谈电力系统的防雷保护

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1、谈电力系统的防雷保护门中奇本文阐述了雷电对电力系统的危害、避雷器的应用及避雷针与避雷线的作用。关键词：电力系统；雷电；避雷器；避雷针；避雷线要想保证电力系统的正常运转，就要排除一切外在的干扰，其中就包括雷电对电力系统的影响。雷电是不可避免的自然灾害，所以对电力系统的防雷保护至关重要。由于自然现象，带正电及带负电的雷形成后，若电场强度达到25～30千伏/cm，则空气间绝缘将受到破坏，正负雷云之间或雷云与大地之间发生强烈放电现象。放电时间很短，一般约为50～100微秒之间，而放电电流可达几十万安培。闪电

2、就是放电时产生的火花，雷鸣就是空气受热短时间急剧膨胀而形成的爆炸声，由于各处物体声反射而形成一串轰隆声。这就是我们平时所说的雷电现象。当雷电击到人和各种生物的身体上时，强大的电流不但能使人和生物的神经麻痹、心脏停止跳动而死亡，同时还能将皮肤烧焦。雷电直接击中树木或电柱时，强大的电流能使电柱发生高热而燃烧，或将它们劈裂、劈倒。强大的雷电击中了高大的烟囱或房屋时，就造成倒塌或破坏。雷电击中电气设备和电力系统时，由于强大的电流通过了电气设备和电力系统，就能产生热力和电磁的影响。热力通过的时间虽然较短，仅达

3、40多微秒，但能使各种导线熔化。雷电流的电磁作用，对电气设备和电力系统的绝缘物质影响更大。由于雷电压直击在电气线路上，还将产生一种直接雷击过电压。这种过电压很高，电流也很大，将引起闪络，毁坏和击穿电气设备和电气线路上的绝缘，从而中断供电和损坏电气设备。雷电的危害虽大，如果我们能够在生产或生活中，在各种电气设备和电气线路上采取有效措施，雷害是完全可以预防的。目前，在电气设备和电气线路上常用的防雷方法有：用避雷针和避雷线防止设备和线路受到直击雷的危害；用各种不同型式的避雷器和放电间隙防止设备和线路受到感

4、应雷的危害。此外，要加强系统中设备的绝缘强度，确保线路在瞬间过压时的安全。避雷器是防止设备受到雷电波及雷电的电磁作用而产生感应过电压的保护装置。在运行的电力系统中，出现大气过电压时，避雷器必须迅速对大地放电，将过电压限制在一定数值内，以保护系统中电气设备；当过电压消失后，避雷器迅速可靠的灭弧，使电网恢复正常运行。对感应雷击，通常使用保护间隙、阀型避雷器、管型避雷器。保护间隙是一种简易的防雷设备，它是由带有上、下两部的间隙组成。间隙上部设有主间隙，下部设有辅助间隙。安装时，间隙的可动部分装在电力线路的

5、瓷瓶上，并与导线连接，固定部分装在木横担上，通过连接线进行接地。当通入正常电压时，由于间隙上有一定的距离，它不会动作。只有当强大的雷电袭击时，间隙上的空间距离被击穿了，便把雷电流泄漏到大地中去，达到防雷的目的。采用保护间隙时，必须和电力系统中电力线路上重合闸继电气配合，否则将因两相间隙同时动作而造成事故。保护间隙距离的确定，是以它的冲击电弧电压比被保护物的冲击强度低25％来确定。保护间隙的主间隙最小距离如表1。保护间隙是最简单的防雷保护装置，造价也低，保护性能较差。仅在一些其它保护装置不能安装，不值

6、得安装的地点条件下，又要求加以保护的场合才能使用。阀型避雷器是专为保护变压器和发电厂、变电所的电气设备用的，它的主要组成部分是由若干放电间隙串联而成的放电间隙部分，通常叫火花间隙；以及用特种碳化硅做成的阀电阻元件，外部用瓷质外壳加以保护。阀型避雷器在没有雷电和过电压时，放电间隙本身具有足够的绝缘强度，这些部件在正常情况下，不能使电流通过。当电力系统中有危险的过电压时，避雷器放电间隙就很快地被击穿，使过电压经过避雷器中的阀电阻泄入大地。避雷器中的阀电阻和一般的电阻特性不同，它具有通过的电流越大，电阻越

7、小；电流越小，电阻越大的动作特性。当避雷器承受电源额定电压时，由于内部阀电阻大，便不能把正常的电流漏入大地，只有在承受到过电压时，才能使阀型避雷器内部的阀电阻降低，将过大的电流泄入到大地中去，起到良好的保护作用。常用的阀型避雷器有FS型与FZ型两种：FS型阀型避雷器，结构简单，适价低廉，但保护性能较差，一般用在10千伏以下，分别用FS-2，FS-3，FS-6，FS-10来表示。FZ型阀型避雷器，保护性能较好，用来保护3-220千伏的交流电气设备，按额定电压分为FZ-3，FZ-6，FZ-10，FZ-3

8、5，FZ-110，FZ-220等类型。管型避雷器是非常有力的防雷武器。它的外面是一个电木管，里面有一个棒型的电极。电极与另一端电极中有间隙，即内部间隙，能起到消弧作用。在外部也设一间隙，外部间隙是供安装时校正用的。它的工作原理是：正常时，外部间隙把管型避雷器同电力系统的电压隔开。在雷电冲击而过电压时，外部间隙和内部间隙同时被击穿，于是将雷电流泄漏到大地中去。管型避雷器在被击穿时，由于管内部产生弧柱的高温，产生强烈的气体，这种气体向管的开口端喷射，强迫切断电流，吹熄电弧