变电站开关断口防雷保护及避雷器的选用(一)

金属氧化物避雷器的选择避雷器是电力系统中主要的防雷保护装置之一，只有正确地选择避雷器，方能发挥其应有的防雷保护作用。

1、无间隙金属氧化物避雷器的选择选择的一般要求如下：(1)、应按照使用地区的气温、海拔、风速、污秽以及地震等条件确定避雷器使用环境条件，并按系统的标称电压、系统最高电压、额定频率、中性点接地方式，短路电流值以及接地故障持续时间等条件确定避雷器的系统运行条件。

(2)、按照被保护的对象确定避雷器的类型。

(3)、按长期作用于避雷器上的最高电压确定避雷器的持续运行电压。

(4)、按避雷器安装地点的暂时过电压幅值和持续时间选择避雷器的额定电压。

(5)、估算通过避雷器的放电电流幅值，选择避雷器的标称放电电流。

(6)、根据被保护设备的额定雷电冲击耐受电压和额定操作冲击耐受电压，按绝缘配合的要求，确定避雷器的雷电过电压保护水平和操作过电压保护水平。

(7)、估算通过避雷器的冲击电流和能量，选择避雷器的试验电流幅值，线路放电耐受试验等级及能量吸收能力。

(8)、按避雷器安装处最大故障电流，选择避雷器的压力释放等级。

(9)、按避雷器安装处环境污染程度，选择避雷器瓷套的泄漏比距。

(10)、按避雷器安装的引线拉力、风速和地震等条件，选择它的机械强度。

(11)、当避雷器不满足绝缘配合要求时，可采取适当降低其额定电压或标称放电电流等级或提高被保护设备的绝缘水平等补救措施。

2、主要特性参数选择(1)、持续运行电压Uc中性点直接接地系统的相对地无间隙金属氧化物避雷器，其Uc可按不低于系统最高相电压选取。

在中性点非直接接地系统，如单相接地故障能在10s以内切除，其Uc仍可按不低于选取，但由于我国大部分中性点非直接接地系统中允许带接地故障运行2h以上，因此Uc可按以下原则选取：10s及以内切除故障二；「三2h及以上切除故障3〜10kV 1.0〜1.1U L, 35〜66kV Uc》U L至于10s〜2h之间，可按2h以上选取，也可参照避雷器的工频电压耐受特性曲线选取。

变电所防雷保护措施及避雷器的选择变电所防雷保护措施及避雷器的选择，抑制大气过电压的防雷措施，分析了雷电的危害，防止感应雷的措施，防止直击雷的措施，以及避雷器与避雷针的选择要求等。

变电所防雷保护措施一、变电所防雷保护电力及供电系统中，各种电气设备都有肯定的绝缘强度。

假如超过了设备所能承受的程度，绝缘就会击穿。

引起电气设备绝缘击穿的电压叫过电压。

引起过电压的原因有两种：①是操作过电压，也叫内部过电压；②是大气过电压，也叫外部过电压。

操作过电压产生的原因有很多种，如弧光接地，切断电感或电容都会产生过电压。

大气过电压的产生是由雷电现象引起。

【变电所防雷保护措施及避雷器的选择】因此，要抑制大气过电压，防雷措施就显得非常紧要。

1雷电的危害雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它放电的过程中产生极大的破坏力，雷电的危害重要是以下几个方面：1.1雷电的热效应雷电产生强大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。

【变电所防雷保护措施及避雷器的选择】1.2雷电的机械效应雷电强大的电动力可以击毁杆塔，破坏建筑物，人畜已不能幸免。

1.3雷电的闪络放电雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，断路器跳闸，导致供电线路停电。

2、雷电过电压雷电过电压又称为大气过电压它是由于内的设备或构筑受到直接雷击或雷电感应而产生的过电压。

由于引起这种过电压的能量来源于外界，固有成为外部过电压。

雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值。

可高达108V，其电流幅值可高达几十万安，因此对电力系统危害极大，必需实行有效措施加以防护。

二、雷电过电压的基本形式2.1雷击过电压（直击雷）雷电直接击中电气设备，线路或建筑物，强大的雷电流作用，通过该物体泄入大地，在该物体上产生较高的电位差，成为直击雷过电压。

雷电流通过被击物体时，将产生破坏作用的热效应和机械效应，相伴的还有电磁效应和对相近物体的闪络放电。

2.2感应过电压（感应雷）当雷云在架空线路上方时，由于雷云先导作用，使架空线路上感应出与先导通道符号相反的电荷。

避雷器的选择方法如何选择避雷器（1）按额定电压选择：避雷器的额定电压应与系统的额定电压一致。

（2）检查最大允许电压：检查避雷器安装处导线对地的最高电压是否不超过避雷器的最高工作电压。

导线对地最高电压与系统中性点是否接地和系统参数有关①中性点不接地系统：导体对地最高电压为系统电压的1.1倍，一般不存在问题。

②一般情况下，避雷器的最大工作电压等于线路电压。

③中性点直接接地系统：国内避雷器中性点直接接地系统中，最大工作电压为系统电压的0.8倍，按额定电压选择无问题。

（3）检查工频放电电压：①在中性点绝缘或阻抗接地系统中，工频放电电压应大于相电压的3.5倍。

中性点的放电电压应大于中性点电压的3倍。

②工频放电电压应大于最大工作电压的1.8倍。

避雷器又称避雷器、浪涌保护器、浪涌保护器、过电压保护器，主要包括电源防雷器和信号防雷器。

防雷装置通过现代电气等技术，可以防止雷电对设备的损坏。

避雷器中雷电的能量吸收主要是氧化锌压敏电阻和气体放电管。

1.在防雷装置保护达到理想效果的基础上，要注意“在正确的地方合理安装合适的避雷器”，避雷器的选择非常重要。

2.进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配情况如下:约有50%的雷电流经外部防雷装置泄放入地，另有50%的雷电流将在整个系统的金属物质内进行分配。

这个*估模式用于估算在LPAOA区、LPZOB区和LPZ1区交界处作等电位连接的防雷器的通流能力和金属导线的规格。

该处的雷电流为10/35μs电流波形。

3.在各金属物质中雷电流的分配情况下:各部分雷电流幅值取决于各分配通道有的阻抗与感抗，分配通道是指可能被分配到雷电流的金属物质，如电力线、信号线、自来水管、金属构架等金属管级及其它接地，一般仅以各自的接地电阻值就可以大致估算。

在不能确定的情况下，可以认为接是电阻相等,即各金属管线平均分配电流。

2.在电力线架空引入，并且电力线可能被直击雷击中时，进入建筑物内保护区的雷电流取决于外引线路、防雷器放电支路和用户侧线路的阻抗和感抗。

变配电所防雷保护的分类及应用雷电流在变配电所母线上引起的短路，将会造成电力系统严重事故，特别是电力变压器的绝缘是个薄弱环节，一旦遭受雷击，首先容易损坏而造成全系统停电，故对变配电所电力变压器的保护是防雷保护的关键。

变配电所的防雷保护分为防护直击雷和防护沿线路侵入的雷电冲击波。

一、防雷装置完整的防雷装置，包括接闪器、引下线和接地装置。

避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是接闪器。

1、变配电所防护直击雷一般采用避雷针（线），避雷针（线）的作用是引导雷电流按预定的通道泄入大地，以保护变配电所免遭雷击。

2、避雷线主要用来保护输电线路。

3、避雷网和避雷带主要用来保护建（构）筑物。

二、避雷器避雷器是一种专门的防雷设备，主要用来保护电力设备，防止高电压冲击波侵入。

避雷器装设在被保护物的引入端，其上端接在线路上，下端接地。

正常时避雷器的间隙保持绝缘状态，不影响系统运行，当雷击的高压冲击波袭来时，避雷器因间隙击穿而接地，从而使高压冲击波泄放入大地，雷电流通过后，避雷器间隙又恢复绝缘状态，使系统正常运行。

避雷器常用的有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器等。

1、保护间隙结构简单，价格低廉，性能较差，一般常用于电压不高且不太重要的线路或农村线路上。

2、管型避雷器结构复杂，常用于10kV配电线路上作为变压器、开关、电容器、电缆头等电气设备的防雷保护。

适用于工频电网容量小、线路长、雷电活动频繁的农村和山区。

3、阀型避雷器结构复杂，常用于3～550kV电气线路、变配电设备、电动机、开关等的防雷保护。

适用于交、直流电网，不受容量、线路长短、短路电流的限制。

是电力系统变配电装置防雷保护中常用的保护装置。

主要由火花间隙和阀型电阻串联组成。

1）原理电力系统中运行的避雷器，由于火花间隙具有足够的对地绝缘强度，在正常工频电压作用下，间隙不会击穿，阀型电阻中不会有电流流过，当系统出现大气过电压，火花间隙很快被击穿，使雷电流很快通过阀型电阻泄入大地，从而使电气设备得到保护。

防雷器在电源系统中的选用与安装方法有关防雷器在电源系统中的选用与安装方法，首先介绍了雷电防护的基本原理，雷电的泄放、均衡与雷电防护系统的构成，然后介绍了防雷器的作用及技术参数、选用与安装方法等。

防雷器的选用与安装方法雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份构成。

防雷器接地线没有与被保护设备的保护地相连，即实行单独的防雷接地。

这将使被保护线与设备保护地之间在瞬态时存在不安全电压，解这个问题的方法是防雷器的接地应与设备保护地相连。

本文简要介绍防雷器在电源系统中的接地与设备保护。

一、雷电防护的基本原理雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后里是严重的，雷电防护将成为必需。

电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份构成。

雷其重要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。

绝大部分雷损由这种感应而引起。

对于电子信息设备而言，危害重要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。

金属管线通道，如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌；地线通道，地电们反击；空间通道，电磁小组的辐射能量。

其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的重要原因，它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损，所以需作为防扩的重点。

由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统，雷电防护将是个系统工程。

雷电防护的中心内容是泄放和均衡。

1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地；层次性就是依照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行减弱。

防雷保护区又称电磁兼容分区，是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域:LPZOA区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击，因此各特体都可能导走全部雷电流，本区内电磁场没有衰减。

一、选用避雷器必须满足的要求是：避雷器的VS特性、V A特性要分别与被保护设备的VS 特性和V A特性正确配合；避雷器的灭弧电压与安装地点的最高工频相电压应正确配合。

这样，即使在系统发生一相接地故障的情况下，避雷器也能可*地熄灭工频续流电弧，避免避雷器发生爆炸。

二、选择管型避雷器时应注意管型避雷器不能用作有绕组的电气设备的过电压保护，而只用于线路、发电厂和变电站进线的保护；管型避雷器遮断电流的上限应不小于安装处短路电流的最大值，下限不大于安装处短路电流的最小值。

三、阀型避雷器分普通型和磁吹型两大类，选择时应注意避雷器的保护比Kb数值大小要按照额定电压的大小来选择。

要注意校验避雷器的额定电压、工频放电电压、冲击放电电压及残压，要注意与被保护电气设备的距离。

四、选择氧化锌避雷器时，要计算或实测避雷器安装处长期的最大工作电压。

应使避雷器的额定电压大于或等于避雷器安装点的暂态工频过电压幅值。

注意残压与被保护设备绝缘水平的配合。

避雷器的选用避雷器分为带放电间隙避雷器和无间隙避雷器，从字面就可以看出二者的区别，就是带间隙和不带间隙的避雷器。

一般来说带间隙的用来对电气设备进行保护；而不带间隙的用来对架空线路进行保护的。

带间隙避雷器主要是当有过电压时，大电流击穿间隙导通，由于击穿间隙电压的分散性大，击穿的电压也很不稳定。

残压也高，对设备的保护性能差。

无间隙避雷器由于氧化锌非线性特性好，当设备正常运行是它呈现一个很大的电阻，基本没有电流流过（泄露电流小），当有过电压来时，它呈现的相当一个导电体，短路设备，进而对设备进行保护。

避雷器的间隙功能：很简单，使避雷器寿命延长，避雷器本体没有较高的持续运行电压。

电压基本都加在间隙上。

一般线路避雷器采用带间隙的避雷器，线路避雷器一般都在野外，山上。

进行预防性试验和维护都很困难。

线路避雷器的串联间隙一般分为，绝缘子间隙和空气间隙两种。

线路避雷器主要保护绝缘子串减少跳闸率。

另外以往的阀式避雷器，碳化硅避雷器也有带间隙的，不过都是内置的间隙。

现在避雷器常用的就是氧化锌避雷器了，碳化硅避雷器太古老了。

避雷器的均压环的作用：均压环为一环形闭合线路,可保证在环形各部位没有电位差,没有电位差就不会造成设备损坏.同时为各leb端提供接地连接,leb 可接地均压环任一位置,再由均压环的meb端统一接地。

避雷器的工作原理：在额定电压下，流过避雷器阀片的电流仅为10-5A以下，相当于绝缘体。

因此，它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。

当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值（起动电压）时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，此时其残压不会超过被保护设备的耐压，达到了保护目地。

此后，当作用电压降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态，因此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。

文件编号：TP-AR-L2940In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________变电站开关断口防雷保护及避雷器的选用(正式版)变电站开关断口防雷保护及避雷器的选用(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。

材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。

自20xx年起，建德电网先后发生了5次雷电波侵入变电站的故障，虽未引起事故，但给电网安全运行带来了一定的影响，故障后检查发现：变电站内备用的35千伏开关柜设备均发生了不同程度的闪络，20xx年7月12日12时35千伏洋溪变尤为严重，开关柜内SF6开关外绝缘表面电弧烧损严重，SF6开关外绝缘（环氧树脂压铸成型）三相断口间及A、C相对地有短路现象；进线铜排、绝缘板等有多处放电痕迹。

经分析，这几起故障均发生在变电所进线断口处，变电所防雷设计完全符合设计规程要求，在进线侧均安装了避雷器，35千伏架空线也安装了避雷线。

一、变电站的雷电波入侵原因分析及采取的对策1．变电站进线产生断口的原因分析因雷电过电压、人为外力破坏、污闪、设备故障或保护误动等原因导致线路断路器跳闸，重合闸前断路器处于短时分闸状态；断路器分闸后重合不成功，不能马上恢复送电，又未做好安全措施（即拉开有关隔离开关，将线路两侧接地隔离开关合上），则在这段时间内断路器实际上处于分闸状态，对无人值守的变电站，尤其是雷暴天气时，后一种情况经常会遇到，且持续时间有时达数小时。

避雷器的选择避雷器的选择2008-03-13 20:19金属氧化物避雷器（英文缩写MOA，下同）具有传统SiC避雷器不可比拟的优越性，MOA完全取代SiC避雷器是大势所趋，需要指出的是，近年来我国3~66kV系统无间隙MOA损坏事故较多。

因此，在3~66kV系统中仍有部分采用SiC避雷器的情况，也有学者建议采用有间隙的MOA。

为了协调这些问题，原电力部于1997年12月30日发出通报，要求提高3~66kV 系统无间隙MOA的额定电压，并已正式将其纳入标准，读者可参见DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》和DL/T613《进口交流无间隙金属氧化物避雷器技术规范》。

此外，本书主要是面对高职院校学生毕业设计用的，不宜把工程的实际问题复杂化。

基于上述考虑，故本文只介绍电站型无间隙MOA主要参数的选择与校验。

一、MOA的选择原则电力系统用的MOA一般按下列步骤进行选择：（1）按照使用地区的气温、海拔、污秽、风速和地震条件确定MOA的使用环境条件; 按照系统的标称电压、系统最高电压、中性点运行方式、接地故障持续时间等条件确定避雷器的系统运行条件;(2)按照保护对象确定避雷器的类型;(3)按照长期作用于避雷器上的最高电压确定避雷器的持续运行电压;(4)估算避雷器安装点的暂时过电压幅值和持续时间，选择避雷器的额定电压，并与工频耐受时间特性进行校核;(5)估算通过避雷器的放电电流幅值，选择避雷器的标称放电电流;(6)根据被保护设备的额定雷电冲击耐受电压和额定操作冲击耐受电压，按照绝缘配合的要求选择避雷器的保护水平;（7）估算通过避雷器的操作冲击电流和能量，选择避雷器的线路放电试验等级、方波冲击试验电流幅值以及能量吸收能力;(8)按照避雷器安装处的最大短路电流，选择避雷器的压力释放等级;(9)按照避雷器安装处的污秽状况，选择避雷器外套的爬电比距;（10）按照避雷器安装处的引线拉力、风速和地震条件，选择避雷器的机械强度。