任務一防雷裝置的維護

1電氣技術應用專業(yè)課程改革成果教材《企業(yè)變配電系統(tǒng)運行與維護》電子課件主編沈柏民2【任務目標】

1．熟悉企業(yè)變配電系統(tǒng)的防雷設備及防雷保護措施。

2．能進行防雷裝置的檢查與維護。

任務一防雷裝置的維護31．認識接閃器

接閃器是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。

接閃的金屬桿，稱為避雷針。

接閃的金屬線，稱為避雷線，亦稱架空地線。

接閃的金屬帶，稱為避雷帶。

接閃的金屬網，稱為避雷網。

一、認識防雷設備41．認識接閃器

（1）避雷針

避雷針的作用是吸引雷電，并通過引下線和接地體，將其安全導入大地，從而保護附近的建筑和設備免受雷擊。它通常安裝在電桿（支柱）或構架、建筑物，但獨立的避雷針還需要有支持物。

避雷針上的金屬針是其最重要的組成部分，是專門用來接受雷云放電的，可采用直徑為10～20mm，長度為1～2m的圓鋼，或采用直徑不小于25mm的鍍鋅金屬管。一、認識防雷設備51．認識接閃器

（1）避雷針

引下線是接閃器與接地體之間的連接線，它將金屬針上的雷電流安全引入接地體，并使之盡快地泄入大地。所以，引下線應保證雷電流通過時不會熔化。

引下線一般采用直徑為8mm的圓鋼或截面積不小于25m2的鍍鋅鋼絞線。如果避雷針的本體采用鐵管或鐵塔形式，則可以采用其本體作為引下線，還可以采用鋼筋混凝土桿的鋼筋作為引下線。一、認識防雷設備61．認識接閃器

（1）避雷針

接地體是避雷針的地下部分，其作用是將雷電流直接泄入大地。接地體埋設深度不小于0.6m，垂直接地體的長度不小于2.5m，垂直接地體之間的距離一般不小于5m，接地體一般采用直徑為19mm的鍍鋅圓鋼。

引下線與金屬針及接地體之間，以及引下線本身接頭，都要可靠連接。連接處不能用絞合的方法，必須用燒焊或線夾、螺釘連接。

避雷針的保護范圍，以它能夠防護直擊雷的空間來表示。保護范圍的大小與避雷針的高度有關?？刹捎脻L球法對避雷針保護范圍進行計算。計算方法可參看GB50057-1994的規(guī)定或有關設計手冊。一、認識防雷設備7

（2）避雷線

避雷線的功能和原理，與避雷針基本相同。避雷線一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設在架空線路的上方，以保護架空線路或其他物體（包括建筑物）免遭直接雷擊。由于避雷線既是架空，又要接地，因此又稱為架空地線。

避雷線的保護范圍，可按GB50057-1994的規(guī)定或有關設計手冊進行計算。

一、認識防雷設備8

（3）避雷帶和避雷網

避雷帶和避雷網用來保護建筑物特別是高層建筑物，使之免遭直接雷擊和雷電感應。避雷帶通常是在平頂房屋頂四周的女兒墻或坡屋頂?shù)奈菁?、屋檐上裝的金屬帶作為接閃器；避雷網通常是利用鋼筋混凝土結構中的鋼筋網進行雷電保護。

避雷帶和避雷網宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑應不小于8mm；扁鋼截面應不小于48mm2，其厚度應不小于4mm。當煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑應不小于12mm；扁鋼截面應不小于100mm2，其厚度應不小于4mm。

一、認識防雷設備92．認識避雷器

當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，使雷電過電壓通過接地引下線對大地放電，從而保護了設備的絕緣或消除了雷電電磁干擾。

當過電壓消失后，避雷器能自動恢復原來的狀態(tài)，從而保護設備的安全。一、認識防雷設備10（1）閥式避雷器

閥式避雷器，又稱為閥型避雷器，主要由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷套管內?；鸹ㄩg隙用銅片沖制而成。一、認識防雷設備11（1）閥式避雷器

每對間隙用厚0.5～1mm的云母墊圈隔開。正常情況下，火花間隙能阻斷工頻電流通過，但在雷電過電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。閥電阻片是用陶料粘固的電工用金剛砂（碳化硅）顆粒制成的。這種閥電阻片具有非線性電阻特性。正常電壓時，閥電阻片的電阻很大，而過電壓時，閥電阻片的電阻則變得很小。一、認識防雷設備12（1）閥式避雷器

閥式避雷器在線路上出現(xiàn)雷電過電壓時，其火花間隙被擊穿，閥電阻片的電阻變得很小，能使雷電流順暢地向大地泄放。

當雷電過電壓消失、線路上恢復工頻電壓時，閥電阻片的電阻又變得很大，使火花間隙的電弧熄滅、絕緣恢復而切斷工頻續(xù)流，從而恢復線路的正常運行。

閥式避雷器中火花間隙和閥電阻片的多少，與其工作電壓高低成比例。高壓閥式避雷器串聯(lián)很多單元火花間隙，目的是將長弧分割成多段短弧，以加速電弧的熄滅。但閥電阻片的限流作用是加速電弧熄滅的主要因素。一、認識防雷設備13一、認識防雷設備1-上接線端子；2-火花間隙；3-云母墊；4-瓷套管；5-閥電阻片；6-下接線端子

14一、認識防雷設備（2）排氣式避雷器排氣式避雷器通稱管型避雷器，由產氣管、內部間隙和外部間隙等三部分組成。產氣管由纖維、有機玻璃或塑料制成。內部間隙裝在產氣管內，一個電極為棒形，另一個電極為環(huán)形。1-產氣管；2-內部棒形電極；3-環(huán)形電極；s1-內部間隙；s2-外部間隙15一、認識防雷設備（2）排氣式避雷器當線路上遭到雷擊或雷電感應時，雷電過電壓使排氣式避雷器的內、外間隙擊穿，強大的雷電流通過接地裝置入地。由于避雷器放電時內阻接近于零，所以其殘壓極小，但工頻續(xù)流極大。雷電流和工頻續(xù)流使產氣管內部間隙發(fā)生強烈的電弧，使管內壁材料燃燒產生大量滅弧氣體，由管口噴出，強烈吹弧，使電弧迅速熄滅，全部滅弧時間最多0.01s（半個周期）。這時外部間隙的空氣迅速恢復絕緣，使避雷器與系統(tǒng)隔離，恢復系統(tǒng)的正常運行。16一、認識防雷設備（2）排氣式避雷器排氣式避雷器具有簡單經濟、殘壓很小的優(yōu)點，但它動作時有電弧和氣體從管中噴出，因此它只能用在室外架空場所，主要用在架空線路上，同時宜裝設一次自動重合閘裝置（ARD），以便迅速恢復供電。17一、認識防雷設備（3）保護間隙

保護間隙又稱角型避雷器。它簡單經濟，維護方便，但保護性能差，滅弧能力小，易造成接地或短路故障，使線路停電。因此對于裝有保護間隙的線路，一般也宜裝設自動重合閘裝置，以提高供電可靠性。18一、認識防雷設備（3）保護間隙

保護間隙的安裝，是一個電極接線路，另一個電極接地。但為了防止間隙被外物（如鼠、鳥、樹枝等）偶然短接而造成接地或短路故障，設有輔助間隙的保護間隙，必須在其公共接地引下線中間串接一個輔助間隙。這樣即使主間隙被外物短接，也不致造成接地或短路，以保證運行的安全。s1

–主間隙；s2–輔助間隙三相線路上保護間隙的連接19一、認識防雷設備額定電壓/KV361035主間隙最小值/mm81525210輔助間隙最小值/mm5101520保護間隙的間隙最小值保護間隙只用于室外不重要的架空線路上，一般安裝在高壓熔斷器內側，即靠近變壓器和用電裝置一側，出現(xiàn)過電壓時，熔斷器先熔斷，減少線路跳閘次數(shù)，縮小停電范圍。20二、認識架空線路的防雷保護1．架設避雷線雖然架設避雷線是一種有效的防雷措施，但造價高。因此，只在66kV及以上的架空線路上才全線架設。35kV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。而10kV及以下的架空線路上一般不裝設避雷線。2．提高線路本身的絕緣水平在10kV及以下架空線路上，可以采用木橫擔、瓷橫擔或高一級電壓的絕緣子，以提高線路的防雷水平。21二、認識架空線路的防雷保護3．利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線

對于中性點不接地系統(tǒng)的3～10kV架空線路，可在其三角形排列的頂線絕緣子上裝設保護間隙。當出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護了下邊兩根導線。由于線路為中性點不接地系統(tǒng)，一般也不會引起線路斷路器的跳閘。1-絕緣子；2-架空導線；3-保護間隙；4-接地引下線；5-電桿頂線絕緣子附加保護間隙22二、認識架空線路的防雷保護4．裝設自動重合閘裝置

由于架空線路因雷擊放電而造成線路電弧短路時，會引起線路斷路器跳閘，但斷路器跳閘后電弧會自行熄滅。如果線路上裝設一次自動重合閘，使斷路器經0.5s自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般用戶不會有多大影響。5．個別絕緣薄弱地點加裝避雷器

對架空線路中個別絕緣薄弱地點，如跨越桿、轉角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設排氣式避雷器或保護間隙。23三、認識變配電所的防雷保護

變配電所的防雷保護主要指對直擊雷防護和線路過電壓防護。

運行經驗證明：裝設避雷針和避雷線對直擊雷的保護是有效的，但對沿線路侵入的雷電波所造成的事故則需裝設避雷器加以防護。24三、認識變配電所的防雷保護1．直擊雷的防護措施

室外變配電裝置應裝設避雷針來防護直擊雷。如果變配電所處在附近更高的建筑物上防雷設施的保護范圍之內或變配電所本身為車間內型，則可不必再考慮直擊雷的防護。

獨立避雷針宜設獨立的接地裝置。當設獨立接地裝置有困難時，可將避雷針與變配電所的主接地網相連接，但避雷針與主接地網的地下連接點至35kV及以下設備與主接地網的地下連接點之間，沿接地線的長度不得小于15m。25三、認識變配電所的防雷保護1．直擊雷的防護措施

獨立避雷針及其引下線與變配電裝置在空氣中的水平間距不得小于5m。當獨立避雷針的接地裝置與變配電所的主接地網分開時，則它們在地中的水平間距不得小于3m。這些規(guī)定都是為了防止雷電過電壓對變配電裝置進行反擊閃絡。26三、認識變配電所的防雷保護2．對感應雷電沖擊波的保護

（1）在3～10KV的變電所中，應在每組母線和每回架空線路上安裝閥型避雷器，其保護范圍如圖虛線框內所示。3～10KV變電所配電裝置防雷電侵入波的保護線路27三、認識變配電所的防雷保護2．對感應雷電沖擊波的保護

（2）有電纜進線線段的架空線路，閥型避雷器應裝設在架空線路與連接電纜的終端頭附近。閥型避雷器的接地端應和電纜金屬外皮相連接。如各架空線路均有電纜進出線段，避雷器與變壓器的電氣距離不受限制，避雷器應以最短的接線與變電所的主接地網連接，包括通過電纜金屬外皮與主接地網連接。28三、認識變配電所的防雷保護FV-閥式避雷器；FE-排氣式避雷器；FMO-金屬氧化物避雷器變配電所對雷電波侵入的防護29