防雷裝置-接地

防雷裝置防雷裝置避雷針，避雷線接地裝置保護裝置-避雷器防雷措施分流屏蔽搭接、接地濾波保護1.避雷針富蘭克林于1750年發(fā)明避雷針。避雷針的發(fā)明不僅使人類生活上免除了自然災害，而且在哲學上和科學上也是一件大事單根避雷針的保護范圍避雷針的保護范圍避雷針的保護范圍避雷針的保護范圍2.避雷線保護線路我國一般110kV以上線路采用避雷線35kV線路的進線段國外，如日本配電線路也用避雷線保護500kV大型超高壓發(fā)變電站單根避雷線的保護范圍兩根避雷線的保護范圍兩根避雷線的距離不應超過導線與避雷線垂直距離的5倍線路的保護角20~30o即可認為導線處于避雷線的保護范圍內(nèi)220~330kV：20o500kV：<15o3.避雷器避雷器是用以限制由線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓的一種電氣設備避雷器的保護原理與避雷針不同。它實質(zhì)上是一種放電器，并聯(lián)連接在被保護設備附近，當作用電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器即先放電，限制了過電壓的發(fā)展，從而保護了其他電氣設備免遭擊穿損壞1.保護間隙2.管式（排氣式）避雷器3.閥型避雷器4.氧化鋅避雷器避雷器的分類避雷器保護作用原理示意1—保護間隙2—排氣式避雷器3—閥型避雷器4—氧化鋅避雷器5—被保護電氣設備具有良好的伏秒特性，以易于實現(xiàn)合理的絕緣配合應有較強的絕緣強度自恢復能力，以利于快速切斷工頻續(xù)流，使系統(tǒng)得以繼續(xù)運行避雷器的基本要求

(a)(b)(c)1——電氣設備的伏秒特性；2——避雷器的伏秒特性3——電氣設備上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓

避雷器與電氣設備的伏秒特性配合開發(fā)年代保護裝置類型19世紀70

80年代棒型放電間隙和熔絲19世紀末角形保護間隙20世紀20年代鋁避雷器，氧化膜避雷器20世紀30年代管式避雷器20世紀40年代SiC避雷器20世紀50年代SIC磁吹避雷器，復合式避雷器20世紀60年代ZnO壓敏電阻20世紀70年代ZnO避雷器20世紀80年代合成絕緣ZnO避雷器避雷器發(fā)展歷史：從放電間隙到氧化鋅避雷器一.保護間隙，包括普通棒型間隙、角間隙和管型限壓裝置等二.各類具有非線性電阻的閥型限壓裝置避雷器可分為兩個階段和兩大類角間隙沒有專門的滅弧裝置，可和自動重合閘配合使用管型限壓裝置帶有產(chǎn)氣式滅弧管，可以熄滅更大的工頻電弧主要的缺陷：動作時產(chǎn)生很陡的截波，對如電機和變壓器等高壓設備的縱絕緣造成嚴重危害間隙放電的伏秒特性很陡，很難用來保護伏秒特性比較平坦的設備絕緣（如SF6為絕緣介質(zhì)的電氣設備）帶有串聯(lián)放電間隙和SiC非線性電阻的閥型限壓裝置

放電間隙的伏秒特性比較平坦電阻非線性避免了動作時出現(xiàn)很陡的截波SiC避雷器的兩種類型：

磁吹放電間隙，提高滅弧能力復合式避雷器，降低沖擊殘壓（雷電過電壓下一部分SiC電阻被并聯(lián)的間隙短接）

ZnO電阻具有優(yōu)異的非線性U-I特性，不僅殘壓大大降低，而且有可能避免放電間隙帶來的一系列問題，已替代傳統(tǒng)的碳化硅避雷器。氧化鋅避雷器

金屬氧化物避雷器（MetalOxideSurgeArresters，簡寫為MOA）MOA的主要元件是金屬氧化物非線性電阻片（MetalOxideVaristors—簡寫為MOV）MOV的主要成份是氧化鋅（ZnO），俗稱MOV為氧化鋅閥片，MOA為氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器ZnO閥片的非線性U—I

特性根據(jù)作用電場強度的大小可分為三個區(qū)域用非線性系數(shù)

的大小衡量ZnO電阻的非線性程度：非線性系數(shù)對于整個U-I特性，

并不是一個常數(shù)，它隨電流變化而變化，且與測量時的環(huán)境溫度有著密切關系：低電場區(qū)（小電流區(qū)），

0.10.2

中電場區(qū)（非線性區(qū)），

0.0150.05

高場強區(qū)（飽和區(qū)），

0.1非線性系數(shù)氧化鋅避雷器的基本工作原理氧化鋅避雷器（MOA）是將相應數(shù)量的氧化鋅電阻片（MOV）密封在瓷套或其他絕緣體內(nèi)而組成ZnO和SiC非線性電阻片的U－I特性的比較

氧化鋅無間隙避雷器的優(yōu)良性能

保護性能優(yōu)越無續(xù)流，結構簡單，耐重復動作能力強

通流容量大，吸收過電壓能量的能力強性能穩(wěn)定，抗老化能力強適應多種特殊需要適宜于大批量生產(chǎn)，造價低

ZnO避雷器優(yōu)越的陡波響應特性對于具有平坦伏秒特性的SF6氣體絕緣變電站（GIS）的保護尤為合適

通流容量大，吸收過電壓能量的能力強沒有串聯(lián)間隙燒傷的制約，僅與ZnO電阻片本身有關與SiC電阻片相比，其單位面積的通流能力大4~4.5倍，單位體積吸收的過電壓能量可以大4倍左右ZnO電阻片的殘壓特性分散性小，約為SiC的1/3，電流分布特性均勻，可以通過并聯(lián)電阻片或整只避雷器的方法來提高通流能力

ZnO避雷器的主要技術參數(shù)額定電壓：允許施加的最大工頻電壓有效值最大持續(xù)運行電壓：允許長期連續(xù)施加的工頻電壓有效值起始動作電壓（參考電壓）：U1mA殘壓通流容量

ZnO避雷器的保護性能指標保護水平壓比：（例：U10kA/U1mA）荷電率：最大持續(xù)運行電壓峰值與參考電壓之比保護比：壓比/荷電率懸掛式避雷器應用于變電站避雷器應用于室內(nèi)變電站入口處接地裝置接地分類工作接地保護接地防雷接地工作接地交流電力系統(tǒng)根據(jù)中性點是否接地分為中性點接地系統(tǒng)、中性點絕緣系統(tǒng)、中性點通過電阻或電感接地的中性點非有效接地系統(tǒng)定義：為了降低電力設備的絕緣水平，我國110kV及以上的電力系統(tǒng)中多采用中性點接地的運行方式目的：降低設備絕緣上的電壓，縮小設備絕緣尺寸、降低設備造價正常情況下，流過接地裝置的電流為系統(tǒng)的不平衡電流，系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，將有數(shù)十千安的短路電路流過接地裝置，持續(xù)時間0.5s左右

電氣設備發(fā)生故障時，其外殼將帶電。為了保證人身安全，所有電氣設備的外殼必須接地，稱為保護接地。當電氣設備的絕緣損壞而使外殼帶電時，流過保護接地裝置的故障電流應使相應的繼電保護裝置動作，切除故障設備。也可通過降低接地電阻保證外殼的電位在人體安全電壓值之下，避免造成觸電事故保護接地

為了防止雷電對電力系統(tǒng)及人身安全的危害，一般采用避雷針、避雷線及避雷器等雷電防護設備雷電防護設備都必須與合適的接地裝置相連，以將雷電流導入大地，這種接地稱為防雷接地流過防雷接地裝置的雷電流幅值很大，可以達到數(shù)百千安，但持續(xù)的時間很短，一般只有數(shù)十微秒

沖擊系數(shù)的定義防雷接地接地電阻的定義及特性接地電阻為接地體的地電位升高與通過接地體流入地中電流的比值，與土壤特性及接地體的幾何尺寸有關。電流流經(jīng)接地體向地中散流時所遇到的土壤電阻為散流電阻，通常所說的接地電阻包括接地引線的電阻、接地引線與接地裝置的接觸電阻、接地體本身的電阻、接地體和土壤間的接觸電阻及土壤的散流電阻。因為散流電阻比其它四種電阻大得多，可近似地認為接地電阻等于散流電阻接地電阻的定義及特性通過求解