高電壓技術課件

一學科地3一學科地3二本課程性質(zhì)和內(nèi)二本課程性質(zhì)和內(nèi)4可以方便地轉(zhuǎn)化為可以方便地轉(zhuǎn)化為其他形式的能量輸送和分配易于實應用規(guī)模靈56677899高壓電網(wǎng)高壓電網(wǎng)華北電網(wǎng)的電壓系列是高壓高壓高壓電網(wǎng)高壓電網(wǎng)高壓電高壓電網(wǎng)2004年底國家電網(wǎng)公司啟動特高壓輸電項±800千伏特高壓直流示范工程全線投入運高壓電網(wǎng)高壓電網(wǎng)高壓電網(wǎng)高壓電網(wǎng)特高壓電網(wǎng)特高壓電網(wǎng)運行（單級運行）。而交流輸電的單相運行（高電壓試驗高電壓試驗如何產(chǎn)生高如何對電氣設備進行高壓試驗如何測量高過電壓保護過電壓保護電磁環(huán)境問電磁環(huán)境問靜電技術靜電技術及液電效應及液電效應及線爆技術及線爆技術及脈沖功率技術及脈沖功率技術及高壓電氣絕高壓高壓電氣絕高壓電氣試電力系統(tǒng)過電壓及其三參考三參考IEEETrans.onPowerSystemIEEETrans.IEEETrans.onPowerSystemIEEETrans.onPowerDeliveryIEEETrans.onDielectricsandElectrical小結(jié)高電壓技術是一門小結(jié)高電壓技術是一門重要的專業(yè)基礎高電壓、高場強下存在著一些特殊的物理現(xiàn)高電壓試驗在高電壓工程中起著重要的作第一電介質(zhì)的電氣強電介質(zhì)(dielectric)：第一電介質(zhì)的電氣強電介質(zhì)(dielectric)：因此導電性能差。1喪失絕緣性能，形成導電通道。喪失絕緣性能，形成導電通道。放電(discharge)：氣體絕緣的擊穿過電暈(coronadischarge)：由于電場不均勻，在電極附近發(fā)生的2344基本概念回基本概念回Ui(V5施加能量6施加能量6xxxP(x)71r2epN∵r21r2epN∵r2∴8§1.1一帶電粒子的產(chǎn)生(電離過程§1.1一帶電粒子的產(chǎn)生(電離過程9⑵xi ≥Wx≥i⑵xi ≥Wx≥i≥≥Ｔ溫度超過10000K時（如電弧放電）Ｔ溫度超過10000K時（如電弧放電）離，在溫度達到20000K左右，幾乎全部空氣分子都生⑴生⑴⑵⑶⑷氣體中的放電現(xiàn)象和電子崩的EIA自持放電SVc非自持放電baU0氣體中的放電現(xiàn)象和電子崩的EIA自持放電SVc非自持放電baU0UUab設：初始電子數(shù)為到達處，電子數(shù)增加到nn1an個電子在dx的距離中又dn個新電子，則有：dnxxdn設：初始電子數(shù)為到達處，電子數(shù)增加到nn1an個電子在dx的距離中又dn個新電子，則有：dnxxdn0neaxa定義：一個電子沿著電場方向行經(jīng)a定義：一個電子沿著電場方向行經(jīng)nannnanna1一個初始電子走過x距離后，由本身碰撞電離產(chǎn)生的電子數(shù)是axax10一個初始電子走過x距離后，由本身碰撞電離產(chǎn)生的電子數(shù)是axax10增加到ea則2.2104eaxa（Wi xa（Wi x≥P(x)i11ex//a∴ ie11ex//a∴ ie∝epBp/a∴①電場強度E增大急劇增很大，（即e很?。﹑②a非自持非自持自持過程過程e1物理義e∵e1物理義e∵∴自持放電條件可寫e不均勻電場中，各處的a值不同，自持放電條件為da1(0起始（起始電壓起始（起始電壓均勻電場中：起始場起始電壓擊穿場擊穿電不均勻電場中：起始電擊穿電Townsend放電理論總結(jié)（a過程Townsend放電理論總結(jié)（a過程（均勻電場中的擊穿電壓及其影均勻電場中的擊穿電壓及其影響含adlnaApeBpE0U0dlnApdeBpd/U∴U0lnlnApdeBpd/U∴U0lnlnUb U0f(pd)U與空氣中擊穿電的關巴申Ub(kV)50.10.3132pdU與空氣中擊穿電的關巴申Ub(kV)50.10.3132pd333Pac)討論：為什么Ub考慮到溫度的變化，Paschen定律更普f(考慮到溫度的變化，Paschen定律更普f(dUb ts=293k)密度之比2.9pTT氣體放電的流注理氣體放電的流注理Pd>>26.66kPacm（200mmHgcm）一Ex0d一Ex0d二初空間光電二次電二初空間光電二次電子匯入初流e10e10adad或或1.湯遜理論適用1.湯遜理論適用于低氣壓、短氣隙的情況（pd<26.66kPacm2.流注理論適用于高氣壓、長氣隙的情況（pd>>26.66kPacm不均勻電場中氣隙的放電1.不均勻電場中氣隙的放電1.fff—稍不均勻—極不均勻2.2.3.3.平行導線相距為D半徑為r，D>>r，線間電壓為EU2r平行導線相距為D半徑為r，D>>r，線間電壓為EU2rlnD/Ec30m(10.3r)kV/cm↑ｒ,→Ｅ↑ｒ,EccrE4Ubd04Ubd0正Ex正Ex負Ex負Ex各種電壓作用下氣隙的各種電壓作用下氣隙的擊穿Ub24.55dUb24.55d/（kV）24.55EbdUb－擊穿電壓峰值Ebdd＝1～10cm正棒－負板，Eb正棒－負板，Eb≈7.5(kV/cm)20負棒－正板，Eb正棒－負板，Eb≈負棒－正板，Eb10(kV/cm)（約2d＜１ｍ時，Ｕb2d＜１ｍ時，Ｕb接近與d棒－棒，Ｕb棒－板，Ｕbd＞２ｍ時，Ｕb與d的關系趨向飽和，棒－板尤各種氣隙的工頻Ｕb分散性不大，標準偏差σ＝２％3.1uUt3.1uUt0ttbt1tst3.23.2↓為√２，偏差不超過５％T250T250u/Um1.2/10t250/u/Um10t250/u/Um10t3.3氣隙的沖擊擊穿特性U50變化，導致間隙擊穿概率為５０％時的電壓稱為3.3氣隙的沖擊擊穿特性U50變化，導致間隙擊穿概率為５０％時的電壓稱為U50UU（2）Ub＝ｆ(tb（2）Ub＝ｆ(tb3210在每級電壓U作用下的多次擊穿中，放電時在每級電壓U作用下的多次擊穿中，放電時t2的概率為50％——50%概率放電時間對應50U32——5010ttt132210~210~AABAPBB132圖1AAABAPBB132圖1A3.43.53.43.5標準大氣條件：壓力標準大氣條件：壓力UU0一2.9pTTUK一2.9pTTUKdU0273tp0273p0二K二Khk與絕對濕度和電壓類型有關，三U三UKaU11.1H104Ka一1.一1.2.3.Ex3.Ex二.1.2.Ub(kV)50.10.3123pd二.1.2.Ub(kV)50.10.3123pd333Pac)SF6SF6CCL2F2()CCL4原因 ａ．分子量大，分子直徑大，不易撞擊游SF6應用最廣GIS：GasInsulatedSF6SF6SF6電器的缺點SF6電器的缺點盡管SF6的絕緣水平比空氣高許多，但個產(chǎn)品的抗沖擊電壓、特別是抗雷脈沖的絕緣能力很差對密封件的材料和工藝要求很高沈高平高GW27-ZF27-800型沈高平高GW27-ZF27-800型平高LW55-800/Y5000-50LW24-GW7-LW24-GW7-LVQBT-SF6電流互本章總本章總作業(yè)1.氣體作業(yè)1.氣體什么？它們各自適用于哪些范2.什么3.要提第三液體和固體第三液體和固體介質(zhì)的電氣性1導電性能介電性能2導電性能介電性能23一.一.電介質(zhì)的極化(dielectric4UQ0QQ0QrelativedielectricQCrQC005UQ0QQ0QrelativedielectricQCrQC0052）是有限位移而不是電荷流通2）是有限位移而不是電荷流通r則各不相同，r與溫度、電源頻率有接近1，液體、固體62.EE72.EE7EE 8EE溫度過高或過低，r都會減小9EE溫度過高或過低，r都會減小93.3.（１）不同應用場合，對εr成反比，要注意各種材料的εr值的配合；二電介質(zhì)的電導(electrical二電介質(zhì)的電導(electrical1/絕緣材料的電阻率AeB/AeB/溫度↑ａ．ｂ．三.電介質(zhì)的損耗(dielectric1.三.電介質(zhì)的損耗(dielectric1.2.iii123u2.iii123uii1|ii1|流i流流i0t(s)4.介質(zhì)損耗角正切I2I4.介質(zhì)損耗角正切I2IIIIUIIRIIIRpIC~IIRIIIRpIC~IpICUUIRRpIC PUIRUIUIRRpIC PUIRUICtgU∴U/1CpIRtgIIUU~UIIUU~UtgUrI/CsUCsUUPItgUrI/CsUCsUUPI∴1Zr)2sCsU22CU 1(Csrs1tg tg1tg tgpRCpStgCp Csrs∴∵電介質(zhì)的介質(zhì)損耗可統(tǒng)一表示PU小結(jié)小結(jié)E<E0時tgδ很小E>EE<E0時tgδ很小E>E0時，氣體介質(zhì)發(fā)生電離tgδ0E0000液體電介質(zhì)的擊液體電介質(zhì)的擊一二EE工程用變壓器油中含有水分和纖維等雜質(zhì)，由于它們的r很工程用變壓器油中含有水分和纖維等雜質(zhì)，由于它們的r很大1.如果雜質(zhì)小橋尚未接通電極，則纖維等雜質(zhì)與油串聯(lián)，由于纖維的r大以及含水分纖維的電導大，使其端部油中電場強5.5.22．采用“油－屏障”絕緣固體電介質(zhì)的擊固體電介質(zhì)的擊ⅠⅡⅢ110-10-ⅠⅡⅢ110-10-二二?放電過程?放電過程產(chǎn)生活性氣體O3、NO、NO2等對介質(zhì)產(chǎn)生氧化???三1.2.3.4.三1.2.3.4.5.四1.四1.3.五五組合絕緣的電氣組合絕緣的電氣強一二油－屏障”二油－屏障”3.3.三四1U1E12E2UE1d1 E//四1U1E12E2UE1d1 E//d11111U222212E2 E//d)2121122d 2、2、2、2、21,E2則21,E2則22E rlnU ERrln0r0UER0＝E rlnU ERrln0r0UER0＝lnERrR0r2UrrrrR022UE1Rr121ln rlnr12U12r2rREr2UrrrrR022UE1Rr121ln rlnr12U12r2rRE2Rr1E2r2ln1E2rR0設絕緣層的相對介電常設絕緣層的相對介電常數(shù)為1d1=d-r；d2=r；E=E2=1U/(1d2+2d1)=1U/[（1-1）r增加的倍數(shù)：(E2–E)/E=d1/[(1-1)r+d1；如1=3，(E2–E)/E=2(d-r)/(2r+d)設d10r,(E2–E)/E=30kV/cm；一般絕緣材料的Eb已知空氣的使用20%電場載荷時（20kV/cm）,氣泡中E2=50kV/cmSF6氣體的強電負二二50％沖擊放電電壓一極化的概念、基本形式和特點，介電常數(shù)一極化的概念、基本形式和特點，介電常數(shù)二三.固體電介質(zhì)的擊穿第二電氣設備絕緣試第二電氣設備絕緣試1223第四絕緣預防一iU1R1UUC2U24 2第四絕緣預防一iU1R1UUC2U24 2t:CU2 12CUR CC11U12Ct2RU R112RU R2t:CU2 12CUR CC11U12Ct2RU R112RU R21252UU tUu121RCR1C1212UU tUu121RCR1C121212 tuU212RCR2121212R(CC R12126流過雙層介質(zhì)的電流iiii或RCu流過雙層介質(zhì)的電流iiii或RCuC1 itU(RCRCU eR1(C1C2)2(1R2)12Ig7UI gR12U(RCRCUI gR12U(RCRCia e(C12)2(1R1R2,Ig迅速增8iiI0t(siiI0t(s)92.絕緣電阻：2.絕緣電阻：U/I60K1RU/U/I60K1RU/IR10K(2)兆歐表（搖表兆歐表（搖表兆歐表（搖表 Rf)f2xf()1xIR120ELIALGI2 兆歐表（搖表 Rf)f2xf()1xIR120ELIALGI2 I 1ＭＭ2＝Ｉ2Ｆ2(α)，Ｍ1＝Ｉ1Ｆ1(α)Ｍ1→即：α＝ｆ(Ｉ1/Ｉ2)又Ｉ2＝Ｕ/(α＝ｆ[(Ｒ2＋Ｒx)/→電纜殼、芯之間的絕緣層相連接.4.泄漏電流測4.泄漏電流測35kV以下設備110kV及以上設備4321Ut/4321Ut/U(kV泄漏電流實驗接線bRVT V~CSaa接線：測量準確，μAb接線：試品一端接地，測量系統(tǒng)在高壓側(cè)。為防止測量泄漏電流實驗接線bRVT V~CSaa接線：測量準確，μAb接線：試品一端接地，測量系統(tǒng)在高壓側(cè)。為防止測量tg的測tg的測2.CI1IR2xCxUPBAD2.CI1IR2xCxUPBADUABUU電橋平衡或UCBUUBDCCUUxUPUABUU電橋平衡或UCBUUBDCCUUxUPBAC4ZDZ34Z1Z4Z21Z∵11xRx1Z2NZ2 11Z∵11xRx1Z2NZ2 1Z414R4CR(1RCx222344R(1RC222RxCR(1RCx222344R(1RC222Rx344RC2244N1tgR∴R44xx10000取R∵410000取R∵4CC(F 44tg值為讀數(shù)方便,西林電橋面板上C4的F試品的tg值3.CCxUPBAD3.CCxUPBADC線，適用于現(xiàn)場試驗RxCxUP C線，適用于現(xiàn)場試驗RxCxUP D4tg4tgtgU（一般5.分析為什么對電容量大的試品,tg不能有效發(fā)現(xiàn)絕緣215.分析為什么對電容量大的試品,tg不能有效發(fā)現(xiàn)絕緣211C1U良好部分絕緣的損耗局部集中缺陷部分的損耗P2C2U2tg1C1U良好部分絕緣的損耗局部集中缺陷部分的損耗P2C2U2tgP1CUtgC112CC因為局部集中缺陷部分很小，它的等值電容C2CC1C2tg12CCC1C2tgCC1C2tg12C如果被試品的體積小，C小，tgtg三局部放電及其測量（Partial1.三局部放電及其測量（Partial1.氣Z~UmCaCaCbΙⅡΙⅡCaCbg gCmbg氣Z~UmCaCaCbΙⅡΙⅡCaCbg gCmbguiug形成0tUrugi0ttuiug形成0tUrugi0ttq)(U)rgsrCabQCa q)(U)rgsrCabQCa Urqr (CgCb放電時CaCU)asrabqQCa qQCa Cb)Ua Cb(UsUrqCaUaqr gQCg CbqbC令ggCabigCgC令ggCabigCg12UruW uidtU22sCgggggrUsQqrCg(UsUrU)＝1qW1qQqrCg(UsUrU)＝1qW1q(U)rsrsr22Cb瞬時值為Ui，則有 Us bCgW1q (U)sr2Us1若Ur 則W2i3.3.(一顯示色譜分析法（DGADissolvedGas色譜分析法（DGADissolvedGas的和美國AVO公司變壓美國AVO公司變壓器油中溶解氣體色譜分析(二(二a)b)c)CxCkZma)b)c)CxCkZm產(chǎn)生的高頻脈沖信號；APD2501局放測試儀PD2501局放測試儀超高頻配置（300MHz-2GHz）Scope模Scope模示放電脈沖，脈沖長度與振幅成比例。Meter*第一個柱型圖顯示RMS（有效值）3Time模式：第五絕緣的高電壓第五絕緣的高電壓試1.I2fCU101.I2fCU103(P2fCU2103CUf試驗變壓器串級裝試驗變壓器串級裝EIIIU3UCDUIUUABI~EIIIU3UCDUIUUABI~U串級裝置的容量利用U串級裝置的容量利用U4IU2IT3的容U3I3U2I2U4I2U2I223T2的容U1I1U2I2U3I3U2I22U2I3U2I233T1的容量為：裝置容量利用系數(shù)W333裝置容量利用系數(shù)W33331P263n級裝置2n1工頻高壓試驗的基本TAR2L2fV~FC工頻高壓試驗的基本TAR2L2fV~FCx LUUUx LUUUUUUUUxCIU解決試驗設備容量不足的iiRLRLCx解決試驗設備容量不足的iiRLRLCx1LUPR1Q RU11LUPR1Q RU1QC UCQCQ工頻高電壓的測工頻高電壓的測靜電電壓表工作原6352f∝UU1靜電電壓表工作原6352f∝UU1f8471－可動電2－固定電4－燈泡5、6－反光7－標尺8－曲桿Ou1Z1ZNZNC1u1Z1ZNZNC1ZR1N二.直流高壓直流高壓二.直流高壓直流高壓試驗的場3.TVR~C-Um312TC-1~ 3.TVR~C-Um312TC-1~ rnrn直流高電壓的測直流高電壓的測三沖擊高電壓試三沖擊高電壓試—波尾時間—波前時間單級沖擊電—波尾時間—波前時間單級沖擊電壓發(fā)生tu1et/u(t)A(et)Aet/Aet/otAet2etu(t)A(1et/)uSA(1eetu(t)A(1et/)uSA(1et)2uCC12otet/u(t)AetuAet/Aet/u(t)AetuAet/AuotSSuuSRCu221 SuuSRCu221 SR1,C1CR2C2R1,C2—1SR1CC21SR1,C1CR2C2R1,C2—1SR1CC21開關合閘后，C1和C2上的電壓最大值可達UU0C12UC1USRC1R開關合閘后，C1和C2上的電壓最大值可達UU0C12UC1USRC1R11CuC2221VF9RRR4268TF F3 UCCCC3571RRRVF9RRR4268TF F3 UCCCC3571RRRVRRRTCCCUCRRR點2、4、6、8對地電位均為－UC，而點1、3、5、7均為地電位VRRRTCCCUCRRR點2、4、6、8對地電位均為－UC，而點1、3、5、7均為地電位---FRRR4268TFFCCCC-5-3-71RRRC---FRRR4268TFFCCCC-5-3-71RRRCF94268FFUCCC357RF94268FFUCCC357R把阻尼電阻R11分散到各級中去，阻尼各種雜散參數(shù)構(gòu)③C1nU0nUCUU0SUCuC221C1nU0nUCUU0SUCuC221600kV沖擊電壓發(fā)生600kV沖擊電壓發(fā)生3.UmCB 0t2F′0t13.UmCB 0t2F′0t1uCCtu(t)Um(1 )則uCCtu(t)Um(1 )則21C12T1的定義/(1et00T1的定義/(1et00)2mm/(1e)mm//eet0.70.122 ln2∵△ABD與△0‘CF1Um 0.9Um∵△ABD與△0‘CF1Um 0.9Um0.3Umt1ln732C1uCC21u(t)et/RC)則Um1212mT2//TuCC21u(t)et/RC)則Um1212mT2//TUme2T21ln20.7R2(C1C2T3RR21 TT3RR21 T0.7（CC)0.7R2212 幅值：增加n，可增大U2m；調(diào)整各級C1C2T1,T2C1T1,T2C1,C2,R11,R12,一般取C1(5~10)C2，在保證不出現(xiàn)寄生R114.4.ZZZZ2.12ZR23Ru2R22lRu21Z(RR)R12 2.12ZR23Ru2R22lRu21Z(RR)R12 Z(R1R2)N3.1ZR412u3uu322lC42 2u432u1C1N3.1ZR412u3uu322lC42 2u432u1C1NZ采樣Z采樣四絕緣狀態(tài)的綜合判“三四絕緣狀態(tài)的綜合判“三比較法與同類型設備比三相之間比與歷史數(shù)據(jù)比試驗大廳3大主設試驗大廳3大主設備的參數(shù)分別沖擊電壓發(fā)試驗大廳凈空尺寸為7500KV的特沖7500KV的特沖擊戶空氣間放電試環(huán)境氣候?qū)嵀h(huán)境氣候?qū)嵦馗邏洪L絕緣子閃絡特高壓直流沖擊戶外試驗場、特高壓直流試驗線段、特高壓直流試驗大廳、特高壓直流污穢及環(huán)境試驗室、特高壓直流電磁特高壓直流沖擊戶外試驗場、特高壓直流試驗線段、特高壓直流試驗大廳、特高壓直流污穢及環(huán)境試驗室、特高壓直流電磁1000kV1000kV拔最高的高壓試驗研究基地,其整體試驗研究是中國唯是中國唯一從事特高壓桿塔真型試它可滿足交流1000kV同塔雙回±1000kV直流單回和±800kV同塔江蘇盛華電氣江蘇盛華電氣有限2.3.2.3.4.(1)波形(3)每次放電的能量為0.5×104W?s;(4)高壓脈沖電容的額定電壓200kVChapterChapter171.65471.654321233二.雷電參二.雷電參地面落雷密度():每平方公里地面在一個雷暴2.Z04I2II2I0IlgPIlgP5T1、波長T2T1:1T1、波長T2T1:1~4T2:20~1002.6/I波前的平均陡(kA/65.iI(ete5.iI(etet(1).0iI0t7iIiiiIii(t≤T1I(t>T10t8iI0tiiI0tiI(1cost)29§7.2一§7.2一避雷針和避雷線(lightning-conductor,lightning-1保護原理：23適用范3適用范4.單支避雷針的保護范hhxh304.單支避雷針的保護范hhxh30m:最大的保護半徑即為地面上的保護半徑(1.5h)最大的保護半徑即為地面上的保護半徑(1.5h)rxrx(hhx)rxrx(hhx)rx(1.5h2hxph—避雷針高度，mh/≥h/＜p—高度修正phph5.等高雙避雷針的保護范12hDrxhx5.等高雙避雷針的保護范12hDrxhx水平面Dhh07Dhh07bx1.5(h0hxh02bxhx的水平面上，保護范圍的最小寬度一般情況下取D5h6.單根避雷線的保護范hrhxxhhh6.單根避雷線的保護范hrhxxhhh30m:rx0.47(hrx0.47(hhx)rx(h1.53hx)h/≥h/＜DhDh二.避雷器(lightningFT二.避雷器(lightningFTu21Pu21P3t0u過電壓u過電壓保護間隙的伏秒特1－主間隙2絕緣上受到的實際電壓波t03－絕緣瓷1－產(chǎn)氣管；21－產(chǎn)氣管；2－棒電3－環(huán)電4－導線－滅弧間隙S2（二閥式避雷普通閥式避雷器磁吹閥式避雷器（二閥式避雷普通閥式避雷器磁吹閥式避雷器FS：配電型，適用10kV及以下配電網(wǎng)中電氣設備的FZ：變電所型，適用220kV及以下變電所電氣設備的保FCZ：變電所型，適用330～500kV變電所電氣設備的保FCD：旋轉(zhuǎn)電機型，適用旋轉(zhuǎn)電機的（二閥式避雷（二閥式避雷1.ZFTRiR—工作電阻（閥片1.ZFTRiR—工作電阻（閥片2.在系統(tǒng)正常工2.在系統(tǒng)正常工作時，間隙將閥片與工作導線隔開，以免由于工作電閥片中產(chǎn)生的電流使閥片長期受熱而燒壞當系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓且其幅值超過間隙放電電壓時，間隙擊穿，沖擊電流通過閥片流入大地，由于閥片的非線性特性，其電阻在流經(jīng)沖擊電流時變得很小，故在閥片上產(chǎn)生的壓降（即殘壓）得到限制，使其低于被當過電壓消失后，間隙中的電弧并不隨之熄滅，由工頻電壓產(chǎn)生的電弧流（工頻續(xù)流）仍將繼續(xù)存在，工頻續(xù)流比沖擊電流小得多，故閥片電阻變大，進一步限制了工頻續(xù)流的數(shù)值，使間隙能在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零點時就將電弧熄滅。以后，間隙的絕緣能夠耐受電網(wǎng)恢復電壓的作避雷器從間隙擊穿到工頻續(xù)流切斷不超過半個周期，而且工頻續(xù)流數(shù)大，因此繼電保護來不及反應，系統(tǒng)就已經(jīng)恢復正常了3.:Ub(i)3.:Ub(i):對額定電壓為220kV及以下的對330kV及以上的超高壓避雷器，除了雷電沖擊放電電=工頻放電電壓滅弧電UR：指波形為8UR：指波形為8及以下的避雷器沖擊電流幅值為5kA，330kV及以上的避雷器應幅值為10kA保護水平Up(l)：它表示避雷器上可能出現(xiàn)的最大沖擊電保護水平Up(l)：它表示避雷器上可能出現(xiàn)的最大沖擊電Up(lmax[UR,Ub(l),U殘滅弧電/=4.單個平板4.單個平板火花間隙：1－黃銅電極2－云母墊圈；3－間隙放電普通閥式避雷器的火花間隙由多個這種間隙串聯(lián)而3－外電4－電滅弧柵型磁吹間隙：主要用于FCZ系列1－磁吹線2－輔助間3－主間4－主電5－滅弧6－分路電7－閥片電閥片：SiC閥片和MOA閥閥片的非線性伏安特性：uu特點：流過小電流時（如工頻續(xù)流u1閥片：SiC閥片和MOA閥閥片的非線性伏安特性：uu特點：流過小電流時（如工頻續(xù)流u1/;流過大電流電阻大u2/（如雷電流），電阻小0ii12＝1線性0.2閥片電u理想情況，殘壓與電流的大小無0iU10~I100~400U10~I100~400（三）金屬氧化物避雷器（metaloxidesurge（三）金屬氧化物避雷器（metaloxidesurge(1).▼起始動作電壓U1mA:大致位于MOV1mA電流時▼起始動作電壓U1mA:大致位于MOV1mA電流時的電壓作為起始動作電▼荷電率（AppliedVoltageRatio）AVR荷電率是影響MOAAVR越高，保護性能較好，但老化快，壽命降低；AVR▼保護比:是標稱放電電流下的殘壓UR(I)與參考電壓之比PR反映了避雷器保護水平的高低，顯然PR越小越好(2).(2).接地概念及分接地概念及分(0.5~(1(0.5~(1~(3).防雷接地：用來將雷電流順利泄入大地，以減小它引(1~(4).靜電接地：防止由靜電引起的爆炸、火災，如貯油罐接地電阻，接觸電壓和跨步接地電阻，接觸電壓和跨步設土壤電阻率為,大地內(nèi)的電流密度為在靠近接地極處，電流密度EUt—接觸UsUt—接觸Us—跨步為接地電阻為接地電阻當人在分布電位區(qū)域內(nèi)跨開一步，兩腳間（水平距離的電位差，稱為跨步電位差，即跨步電壓UeRUeIeIUeRUeIeIi土壤電導i土壤電導大E大I體有效尺寸Rie降低變電降低變電站接地電阻在原地網(wǎng)增加深井數(shù)量，埋設接地本章總本章總Chapter7.電力系Chapter7.電力系統(tǒng)防雷?！?.1耐雷水§7.1耐雷水平：雷擊線路時線路絕緣不發(fā)生雷擊跳閘率：在雷暴日d=40的情況下，100kmxxxxdU25dU25iddUiI—d——感應過電壓系數(shù)，kV/m，在數(shù)值上等于I/例：分別校驗雷擊塔頂時引起的感應雷擊過電壓對35kV110kV線路絕緣的危險例：分別校驗雷擊塔頂時引起的感應雷擊過電壓對35kV110kV線路絕緣的危險性hc10m,I，則感應過電壓Uh10010385kV35kVic12.5mI100kA，則感應過電壓2.110kVUh10012.5480kV110kV線路絕ic結(jié)論：感應雷擊過電壓可能引起35kV及以下線路的絕緣對110kV及以上的線路絕緣不會構(gòu)成威脅補充內(nèi)容：相鄰導線間的感應u1,12補充內(nèi)容：相鄰導線間的感應u1,12u2k0—導線1與導線2之間u2k0—導線1與導線2之間1.u2u1u2u2u1u2于；Ui(gi(c)hcUi(g為疊加了一個Ui(gi(c)hcUi(g為疊加了一個k0Ui(g合電壓hgUk(1i(c)i(c) i(gi(c)0Ui(c)—無避雷線時導線上的感應過電hg—避雷線對地的平均高度k0—避雷線和導線之間的幾何耦合系U(1d65mc)i0dhcdU(1d65mc)i0dhcdUh(1)ic0hc二二反擊：雷電擊反擊：雷電擊中接地物體（桿塔、避雷線繞擊：雷電繞過避雷線而直接擊中導線的情i//i//雷擊桿頂時，注入線路的總電流為雷電流itdi(RiRiui雷擊桿頂時，注入線路的總電流為雷電流itdi(RiRiuititdiI將I(RU)iu1hgu(1icu1hgu(1ic0hgucuc(1k)utophc(1k0uliuc(1k)utophc(1k0uli4.將kk0按同II(R將U)iI(RUi當Uli大于絕緣子串的50I1 )(1當Uli大于絕緣子串的50I1 )(1k)[]tcI1 tci/Z0i/Zgi/AZgdQZ0i/Z0i/Zgi/AZgdQZ0Zg/BlRivl/i/Zg/Zg/AlZitg:u1Agv44ZglRivl/i/Zg/Zg/AlZitg:u1Agv44Zgll)ZZt(t:ut≥A144v4ZglUA4l(1kUAAl(1kUAAg4d0.012l1(m3.雷繞過避雷線擊于導線時的過電壓（繞擊ZI/2ZZA3.雷繞過避雷線擊于導線時的過電壓（繞擊ZI/2ZZA3.9Pa3Pa3.9Pa3Pa—保護角，（o—桿塔高度AI/I2IZ/UA取ZI A AI/I2IZ/UA取ZI A I27100km線100km線路而N0.28(b4hgb兩根避雷線之間的距離hg為避雷線的平均對地高度(4.5E(4.5E0.75E1.雷擊桿塔的跳閘率（反擊跳閘率大于I1NgP1.雷擊桿塔的跳閘率（反擊跳閘率大于I1NgPn11大于I22.n2Na2nn1n2N(gP1a2討論：全面分析避雷線討論：全面分析避雷線在輸電線路防雷中的發(fā)電廠和變電所發(fā)電廠和變電所的防雷保1.2.一發(fā)電變電所的直擊雷一發(fā)電變電所的直擊雷防護設計內(nèi)2.獨立避雷針構(gòu)架避RiLhdAuAi0huBBdRiLhdAuAi0huBBd－取雷電流i的幅值為100kA度為1.67H/ i取雷電流i的幅值為100kA度為1.67H/ i，di10035.5kA/ d1d2uA1641(kV可能使可能使d1和d2t0t0lv21ZT1CU2vlv21ZT1CU2v2vUU1RUUW≤]2vUU1RUUW≤]/lWRvUR]/kV/lmax[UW或/kV/1.35lmax(TUR]/URUR]/URlmax[UW由UW過避雷器的沖擊電流幅值IFV，使之不會造成過高的1.指在靠近變電所1～2km1.指在靠近變電所1～2km雷線的110kV不大于20°的保護角，桿塔的沖擊接地電阻降至1~TBA1~TBA2.后的波前時間l＝＋（0.50.008u10hc0＝0，抵達2.后的波前時間l＝＋（0.50.008u10hc0＝0，抵達變電所時的進波波前電壓波 (0.50.008ufphcUU(kV/ah(0.5fcUa(0.50.008UUa(0.50.008U pU－行波的初始幅值，kV,通?？扇榈扔谶M線段線hcvZlZn條InU50R]ZR ZnZR BMvZlZn條InU50R]ZR ZnZR BM（1）變壓器中性點防雷保護。當三相來波時，在變壓（2）三繞組變壓器的防雷保護（1）變壓器中性點防雷保護。當三相來波時，在變壓（2）三繞組變壓器的防雷保護。高壓側(cè)有雷電過電壓（3）自耦變（3）自耦變壓器的防雷保合接地旋轉(zhuǎn)電機包括發(fā)電機、調(diào)相機、大型電動機等，是旋轉(zhuǎn)電機包括發(fā)電機、調(diào)相機、大型電動機等，是 發(fā)電機出線母線上裝一組MOA或FCD型避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA下的殘壓與電機的絕緣水平相配合，采用進線段保護，一般采用電纜段與排氣式避雷器配在發(fā)電機母線上裝設一組并聯(lián)電容器，包括電纜段電發(fā)電機出線母線上裝一組MOA或FCD型避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA下的殘壓與電機的絕緣水平相配合，采用進線段保護，一般采用電纜段與排氣式避雷器配在發(fā)電機母線上裝設一組并聯(lián)電容器，包括電纜段電發(fā)電機中性點有引出線時，中性點應加裝避雷器保至1.5～2.0μF60MW以上的電機(其中包括60MW的電機)一般都經(jīng)變壓器60MW以上的電機(其中包括60MW的電機)一般都經(jīng)變壓器間的母線橋或組合導線無金屬屏蔽部分的長度大于50m時，除電機母線上裝設每相不小于0.15μF的電容器或磁吹避雷器；雷器所內(nèi)的高壓電器設備及母線封閉在一個接地的金所內(nèi)的高壓電器設備及母線封閉在一個接地的金面積小，維護工作量小，不受周圍環(huán)境條件影1)66kV及以上進線無電纜段的GIS變電所，在GIS1)66kV及以上進線無電纜段的GIS變電所，在GIS2)66kV及以上進線有電纜段的GIS本章總本章總第七講：電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓及其第七講：電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓及其應應應應內(nèi)部過電壓通常以標幺值pu(perunit)2nUk3—系統(tǒng)額定電壓有—容許電壓偏離Ukn1k1.1內(nèi)部過電壓通常以標幺值pu(perunit)2nUk3—系統(tǒng)額定電壓有—容許電壓偏離Ukn1k1.1第二節(jié)工頻電壓LLRRRL2222ss~第二節(jié)工頻電壓LLRRRL2222ss~UIURLUUIC~UC UE&&R&&RUIURLUUIC~UC UE&&R&&R&jXL&jXC一般R要比XL、XC小得多，而頻下空載線路的XC比XLXs2L0C0C0Exx E ucos(lxarctanXs,Zv EXs2L0C0C0Exx E ucos(lxarctanXs,Zv E ucos(l2Xs0,0則1E電源容量越?。╔s越大），工頻電壓升高越嚴重Xs0,0則1E電源容量越小（Xs越大），工頻電壓升高越嚴重 0 0K3X 0 0K3XK—四四第三節(jié)：幾種典型的操作過電切除小電感負荷過電截流現(xiàn)象：斷路器在電流自然過iI0tab第三節(jié)：幾種典型的操作過電切除小電感負荷過電截流現(xiàn)象：斷路器在電流自然過iI0tab一產(chǎn)生過電壓的基本過iAu~TCiiLiLQF一產(chǎn)生過電壓的基本過iAu~TCiiLiLQF112020 WLICULCTT22111 22020CULICUTTT22220U20UICT112020 WLICULCTT22111 22020CULICUTTT22220U20UICTUIZI0T0CTZTCTIU在一般變壓器中，Z00TCT1U 2UIZI0T0CTZTCTIU在一般變壓器中，Z00TCT1U 2iuI0tf1Uf0LTUuCLiuI0tf1Uf0LTUuCL二影響過電壓的因為2～3pu，有10右可能超過3.5pu1.2.二影響過電壓的因為2～3pu，有10右可能超過3.5pu1.2.三限制過電壓的措1.2.采用糾結(jié)式繞組增大CT采用優(yōu)質(zhì)鐵芯減小IL或L3.ZnO避雷器效果很三限制過電壓的措1.2.采用糾結(jié)式繞組增大CT采用優(yōu)質(zhì)鐵芯減小IL或L3.ZnO避雷器效果很切斷小電容負載過電Z~CT切斷小電容負載過電Z~CT22LLLiLsABu~~CT—線路對地電1LLLsTLs—發(fā)電機和變壓器的漏感之和2U22LLLiLsABu~~CT—線路對地電1LLLsTLs—發(fā)電機和變壓器的漏感之和2UQF1∵u ∴電流i為容utiQF1∵u ∴電流i為容utiUU）UU2(U)U3U第一次重燃UC2UU）UU2(U)U3U第一次重燃UC2U (3U)第二次重燃UC5U二影響過電壓的因1.3.二影響過電壓的因1.3.三限制過電壓的措RR電壓不超過三限制過電壓的措RR電壓不超過空載線路合閘過電一1.22LLLsLu~~1LLLusT2空載線路合閘過電一1.22LLLsLu~~1LLLusT2u LiCT0uC(0)0:iCtC0TU(cost0tuu LiCT0uC(0)0:iCtC0TU(cost0tu1U2ULCCu U(costetcos0tu0tu U(costetcos0tu0t(costcosutC0uC(01AUuC(0)U(costcosutC0uC(01AUuC(0)U當3UUCu3U0tu3U0t二影響過電壓的因1.2.3.二影響過電壓的因