過電壓保護(hù)與接地

過電壓保護(hù)與接地第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置關(guān)于雷電的描述，直到二百多年前，一般還只有在詩文中能夠讀到，而且停留在神話解釋。由于實(shí)驗(yàn)科學(xué)的出現(xiàn)，使人們對(duì)閃電的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到自然科學(xué)領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)證明，雷電顯示了與靜電相類似的特性。與此同時(shí)，關(guān)于雷電對(duì)人和動(dòng)物的各種效應(yīng)，也進(jìn)行了研究。早期研究工作的記載是引人入勝的，其意義并不僅僅在于“歷史”價(jià)值，而是在于許多重要的原理得到驗(yàn)證。這些原理也正是我們今日理解雷電對(duì)人體效應(yīng)的依據(jù)。

1752年6月的一個(gè)下午，美國費(fèi)城的上空烏云翻滾，不時(shí)閃爍著青白色的電光，一場(chǎng)大雷雨即將來臨。富蘭克林和他的兒子一起乘著風(fēng)勢(shì)，將一只頂端綁著金屬絲、金屬絲連著細(xì)繩、細(xì)繩連著綢帶、綢帶和繩子之間掛有一把鑰匙的風(fēng)箏放上了天。然后，他倆躲在草棚的屋檐下，手中緊握著沒有被雨水淋濕的綢帶，觀察著風(fēng)箏的動(dòng)靜。突然，一道閃電掠過，只見風(fēng)箏引繩上的金屬絲一下子豎了起來，這說明雷電已通過風(fēng)箏和引繩傳了下來。富蘭克林于是用手去碰那鑰匙，“哧”的一聲，一個(gè)電火花在手指與鑰匙之間閃過，同時(shí)他的手指感到了一陣刺痛。富蘭克林顧不得疼痛，趕緊叫兒子拿來萊頓瓶（一種舊式電容器），并迅速把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接起來，頓時(shí)，萊頓瓶火花四射，說明萊頓瓶充電了。

7-1過電壓保護(hù)概述

外部過電壓：由雷電活動(dòng)所引起的過電壓。又稱為大氣過電壓。

內(nèi)部過電壓：由開關(guān)操作和系統(tǒng)故障而引起的過電壓。又稱為操作過電壓。

一、外部過電壓

雷電放電：是指雷云與大地、雷云與雷云、雷云內(nèi)部發(fā)生的一種內(nèi)部發(fā)生的一種氣體放電現(xiàn)象。一次雷擊過程時(shí)間雖然很短，但由于雷云的電壓極高和雷電流極大，其熱效應(yīng)和電磁效應(yīng)會(huì)使雷擊通道中的建筑物和設(shè)備遭到破壞,人畜傷亡。

雷電流：指雷擊低接地電阻被擊物時(shí)流過被擊物的電流。特性一般用峰值、陡度和波頭波形描述。我國一般雷電活動(dòng)地區(qū)雷電流峰值概率公式的含義：雷電流峰值等于或超過50kA出現(xiàn)的概率是33%。雷電流幅值超過108kA出現(xiàn)的概率是10%。我國西北、內(nèi)蒙古等地區(qū)，雷電活動(dòng)較弱，雷電流幅值較低，雷電流幅值概率分布

雷電危害：70年代廣東從化知青農(nóng)場(chǎng)一次雷擊當(dāng)場(chǎng)擊死15人；1981年日本“馬特”導(dǎo)彈發(fā)射后遇到落地雷，導(dǎo)彈墜毀，操作人員也受雷擊倒斃；

1991年8月11日廣州白云山神山鎮(zhèn)4名農(nóng)婦在屋檐下避雨遭雷擊，二死二傷；1992年澳大利亞墨爾本市的一家化工廠因雷擊而爆炸，導(dǎo)致毒氣泄漏；我國鄂倫春林區(qū)火災(zāi)有半數(shù)以上是由雷擊引起；我國每年因雷害傷亡人數(shù)大約在10000人左右。

1、直擊雷雷云向發(fā)電廠電氣設(shè)備和建筑物直接放電稱直擊雷。瞬時(shí)電流高達(dá)幾萬安培，我國測(cè)得的最大雷電流幅值為300kA。除電效應(yīng)外，還有熱效應(yīng)，導(dǎo)致火災(zāi)，熔化物體等。

2000年6月17中午，上海市郊一村民顧某和妻子在水稻田在插秧時(shí)遭雷擊，顧某當(dāng)場(chǎng)身亡，距其3~4米處的妻子雙腳有發(fā)麻的感覺，據(jù)對(duì)雷擊現(xiàn)場(chǎng)觀察，雷擊點(diǎn)四周空曠，在周圍150~200米范圍內(nèi)無任何建筑物和高大的物體。另據(jù)死者妻子講述，雷擊發(fā)生時(shí)在死者身上有一團(tuán)火光出現(xiàn)，除衣服濕透外,其他雷擊痕跡不明顯。

電花圖沒有任何迷信色彩，其原因是雷電流通過人體向大地泄放時(shí)，在人體表面發(fā)生了沿面放電而使人體上留下電花圖。當(dāng)身體和衣服之間發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，雷電流使皮膚上的水分和汗液變?yōu)檎羝?，如果衣服穿得緊，蒸汽的壓力會(huì)把衣服撕破。雷直擊人是危險(xiǎn)的，但不一定致命，應(yīng)救治受傷者。

2、感應(yīng)雷由于電磁感應(yīng)形成的電壓升高。放電前，地面金屬物感應(yīng)出大量異號(hào)電荷，放電后，感生的電荷來不及立即消失，產(chǎn)生高電壓,會(huì)對(duì)周圍放電而出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象。

感應(yīng)雷幅值一般不超過500kV，對(duì)110kV及以上的線路不能構(gòu)成威脅。是造成低壓電器設(shè)備損壞的主要雷害之一。

1997年一次閃電，雷電過電壓波通過電話線引入廣西大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房，致使Modem和撥號(hào)服務(wù)器損壞。

3、雷電侵入波當(dāng)輸電線路遭到直擊雷或感應(yīng)雷時(shí)，泄到輸電線上的雷電荷將沿輸電線兩側(cè)向發(fā)電廠或變電所流動(dòng)，形成雷電侵入波，其所產(chǎn)生的高電壓叫做侵入波過電壓，有時(shí)高達(dá)三四十萬伏，會(huì)造成發(fā)電廠電氣設(shè)備絕緣的破壞。

二、內(nèi)部過電壓

由于操作和故障引起電網(wǎng)電壓升高，屬于內(nèi)部過電壓。

1、工頻過電壓

電路中存在電阻、電感和電容。用斷路器進(jìn)行操作時(shí)，在達(dá)到新穩(wěn)定運(yùn)行前有一過渡過程，會(huì)產(chǎn)生振蕩過電壓。

發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷，電力系統(tǒng)中發(fā)生故障等都可能引起短時(shí)超過正常工作電壓的電壓升高。

2、操作過電壓

3、諧振過電壓系統(tǒng)中由電感、電容元件構(gòu)成一系列不同自振頻率的振蕩回路。當(dāng)開關(guān)操作或發(fā)生故障時(shí)，某些振蕩回路與電源產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致某些部分或元件上出現(xiàn)嚴(yán)重的諧振過電壓。根據(jù)諧振元件的性質(zhì)不同，可分為線性諧振、鐵磁諧振和參數(shù)諧振。第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

三、防止過電壓危害的措施

當(dāng)過電壓使設(shè)備絕緣擊穿，由于設(shè)備本身有工頻交流電，當(dāng)絕緣擊穿后，工頻交流電將流過其擊穿通道(稱為工頻續(xù)流)，從而造成短路事故。

1、對(duì)直擊雷的防護(hù)措施

通常采用避雷針、避雷線進(jìn)行保護(hù)。

2、對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)措施

(1)較低電壓等級(jí)的電氣設(shè)備及母線，因其絕緣水平較低，不可太靠近容易引雷的物體，以免發(fā)生“反擊”。(2)采用避雷器泄放感應(yīng)過電壓。兩個(gè)婦女正在一棵高大的云杉樹下避雨，閃電突然擊中了那棵大樹，當(dāng)時(shí)一個(gè)人是背靠樹站著，她的衣服并未損壞，但在頭右邊有4厘米×4厘米一塊頭發(fā)被燒焦了，變成了灰色。在這塊皮膚中有像擦傷的痕跡。在樹干上樹皮被燒壞很長的一條，長度是從樹頂開始一直到離地約158厘米的地方，正與死者身高相同。另一個(gè)婦女當(dāng)時(shí)正用右手扶著那棵樹，她僅失去知覺十到十五分鐘，她的下肢有兩三個(gè)小時(shí)不會(huì)動(dòng)而且沒有知覺，她的身體以及腳上有燒傷，經(jīng)過治療，兩天以后就出院了。第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置由于人與雷電流泄放通道之間的電位差較高，引起氣隙擊穿，反擊到人體造成的。

真的不要在樹下避雨！第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

3、對(duì)雷電侵入波的防護(hù)措施

4、對(duì)內(nèi)部過電壓的防護(hù)措施采用滅弧性能良好的斷路器、并聯(lián)電抗器、保護(hù)間隙、采用磁吹避雷器以及合理的運(yùn)行操作方式等。

安裝避雷器。采取進(jìn)線段保護(hù),有利于減少雷電侵入波的危害。FV作用：保護(hù)全所設(shè)備避雷線作用：在進(jìn)線段內(nèi)不發(fā)生繞擊，雷擊于進(jìn)線段以外的導(dǎo)線上時(shí)，導(dǎo)線自身電阻將消耗入侵波能量，來限制入侵波幅值。FT1：限流。FT2：保護(hù)開關(guān)。第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

7-2避雷針和避雷線

一、避雷針200多年前，富蘭克林通過觀察發(fā)現(xiàn)曠野中的孤樹常遭到雷擊，而樹下的低矮植物卻能幸免于難，于是，他設(shè)想如果在地球的表面立起一個(gè)足夠高的針體的話，地球上的萬物就會(huì)得到保護(hù)。于是，他發(fā)明了避雷針。富蘭克林避雷針要求要有足夠的高度、要是尖體、但不要求接地電阻的大小。后來羅蒙諾索夫提出新型的避雷針，要求要有足夠的高度、要有足夠小的接地電阻、但不要求是尖體。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中推行的避雷針是羅蒙諾索夫避雷針。避雷針的工作原理：歪變了空間電場(chǎng)、引雷于自身、使周圍的物體得到保護(hù)。避雷針的實(shí)質(zhì)是引雷裝置！第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

避雷針組成:

接閃器：避雷針最上端1~2m長的一段,一般由直徑不小于12mm的圓鋼或直徑不小于20mm的焊接鋼管制成。

接地引下線：連接接閃器和接地裝置的一段導(dǎo)體，采用直徑不小于8mm的圓鋼或截面積不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁鋼制作。

接地裝置：接地體和接地線的總和，是為了降低接地電阻而完成的接地整體。垂直接地體：采用長度為2.5m的角鋼、鋼管或圓鋼，埋地深度不小于0.5m，兩垂直接地體之間不小于5m；

水平接地體：采用扁鋼或圓鋼用于連接垂直接地體，采用扁鋼時(shí)截面積不小于100mm2、厚度不小于4mm，采用圓鋼時(shí)截面積不小于100mm2。第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置1.5hhh/2hahx45orx實(shí)踐證明：如果被保護(hù)物完全處于上述空間內(nèi),能夠得到有效保護(hù)(發(fā)生“繞擊”的概率僅有0.1%)。

單支避雷針的保護(hù)范圍第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

h0=h-D/7p;bx=1.5(h0-hx)若D≥7h，則ho為負(fù)值，說明兩針的中點(diǎn)已超出聯(lián)合保護(hù)范圍。一般D不宜大于5h。兩支等高避雷針的保護(hù)范圍第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用的非常規(guī)避雷針簡(jiǎn)介

1、可控放電避雷針

可控放電避雷針是武漢高壓研究所經(jīng)長期研究和大量的高壓實(shí)驗(yàn)而取得的最新研究成果。它的保護(hù)原理是以變化緩慢的小電流上行雷閃放電形式釋放雷云電荷，避免強(qiáng)烈的下行雷閃放電危害被保護(hù)對(duì)象?？煽胤烹娪嗅橆^、接地引下線、接地裝置組成。它的針頭不再是單針，而是由主針、動(dòng)態(tài)環(huán)、貯能裝置組成。2、提前放電避雷針

提前放電避雷針在歐洲普遍采用，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（NFC17-102）。相對(duì)于傳統(tǒng)的避雷針來講，該種避雷針不等雷電場(chǎng)強(qiáng)增加到一定的程度就能夠提前放電，保護(hù)半徑更大，降低了每次接閃時(shí)的雷電流脈沖強(qiáng)度，減少了雷電感應(yīng)引起的二次效應(yīng)，更為安全。3、半導(dǎo)體少長針消雷裝置（SLE）

半導(dǎo)體少長針消雷裝置是一種新型直擊雷防護(hù)產(chǎn)品。經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行（已累計(jì)10000多塔·年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)），其性能優(yōu)于目前國內(nèi)外各類防雷裝置。SLE利用半導(dǎo)體材料的非線性，改變雷電發(fā)展過程，延緩雷擊放電時(shí)間，減少雷電流的幅值和陡度，從而有效地保護(hù)了被保護(hù)物體及內(nèi)部的各種強(qiáng)、弱電設(shè)備。半導(dǎo)體少長針的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，在雷云電場(chǎng)下發(fā)生強(qiáng)烈的電暈放電，對(duì)空間電荷產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，并中和雷云電荷，以達(dá)到降低雷擊發(fā)生的概率。4、無電磁輻射防雷裝置

避雷針有個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，這就是在引導(dǎo)雷電流時(shí)輻射強(qiáng)烈的電磁射線。這種電磁射線對(duì)于以大規(guī)模集成電路芯片為核心的各種設(shè)備有致命的傷害。

梅忠恕經(jīng)過潛心研究，設(shè)計(jì)出一種新型的無電磁輻射防雷裝置，采用的方法是在避雷針的外部設(shè)計(jì)裝置了一個(gè)絕妙的屏蔽管。這樣避雷針引到雷電流時(shí)產(chǎn)生的電磁射線就被完全屏蔽掉了，而不傳播到周圍空間。這就徹底解決了避雷針的電磁輻射干擾這個(gè)技術(shù)難題。第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

二、避雷線

避雷線(又稱架空地線)是110kV及以上輸電線路的主要防雷措施，一般沿線路全長架設(shè)，不僅保護(hù)線路本身，也減少了雷電波侵入對(duì)發(fā)電廠和變電所的危害。在發(fā)電廠中，避雷線主要用來保護(hù)主變高壓引出線(當(dāng)主變與戶外高壓配電裝置相距較遠(yuǎn)時(shí))免遭直接雷擊。對(duì)于特殊地形條件的發(fā)電廠，如峽谷地區(qū)的電廠，在兩側(cè)山頭上埋樁架設(shè)避雷線。避雷線一般采用截面不小于35mm2鍍鋅鋼鉸線。接地引下線采用截面不小于25mm2鍍鋅鋼鉸線。

單根避雷線的保護(hù)范圍計(jì)算當(dāng)hx≥h/2時(shí),rx＝0.47(h-hx)P(m)當(dāng)hx<h/2時(shí),rx＝(h-1.53hx)P(m)必要時(shí)，也可架設(shè)兩根等高或不等高避雷線，其保護(hù)范圍可參見有關(guān)手冊(cè)和規(guī)程。第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

三、避雷針(線)的設(shè)置戶外布置的電力變壓器、配電裝置、發(fā)電機(jī)電壓引出線，以及油處理室、露天油罐、主變壓器修理間、易燃易爆材料倉庫等，均應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。主廠房、主控制室和35kV及以下戶內(nèi)配電裝置一般不需設(shè)置直擊雷保護(hù)裝置，僅將其屋頂金屬結(jié)構(gòu)接地即可。

避雷針分為獨(dú)立避雷針和架構(gòu)避雷針。

避雷針的設(shè)置注意事項(xiàng)：(1)獨(dú)立避雷針與電氣設(shè)備的帶電部分、電氣設(shè)備的外殼、架構(gòu)和建筑物的接地部分之間的空中距離Sk不應(yīng)小于5m，其接地裝置與被保護(hù)物體的接地體之間的地中距離Sd不應(yīng)小于3m。因?yàn)楸芾揍樎淅讜r(shí)其引下線泄放雷電流瞬間具有很高電位，可能會(huì)對(duì)較近的被保護(hù)物放電或者對(duì)被保護(hù)物接地裝置放電(這種情形稱為反擊)。第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

(2)獨(dú)立避雷針的接地裝置一般是獨(dú)立的，不與被保護(hù)對(duì)象的接地體相連，其工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω

。當(dāng)不能滿足要求時(shí)，其接地裝置可與主接地網(wǎng)相連接，但應(yīng)保證其與主接地網(wǎng)的連接點(diǎn)遠(yuǎn)離。35kV及以下設(shè)備接地線與主接地網(wǎng)的連接點(diǎn)≥15m。否則，避雷針上落雷時(shí)主接地網(wǎng)電位升高會(huì)造成反擊。(3)110kV及以上的變電所可以將避雷針裝設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上。但避雷針的配電構(gòu)架應(yīng)裝設(shè)輔助接地裝置，此接地裝置與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)距主變壓器接地裝置與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)之間的距離≥15m。35kV及以下配電裝置絕緣水平較低，不宜設(shè)架構(gòu)避雷針，以免發(fā)生反擊。第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

(4)110kV及以上的配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線直接引到出線門型構(gòu)架上，但土壤電阻率大于1000Ω

·m

的地區(qū)應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。(5)35kV配電裝置在土壤電阻率不大于500Ω

·m的地區(qū)，允許將線路避雷線引到出線門型架上，亦應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。在土壤電阻率大于500Ω

·m的地區(qū)，線路避雷線應(yīng)架設(shè)到線路終端桿為止，終端桿到配電裝置的一檔線路，則采用獨(dú)立避雷針保護(hù)(也可在線路終端桿上裝設(shè)避雷針)。(6)在變壓器的門型構(gòu)架上不得裝設(shè)避雷針(線)，而且任何避雷針(線)與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長度不應(yīng)小于15m，以防止變壓器低壓繞組的絕緣遭到反擊破壞。第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

(7)如需要在主廠房上裝避雷針來保護(hù)發(fā)電機(jī)到變壓器的連線時(shí)，為防止反擊，除應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置外，還應(yīng)采取加強(qiáng)分流、避雷針的引下線遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及其接地點(diǎn)等措施，并應(yīng)在靠近避雷針的發(fā)電機(jī)出口，裝設(shè)一組磁吹式避雷器。(8)獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人員經(jīng)常通行的地方，并應(yīng)距道路不小于3m。否則，應(yīng)采取均壓措施或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青路面。第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

7-3避雷器

一、避雷器的基本原理避雷器實(shí)質(zhì)上是一種放電器，一端接某一相帶電導(dǎo)體，另一端接地。正常運(yùn)行時(shí)，避雷器的電阻呈無限大狀態(tài)，不會(huì)對(duì)地短路。

當(dāng)雷電侵入波沿線路進(jìn)入發(fā)電廠或變電所時(shí)，避雷器的電阻會(huì)變得很小，使巨大的雷電沖擊電流順利入地。

伏秒特性：是指避雷器或設(shè)備絕緣材料在一定電壓波形作用下，擊穿電壓的峰值與擊穿延遲時(shí)間的關(guān)系曲線。132UtUUtt12233—電氣設(shè)備上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓2—避雷器的伏秒特性1—變壓器的伏秒特性變壓器不能得到保護(hù)變壓器不能得到保護(hù)第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

二、閥型避雷器閥性電阻一般由碳化硅(SiC)和粘合劑等燒結(jié)成的多個(gè)餅狀閥片相疊組成,其電阻呈非線性，即流過大電流時(shí)電阻會(huì)變小，而流過小電流時(shí)電阻會(huì)變大。

火花間隙采用多個(gè)單間隙平板電極相串聯(lián)。上下兩片是黃銅制成的圓形平板電極,中間用0.5~lmm厚的云母墊圈隔開，電極中央部分為工作部分。間隙放電的伏秒特性較平緩，分散性小，用來保護(hù)具有平緩伏秒特性的設(shè)備時(shí)，不致發(fā)生絕緣配合困難。閥型避雷器的主要元件是火花間隙和非線性(閥性)電阻，二者串聯(lián)疊裝在封閉的瓷套中。

正常工作時(shí)，火花間隙將帶電部分與地隔開，火花間隙工頻放電電壓應(yīng)高于安裝處最高工作電壓，避免誤動(dòng)作。當(dāng)過電壓幅值超過避雷器的沖擊放電電壓時(shí)，火花間隙被擊穿，沖擊電流經(jīng)閥性電阻泄入大地。

只要避雷器的沖擊放電電壓和殘壓低于被保護(hù)設(shè)備絕緣的沖擊耐壓水平，設(shè)備就可以得到保護(hù)。普通閥式避雷器靠間隙自然滅弧。磁吹閥式的間隙采用磁場(chǎng)力吹弧滅弧。普通閥型避雷器有FS和FZ兩種。FS系列主要用于保護(hù)小容量的3~10kV配電裝置中電氣設(shè)備。

FZ系列主要用于保護(hù)發(fā)電廠、變電所的變壓器及設(shè)備，額定電壓等級(jí)為3~220kV。額定電壓35~220kV的避雷器由FZ-15、FZ-20和FZ-30J三種標(biāo)準(zhǔn)單元串聯(lián)組成。FZ-110J型閥型避雷器由四個(gè)FZ-30J串聯(lián)而成。由于串聯(lián)元件的增加，沖擊電壓沿各單元的分布變得不很均勻，使沖擊放電電壓降低，在其頂端裝設(shè)均壓環(huán)，改善其沖擊電壓分布，提高沖擊放電電壓。磁吹閥型避雷器分電站用FCZ型和保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)FCD型

三、氧化鋅避雷器假定ZnO、SiC電阻閥片在10kA電流下殘壓相同，但在額定電壓下ZnO曲線對(duì)應(yīng)的電流一般在10-5A以下，可近似認(rèn)為續(xù)流為零,而SiC曲線所對(duì)應(yīng)的續(xù)流卻是100A左右。理想避雷器線性電阻SiC避雷器ZnO避雷器UI10kA100A氧化鋅避雷器在正常工作電壓下，具有很高的電阻；在遭受雷電過電壓時(shí)，電阻變得很小，而泄放完雷電流后又立即恢復(fù)為高阻狀態(tài)。

70年代初期出現(xiàn)了金屬氧化物避雷器，其閥片以氧化鋅為主要材料，附以少量精選過的金屬氧化物，經(jīng)高溫焙燒而成。氧化鋅閥片具有很理想的非線性伏安特性。

與傳統(tǒng)的SiC避雷器相比，ZnO避雷器具有動(dòng)作迅速、殘壓低、通流容量大、實(shí)際上無續(xù)流、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，零部件減少40%~50%，性能穩(wěn)定、重量減輕50%~60%，保護(hù)性能改善10%~15%，放電容量增大30%~40%，并設(shè)有防爆裝置，可防止瓷套損壞。由于氧化鋅避雷器沒有串聯(lián)間隙，閥片不僅要承受瞬時(shí)性的雷電過電壓和操作過電壓，還要長期耐受正常的運(yùn)行相電壓。雖然平時(shí)通過的電流很小，但仍存在老化、壽命和熱穩(wěn)定問題。四、避雷器的設(shè)置(1)每組母線均應(yīng)裝設(shè)避雷器，就近接入主接地網(wǎng)，并加設(shè)集中接地裝置。(2)旁路母線一般不裝設(shè)避雷器。(3)330kV及以上變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝置避雷器，并應(yīng)盡可能靠近設(shè)備本體。(4)220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，變壓器附近應(yīng)增設(shè)一組避雷器。(5)三繞組變壓器中壓側(cè)或低壓側(cè)可能會(huì)開路運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在其出線處設(shè)置一組避雷器。(6)自耦變壓器必須在其兩個(gè)自耦合的繞組出線上裝設(shè)避雷器，位置在變壓器與斷路器之間。(7)單元接線的發(fā)電機(jī)與變壓器之間的母線橋(或組合導(dǎo)線)無屏蔽部分長度大于50m，應(yīng)在發(fā)電機(jī)側(cè)裝設(shè)磁吹避雷器。第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

(8)容量為25MW及以上有直配線的發(fā)電機(jī)，應(yīng)在每臺(tái)電機(jī)出線處裝一組避雷器。25MW以下有直配線的發(fā)電機(jī)應(yīng)盡量將母線上的避雷器靠近發(fā)電機(jī)裝設(shè)或裝在電機(jī)出線上。如果發(fā)電機(jī)出口處靠近避雷針引下線，則也應(yīng)裝一組避雷器以防發(fā)生反擊。(9)發(fā)電廠、變電所35kV及以下電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。(10)SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。(11)不接地的直配線發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上應(yīng)裝設(shè)一臺(tái)避雷器(12)下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：1)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝隔離開關(guān)時(shí)。2)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。3)不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的中性點(diǎn)一般不必裝設(shè)，但多雷區(qū)且單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)需裝設(shè)。第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五發(fā)電廠電氣部分第七章發(fā)電廠的過電壓保護(hù)和接地裝置

7-4發(fā)電廠的接地裝置

一、概述接地裝置由埋設(shè)在土壤中的金屬接地體和接地線組成。

(1)工作接地為保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，將電力系統(tǒng)中的某些點(diǎn)接地。例如：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中將變壓器星形繞組的中性點(diǎn)接地；電壓互感器一次側(cè)線圈中性點(diǎn)接地等。

(2)保護(hù)接地將電氣設(shè)備的外殼或裝設(shè)電氣設(shè)備的架構(gòu)等金屬部件加以接地，稱為保護(hù)接地也叫安全接地。這是為了避免設(shè)備絕緣損壞時(shí)發(fā)生工作人員觸電事故。對(duì)高壓設(shè)備，保護(hù)接地電阻不宜超過10Ω

，對(duì)低壓設(shè)備則不宜超過4Ω

。

(3)防雷接地為了泄掉雷電流避雷針等防雷設(shè)備必須有可靠的接地。

自然接地體埋設(shè)在水下或地中的各種構(gòu)筑物金屬部件，包括金屬管道、井管、金屬結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，可作為接地裝置的自然接地體。但可燃液體或氣體的金屬管道除外。人工接地體人工接地體是專門為接地需要而在地下埋設(shè)的接地體。人工接地體有垂直和水平兩種敷設(shè)方式。垂直接地體一般用長約2.5~3m的角鋼、圓鋼或鋼管垂直打入地下，上端埋入地下0.3~0.5m。

水平接地體用扁鋼(寬20~40mm,厚不小于4mm)或直徑不小于6mm的圓鋼在地中水平敷設(shè),埋入地下0.5~1.0m。對(duì)于有強(qiáng)烈腐蝕性的土壤，接地體的接地線厚度和截面應(yīng)適當(dāng)加大，或采取鍍鋅；鍍錫等防腐蝕措施。

二、接地電阻

接地裝置接地電阻，主要決定于接地體周圍土壤導(dǎo)電情況，還受土壤的溫度、濕度等因素的影