式结构。当避雷器动作时，放电电流流过阀片r1，在r1上的压降经阀片r2给电容器c充电，然后c再对电磁式记数器的电感线圈l放电，使其转动1格，记1次数。改变r1及r2的阻值，可使记数器具有不同的灵敏度。一般最小动作电流为100A（8／20μs）的冲击电流。因r1上有一定的压降，将使避雷器的残压有所增加，故它主要用于40kv以上的高压避雷器。图1（b）表示js－8型动作记数器的结构，系整流式结构。避雷器动作时，高温阀片r1上的压降经全波整流给电容器c充电，然后c再对电磁式记数器的l放电，使其记数。该记数器的阀片r1的阻值较小（在10kA时的压降为1.1kV），通流容量较大（1200A方波），最小动作电流也为100A（8／20s）的冲击电流。js－8型记数器可用于6.0～330kV系统的避雷器，js－8a型记数器可用于500kv系统的避雷器。接地装置电气接地定义：凡是电气设备或设施的任何部位（不论带电与不带电），人为地或自然地与具有零电位的大地接通的方式，都称为电气接地。接地按其作用进行的分类，一般分为保护性接地和功能性接地两种；1．保护性接地（1）防电击接地（2）防雷接地（3）防静电接地（4）防电蚀接地2．功能性接地（1）工作接地（2）逻辑接地（3）屏蔽接地（4）信号接地接地电阻接地电流：凡从带电体流入地下的电流即属于接地电流。接地电阻：接地电流流入地下以后，是自接地体向四周流散的。这个自接地体向四周流散的电流叫流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫流散电阻。接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。接地电阻包括接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤间的接触电阻，以及土壤中的散流电阻。由于其中接地线电阻、接地体电阻、接触电阻相对较小，故通常近似以散流电阻作为接地电阻。接地的作用接地的作用接地是利用大地作为接地电流回路，在设备与大地之间实现低阻抗的连接，它将设备接地处的电位固定为所允许的值。接地的目的一是为设备的操作人员提供安全保障；二是防止设备损坏和提高设备工作的稳定性。接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和设备或系统正常运行。接地电阻测量1）确认仪器端接线正确无误；2）将仪器水平放置，调整检流器至机械零位；3）将仪器的“倍率开关”置于最大倍率档，逐渐加快摇柄转速，使其达到150转/分。当检流计指针向一个方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针指在“0”上。此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。4）如刻度盘读数小于1时，仍未取得平衡，可将倍率开关置于小一档的位置。直到调节到完全平衡为止。接地电阻测量注意事项测量大于等于1Ω接地电阻时仪器的连接方式测量小于1Ω接地电阻时仪器的连接方式进行接地电阻测量时，仪器的E端钮接5m导线，P端钮接20m导线，C端钮接40m导线，导线的另一端分别接被测物接地极E’，电位探棒P’和电流探棒C’，且E’、P’、C’应保持直线，其间距为20m。测量大于等于1Ω接地电阻时，需将仪