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Friday, March07, 20141第六章发电厂的过电压保护和接地装置一、过电压保护概述二、避雷针和避雷线三、避雷器四、发电厂接地装置复习与思考Friday, March07, 20142第一节过电压保护概述(3)两种过电压：一种是外部过电压（大气过电压），是由雷电引起的过电压，另一种是内部过电压，由开关操作和系统故障引起的过电压。
一、外部过电压1、雷电的形成：2、雷击通道：空气被击穿而形成的通道。
3、雷击：雷云向大地放电的过程。
4、雷电流：放电形成的电流。
5、雷电流的特性：具有冲击特性。
6、雷电对发电厂的危害：波头长度在设计时，取2.6μs1）直击雷：雷云向发电厂的电气设备和建筑物直接放电。
巨大的雷电流会造成建筑物的劈裂、倒塌和火灾。
2）感应雷：由静电感应所引起。
会形成感应过电压。
当会形成感应过电压达到足够大的数值，就会对建筑物和金属设备放电，引起火灾、爆炸或人身伤亡事故。
3）雷电侵入波：输电线路遭到直击雷或感应雷时，宣泄到输电线路上的雷电荷就会沿着输电线路两侧向发电厂或变电所流动。
形成侵入波过电压（有时高达三四十万伏），造成发电厂电气设备绝缘损坏。
4) 球形雷:球雷火球可以辐射出大量的热量.二、内部过电压内部过电压的几种形式：1、工频过电压：因发电机突然甩负荷或电力系统发生故障时而引起的超过正常工作电压的升高电压。
2、操作过电压：因某些操作引起的升高电压（如断路器的操作，电动机的操作等）。
3、谐振过电压：因某些振荡回路与电源产生谐振现象时，形成的过电压。
三、防止过电压危害的措施1、对直击雷的防护措施对于直击雷，发电厂和变电站通常采用避雷针、避雷线进行保护。
2、对感应雷的防护措施1）较低电压等级的电气设备及母线，因绝缘水平较低，因此不应太靠近引雷的物体。
2）采用避雷器。
3）接地3、对雷电侵入波的防护措施1）安装多组避雷器2）进线段保护4、对内部过电压的防护措施：采用性能好的断路器、限制工频过电压的并联电抗器、保护间隙以及合理的运行操作方式避免发生谐振。
发电厂防雷接地与过电压保护一、雷电放电云层受强气流作用，内部剧烈的相对运动使云各部分带有不同极性的电荷，形成雷云。
雷云中的电荷分布不均匀，一般为密集的中心。
当雷云中电荷密集处的场强达到25～30V/cm时，就会发生放电。
大部分只发生在云间，只有小部分对地放电，对地放电的雷云90%是负极性的。
雷云放电分三个阶段：先导放电、主放电和余光放电。
先导放电延续几毫秒，从雷云开始，以游离方式逐级向下发展，形成一条高温、高电导、高电位的通道（先导通道）伸向大地。
沿先导通道充满密集的电荷，当向下延伸的先导通道与大地接近而将空气间隙击穿短接时，开始主放电，通道产生突发的明亮，并有巨大的雷响，大量电荷对地放电，产生幅值很大的冲击电流（一般几十万安培），时间短，一般不超过0.1毫秒。
然后剩余的电荷沿通道继续放电，亮光很小，称为余光放电，大约再持续几毫秒。
雷过电压又称为大气过电压，分直击雷过电压和感应雷过电压。
二、避雷针与避雷线保护为防止直击雷的破坏，电气设备要采取防雷措施，避雷针和避雷线。
避雷针用于保护发电厂和变电所。
分接闪器（针头）、引下线和接地体。
针头为10mm以上、长1到2m的圆钢制作，引下线不小于10mm的圆钢，接地体2.5m长的钢管或角钢。
避雷线是悬挂线在空中的水平接地导线，也叫架空地线，保护架空线路。
1 避雷针的保护范围单支避雷针：rx当hx≥h/2时，rx=(h-hx)p（m）；当hx＜h/2时，rx=(1.5h-2hx)p（m）；式中：h为避雷针高度（m）；P为高度影响系数，当h≤30m时，p=1；30＜h≤120m时，p=5.5/√双支避雷针：两支避雷针的保护范围，按经过两个避雷针顶点连线中间的下方一点的圆弧来确定，该点的高度计算如下：h0=h-D/7pD为避雷针间的距离（m）；p与单支的形容一致。
2 避雷线避雷线顶部的保护夹角为25°，比避雷针45°小，计算公式为：当hx≥h/2时，rx=0.47(h-hx)p（m）；当hx＜h/2时，rx=(h-1.53hx)p（m）；式中：h为避雷针高度（m）；P为高度影响系数，当h≤30m时，p=1；30＜h≤120m时，p=5.5/√双避雷线保护：h0=h-D/4p三、避雷器限制过电压，保护电气设备的一种装置。
