第8章_雷電及防雷保護(hù)設(shè)備課件

1、相關(guān)規(guī)程與手冊(cè)：相關(guān)規(guī)程與手冊(cè)：u交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合u交流電氣裝置的接地u220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程u導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定u110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程u電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)u(píng)電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，一次部分1第八章第八章 雷電及防雷裝置雷電及防雷裝置2雷電放電實(shí)質(zhì)上是一種超長(zhǎng)氣隙的火花雷電放電實(shí)質(zhì)上是一種超長(zhǎng)氣隙的火花放電，它所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)放電，它所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會(huì)引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械百千安，從而會(huì)引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生很高的雷效應(yīng)和熱效應(yīng)，在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生很高的雷電

2、過(guò)電壓，是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電電過(guò)電壓，是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一。事故的主要原因之一。38.1 雷電參數(shù)雷電參數(shù)8.2 避雷針、避雷線的保護(hù)范圍避雷針、避雷線的保護(hù)范圍 8.3 避雷器避雷器 8.4 接地裝置接地裝置 4 按雷電發(fā)展的方向，按雷電發(fā)展的方向，雷電可分為上行雷和下行雷雷電可分為上行雷和下行雷。下行雷是在雷云中產(chǎn)生并向大地發(fā)展的；上行雷是由下行雷是在雷云中產(chǎn)生并向大地發(fā)展的；上行雷是由接地物體頂部激發(fā)起，并向雷云方向發(fā)展的。接地物體頂部激發(fā)起，并向雷云方向發(fā)展的。 對(duì)地放電的雷云絕大多數(shù)（對(duì)地放電的雷云絕大多數(shù)（75759090）是帶負(fù)電）是帶負(fù)電荷，所

3、以入地雷電流多為負(fù)極性。雷閃放電過(guò)程與長(zhǎng)荷，所以入地雷電流多為負(fù)極性。雷閃放電過(guò)程與長(zhǎng)間隙極不均勻電場(chǎng)放電過(guò)程一樣，主要有間隙極不均勻電場(chǎng)放電過(guò)程一樣，主要有先導(dǎo)放電、先導(dǎo)放電、主放電和余輝放電主放電和余輝放電三個(gè)階段。三個(gè)階段。8.1 雷電參數(shù)5 根據(jù)高速攝影照片繪制的多重雷電放電過(guò)程示意圖如圖所示6（一）（一） 雷電放電的等值電路雷電放電的等值電路 主放電過(guò)程產(chǎn)生的正電荷沿先導(dǎo)通道向上運(yùn)動(dòng)去主放電過(guò)程產(chǎn)生的正電荷沿先導(dǎo)通道向上運(yùn)動(dòng)去中和通道中的負(fù)電荷，而產(chǎn)生的負(fù)電荷則沿雷擊點(diǎn)流中和通道中的負(fù)電荷，而產(chǎn)生的負(fù)電荷則沿雷擊點(diǎn)流過(guò)被擊物，形成極大的主放電電流。過(guò)被擊物，形成極大的主放電電流。 研

4、究表明，先導(dǎo)通道具有分布參數(shù)的特征，其波研究表明，先導(dǎo)通道具有分布參數(shù)的特征，其波阻抗用阻抗用Z0表示。表示。 7 先導(dǎo)通道中電荷的線密先導(dǎo)通道中電荷的線密度；度； vL主放電速度主放電速度。 則可則可將先導(dǎo)放電的發(fā)展將先導(dǎo)放電的發(fā)展看作是一根均勻分布電荷的看作是一根均勻分布電荷的長(zhǎng)導(dǎo)線自雷云向大地延伸長(zhǎng)導(dǎo)線自雷云向大地延伸，而將先導(dǎo)頭部接近地面時(shí)氣而將先導(dǎo)頭部接近地面時(shí)氣隙被擊穿看作是開(kāi)關(guān)突然合隙被擊穿看作是開(kāi)關(guān)突然合閘。閘。 8 當(dāng)雷擊于避雷針、線路桿塔、架空地線或?qū)Ь€等具有分布參數(shù)特性的物體時(shí)，雷擊放電過(guò)程可用右圖表示。9 則流經(jīng)被擊物體的電流則流經(jīng)被擊物體的電流iZ為為 Z為被擊物的波

5、阻抗或雷擊點(diǎn)與大地零電位參為被擊物的波阻抗或雷擊點(diǎn)與大地零電位參考點(diǎn)間的集中參數(shù)阻抗?？键c(diǎn)間的集中參數(shù)阻抗。 即流經(jīng)被擊物體的電流即流經(jīng)被擊物體的電流iZ與被擊物體的波阻抗與被擊物體的波阻抗Z有關(guān)有關(guān)。Zvi00LZZZ（1）10 當(dāng)Z = 0時(shí)，流經(jīng)被擊物的電流被定義為“雷電流”，用i表示。由前述可知i = vL。實(shí)際上被擊物的波阻抗不可能為零，故國(guó)際上通常將雷擊于接地阻抗小于30的物體時(shí)流過(guò)該物體的電流當(dāng)成是雷電流i。則上式可改寫(xiě)為zzz00Z ii（2）11式（2）的等值電路如下圖12 通道向被擊物體傳播通道向被擊物體傳播的過(guò)程。其計(jì)算模型的過(guò)程。其計(jì)算模型及彼德遜等值電路如及彼德遜等值

6、電路如圖所示。圖所示。 從地面感受到的實(shí)際效果出發(fā)，可將雷擊物體看從地面感受到的實(shí)際效果出發(fā)，可將雷擊物體看作是一個(gè)入射波為作是一個(gè)入射波為 i / 2 的電流波沿一條波阻抗為的電流波沿一條波阻抗為Z0的的13 （二）雷電參數(shù)二）雷電參數(shù) 雷電放電與氣象、地形、地質(zhì)等許多自雷電放電與氣象、地形、地質(zhì)等許多自然因素有關(guān)，具有很大的隨機(jī)性，所以用來(lái)然因素有關(guān)，具有很大的隨機(jī)性，所以用來(lái)表征雷電特性的參數(shù)就帶有統(tǒng)計(jì)的性質(zhì)。表征雷電特性的參數(shù)就帶有統(tǒng)計(jì)的性質(zhì)。 1. 雷電活動(dòng)頻度雷電活動(dòng)頻度雷暴日雷暴日Td與雷暴小時(shí)與雷暴小時(shí)Th雷暴日雷暴日：一年中有雷電的天數(shù)，在一天內(nèi)只要：一年中有雷電的天數(shù)，在一

7、天內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲就算作一個(gè)雷暴日。聽(tīng)到雷聲就算作一個(gè)雷暴日。 雷暴小時(shí)雷暴小時(shí)：在一個(gè)小時(shí)內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲就算作：在一個(gè)小時(shí)內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲就算作一個(gè)雷暴小時(shí)。一個(gè)雷暴小時(shí)。14中國(guó)雷暴日分布中國(guó)雷暴日分布我國(guó)把年平均雷暴日不超過(guò)我國(guó)把年平均雷暴日不超過(guò)15的定為少雷區(qū)，超過(guò)的定為少雷區(qū)，超過(guò)40的地區(qū)定的地區(qū)定為多雷區(qū)，超過(guò)為多雷區(qū)，超過(guò)90的地區(qū)為強(qiáng)雷區(qū)。在防雷設(shè)計(jì)中，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)為強(qiáng)雷區(qū)。在防雷設(shè)計(jì)中，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)雷暴日數(shù)取為雷暴日數(shù)取為40。2. 地面落雷密度 表示在一個(gè)雷暴日中，每平方公里地面上的平均落雷次數(shù)。 一般Td較大的地區(qū)，其值也較大。對(duì)雷暴日為40的地區(qū)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)取 = 0.07

8、（次/雷暴日km2）3. 雷電流的極性 負(fù)極性雷約占7590%。164. 雷電流幅值 DL/T620-1997“交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合絕緣配合”給出了我國(guó)年平均雷暴日20地區(qū)雷電流幅值概率分布公式： 式中：I 雷電流幅值，kA； P 幅值大于I 的雷電流出現(xiàn)的概率。 對(duì)雷電活動(dòng)較弱的地區(qū)改用下式計(jì)算：88lgIP（3）44lgIP（4）175. 雷電流的波前時(shí)間雷電流的波前時(shí)間 、波長(zhǎng)、波長(zhǎng) 、陡度、陡度 1T2Ts50/6 . 2我國(guó)在防雷設(shè)計(jì)中取我國(guó)在防雷設(shè)計(jì)中取)/(6 . 2skAI波前的平均陡度：波前的平均陡度：sT41:1sT10020:2實(shí)測(cè)

9、表明：實(shí)測(cè)表明：18從雷電放電過(guò)程可知，雷電流的波形是一個(gè)沖擊波，在極從雷電放電過(guò)程可知，雷電流的波形是一個(gè)沖擊波，在極短的時(shí)間內(nèi)短的時(shí)間內(nèi)(一般只有幾微秒一般只有幾微秒)達(dá)到峰值，此后幾十微秒內(nèi)緩慢達(dá)到峰值，此后幾十微秒內(nèi)緩慢衰減，最后的低電流部分可以維持最長(zhǎng)到達(dá)毫秒級(jí)。衰減，最后的低電流部分可以維持最長(zhǎng)到達(dá)毫秒級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)雙指數(shù)波標(biāo)準(zhǔn)雙指數(shù)波斜角波頭斜角波頭半余弦波頭半余弦波頭T1-波頭時(shí)間，從波頭時(shí)間，從0到峰值的時(shí)間；到峰值的時(shí)間；T2-波尾時(shí)間，從波尾時(shí)間，從0到衰減后的半峰值時(shí)間到衰減后的半峰值時(shí)間通常通常T1的值大致為的值大致為14s，平均值取，平均值取2.6s，T2的值大約為的值大

10、約為50s。因此，我國(guó)規(guī)程推薦采用。因此，我國(guó)規(guī)程推薦采用T1/T2=2.6/50s的雷電流波形。的雷電流波形。)(0tteeIi)()(111TtIaTiTtati)cos1 (2tIi6. 雷電流極性及計(jì)算波形雷電流極性及計(jì)算波形小小 結(jié)結(jié) 雷電放電實(shí)質(zhì)上是一種超長(zhǎng)氣隙的火花放電，下行的負(fù)極性雷通?？煞譃槿齻€(gè)主要階段：先導(dǎo)放電、主放電、余輝放電。 雷電流的基本參數(shù)包括雷電流的幅值、陡度、波形和極性。與氣象、地形、地質(zhì)等許多自然因素有關(guān)，具有很大的隨機(jī)性。20 8.2 避雷針、避雷線的保護(hù)范圍避雷針、避雷線的保護(hù)范圍 避雷針（線）由避雷針（線）由接閃器、引下線和接地體接閃器、引下線和接地體三

11、部三部分構(gòu)成：分構(gòu)成：21 在一定高度的避雷針（線）下面，有一個(gè)在一定高度的避雷針（線）下面，有一個(gè)安全區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域中物體遭受雷擊的概率安全區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域中物體遭受雷擊的概率很?。s很小（約0.1%左右），這個(gè)安全區(qū)域稱(chēng)為避雷左右），這個(gè)安全區(qū)域稱(chēng)為避雷針（線）的保護(hù)范圍針（線）的保護(hù)范圍 。 避雷針（線）的保護(hù)范圍通過(guò)模擬試驗(yàn)并避雷針（線）的保護(hù)范圍通過(guò)模擬試驗(yàn)并結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。22 一、避雷針的保護(hù)范圍一、避雷針的保護(hù)范圍1. 單支避雷針23當(dāng)hxh/2時(shí), 當(dāng)hxh/2時(shí)，式中 rx避雷針在高度hx水平面上的保護(hù)半徑，m。 P 高度影響系數(shù)。當(dāng)h30 m 時(shí),

12、p = 1； 當(dāng)30 mh120m時(shí) , 。phphhraxx)(phhrx)25 . 1 (xhp5 . 5（6）（7） 2. 兩支等高避雷針（1）兩針外側(cè)的保護(hù)范圍按單支針的計(jì)算方法確定。（2）兩針間的保護(hù)范圍可通過(guò)兩針頂點(diǎn)及保護(hù)范圍上部邊緣的最低點(diǎn)o的圓弧確定。25兩支等高避雷針的保護(hù)范圍兩支等高避雷針的保護(hù)范圍O點(diǎn)為假想避雷針的高點(diǎn)為假想避雷針的高度，度，O點(diǎn)的高度為：點(diǎn)的高度為：PDhhO7式中式中 hO 兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)高度，兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)高度，m； D 兩避雷針間的距離，兩避雷針間的距離，m； P 高度影響系數(shù)。高度影響系數(shù)。兩支等高避雷針的保護(hù)范圍兩支

13、等高避雷針的保護(hù)范圍兩等高兩等高(h)避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度(bx)與與 的關(guān)系的關(guān)系PhDa(a) ; (b) 70PhDa75PhDaxxrb 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 。求得。求得bx后，可繪出兩針間的保護(hù)范圍。后，可繪出兩針間的保護(hù)范圍。兩針間的距離與針高之比兩針間的距離與針高之比D/h不宜大于不宜大于5。xxrb 由于兩針之間的空間電場(chǎng)比單針情況下更均勻，由于兩針之間的空間電場(chǎng)比單針情況下更均勻，雷電難以擊到離針腳較近的兩針之間的地面上，由雷電難以擊到離針腳較近的兩針之間的地面上，由折線法得出的兩支等高避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍在兩折線法得出的兩支等高避雷針

14、的聯(lián)合保護(hù)范圍在兩針之間比兩支單針的保護(hù)范圍之和更大。針之間比兩支單針的保護(hù)范圍之和更大。三針及三針以上的多針聯(lián)合保護(hù)范圍，最終都三針及三針以上的多針聯(lián)合保護(hù)范圍，最終都可以轉(zhuǎn)化為多個(gè)兩針的情況，可分別驗(yàn)算其保護(hù)范可以轉(zhuǎn)化為多個(gè)兩針的情況，可分別驗(yàn)算其保護(hù)范圍，只要在被保護(hù)物最大高度水平面上各相鄰避雷圍，只要在被保護(hù)物最大高度水平面上各相鄰避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度 ，則以避雷針為，則以避雷針為頂點(diǎn)形成的面積都可受到保護(hù)。頂點(diǎn)形成的面積都可受到保護(hù)。0 xb 二、避雷線的保護(hù)范圍二、避雷線的保護(hù)范圍1. 單根避雷線的保護(hù)范圍當(dāng)hx h / 2 時(shí)當(dāng)hx h/2時(shí)P

15、hhr)(47.0 xxP)53.1(xxhhr式中 rx每側(cè)保護(hù)范圍的寬度，m。29 2. 兩根等高避雷線的保護(hù)范圍 兩根避雷線外側(cè)的保護(hù)范圍按單根避雷線的計(jì)算兩根避雷線外側(cè)的保護(hù)范圍按單根避雷線的計(jì)算方法來(lái)確定。方法來(lái)確定。 兩避雷線之間橫截面的保護(hù)范圍由通過(guò)兩避雷線兩避雷線之間橫截面的保護(hù)范圍由通過(guò)兩避雷線1、2點(diǎn)及保護(hù)上部邊緣最低點(diǎn)點(diǎn)及保護(hù)上部邊緣最低點(diǎn)O的圓弧確定。的圓弧確定。 O點(diǎn)的高度按下式計(jì)算點(diǎn)的高度按下式計(jì)算 式中式中：避雷線的高度避雷線的高度，。，。 h0兩避雷線間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)高度兩避雷線間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)高度，m； D兩避雷線間距離兩避雷線間距離，m；PD

16、hh403031避雷線用于輸電線路保護(hù)避雷線用于輸電線路保護(hù)當(dāng)避雷線用于輸電線路保護(hù)當(dāng)避雷線用于輸電線路保護(hù)時(shí)，對(duì)其下方的導(dǎo)線的保護(hù)性能時(shí)，對(duì)其下方的導(dǎo)線的保護(hù)性能與保護(hù)角與保護(hù)角有很大關(guān)系。有很大關(guān)系。保護(hù)角保護(hù)角是指避雷線與導(dǎo)線的連線與通過(guò)是指避雷線與導(dǎo)線的連線與通過(guò)避雷線的鉛垂線之間的夾角。避雷線的鉛垂線之間的夾角。導(dǎo)導(dǎo)線在避雷線的外側(cè)稱(chēng)保護(hù)角為正，線在避雷線的外側(cè)稱(chēng)保護(hù)角為正，反之保護(hù)角為負(fù)。保護(hù)角越小，反之保護(hù)角為負(fù)。保護(hù)角越小，雷電繞擊導(dǎo)線雷電繞擊導(dǎo)線的可能性越小。的可能性越小。只要兩避雷線間的距離不超只要兩避雷線間的距離不超過(guò)避雷線與中間導(dǎo)線高差的過(guò)避雷線與中間導(dǎo)線高差的5倍，倍

17、，中間導(dǎo)線就能受到可靠保護(hù)。中間導(dǎo)線就能受到可靠保護(hù)。小小 結(jié)結(jié) 避雷針（線）由接閃器、引下線和接地體三部分構(gòu)成，是防止直擊雷的保護(hù)設(shè)備。其保護(hù)范圍是指雷擊概率約為0.1%的空間范圍，使用時(shí)應(yīng)使被保護(hù)設(shè)備處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。避雷針（線）應(yīng)有良好的接地裝置。33348.3 8.3 避雷器避雷器 避雷器的作用：限制由線路傳來(lái)的雷電過(guò)電壓或由操作引起的內(nèi)部過(guò)電壓以保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣。其保護(hù)性能對(duì)被保護(hù)設(shè)備絕緣水平的確定有直接的影響。 對(duì)避雷器的要求：（1）具有良好的伏秒特性、較小的沖擊系數(shù)，從而易于實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合；（2）具有較強(qiáng)的快速切斷工頻續(xù)流，快速自動(dòng)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度的能力。35帶狀

18、伏秒特性曲線帶狀伏秒特性曲線曲線配合不好曲線配合不好曲線配合好曲線配合好絕緣配合曲線絕緣配合曲線按發(fā)展歷程看：按發(fā)展歷程看：保護(hù)間隙、管型避雷器、普通閥式避雷器、磁吹保護(hù)間隙、管型避雷器、普通閥式避雷器、磁吹避雷器、金屬氧化物避雷器等。避雷器、金屬氧化物避雷器等。一、保護(hù)間隙和管式避雷器一、保護(hù)間隙和管式避雷器 1. 保護(hù)間隙 保護(hù)間隙與被保護(hù)絕緣并聯(lián)，它的擊穿電壓比后者低，使過(guò)電壓波被限制到保護(hù)間隙F的擊穿電壓Ub。37缺點(diǎn)： 1）伏秒特性很陡； 2）保護(hù)間隙沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置； 3）產(chǎn)生大幅值的截波。 應(yīng)用范圍：10kV以下配電系統(tǒng)、線路、變電所進(jìn)線段的保護(hù)。38避雷器的分類(lèi)避雷器的分類(lèi)管

19、式避雷器管式避雷器管式避雷器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)管式避雷器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有較高熄弧能力的保護(hù)間隙，具有較高熄弧能力的保護(hù)間隙，其基本元件為安裝在產(chǎn)氣管內(nèi)的火花間隙其基本元件為安裝在產(chǎn)氣管內(nèi)的火花間隙。管式避雷器由兩個(gè)串聯(lián)間隙組成管式避雷器由兩個(gè)串聯(lián)間隙組成，一個(gè)間隙裝在管內(nèi)稱(chēng)為，一個(gè)間隙裝在管內(nèi)稱(chēng)為滅弧間隙滅弧間隙S1，另一個(gè)間隙在管外稱(chēng)為外間隙，另一個(gè)間隙在管外稱(chēng)為外間隙S2，管子由絕緣的，管子由絕緣的產(chǎn)氣材料做成。當(dāng)間隙上出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，兩個(gè)間隙均被擊產(chǎn)氣材料做成。當(dāng)間隙上出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，兩個(gè)間隙均被擊穿，雷電流被釋放入地。過(guò)電壓消失后有工頻續(xù)流流過(guò)，工頻穿，雷電流被釋放入地。過(guò)電壓消失后有工

20、頻續(xù)流流過(guò)，工頻續(xù)流的高溫使產(chǎn)氣管的纖維材料氣化，管內(nèi)氣壓增加到幾十個(gè)續(xù)流的高溫使產(chǎn)氣管的纖維材料氣化，管內(nèi)氣壓增加到幾十個(gè)大氣壓，高壓氣體將從環(huán)形電極的中心孔急速?lài)姵?，?duì)電弧形大氣壓，高壓氣體將從環(huán)形電極的中心孔急速?lài)姵?，?duì)電弧形成強(qiáng)烈的縱吹作用，使電弧電流在工頻電流過(guò)零時(shí)熄滅。外間成強(qiáng)烈的縱吹作用，使電弧電流在工頻電流過(guò)零時(shí)熄滅。外間隙隙S2的作用是在正常工作時(shí)隔離系統(tǒng)電壓與產(chǎn)氣管的作用是在正常工作時(shí)隔離系統(tǒng)電壓與產(chǎn)氣管S1 。避雷器的分類(lèi)避雷器的分類(lèi)管式避雷器管式避雷器管式避雷器的滅弧能力是由工頻續(xù)流的大小決定的管式避雷器的滅弧能力是由工頻續(xù)流的大小決定的，續(xù)流，續(xù)流太大產(chǎn)生氣體過(guò)多，管

21、內(nèi)氣壓太高，會(huì)使管子炸裂；續(xù)流太小太大產(chǎn)生氣體過(guò)多，管內(nèi)氣壓太高，會(huì)使管子炸裂；續(xù)流太小產(chǎn)氣過(guò)少，管內(nèi)氣壓太小滅弧能力又不夠。因此管式避雷器所產(chǎn)氣過(guò)少，管內(nèi)氣壓太小滅弧能力又不夠。因此管式避雷器所能熄滅的續(xù)流有一定的上下限，通常在型號(hào)中表示，如能熄滅的續(xù)流有一定的上下限，通常在型號(hào)中表示，如GXS35/1-5型號(hào)的避雷器表示：其額定電壓為型號(hào)的避雷器表示：其額定電壓為35kV，可熄滅的，可熄滅的工頻續(xù)流的上下限分別為工頻續(xù)流的上下限分別為5kA和和1kA。雖然管式避雷器在滅弧能力上比保護(hù)間隙有改進(jìn)，但雖然管式避雷器在滅弧能力上比保護(hù)間隙有改進(jìn)，但避免避免不了氣體間隙放電固有的缺點(diǎn)不了氣體間隙放

22、電固有的缺點(diǎn)(伏秒特性太陡；放電分散性大，伏秒特性太陡；放電分散性大，放電特性易受大氣條件影響；會(huì)產(chǎn)生高幅值的截波；運(yùn)行維護(hù)放電特性易受大氣條件影響；會(huì)產(chǎn)生高幅值的截波；運(yùn)行維護(hù)麻煩等麻煩等)，因此，因此，管式避雷器目前僅用于保護(hù)輸電線路的個(gè)別管式避雷器目前僅用于保護(hù)輸電線路的個(gè)別弱絕緣地段，如大跨越和交叉跨越處，或與電纜段配合，用于弱絕緣地段，如大跨越和交叉跨越處，或與電纜段配合，用于直配電機(jī)的侵入波防護(hù)直配電機(jī)的侵入波防護(hù)。像像變壓器變壓器這樣的重要電氣設(shè)備的防雷保護(hù)這樣的重要電氣設(shè)備的防雷保護(hù)要求保護(hù)裝置的要求保護(hù)裝置的伏秒特性平坦，且不產(chǎn)生截波伏秒特性平坦，且不產(chǎn)生截波，因此保護(hù)間隙或

23、管式避雷器不，因此保護(hù)間隙或管式避雷器不能滿(mǎn)足要求。閥式避雷器與管式避雷器相比，保護(hù)性能有很大能滿(mǎn)足要求。閥式避雷器與管式避雷器相比，保護(hù)性能有很大的改進(jìn)，是最初廣泛應(yīng)用于的改進(jìn)，是最初廣泛應(yīng)用于220kV及以下系統(tǒng)的防雷保護(hù)設(shè)備。及以下系統(tǒng)的防雷保護(hù)設(shè)備。閥式避雷器由裝在密封瓷套中的閥式避雷器由裝在密封瓷套中的非線性電阻閥片和火花間非線性電阻閥片和火花間隙串聯(lián)組成隙串聯(lián)組成，其中非線性電阻閥片的材料主要成分是碳化硅，其中非線性電阻閥片的材料主要成分是碳化硅（SiC，亦稱(chēng)金剛砂），添加結(jié)合劑后在，亦稱(chēng)金剛砂），添加結(jié)合劑后在300350的溫度下燒的溫度下燒結(jié)成圓餅狀的閥片，許多閥片串聯(lián)成閥片電

24、阻。結(jié)成圓餅狀的閥片，許多閥片串聯(lián)成閥片電阻。 二、閥式避雷器二、閥式避雷器 工作原理工作原理：當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，間隙將閥片電阻與工作母線隔離，以免由于工作電壓在閥片電阻中產(chǎn)生的電流使閥片燒壞。 當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)雷電過(guò)電壓且其峰值超過(guò)間隙的放電電壓時(shí)，火花間隙迅速擊穿，雷電流通過(guò)閥片流入大地，從而使作用于設(shè)備上的電壓幅值受到限制。 42 當(dāng)過(guò)電壓消失后，當(dāng)過(guò)電壓消失后，間隙中將流過(guò)工頻續(xù)間隙中將流過(guò)工頻續(xù)流流，由于受到閥片電阻的非線性特性的限制，由于受到閥片電阻的非線性特性的限制，工頻續(xù)流遠(yuǎn)較沖擊電流為小，使間隙能在工工頻續(xù)流遠(yuǎn)較沖擊電流為小，使間隙能在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過(guò)零值時(shí)將電流切斷，使系頻續(xù)

25、流第一次經(jīng)過(guò)零值時(shí)將電流切斷，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。統(tǒng)恢復(fù)正常工作。43（一）普通閥型避雷器 普通閥型避雷器有配電型（FS）和電站型（FZ）兩類(lèi)。 1. 火花間隙 普通閥型避雷器的火花間隙由很多個(gè)短間隙串聯(lián)而成 44 間隙絕緣強(qiáng)度恢復(fù)的快慢與工頻續(xù)流的大間隙絕緣強(qiáng)度恢復(fù)的快慢與工頻續(xù)流的大小有關(guān)小有關(guān)，我國(guó)生產(chǎn)的，我國(guó)生產(chǎn)的FS和和FZ型避雷器，當(dāng)工型避雷器，當(dāng)工頻續(xù)流分別不大于頻續(xù)流分別不大于50A和和80A（峰值峰值）時(shí)，能時(shí)，能夠在續(xù)流第一次過(guò)零時(shí)使電弧熄滅夠在續(xù)流第一次過(guò)零時(shí)使電弧熄滅。 避雷器動(dòng)作后，避雷器動(dòng)作后，工頻續(xù)流電弧被間隙的電工頻續(xù)流電弧被間隙的電極分割成許多個(gè)短弧極分割成許

26、多個(gè)短弧，靠極板上復(fù)合與散熱作，靠極板上復(fù)合與散熱作用，去游離程度較高，更易于切斷工頻續(xù)流。用，去游離程度較高，更易于切斷工頻續(xù)流。45 當(dāng)多個(gè)間隙串聯(lián)使用時(shí)，當(dāng)多個(gè)間隙串聯(lián)使用時(shí)，間隙的電極對(duì)間隙的電極對(duì)地和高壓端有寄生電容存在地和高壓端有寄生電容存在，使間隙上的電，使間隙上的電壓分布不均勻和不穩(wěn)定。這樣，將使避雷器壓分布不均勻和不穩(wěn)定。這樣，將使避雷器的的滅弧能力降低、工頻放電電壓也下降且不滅弧能力降低、工頻放電電壓也下降且不穩(wěn)定。穩(wěn)定。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)FZ系列避雷器可采用分路電阻使電壓分布均勻。 分路電阻的作用：分路電阻的作用：改善間隙上的工頻電改善間隙上的工頻電壓分布，以提高滅弧

27、電壓和工頻放電電壓。壓分布，以提高滅弧電壓和工頻放電電壓。46 在工頻電壓在工頻電壓作用下，由于間隙作用下，由于間隙的的等值容抗大于分路電阻等值容抗大于分路電阻，所以，所以電壓分布主要取決于并聯(lián)電阻值。電壓分布主要取決于并聯(lián)電阻值。只要電阻選取合適，可使電壓分只要電阻選取合適，可使電壓分布得以改善。布得以改善。 在在沖擊電壓沖擊電壓作用下，由于作用下，由于其等值頻率很高，其等值頻率很高，間隙上的電壓間隙上的電壓分布主要由電容決定。由于電場(chǎng)分布主要由電容決定。由于電場(chǎng)不均勻，所以沖擊放電電壓較低，不均勻，所以沖擊放電電壓較低，沖擊系數(shù)一般為沖擊系數(shù)一般為1 1左右。左右。47 閥片的電阻值與閥片

28、的電阻值與流過(guò)電流的大小有關(guān)，流過(guò)電流的大小有關(guān)，呈非線性變化。電流呈非線性變化。電流越大時(shí)電阻越??；電越大時(shí)電阻越?。浑娏髟叫r(shí)電阻越大流越小時(shí)電阻越大。 （IR） 2. 閥片電阻48iuc 其伏安特性的表達(dá)式為式中：C常數(shù)，等于閥片上流過(guò)1A電流時(shí)的壓降，與閥片的材料和尺寸有關(guān)； 閥片的非線性系數(shù)，01，其值與閥片材料及燒制的溫度有關(guān)，愈小非線性愈好愈小非線性愈好。 iuc49（二）（二）磁吹型閥式避雷器磁吹型閥式避雷器 目前采用的將電弧拉長(zhǎng)的磁吹間隙。這種磁吹間隙能切斷450A左右的工頻續(xù)流。 由于電弧被拉的很長(zhǎng)，且處于去游離很強(qiáng)的滅弧柵中，故電弧電阻很大，可起到限制續(xù)流的作用。 50磁

29、吹避雷器的原理接線圖51 磁吹避雷器所采用的閥片電阻也是以SiC為主要原料加粘合劑在1350C1390C的高溫下焙燒的，所以稱(chēng)高溫閥片。其通流容量較大，不易受潮，但非線性系數(shù)較高（0.24）。 磁吹避雷器有保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的FCD型及電站用的FCZ型兩種。52 （三）閥型避雷器的電氣參數(shù) 1. 額定電壓 指正常運(yùn)行時(shí)，加在避雷器上的工頻工作電壓，應(yīng)與其安裝地點(diǎn)的電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)相同。 2. 滅弧電壓 指保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次過(guò)零第一次過(guò)零值時(shí)滅弧的條件下值時(shí)滅弧的條件下，允許加在避雷器上的最高工頻電壓。滅弧電壓應(yīng)大于避雷器安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大工頻電壓。53 3. 工頻放電電壓工頻放電

30、電壓 指在工頻電壓作用下，避雷器將發(fā)生放電的電壓指在工頻電壓作用下，避雷器將發(fā)生放電的電壓值。值。由于間隙的擊穿電壓具有分散性，工頻放電電壓由于間隙的擊穿電壓具有分散性，工頻放電電壓都是給出上限和下限值。作用在避雷器上的工頻電壓都是給出上限和下限值。作用在避雷器上的工頻電壓超過(guò)下限值時(shí)，避雷器將會(huì)擊穿放電。超過(guò)下限值時(shí)，避雷器將會(huì)擊穿放電。 由于普通閥型避雷器的滅弧能力和通流容量都是由于普通閥型避雷器的滅弧能力和通流容量都是有限的，一般不允許它們?cè)趦?nèi)部過(guò)電壓作用下動(dòng)作，有限的，一般不允許它們?cè)趦?nèi)部過(guò)電壓作用下動(dòng)作，因此通常規(guī)定其因此通常規(guī)定其工頻放電電壓的下限應(yīng)不低于該系統(tǒng)工頻放電電壓的下限應(yīng)

31、不低于該系統(tǒng)可能出現(xiàn)的內(nèi)部過(guò)電壓值可能出現(xiàn)的內(nèi)部過(guò)電壓值。54 4. 沖擊放電電壓沖擊放電電壓 指在沖擊電壓作用下避雷器的放電電壓（幅值），通常給出的是上限值。 5. 殘壓殘壓（峰值） 指雷電流通過(guò)避雷器時(shí)，在閥片電阻上產(chǎn)生的電壓降（峰值）。由于殘壓的大小與通過(guò)的雷電流的幅值有關(guān)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：通過(guò)避雷器的額定雷電沖擊電流，220kV及以下系統(tǒng)取5kA，330kV及以上系統(tǒng)取10kA，波形為8/20s。55 此外，還有幾個(gè)常用來(lái)綜合評(píng)價(jià)避雷器整體保護(hù)性能的技術(shù)指標(biāo)：（1）沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)。 指避雷器沖擊放電電壓與工頻放電電壓幅值之比，與避雷器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般希望沖擊系數(shù)接近于1，這樣避雷器的伏

32、秒特性就比較平坦，有利于絕緣配合。 56 （2）切斷比切斷比。 它等于避雷器的工頻放電電壓（下限）與滅弧電壓之比。是表示間隙滅弧能力的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)。切斷比愈小，說(shuō)明絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)愈快，滅弧能力愈強(qiáng)。一般普通閥型避雷器的切斷比為1.8， 磁吹避雷器的切斷比為1.4。57（3）保護(hù)比保護(hù)比。 等于避雷器的殘壓與滅弧電壓之比。保護(hù)比愈小，說(shuō)明殘壓愈低或滅弧電壓愈高，因而保護(hù)性能愈好。FS和FZ系列的保護(hù)比分別為2.5和2.3左右，F(xiàn)CZ系列為1.71.8。58氧化鋅（氧化鋅（ZnO）避雷器也叫金屬氧化物避雷器（）避雷器也叫金屬氧化物避雷器（MOA）。）。日本松下電氣公司于日本松下電氣公司于1968年

33、成功研制出無(wú)間隙氧化鋅避雷器，年成功研制出無(wú)間隙氧化鋅避雷器，到到1980年初就已經(jīng)研制出年初就已經(jīng)研制出500kV超高壓避雷器。超高壓避雷器。目前我國(guó)氧化目前我國(guó)氧化鋅避雷器的技術(shù)和市場(chǎng)已達(dá)到成熟的階段，在很大程度上取代鋅避雷器的技術(shù)和市場(chǎng)已達(dá)到成熟的階段，在很大程度上取代了了SiC避雷器。避雷器。氧化鋅避雷器得到廣泛的推廣和應(yīng)用，是源于氧化鋅電阻氧化鋅避雷器得到廣泛的推廣和應(yīng)用，是源于氧化鋅電阻片具有非常優(yōu)異的非線性特征。片具有非常優(yōu)異的非線性特征。在電網(wǎng)工作電壓下，無(wú)間隙氧在電網(wǎng)工作電壓下，無(wú)間隙氧化鋅避雷器上流過(guò)的泄漏電流只有化鋅避雷器上流過(guò)的泄漏電流只有50150A，比，比SiC避雷

34、器的避雷器的泄漏電流低泄漏電流低6個(gè)數(shù)量級(jí)，可視為無(wú)工頻續(xù)流個(gè)數(shù)量級(jí)，可視為無(wú)工頻續(xù)流，因此可做成無(wú)間，因此可做成無(wú)間隙氧化鋅避雷器，簡(jiǎn)化避雷器的結(jié)構(gòu)，減小尺寸。隙氧化鋅避雷器，簡(jiǎn)化避雷器的結(jié)構(gòu)，減小尺寸。 三、氧化鋅避雷器三、氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器的非線性電阻片是以氧化鋅為主要材料，添氧化鋅避雷器的非線性電阻片是以氧化鋅為主要材料，添加少量的氧化鉍、氧化鈷、氧化錳、氧化銻、氧化鉻等，經(jīng)過(guò)加少量的氧化鉍、氧化鈷、氧化錳、氧化銻、氧化鉻等，經(jīng)過(guò)粉碎、混合、成型、燒結(jié)（粉碎、混合、成型、燒結(jié)（1000以上的高溫）、表面處理等以上的高溫）、表面處理等工序制成金屬氧化物電阻片。工序制成金屬氧化物電阻

35、片。氧化鋅電阻片的微觀結(jié)構(gòu)氧化鋅電阻片的微觀結(jié)構(gòu) 氧化鋅電阻片的微觀結(jié)構(gòu)中，氧化鋅電阻片的微觀結(jié)構(gòu)中，ZnO晶粒內(nèi)含有微量鈷、錳元素，晶粒內(nèi)含有微量鈷、錳元素，其粒徑為其粒徑為10m左右，電阻率為左右，電阻率為110cm； ZnO晶粒外包圍著晶粒外包圍著B(niǎo)i2O3晶界層，厚度為晶界層，厚度為0.1m左右，左右，電阻率大于電阻率大于10101011m；還有零；還有零散分布于晶界層中的尖晶石。散分布于晶界層中的尖晶石。避雷器的分類(lèi)避雷器的分類(lèi)氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器在低電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，在低電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，Bi2O3晶界層的電阻率為晶界層的電阻率為10101011m，可視為絕緣狀態(tài)；可視為絕緣狀態(tài)；

36、當(dāng)晶界層承受的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)當(dāng)晶界層承受的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到到104105V/cm時(shí)，電阻率會(huì)驟然時(shí)，電阻率會(huì)驟然下降，呈低阻態(tài)。下降，呈低阻態(tài)。氧化鋅閥片的非線性特性主氧化鋅閥片的非線性特性主要由晶界層決定。要由晶界層決定。晶界層的顯著晶界層的顯著壓敏特性帶給氧化鋅閥片非常優(yōu)壓敏特性帶給氧化鋅閥片非常優(yōu)異的非線性。異的非線性。氧化鋅電阻片的非線性伏安特性分為三個(gè)典型區(qū)域：氧化鋅電阻片的非線性伏安特性分為三個(gè)典型區(qū)域：低電場(chǎng)區(qū)低電場(chǎng)區(qū)（小電流區(qū)），電流密度與電場(chǎng)強(qiáng)度開(kāi)方成正比，（小電流區(qū)），電流密度與電場(chǎng)強(qiáng)度開(kāi)方成正比，非線性系數(shù)非線性系數(shù)約為約為0.10.2；中電場(chǎng)區(qū)中電場(chǎng)區(qū)（非線性區(qū)），晶界層電阻（

37、非線性區(qū)），晶界層電阻Rv 減小，非線性系數(shù)減小，非線性系數(shù)大為下降，約為大為下降，約為0.010.04；(1) 高電場(chǎng)區(qū)高電場(chǎng)區(qū)（飽和區(qū)），（飽和區(qū)），ZnO本體電阻本體電阻R 起主要作用，電流起主要作用，電流與電壓成正比，伏安特性曲線向上翹，非線性變差。與電壓成正比，伏安特性曲線向上翹，非線性變差。避雷器的分類(lèi)避雷器的分類(lèi)氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器 與與SiC閥片相比，閥片相比，ZnO閥片具有很理想閥片具有很理想的非線性伏安特性。的非線性伏安特性。 圖中假定圖中假定ZnO、SiC電阻閥片在電阻閥片在10kA電流下的殘壓相電流下的殘壓相同，那么在額定電壓下，同，那么在額定電壓下，SiC閥片中將

38、流過(guò)閥片中將流過(guò)100A左右的電左右的電流，而流，而ZnO閥片中流過(guò)的電流為微安級(jí)，即閥片中流過(guò)的電流為微安級(jí)，即在工作電壓下，在工作電壓下，ZnO閥片實(shí)際上相當(dāng)一絕緣體閥片實(shí)際上相當(dāng)一絕緣體。避雷器的分類(lèi)避雷器的分類(lèi)氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器ZnO閥片具有更平坦的伏安特性，流過(guò)的電流范圍更大。閥片具有更平坦的伏安特性，流過(guò)的電流范圍更大。ZnO避雷器性能優(yōu)越，與傳統(tǒng)的避雷器性能優(yōu)越，與傳統(tǒng)的SiC避雷器相比具有以下避雷器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)間隙，保護(hù)特性?xún)?yōu)異無(wú)間隙，保護(hù)特性?xún)?yōu)異。正常工作電壓不會(huì)使正常工作電壓不會(huì)使ZnO電阻片電阻片燒壞，可以不用串聯(lián)火花間隙來(lái)隔離工作電壓，因此其結(jié)燒壞

39、，可以不用串聯(lián)火花間隙來(lái)隔離工作電壓，因此其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積縮小、重量輕，而且避免了構(gòu)簡(jiǎn)單，體積縮小、重量輕，而且避免了SiC避雷器由于避雷器由于瓷套外污穢、內(nèi)部氣壓變化等因素而使串聯(lián)火花間隙放電瓷套外污穢、內(nèi)部氣壓變化等因素而使串聯(lián)火花間隙放電電壓不穩(wěn)的缺點(diǎn)。電壓不穩(wěn)的缺點(diǎn)。 無(wú)續(xù)流。無(wú)續(xù)流。當(dāng)過(guò)電壓作用結(jié)束后，當(dāng)過(guò)電壓作用結(jié)束后，ZnO電阻片恢復(fù)絕緣狀態(tài)，電阻片恢復(fù)絕緣狀態(tài)，續(xù)流僅為微安級(jí)，可認(rèn)為無(wú)續(xù)流。在雷電或內(nèi)部過(guò)電壓的續(xù)流僅為微安級(jí)，可認(rèn)為無(wú)續(xù)流。在雷電或內(nèi)部過(guò)電壓的作用下，只需吸收過(guò)電壓的能量，而不需吸收續(xù)流能量。作用下，只需吸收過(guò)電壓的能量，而不需吸收續(xù)流能量。 耐重復(fù)動(dòng)作能力強(qiáng)。

40、耐重復(fù)動(dòng)作能力強(qiáng)。ZnO電阻片只需吸收過(guò)電壓的能量，電阻片只需吸收過(guò)電壓的能量，而不需吸收續(xù)流能量，減輕了閥片所受負(fù)荷，而且晶體結(jié)而不需吸收續(xù)流能量，減輕了閥片所受負(fù)荷，而且晶體結(jié)構(gòu)和特性穩(wěn)定，具有耐受多重雷擊和重復(fù)發(fā)生的操作過(guò)電構(gòu)和特性穩(wěn)定，具有耐受多重雷擊和重復(fù)發(fā)生的操作過(guò)電壓的能力。壓的能力。 通流容量大。通流容量大。ZnO避雷器的通流能力僅與閥片本身的通流避雷器的通流能力僅與閥片本身的通流能力有關(guān)。能力有關(guān)。 ZnO電阻片單位面積的通流能力要比電阻片單位面積的通流能力要比SiC閥片閥片大大44.5倍，提高了避雷器的動(dòng)作負(fù)載能力。倍，提高了避雷器的動(dòng)作負(fù)載能力。采用多閥片柱采用多閥片柱并

41、聯(lián)的辦法可進(jìn)一步增大避雷器的通流容量。并聯(lián)的辦法可進(jìn)一步增大避雷器的通流容量。通流容量大通流容量大的優(yōu)點(diǎn)使得的優(yōu)點(diǎn)使得ZnO避雷器完全可以用來(lái)限制操作過(guò)電壓，也避雷器完全可以用來(lái)限制操作過(guò)電壓，也可以耐受一定持續(xù)時(shí)間的暫時(shí)過(guò)電壓?？梢阅褪芤欢ǔ掷m(xù)時(shí)間的暫時(shí)過(guò)電壓。 易于制成直流系統(tǒng)保護(hù)用的避雷器。易于制成直流系統(tǒng)保護(hù)用的避雷器。直流續(xù)流不像工頻續(xù)直流續(xù)流不像工頻續(xù)流一樣存在自然過(guò)零點(diǎn)，所以直流系統(tǒng)保護(hù)用的避雷器如流一樣存在自然過(guò)零點(diǎn)，所以直流系統(tǒng)保護(hù)用的避雷器如采用串聯(lián)間隙將難以滅弧。采用串聯(lián)間隙將難以滅弧。ZnO避雷器不用串聯(lián)間隙，所避雷器不用串聯(lián)間隙，所以易于制成直流系統(tǒng)保護(hù)用的避雷器。以

42、易于制成直流系統(tǒng)保護(hù)用的避雷器。 適于大批量生產(chǎn)，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)性好。適于大批量生產(chǎn)，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)性好。 注意：氧化鋅閥片長(zhǎng)期直接受工頻電壓的作用，在運(yùn)行中會(huì)注意：氧化鋅閥片長(zhǎng)期直接受工頻電壓的作用，在運(yùn)行中會(huì)有老化現(xiàn)象，需定期監(jiān)測(cè)其泄漏電流等參數(shù)以保證安全。有老化現(xiàn)象，需定期監(jiān)測(cè)其泄漏電流等參數(shù)以保證安全。ZnO避雷器的電氣參數(shù)避雷器的電氣參數(shù) 額定電壓。額定電壓。是指能施加在避雷器兩端的最大允許工頻電壓是指能施加在避雷器兩端的最大允許工頻電壓有效值。有效值。即在系統(tǒng)短時(shí)工頻過(guò)電壓直接加在即在系統(tǒng)短時(shí)工頻過(guò)電壓直接加在ZnO閥片上時(shí)，閥片上時(shí)，避雷器仍能正常的工作避雷器仍能正常的工作（允許吸收

43、規(guī)定的雷電及操作過(guò)電（允許吸收規(guī)定的雷電及操作過(guò)電壓能量，特性基本不變，不發(fā)生熱崩潰）。壓能量，特性基本不變，不發(fā)生熱崩潰）。 最大持續(xù)運(yùn)行電壓。最大持續(xù)運(yùn)行電壓。在運(yùn)行中允許持續(xù)地施加在避雷器上在運(yùn)行中允許持續(xù)地施加在避雷器上的最大工頻電壓有效值。避雷器吸收過(guò)電壓能量后溫度升的最大工頻電壓有效值。避雷器吸收過(guò)電壓能量后溫度升高，在此電壓下能正常冷卻，不發(fā)生熱擊穿。其值一般應(yīng)高，在此電壓下能正常冷卻，不發(fā)生熱擊穿。其值一般應(yīng)不小于額定電壓的不小于額定電壓的0.8倍，且不低于系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓。倍，且不低于系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓。 起始動(dòng)作電壓起始動(dòng)作電壓(參考電壓或轉(zhuǎn)折電壓參考電壓或轉(zhuǎn)折電壓)

44、。位于。位于ZnO電阻片伏電阻片伏安特性曲線由小電流區(qū)上升部分進(jìn)入大電流區(qū)平坦部分的安特性曲線由小電流區(qū)上升部分進(jìn)入大電流區(qū)平坦部分的轉(zhuǎn)折處，避雷器此時(shí)開(kāi)始進(jìn)入動(dòng)作狀態(tài)以限制過(guò)電壓。通轉(zhuǎn)折處，避雷器此時(shí)開(kāi)始進(jìn)入動(dòng)作狀態(tài)以限制過(guò)電壓。通常指通過(guò)常指通過(guò)1mA工頻電流峰值或直流電流時(shí)避雷器端電壓的工頻電流峰值或直流電流時(shí)避雷器端電壓的峰值峰值U1mA。 標(biāo)稱(chēng)放電電流。標(biāo)稱(chēng)放電電流。沖擊波形為沖擊波形為8/20s的放電電流峰值，單位的放電電流峰值，單位kA，用以區(qū)分避雷器的等級(jí)。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)稱(chēng)電流有，用以區(qū)分避雷器的等級(jí)。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)稱(chēng)電流有1kA、1.5kA、2.5kA、5kA、10kA和和20k

45、A幾個(gè)等級(jí)。幾個(gè)等級(jí)。 殘壓。殘壓。指沖擊電流通過(guò)避雷器時(shí)，在閥片電阻上產(chǎn)生的峰指沖擊電流通過(guò)避雷器時(shí)，在閥片電阻上產(chǎn)生的峰值電壓。殘壓包括值電壓。殘壓包括標(biāo)稱(chēng)放電電流下的殘壓、陡波電流下的標(biāo)稱(chēng)放電電流下的殘壓、陡波電流下的殘壓和操作沖擊電流下的殘壓殘壓和操作沖擊電流下的殘壓。其中陡波電流波形為。其中陡波電流波形為1/5s，操作沖擊電流的波頭時(shí)間為操作沖擊電流的波頭時(shí)間為30100s。 雷電沖擊保護(hù)水平。雷電沖擊保護(hù)水平。避雷器標(biāo)稱(chēng)放電電流下的殘壓值為其避雷器標(biāo)稱(chēng)放電電流下的殘壓值為其雷電沖擊保護(hù)水平。陡波電流下的殘壓與標(biāo)稱(chēng)放電電流下雷電沖擊保護(hù)水平。陡波電流下的殘壓與標(biāo)稱(chēng)放電電流下的殘壓之比

46、不得大于的殘壓之比不得大于1.15。 操作沖擊保護(hù)水平。操作沖擊保護(hù)水平。避雷器在操作沖擊電流避雷器在操作沖擊電流(波頭時(shí)間為波頭時(shí)間為30100s)下的最大殘壓。下的最大殘壓。 壓比。壓比。指避雷器在波形為指避雷器在波形為8/20s的標(biāo)稱(chēng)沖擊電流作用下的的標(biāo)稱(chēng)沖擊電流作用下的殘壓與起始動(dòng)作電壓之比。壓比愈小，表明避雷器的非線殘壓與起始動(dòng)作電壓之比。壓比愈小，表明避雷器的非線性愈好。通過(guò)沖擊大電流時(shí)的殘壓愈低，避雷器的保護(hù)性性愈好。通過(guò)沖擊大電流時(shí)的殘壓愈低，避雷器的保護(hù)性能愈好。能愈好。 荷電率。荷電率。指最大持續(xù)運(yùn)行電壓的幅值與起始電壓的比值，指最大持續(xù)運(yùn)行電壓的幅值與起始電壓的比值，是表

47、示單位電阻片上電壓負(fù)荷程度的參數(shù)。荷電率愈高說(shuō)是表示單位電阻片上電壓負(fù)荷程度的參數(shù)。荷電率愈高說(shuō)明避雷器穩(wěn)定性愈好，耐老化，能在靠近轉(zhuǎn)折點(diǎn)長(zhǎng)期工作。明避雷器穩(wěn)定性愈好，耐老化，能在靠近轉(zhuǎn)折點(diǎn)長(zhǎng)期工作。選定的荷電率大小對(duì)于電阻片的老化速度有很大影響。一選定的荷電率大小對(duì)于電阻片的老化速度有很大影響。一般選用般選用45%75%或更高?；蚋摺?保護(hù)比。保護(hù)比。氧化鋅避雷器的保護(hù)比定義為標(biāo)稱(chēng)放電電流下的氧化鋅避雷器的保護(hù)比定義為標(biāo)稱(chēng)放電電流下的殘壓與最大持續(xù)運(yùn)行電壓峰值的比值或壓比與荷電率之比。殘壓與最大持續(xù)運(yùn)行電壓峰值的比值或壓比與荷電率之比。降低壓比或提高荷電率均可降低氧化鋅避雷器的保護(hù)比。降低

48、壓比或提高荷電率均可降低氧化鋅避雷器的保護(hù)比。100500kV變電站用變電站用ZnO避雷器的電氣特性避雷器的電氣特性 為了降低大電流時(shí)的殘壓而又不加大閥片在正常運(yùn)行中的電壓負(fù)擔(dān)，以減輕氧化鋅閥片的老化，往往也采用并聯(lián)或串聯(lián)間隙的方法。右圖為帶并聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器原理圖。 目前生產(chǎn)的氧化鋅避雷器在電壓等級(jí)較低時(shí)大部分是采用無(wú)間隙的結(jié)構(gòu)。對(duì)超高電壓或需大對(duì)超高電壓或需大幅度降低壓比時(shí)，則采用并聯(lián)或串聯(lián)間隙的方法幅度降低壓比時(shí)，則采用并聯(lián)或串聯(lián)間隙的方法。 70小小 結(jié)結(jié)避雷器的作用保護(hù)間隙和排氣式避雷器閥式避雷器氧化鋅避雷器71 第四節(jié) 接地裝置 一、接地和接地電阻的基本概念一、接地和接地電阻的基本概念 電工中“地”是指地中不受入地電流的影響而保持著零電位的土地。 接地接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地經(jīng)常保持等電位。 72接地體接地體：埋入地中與土壤有良好接觸的金屬 導(dǎo)體。接地線接地線：電氣設(shè)備接地部分與接地體之間的 連接線。接地裝置接地裝置：接地體和接地線的總稱(chēng)。73 設(shè)土壤電阻率為，地中某點(diǎn)