雷电过电压.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第,2,章 雷电及其防护装置,概 述,雷电是大气中集声、光、电、热极为壮观的自然现象。它对人类的生活、生产都有着重大影响。,雷闪放电促使无机物合成为氨基酸等有机物质导致孕育地球生命，在生命起源占有相当的地位；大气层中的电离层也起着防止太阳和宇宙各种射线进入地面，保护地球上的生命，而雷电就起着补充电离层电荷，平衡电荷总量的作用；也正是雷电放电引起森林大火可能启发了远古人类对火的发现和利用，从而结束了茹毛饮血的生活，加快了人类的进化。,但是现代生活中，雷电也给人类各行各业带来了巨大的灾害。,据统计，现今全球平均每年因雷电灾害造成的直接经济损失就超过,10,亿美元，死亡人数在三千人以上，这个统计没有包括中国。我国根据气象部门和劳动部门的估算，每年雷击伤亡人数均超过,1,万，其中死亡,3000,多人。,雷电灾害被国际电工委员会（,IEC,）称为,“,电子化时代的一大公害,”,。据美国的保守估计，主要由于雷电冲击导致计算机网络系统失效或损坏，平均每年约占全部故障的,70,。,据我国一些省市统计，因雷害作用，电子设备的直接损失约占雷电灾害总损失的,80,，造成了巨大的直接经济损失和无法估量的间接经济损失与社会影响。北京地区,1980-1996,年造成经济损失上亿元的数百起事故,中，微电子占,54.8,。广东地区,1997,年雷害事故共计,1465,起，其中电子电器设备雷害事故,705,起，共计直接经济损失,1,亿,6770,万元，间接经济损失,5,亿,1730,万元。,1989,年月,1,日，我国青岛市黄岛油库遭雷击失火，燃烧,104,小时才勉强扑灭。伤亡人员近百名，烧毁原油,3.6,万吨，整个油库变成一片废墟。,电力系统的发电厂、变电站，特别是高压输电线路纵横交错地分布在旷野上，极易遭受雷击，引起停电事故。雷击引起线路跳闸一直是供电部门十分头疼的事情。有些供电局雷雨季节有时每天因雷击跳十几条线路，严重时不得不停电避雷，损失巨大。,93,年,4,月杨家坪双山变电站就因雷击造成停电十几天，直接经济损失,250,万元，间接损失无法估计。,可见雷害事故涉及邮电通信、广播通讯、计算机行业、电子工业、石油化工、航天航空、建筑、包括电力工业几乎的所有行业。,由于雷电破坏性极大，所以必须研究雷闪放电的机理、发展过程、放电特点及参数。目前雷闪放电还不能控制，只能进行防护，采取一些防雷措施和装置，以确保电力系统安全可靠经济地运行。,雷电现象从古代以来就为人们关注。我们知道两百多年前美国著名科学家富兰克林的风筝试验。实际我国对雷电现象观察与研究已很久了。三千五百年前的殷商甲骨文已有,“,雷,”,字，周朝青铜器上已有,“,电,”,；东周时,庄子,上就有,“,阴阳分争故为电，阴阳交争故为雷,”,；宋代沈括梦溪笔谈,”,从实践经验中总结对雷电的三个重要性质雷电沿金属通过并熔化金属而周围的一般物体没有损坏雷对建筑物的易击点是建筑物突出部分鸱大地参与雷电活动（下安于地）,我国劳动人民总结出大量与雷电活动有关的谚语,“立春一声雷，一月不见天”,“雷打秋，一半收”,“立夏无雷声，粮食少几升”,“立夏无雷动，谷米皆成空”,“雷鸣惊蛰后，一镰割不透”,“惊蛰闻雷米如泥”,“先打雷不下，后打雷不晴”,“电先行，后跟雷，大风大雨即将临”,“冬暖春雷多”,“梅里有雷主大水”,“雷打清明后，平地种成豆”,“先雷不下，有雨不大”,随着科技的进步，上世纪以来对雷电的认识有了很大进展，全球许多地方都建立了雷电观测站采用了高速摄像、雷达、卫星、雷电定向定位仪等许多先进的设备，获得了大量雷电参数，同时在实验室进行了大量的人工雷闪放电（长间隙放电）研究。对雷闪放电的发展过程有了很多认识，基本弄清了雷电作用于电气设备时产生过电压的机理、幅值、波形，同时也找到了与雷害作斗争的防雷措施和防雷装置（避雷针、避雷线、避雷器、接地装置等）,雷电具有几至几百,kA,的冲击电流，通过被击电气设备时由于,电磁效应,，形成幅值很高的冲击电压波，使电气设备绝缘破坏，电动力的,机械效应,使物体炸裂，冲击电流的,热效应,使金属熔化。,2.1,雷电放电过程,一、雷云的形成,雷闪放电带电荷的雷云,云,局部地形雷云,锋面雷云,范围小，危害小,范围广，危害大,地面水蒸气上升 凝结成小水滴,季风（冷气团、暖气团）,云带电（综合过程）,瀑布起电（水滴破裂效应）,空气中被强烈的气流吹裂的水滴较大残滴带正电，细微的水沫带负电，水沫被气流带走，于是云中各部带有不同的电荷,冰雹效应（水滴冻冰效应）,水结冰时，冰粒上带有正电，被风吹走残余的水带负电,实测表明：,5,10km,高度主要是正电荷的云层，,1,5km,高度主要是负电荷云层，云底部往往有一块区域不大的正电荷聚集区。云中的电荷分布不均匀，形成几个,0.1,1,库仑的电荷密集中心，雷云对地电位可高达几万千伏亿伏。当云中电荷密集区电场强度达到（,25,30,）,kV/m,时，就会放电，大部分放电是在云间或云中进行的，只有小部分对地放电。,二、放电过程 据测：对地放电的雷云绝大多数（,75,90,）是带负电荷，雷电流为负极性。雷闪放电过程与长间隙极不均匀电场放电过程一样，主要有,先导放电、主放电,和,余辉放电,三个阶段。,1.,先导放电阶段 雷云中负电荷逐渐积聚时，地面感应出正电荷。云中电场强度达到空气的击穿场强（,25,30)kV/m,，空气开始游离，出现电子崩流注形成向地面运行的不太明亮的先导。先导通道压降小，通道头部的电位接近雷云电位（数万千伏数亿伏）。当先导发展到离地面大约,100m,时，由于局部空间场强增大，常常出现从地面向上发展的正电荷的迎面先导。,先导放电特点：发展速度慢，约,10,7,m/s,，持续约,1,s,，平均（,1,8,）,10,5,m/s,，逐级发展，每级长约,10,200m,，平均,25m,，每级约停顿,10,100,s,，呈跳越式 放电电流小，约,100A ,整个先导放电持续时间长，约,0.005,0.01s ,放电伴有不太明亮的闪光，头部最亮,2.,主放电阶段,当先导通道到达地面或与迎面先导相遇时，通道端部因空气游离而产生高密度的等离子区，此等离子区自地面向雷云迅速传播，形成一条高导电率的等离子通道，使先导和雷云中的电荷与大地的电荷相中和。主放电特点：,发展速度快，约（,1/20-1/2,）,c,（强烈的中和过程）放电电流大，一般,100,200kA ,整个放电持续时间短，约,50,100,s ,放电伴随极明亮的闪光和震耳的雷鸣（电磁效应、机械效应，通道温度,15000,20000,0,C,）,3.,余辉放电阶段,云中残余电荷（主放电剩余的电荷）沿等离子通道继续中和，特点是：,放电电流小，一般,100,1000A,（云中电阻大）持续时间长，,0.03,0.15s,（热效应）,由于云中往往有几个电荷中心，可能引起沿第一次产生的放电通道的多次主放电，最多测量到,42,次，但第一次冲击放电电流幅值为最高，一般以后的放电先导连续发展（无停顿），主放电电流不超过,30kA,三、雷闪放电的形状,1.,最常见的是线状雷，弯弯曲曲、纵横分枝的巨型电火花，其雷电流大，危害大,2.,片状雷（未形成线状雷已不能维持放电，形成一片一片若隐若现的闪光），其电流小，危害小,3.,球形雷（最为神秘少见，,周书,记载的公元前,1068,年袭击周武王住房的球形雷为世界最早的球形雷记录）白色、黄色“火球”，直径,10,20cm,，最大,10m,，可以,2m/s,的速度移动,2.2,雷电放电的计算模型 电力系统中的雷电过电压是由于雷云突然向系统注入一定的电磁能量所引起的，相当于一电源突然合闸于电力系统。在防雷计算中需建立雷闪放电的等值电路来定量分析雷电过电压。计算模型就是根据雷闪放电的基本过程和所关心的问题来建立。,先导阶段电荷移动速度慢形成的电流小k,打开）主放电阶段电流大（,k,合上）放电通道（闪径）具有分布参数性质，闪径波阻抗,Z,0,300,400,雷电流定义：流经被击物阻抗,z,0,的电流,一般电力工程中电气设备的接地阻抗,z30,（,z,0,/10),，故认为流经电气设备的电流为雷电流,1.,反映雷闪放电是以流动波传播形式作用地面,2.,被击物电压不取决于雷云电压而是,u=iz 3.,利于工程测量,2.3,雷电参数的统计数据,1.,雷电日和雷电小时 一天或一小时内听见一次雷声计为一个雷电日或雷电小时 以年雷电日或年雷电小时表征不同地区雷电活动的强度,我国以雷电日作为计量单位（雷电小时,/,雷电日,3,）雷电日多少与纬度有关 炎热潮湿的赤道附近平均,100,150,雷电日，埃塞俄比亚平均年雷电日为,230,，热带地区约为,75,100,雷电日，中纬度地区,30,50,雷电日，南极最少为几个雷电日 我国海南岛和雷州半岛雷电活动强烈，为,100,133,雷电日；北回归线（北纬,23.5,0,）以南地区一般在,80,雷电日以上，但台湾只有,30,；北纬,23.5,0,到长江一带约为,40,80,；长江以北大部分地区在,20,40,之间；西北地区,20,以下；西藏很多地区高达,50,80,雷电日；新疆只有,10,个左右；青海的格松一年约为,0.3,雷电日，全国最少,年平均雷电日,40,多雷区,90,强雷区,2.,雷电流幅值,雷闪时，雷电流所能达到的最高值，为一随机值 我国电力行业标准,DL/T620-1997“,交流电气装置的过电压保护和绝缘配合”给出了我国年雷电日,20,地区雷电流幅值概率分布公式：,I,：雷电流幅值,P:,幅值,I,的雷电流出现的概率,例如：,I20kA P=59%50kA P=27%,88kA P=10%100kA P=7.3%,150kA P=1.9%,对于年雷电日,30m H=600m H=300m,二、避雷针结构和保护范围,1.,结构 接闪器：,10,12mm,长,1,2m,的镀锌或镀镍钢棒 接地引下线：,6mm,圆钢或截面积,25,mm,的镀锌钢绞线也可以利用钢筋或铁塔 接地体：一组满足规定接地电阻值的管状或带状接地电极 注意各部分之间的连接（采用烧焊、线夹或螺栓）,2.,保护范围,保护范围内的被保护物就绝对不会遭受雷击？规程规定：,0.1,的雷击概率（穿透率）发电厂、变电站采用多针联合保护,三、避雷线的保护范围,工程上常用保护角,一般取,20,0,30,0,220,330kV,20,0,500kV 15,0,山区宜采用较小保护角,2.6,避雷器的基本类型和结构,当作用在设备上的电压超过设备的绝缘水平时，绝缘就会遭受破坏，为了限制设备上出现的过电压，将避雷器与被保护设备并联，在作用电压超过一定幅值后，避雷器先放电，将雷电流引入地中，从而保护电气设备,要达到保护效果，必须满足以下要求：,1,）绝缘水平的合理配合,冲击电压作用下的击穿特性为伏秒特性（最大值和放电时间的关系）,解决方法：,a.,提高电气设备的冲击绝缘水平,不经济,b.,避雷器伏秒特性低且平直,k,ch,1,冲击系数,2,）避雷器绝缘强度的自恢复能力强,冲击电压冲击放电对地短路工频短路 （工频续流以电弧形式出现）,要求避雷器具有很强的绝缘强度自恢复能力，在工频续流第一次过零时熄弧，不再重燃 灭弧电压：工频电流第一次过零后间隙所能承受的不至于引起电弧重燃的最大工频电压 灭弧电压 避雷器性能越好,避雷器的发展就是基于上述两点要求,避雷器类型：,保护间隙,管型避雷器,阀型避雷器,金属氧化物避雷器（,MOA),配电系统、线路和发、变电厂进线段保护,发、变电站内的过电压保护，,220kV,及以下用于雷电过电压保护，超高压系统还用于内部过电压保护,保护间隙有棒形、球形、羊角形,保护间隙、管型避雷器,特点：简单、成本低,缺点：,1,）间隙为不均匀电场，放电分散性大，伏秒特,性陡，不易进行伏秒特性配合,2,）灭弧能力差，引起断路器跳闸,3,）放电时产生截波，威胁绕组绝缘,保护间隙,放电后电弧的熄灭是靠短路电流过零时的自然熄弧，当短路电流较大时可能发生电弧的重燃，如果短路电流引起的电弧长期存在就可能产生弧光接地过电压，危及设备绝缘，因此需采用跳断路器来消除接地故障,管型避雷器,利用电弧燃烧时产生的热量使产气管里的产气材料（纤维、塑料、橡胶等）产生气体纵吹电弧，使电弧熄灭,保护间隙动作后会产生截波,因此保护间隙和管型避雷器都不能承担主变和发电机等重要设备的保护任务，只能用于线路保护和进线段的保护,阀型避雷器主要由,火花间隙,和,阀片,（,非线性电阻,）组成,火花间隙,接近均匀电场,k,ch,=1.1,避免截波和减小工频续流电阻要大 残压（雷电流流过时产生的电压）电阻要小,非线性电阻,普通阀型避雷器火花间隙,避雷器间隙就是由多个火花间隙串联而成 火花间隙放电电压稳定、分散性小从而具有平坦的伏秒特性和较高的灭弧性能,s,i,c,（金刚砂）焙烧成,55,100mm,园饼状,阀片（非线性电阻）,主要两个重要指标：非线性系数,和通流容量,伏安特性为：,u=ci,（,c:,常数,：非线性系数）,普通阀型避雷器,0.2,磁吹式避雷器,0.24,通流容量 普通阀型避雷器：波形,20,/,40,s,幅值为,5kA,冲击电流,和,（低温阀片）幅值为,100A,的,工频半波,电流各,20,次,磁吹式避雷器：波形,20,/,40,s,幅值为,10kA,冲击电流和,（高温阀型）,2000,s,方波,800,1000A,电流各,20,次,普通阀型避雷器,通流容量较小，只能用于,35,220kV,变电站内作雷电过电压保护用，在内部过电压下不能动作,磁吹式避雷器,通流容量大可用于超高压变电站内，除作,雷电过电压的保护外，还可作为内部过电压的,后备保护,现磁吹避雷器已被,MOA,代替，但通流容量仍相同,阀型避雷器主要电气参数,F,（阀型）,C,（磁吹）,S:,配电,Z:,变电站,D:,旋转电机,L:,直流,H:,电流互感器,额定电压,J,（中性点接地）,GY,（高原）,（,1,）额定电压,U,e,3,、,6,、,10,、,35,、,60,、,110,、,220,、,330,、,500kV,（,2,）灭弧电压,U,mh,保证能够在工频续流第一次过零时灭弧的条件下，,允许加在避雷器上的最高工频电压,避雷器通常接在一相导线与地之间，正常运行情况下承受的只是系统的相电压，但系统出现短路故障时会引起工频电压升高，如雷击造成单相接地短路，健全相避雷器动作后的恢复电压就比相电压高，因此避雷器应保证在这个电压作用下能可靠熄弧，否则避雷器会爆炸。,110kV,及以上中性点直接接地系统 健全相电压可达系统最高工作线电压的,80,，故称为,80,避雷器 例：,FZ-110J,灭弧电压,1101.1580,100kV 10,35kV,经熄弧线圈接地系统 健全相电压可达系统最高运行电压的,100,，故称为,100,避雷器,3,、,6,、,10,、,35kV,中性点绝缘系统 健全相电压可达系统最高运行电压的,110,，故称为,110,避雷器,（,3,）工频放电电压（,U,gf,）工频电压作用下避雷器发生放电的电压值（有效值）,a.,由于分散性故需给出工频放电电压的上下限,b.,不能过高因结构一定后，,K,ch,就已确定，导致冲击击穿电压过高，影响避雷器的保护特性,c.,不能过低导致灭弧电压减低，不能熄灭工频续流,d.,不允许在内部过电压下动作，故工频放电电压下限应高于系统可能出现的内部过电压,35,60kV,及以下非直接接地系统内部过电压,4.0,倍最大相电压,110,220kV,直接接地系统内部过电压,3.0,倍最大相电压例：,FZ-110J 110/,31.153,219kV65m,）；,k,耦合系数,感应过电压特点：（,1,）由于雷击大地，大地自然接地电阻较大，雷电流幅值一般,100kA,，感应过电压幅值一般为,300,400kV,，最大为,600kV,，故可能引起,35kV,及以下线路闪络 （,2,）极性与雷电流极性相反 （,3,）三相导线上同时出现 （,4,）波形较平缓，波头几几十,s,，波长几百,s,二、雷击线路杆塔时感应过电压,由于杆塔有引雷作用，故,S65m,的雷击会被吸引到杆塔,一般高度（,耐雷水平,绝缘冲击闪络,是否跳闸？,冲击闪络持续时间只有几十,s,，继电保护和断路器根本来不及动作，雷电流过后，工频电压所产生的工频电流（工频续流）以电弧的形式流过闪络通道，若电弧稳定燃烧才会使继电保护动作，断路器跳闸,冲击闪络,稳定工频电弧,必要条件,充分条件,雷击跳闸,a.,弧道中的平均电场强度,b.,闪络瞬间工频电压值（相位）,c.,去游离条件（气温、风速等）具有随机性,工程上用,建弧率,表示冲击闪络转为稳定工频电弧的概率,式中：,E,为弧道中平均电场强度（,kV/m,）中性点直接接地系统，单相短路电流大易建立起稳定电弧,中性点非直接接地系统，单相短路电流小，不会建立稳定的电弧，只有相间短路时短路电流很大极易建立稳定燃烧的电弧,l,1,为绝缘子串长度,l,2,为木或瓷横担长度 金属横担,l,2,0,一般：,E,6 kV/m,（有效值）可认为,0,雷击跳闸率,n,的计算,1.,雷击杆塔跳闸率,n,1,每,100km,线路每年（,40,雷电日）落雷次数,N,0.28,（,b+4h,b,),击杆率,g,避雷线根数,地 形,0,1,2,平 原,1/2,1/4,1/6,山 区,1/3,1/4,雷击杆塔时的耐雷水平为,I,1,，雷电流幅值超过,I,1,的概率为,P,1,故,：,n,1,=0.28,（,b,4h,b,）,g,P,1,2.,绕击导线的跳闸率,n,2,绕击率为,P,，绕击时耐雷水平为,I,2,，雷电流超过耐雷水平,I,2,的概率为,P,2,故：,n,2,=0.28,（,b+4h,b,）,P,P,2,所以线路雷击跳闸率,n,为,n=n,1,+n,2,=0.28(b+h,b,),(gP,1,+P,P,2,),（次,/100km.,年）,3.8,输电线路的防雷措施,一、架设避雷线,作用：,a.,减少雷直击导线,b.,分流作用降低塔顶电位,c.,屏蔽,作用降低感应过电压,规程规定：,a.220kV,及以上全线双避雷线（,20,0,）,b.110kV,除少雷区外全线架设避雷线（,20,0,30,0,）,二、降低杆塔接地电阻,一般高度杆塔特别有效,三、架设耦合地线,降低接地电阻困难时采用，有屏蔽和分流作用,四、采用不平衡绝缘方式,同杆双回线路采用,五、装设自动重合闸,六、采用消弧线圈接地运行方式,七、线路薄弱处装设管型避雷器,八、加强绝缘,高杆塔增加绝缘子片数,九、加装线路型避雷器,第,4,章 发电厂和变电站的雷电过电压及防护,4.1,概述,发电厂是产生电能的中心变电站是分配电能的枢纽,重要：,（,1,）遭雷击受到破坏将造成大面积停电事故,（,2,）发电机、变压器是系统中最重要最昂贵的设备，,且绝缘水平也较低，一旦损坏难于修复,（,3,）值班运行人员的安全,所以比输电线路防雷更加重要 需采取防雷措施,雷害来源,：,（,1,）雷直击发电厂和变电站的避雷针后，强大的雷电流,在设备上,a.,产生感应过电压,b.,避雷针电位升高对设备,反击,c.,产生跨步电压和接触电压,（,2,）雷击线路后导线上形成雷电波侵入发电厂和变电站,防雷措施：,（,1,）选址时尽可能选择少雷区,（,2,）采用避雷针和避雷线作为直击雷防护,（,3,）采用避雷器和进线段保护作为侵入波防护,4.2,发电厂和变电站的直击雷保护,避雷针和避雷线的接地,都为独立接地体,注意校核：,（,1,）空气间隙,S,k,（,2,）土壤间隙,S,d,以免反击,另：,避雷针能否架设在构架上问题？,线路终端杆塔避雷线能否进变电站问题,?,电压等级,土壤电阻率,4.3,变电站的侵入波保护,沿导线传播的侵入波幅值远远高于变电站内设备绝缘水平,如：,110kV,线路一般,7,片绝缘子，闪络电压为,700kV,，而,变压器冲击绝缘水平为,480kV,，多次全波试验保险电压为,478kV,，,FZ-110J U,冲击,310kV,，,U,r,5,=332kV,故需采用避雷器作为变电站内侵入波的保护,一、避雷器的保护动作过程,避雷器直接并在设备旁,避雷器动作前：,u,b,=u(t),动作后：,避雷器电压,二、避雷器与变压器间的距离对过电压的影响,避雷器和被保护设备并在一起时，被保护设备上的过电压,就是避雷器上的电压，但实际工程中不可能在每台被保护,设备上并一台避雷器，也就是说避雷器与被保护设备存在,一定距离 距离对过电压有影响,设备上过电压为：,可见为了保证设备的安全，需采取如下措施：,1,）限制通过避雷器的雷电流，,5kA,或,10kA,，降低残压,2,）限制雷电流陡度,a,3,）尽量缩短避雷器与被保护设备间的电气距离,l,三、变压器与避雷器之间的最大允许距离,由于避雷器动作以后的波的多次折反射，变压器上的电压为振荡的，这种波形与全波相差较大、而与截波相似，实际中就是以变压器承受多次截波的能力（多次截波耐压值,u,j,）表示承受雷电波的能力,变压器上的最大冲击电压,u,max,应小于多次截波耐压值,u,j,避雷器与变压器之间的最大允许距离,l,max,a,为空间陡度,结论：,（,1,）避雷器具有一定的保护范围，最大允许距离,l,max,与变压器,u,j,和避雷器,u,r,差值有关,u,j,u,r,l,max,（,2,）,l,max,与侵入波陡度,a,有关,a l,max,所以要,a,（,3,）其它设备,l,max,要大,35%,（,4,）变电站多回出线比单回出线,l,max,高,所以实际工程中，在变电站雷电侵入波保护设计时就是选择避雷器的布置位置，原则是在任何可能的运行方式下，变电站内变压器和其它设备距避雷器的电气距离应小于最大允许电气距离,四、变电站的保护接线,220kV,及以下变电站保证每段可能单独运行的母线都有一,组避雷器,500kV,国内敞开式变电站主要是双母线带旁路或一个半开,关的电气主接线，由于电气距离远，每台避雷器只能保护,与它靠近的电气设备,每条单独运行的母线需装一组电站型避雷器,每回出线出口的线路侧需装一组线路型避雷器,每台变压器旁需装一组电站型避雷器,线路入口的高压并联电抗器根据具体情况决定是否装,线路型避雷器,线路型,MOA,额定电压,444kV,电站型,MOA,额定电压,420kV,4.4,变电站的进线段保护,变电站电气设备在雷电侵入时出现的过电压为：,需限制,i,雷电,u,r,及 需,a u,进线段保护,进线段：输电线靠近变电站,1,2km,的线段,统计表明：变电站侵入波事故,50%,是,1km,线路落雷造成的，,71,是,3km,线路落雷造成的,进线段保护：加强进线段防雷保护措施（无避雷线的架设避雷线，有避雷线减小保护角，增加绝缘子片数，加强检查巡视）使进线段耐雷水平高于线路其它部分，减小进线段发生绕击和反击形成侵入波的概率，这样侵入变电站的雷电波主要来自进线段之外,侵入波经过在进线段上传播时，由于,冲击电晕,陡度会降,低，进线段的,波阻抗,也起着限制流过避雷器的雷电流的,作用,进线段作用,：（,1,）限制雷电流（,2,）降低侵入波陡度,一、避雷器雷电流计算,进线段以外落雷，侵入波幅值被限制在进线段绝缘子串,的,u,50%,，进线段,1,2km,的传播时间,故不考虑负的反射波,220kV,线路绝缘子,u,50%,=1200kV,、架空线,z=400,FZ-220J,避雷器,u,r,5,=664kV,I,BL,=4.34kA5kA,出线越多雷电流越小,330kV,和,500kV,线路为分裂导线其波阻抗小些，故避雷器,雷电流取,10kA,二、侵入波陡度的衰减计算,由于,u,50%,超过了导线上起始冲击电晕电压，侵入波传播时,会因冲击电晕产生衰减和变形（陡度降低）,时间陡度,空间陡度,例：,110kV,终端变电站仅一回出线，进线段导线平均高度,8.5m,，站中变压器距避雷器的电气距离,l=45m,，进线段,长度,l,0,为,1km,，变压器,u,j,=478kV,，,FZ-110J,的,u,r,5,=332kV,试校核变压器是否受到可靠保护,解：,可见变压器能得到可靠保护,三、典型接线,1,、,35kV,及以上变电站,F3,装设原则：冲击绝缘水平特别高的线路，如瓷（木）横担或降压运行的线路，限制侵入波幅值用,F2,装设原则：雷雨季节常有断路器断开、而线路带电运行方式，防止来波在开路的线路末端全反射造成闪络，工频短路电流烧坏断路器或隔离开关，但正常运行时，,F2,应在,F1,的保护范围内,2,、,35kV,小容量变电站简化接线,变电站面积小，避雷器与变压器距离在,10m,以内,4.6,旋转电机的防雷保护,一、旋转电机防雷特点：,1,）重要、昂贵、修复困难,2,）绝缘易老化（固体绝缘介质气隙多、易损伤，且运行,条件恶劣，受潮、振动、电动力作用）,3,）冲击耐压低（仅为同电压等级变压器的,1/2.5-1/4,）,4,）保护用的避雷器保护裕度低（,a.FZ,型避雷器不能保护,b.FCD,避雷器可以,c.,只能,3kA,雷电流的残压,d.,冲击电压耐压值比残压仅高,8,10,）,5,）为降低纵绝缘压降需将来波陡度限制在,a5kV/,s,不仅要把避雷器雷电流限制在,3kA,以下而且需将侵入波,陡度限制在,5kV/,s,以下,保护措施：,1,）母线上,FCD,型磁吹避雷器或金属氧化物避雷器，限制,电机上的过电压水平,2,）母线上装并联电容器 感应过电压,u,g,侵入波陡度,a,3,）直配线的进线处加装电缆和管型避雷器,分流 避雷器电流,3kA,4,）发电机中性点有引出线时，中性点加装一只避雷器，,否则需加大母线并联电容以,a,典型接线,电缆首端雷电流为,50kA,流过避雷器的雷电流,3kA,电缆分流,GB,必须可靠动作,耐雷水平,