电气工程基础第13章电力系统防雷保护
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1 电力系统中的防雷保护有哪些基本措施?并简述其原理。
答:输电线路保护:1、架设避雷线,防止雷直击导线,对雷电有分流作用。
2、降低杆塔接地电阻3、架设耦合地线,有一定分流作业和增大导、地线之间的耦合系数。
4、采用不平衡绝缘方式。
5、装设自动重合闸6、采用消弧线圈接地,能使雷电过电压所引起的相对地冲击电流变为稳定的工频电弧。
变电站保护:装设避雷针和避雷器,使所有被保护物体在保护范围内,防止直击雷。
另外变电站还要进行进线端保护,限制侵入波的陡度。
2为什么说与SiC避雷器相比,MOA具有无可比拟的优点?答:氧化锌避雷器简称MOA, 与传统的碳化硅避雷器相比,MOA具有保护特性好,通流能力大,耐污能力强,结构简单,可靠性高等特点,能对输变电设备提供最佳保护。
SiC避雷器存在着一定的缺点:一是只有雷电最大幅值限压保护功能,而无雷电陡波保护功能,防雷保护功能不完全;二是没有连续雷电冲击保护能力;三是动作特性稳定性差可能遭受暂态过电压危害;四是动作负载重使用寿命短等。
MOA避雷器的结构为将若干片ZnO阀片压紧密封在避雷器瓷套内。
ZnO阀片具有非常优异的非线性特性,在较高电压下电阻很小,可以泄放大量雷电流,残压很低,在电网运行电压下电阻很大很大,泄漏电流只有50~150μA,电流很小可视为无工频续流,这就是作成无间隙氧化锌避雷器的原因,其突出优点是它对雷电陡波和雷电幅值同样有限压作用,防雷保护功能完全。
3答:(1)防止雷电直击导线,使作用到线路绝缘子串的过电压幅值降低。
(2)雷击带有避雷线的杆顶时,对雷电有分流作用,可减少流人杆塔的雷电流。
,(3)对导线有耦合作用,降低雷击塔头绝缘上的电压。
(4)对导线有屏蔽作用,降低导线上的感应过电压。
(5)直线杆塔的避雷线对杆塔有支持作用。
(6)避雷线保护范围呈带状,十分适合保护电力线路。
以雷击带有避雷线的杆塔部为例,分析避雷线在提高线路耐雷水平中的作用。
4为什么切除带负载的变压器不会产生过电压,而切除空载变压器会产生过电压?答:变压器空载时励磁电流很小,而断路器中的去游离作用很强切除空载的变压器时,,故当电流不为零时,就发生强制熄弧的截流现象,故电流极速下降为0,电感的电压、电流关系u=L (di/dt),故而产生过电压。
电力系统中的防雷保护防止雷击是电力系统运行中需要考虑的一个重要问题。
因为一旦遭受雷击,电力设施可能受损或烧毁,甚至导致停电事故。
因此,为了保障电力系统的正常运行,我们需要进行有效的防雷保护。
一、防雷保护的基本原理电力系统中的防雷保护主要采用两种原理:一是闪络放电原理,即通过接地使雷击电流自然分散;二是过电压保护原理,即通过引入防雷装置,将来自雷电的过电压分流或吸收,保护设施不受损害。
一个完善的防雷保护系统应该包括三个层面:一是对设施进行优化设计和布置,避免设施发生雷击;二是通过设立避雷带和接地装置等手段,使雷击电流自然分散,减小设施损害;三是通过装设避雷器等装置,吸收或分流雷电过电压,保护设施不受过电压损害。
二、防雷保护的常用设施1.避雷网和避雷针:避雷网是一种覆盖在建筑物或其他设施上的屏蔽网,避雷针是一种高耸在建筑物顶端的导体,能够在风雨雷电天气时吸收或分散雷电。
这些设施都是基于闪络放电原理来工作的。
2.接地装置:接地装置是电力系统中最基本的防雷设施之一,主要目的是将雷击电流自然分散到地下。
一般情况下,接地装置应该选取有较好导电性的地层作为接地层。
3.避雷器:避雷器是通过与雷电过电压相连接,将过电压分流或吸收的一种防雷设备。
避雷器应该选用适合电力系统工作的额定电压级别和额定雷电冲击电流。
4.绝缘子:绝缘子是一个将电极隔离开来的电气设备,可以防止电流通过器件。
在防雷保护中,绝缘子是最基本的防护措施。
优质的绝缘子能够减少设施因雷击引起的故障,提高设施的可靠性和经济效益。
三、防雷保护的实施措施1.规范设计和施工,尽量将电力设施设置在不易受雷击的位置,并合理布置防雷设施,避免设施损毁。
2.加强维护管理,定期检查设备和防雷装置是否正常运转,在必要时进行更换和修缮。
3.对于高耸物体,如高层建筑、广告牌等,应该加强监测和防范措施,减少雷击带来的损害。
4.提高人员防范意识,定期进行防雷培训,教育人员如何在雷电天气下行动,避免可能存在的危险。
电力系统的安全防雷是指在电力系统设计、建设、运行、维护过程中,采取一系列措施,防止雷击对电力设备和供电系统造成的破坏和故障,确保电力系统的稳定运行。
雷击是由大气中产生的雷电放电引起的一种自然灾害,具有高能量和高压力的特点,对电力设备和供电系统造成的危害性非常大。
因此,电力系统的安全防雷措施至关重要,下面就对电力系统的安全防雷进行详细介绍。
电力系统的安全防雷主要包括以下几个方面:1. 合理设计:电力系统的安全防雷首先要从设计阶段开始,合理设计电力系统的结构和布置。
在选址时要避免选择雷电频繁发生的区域,特别是沿海地区和山区;在设计输电线路时要合理选择导线类型和高度,减少雷击可能性;在变电站和配电箱等设备的布置上要考虑雷电传递路径,避免强电磁场的存在。
2. 防雷装置的设置:安全防雷的关键是设置合理的防雷装置。
防雷装置主要包括避雷针、避雷带、避雷网等,它们能够将雷电放电引导到地下或地面,减少对建筑物和设备的损害。
在电力系统中,应根据具体情况设置不同类型的防雷装置,如在变电站和配电箱等设备上设置避雷带,以提高设备的防雷能力;在输电线路上设置避雷针,以增加线路的耐雷能力。
3. 接地系统的建设:接地是电力系统安全防雷的重要环节。
合理建设接地系统能够使电力系统与地之间形成良好的导电通道,将雷电放电引导到地下。
接地系统主要包括接地网、接地体和接地线,它们应具备良好的导电能力和抗雷击能力。
在接地系统的建设过程中,应严格按照相关规范和要求进行设计和施工,确保接地系统的可靠性和安全性。
4. 设备维护和巡检:定期进行设备维护和巡检对于电力系统的安全防雷至关重要。
设备维护包括设备的清洁、绝缘性能测试、连接螺丝的紧固等,以确保设备正常工作;巡检包括定期巡视设备、检查接地体的状态、观察设备周围是否有雷击痕迹等,以及时发现问题并进行处理。
设备维护和巡检的频率和方式应根据设备的重要程度和环境条件确定。
5. 人员培训和宣传教育:电力系统的安全防雷还需要加强人员培训和宣传教育。
电力系统的防雷保护摘要从发展的角度来看,电力系统的雷电灾害普遍存在,防雷工作既是传统的行业又是具有发展前景的新兴行业,因此,对于电力系统的防雷研究具有十分重要的意义。
在防雷技术规范上也只讲如何实施,而未讲为什么,面对电力、电信方面雷电防护工程,往往不敢动手。
本文通过对电力系统中发电厂、变电所和输电线路的防雷措施的应用加以介绍。
关键词电力;防雷;接地变电所是电力转换站,用以提高或降低电压,并分配用电量。
从发电厂送电到用户家中的过程中,变电所扮演的角色,可比喻为高速公路的交流道。
车辆在上高速公路前须在交流道先行加速;同理,电厂发出的电要先经过变电所升高电压才可大量快速的输送。
车辆要进入市区,必须下交流道减速慢行,再驶向大街小巷,同样的,高压电须经过变电所降低电压才可依序分送各地,并逐段降低到用户可使用的电压。
电力系统防雷主要是发电厂和输电线路的防雷保护,以下具体就从这两方面来叙述。
1 发电厂、变电所的防雷保护发电厂、变电所的建筑物、输电线路和其他设备的直击雷防护,根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994,按照滚球法计算保护范围,将发电厂、变电所的被保护设备(如:建筑物、电气设备、烟囱、冷却塔、机房等)均处于避雷针(带、线)的保护范围之内。
在变电所进线处,按照《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92,采用进线穿金属管保护,保护距离1 km~2 km。
雷电击中接闪器时,在引下线和接地体上产生的高电位,在防雷装置附近的金属体感应过电压的防护,发电厂、变电所设备的防雷离不开建筑物的防雷,建筑物本身的防雷装置是建筑物内电气设备及系统防雷的第一道屏障,建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的电气设备的防雷,因此首先必须重视建筑物本体的防雷。
雷电击中发电厂外避雷针后,它引起对地电位升高,如果与被保护设备之间的有效绝缘距离不够,极容易造成高电位反击和感应过电压事故。
在一般情况下,接地电阻不宜大于10 Ω。
电力系统中的电气设备防雷保护设计随着科技的不断进步和社会的快速发展,电力系统已经成为现代社会不可或缺的基础设施之一。
然而,雷电活动作为大自然的力量之一,也给电力系统带来了巨大的安全隐患。
电气设备作为电力系统的核心组成部分,如何进行有效的防雷保护设计,成为了电力系统工程师们亟待解决的问题。
一、雷电的危害与原理雷电活动主要包括云地闪电、云云闪电和地云闪电。
雷电的危害主要体现在以下几个方面:1. 直接打击:雷电直接击中电气设备,造成设备损坏、烧毁甚至引发火灾。
2. 过电压:由于雷电击中附近的地面或电力线路,会引起一系列过电压冲击,使电气设备过载,从而烧毁设备。
3. 电磁辐射:雷电产生的电磁场辐射会对电气设备产生干扰,导致设备故障或工作不稳定。
为了有效应对这些雷电的危害,电气设备防雷保护设计必不可少。
在进行防雷保护设计之前,我们需要了解雷电产生的原理。
雷电是由于大气中水气和粒子的摩擦和碰撞产生的静电荷的积累而形成的。
在日常生活中,我们经常会遇到云对地雷电,其形成具有以下几个步骤:1. 云内电荷分离:由于云内水气和冰粒子的互相摩擦和碰撞,云内产生正负电荷的分离。
2. 云间放电:当云内的电荷到达一定程度时,云间将形成较强的电场,电场作用下,云与云之间产生电流放电,形成云间闪电。
3. 云对地放电:云间闪电产生的电磁场作用下,地面的物体将诱导出与云间电荷相反的电荷,当电荷积累到一定程度时,地对云将发生雷电放电。
了解雷电形成的原理,有助于我们更好地进行电气设备防雷保护设计。
二、电气设备的防雷保护设计电气设备防雷保护设计是指通过合理的设计措施,以减小雷电对电气设备产生的影响和危害。
下面将从接地系统、防雷装置和避雷设备三个方面进行介绍。
1. 接地系统接地系统是电气设备防雷保护设计中的重要组成部分。
一个良好的接地系统可以降低雷电对设备的危害。
首先是设备接地。
设备接地是指将设备的金属外壳和零件通过导线连接到地下埋设的大地中,以达到保护设备的目的。