过电压及绝缘配合

1． 了解电力系统过电压的种类 电力系统中的各种绝缘在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的短时作用。所谓“过电压”通常指电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。按照产生根源的不同，可将过电压作如下分类： 引起工频电压升高的原因有：空载长线的电容效应、不对称短路、甩负荷等。当电路中的电感、电容和电阻元件都是线性参数（不随电流、电压而变化），且电网的电源频率接近回路的自振频率时，由于回路中的感抗和容抗相等或接近而相抵消，回路电流只受到电阻的限制而达到很大的数值，在电感元件和电容元件上产生远远超过电源电压的过电压，此过电压称为线性谐振过电压。当电感元件带有铁芯时，一般会出现饱和现象，这时电感不再是常数，而是随着电流或磁通的变化而改变。由于电感的非线性，回路可能有不只一种稳定工作状态。在一定条件下，回路可能从非谐振工作状态变到谐振工作状态，发生相位反倾现象，产生铁磁谐振。若系统中的某些元件（如发电机）的电感发生周期性的变化，再加上不利参数的配合，电网就有可能引发参数谐振。操作过电压所指的操作并非狭义的开关倒闸操作，而应理解为“电网参数的突变”，引起操作过电压的原因主要有：切断空载线路、空载线路合闸、切断空载变压器、断续电弧接地等。 在220kV以下的系统中，要把雷电过电压限制到比内部过电压还低的水平是不经济的，因此这些系统中电气设备的绝缘水平主要由雷电过电压所决定。对于超高压系统，在现有防雷 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 下，雷电过电压一般不如内部过电压危险性大，因此系统绝缘水平主要由内部过电压水平所决定。在严重污秽地区的电网，设备的绝缘性能因污秽而大大降低，污闪事故在正常工作电压下时常发生，因此严重污秽地区的电网外绝缘水平主要由系统最大运行电压所决定。 2． 了解雷电过电压特性 雷电放电所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。从电力工程的角度来看，最值得注意的两个问题是：1、雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，造成电力系统绝缘故障和停电事故；2、雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。 雷电时，流经被击物体的电流是： 是雷电先导通道带中的电荷线密度， 是主放电的速度， 是主放电通道的波阻抗， 是击物体的集中阻抗。雷电流是指 时流经被击物体的电流。 雷电流幅值概率分布： 是雷电流幅值（kA）， 是雷电流幅值超过 的概率。 雷电波前时间处于 的范围内，平均2.6 左右。雷电流的波长（半峰值时间）处于 的范围内，多数为处于 左右。在防雷设计中，采用 的波形。在绝缘的冲击高压试验中，把 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 雷电冲击电压的波形定为 。雷电流的幅值和波前时间决定了它的波前陡度 ，它也是防雷计算和决定防雷保护措施时的一个重要参数。我国规定 。波前陡度的最大极限值一般可取 左右。 雷电过电压的特点是：幅值大，频率高。雷电过电压可分为直接雷击过电压和感应雷击过电压。 雷直击于带有避雷线线路的情况可分为：雷击杆塔塔顶、雷击避雷线挡距中央、雷绕过避雷线击于导线。 产生感应雷击过电压的机理是：如图9-1所示，在雷云放电的起始阶段，存在着向大地发展的先导放电过程，线路正处于雷云与先导通道的电场中，由于静电感应，沿导线方向的电场强度分量Ex将导线两端与雷云异号的正电荷吸引到靠近先导通道的一段导线上来成为束缚电荷，导线上的负电荷则由于Ex的排斥作用而使其向两端运动，经线路的泄漏电导和系统的中性点而流入大地。因为先导通道发展速度不大，所以导线上电荷的运动也很缓慢，由此而引起的导线中的电流很小，同时由于导线对地泄漏电导的存在，导线电位将于远离雷云处的导线电位相同。当雷云对线路附近的地面放电时，先导通道中的负电荷被迅速中和，先导通道所产生的电场迅速降低，使导线上的束缚正电荷得到释放，沿导线向两侧运动形成感应雷过电压。这种由于先导通道中电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应过电压称为感应过电压的静电分量。同时，雷电通道中的雷电流在通道周围空间建立了强大的磁场，此磁场的变化也将使导线感应出很高的电压，这种由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应电压称为感应过电压的电磁分量。感应过电压的极性与雷电流的极性相反。 3． 了解接地和接地电阻、接触电压和跨步电压的基本概念 大地是个导体，当其中没有电流流通时是等位的。如果地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 上的金属物体与大地牢固连接，在没有电流流通的情况下，金属物体与大地之间没有电位差，该物体也就具有了大地的电位━━零电位，这就是接地的含义。换句话说，接地就是将电气回路中的某一节点通过导体与大地相连，使该节点与大地保持等电位。 实际上，大地并不是理想导体，它具有一定的电阻率，如果有电流流过，则大地就不再保持等电位。被强制流入大地的电流是经过接地导体注入的，进入大地以后的电流以电流场的形式向四处扩散，如图9-1。设土壤电阻率为 ，大地内的电流密度为 ，则大地中必然呈现相应的电场分布，其电场强度 。离电流注入点愈远，地中电流的密度就愈小，可以认为在相当远（或者叫无穷远）处的地中电流密度 已接近零，电场强度E也接近零，该处的电位为零电位，图9-2中画出了地表面的电位分布情况。把接地点处的电位 与接地电流I的比值定义为该点的接地电阻R。当接地电流I为定值时，接地电阻R愈小，则电位 愈低，反之则愈高。这就是为什么要力求降低接地电阻的原因。 埋入地中的金属接地体称为接地装置。最简单的接地装置就是单独的金属管，金属板或金属带。由于金属的电阻率远小于土壤电阻率，所以接地体本身的电阻在接地电阻R中可以忽略不计，R的数值与接地装置的形状、尺寸有关，当然也与大地电阻率有关。 为了人身安全，无论在发、配电还是用电系统中都将电气设备的金属外壳接地，这样就可以保证金属外壳经常固定为地电位，一旦设备绝缘损坏而使外壳带电时不致有危险地电位升高以避免工作人员触电身亡。正常情况下接地点没有电流入地，金属外壳保持地电位。当设备发生故障而有接地短路电流流入大地时，接地点和与它紧密相连的金属导体的电位都会升高，有可能威胁到人身的安全。 人所站立的地点与接地设备之间的电位差称为接触电压（取人手摸设备的1.8m处，人脚离设备地水平距离0.8m），如图9-1中 。人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压（取跨距为0.8m），如图9-1中 。它们都可能有甚高的数值使通过人体的电流超过危险值（一般规定为10mA），减小接地电阻或改进接地设备的结构形状可以降低接触电压和跨步电位。 电力系统中的接地分为三类： （1）工作接地：根据电力系统正常运行的需要而设置的接地，例如三相系统的中性点接地，双极直流输电系统的中点接地等。它所 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的接地电阻值大约 的范围内。 （2）保护接地：为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地，它是在故障条件下才发挥作用的，它所要求的接地电阻值处于 的范围内。 （3）防雷接地：用来将雷电流顺利泄入地下，以减少它所引起的过电压，是防雷保护装置不可或缺的组成部分，阻值一般在 的范围内。 4． 了解氧化锌避雷器的基本特性 20世纪70年代出现的金属氧化锌避雷器（MOA）是一种全新的避雷器。氧化锌（ZnO）掺以微量的氧化铋、氧化钴、氧化锰等添加剂后制成的阀片，具有极其优异的非线性特性。在正常工作电压的作用下，其阻值很大（电阻率高达 ~ Ω ）, 通过的漏电流很小（<<1mA）, 而在过电压的作用下，阻值会急剧变小，其伏安特性可用下式表示： 其中非线性指数α与电流密度有关，一般只有0.01~0.04，即使在大冲击电流（例如10kA）下，α也不会超过0.1，已接近于理想值（α=0）。因此，用ZnO阀片制成的避雷器可以省去串联的火花间隙，成为无间隙避雷器。不过有些氧化锌避雷器内仍存在间隙，但不是那种与工作电阻串联的火花间隙，而是跨接在部分阀片上的并联间隙（如图9-2所示）。正常运行时，由 和 共同承担工作电压，可以将漏电流限制到足够低的数值；而在遇到冲击放电电流过大、残压可能超过应有的保护水平时，并联间隙F立即放电、短接 ，残压将仅由 决定，解决了大电流下残压过高的问题。 与传统的有串联间隙的SiC避雷器相比，无间隙ZnO避雷器具有一系列优点： （1）省去了串联火花间隙，结构大大简化，体积也缩小很多。 （2）保护特性优越：由于没有火花间隙，一旦作用电压开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展。没有间隙的放电时延，因而有良好的陡波响应特性，特别适合于伏秒特性十分平坦的 组合电器和气体绝缘变电所的保护。 （3）无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护：ZnO避雷器的续流仅为微安级，实际上可认为无续流。在雷电或内部过电压作用下，只需吸收过电压的能量，而不需吸收续流能量，因而动作负载轻；再加上ZnO阀片的通流容量远大于SiC阀片，所以ZnO避雷器具有耐受多重雷击和重复发生的操作过电压的能力。 （4）通流容量大、能制成重载避雷器：ZnO避雷器的通流能力，完全不受串联间隙被灼伤的制约，仅与阀片本身的通流能力有关。ZnO阀片单位面积的通流能力要比SiC阀片大4~4.5倍，因而可用来对内部过电压进行保护。还可很容易地采用多阀片柱并联的办法进一步增大通流容量，制造出用于特殊保护对象的重载避雷器，解决长电缆系统、大容量电容器组等的保护问题。 （5）耐污性能好：由于没有串联间隙，因而可避免因瓷套表面不均匀染污使串联火花间隙放电电压不稳定的问题，有利于制造耐污型和带电清洗型避雷器。 由于ZnO避雷器具有上述重要优点，因而发展潜力很大，是避雷器发展的主要方向，正在逐步取代普通阀式避雷器和磁吹避雷器。 由于ZnO避雷器没有串联火花间隙，也就无所谓灭弧电压、冲击放电电压等特性参数，但也有自己某些独特的电气特性。 5． 避雷针、避雷线的保护范围 为使设备免受直接雷击，通常采用装设避雷针或避雷线的措施，将雷电吸引到避雷针或避雷线本身，并安全地将雷电流引入大地。 避雷针一般用于保护发电厂和变电所，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立架设。 避雷线主要用于保护线路，也可用以保护发电厂、变电所。它们的保护范围（受雷击的概率将小于0.1%）如下： （1）单支避雷针 其保护范围可按下法确定，见图9-3，在高度hx水平面上的保护范围的半径rx可按下式计算。 当hx≥ 时，rx=(h-hx)p 当hx< 时，rx=(1.5h-2hx)p 式中 h——避雷针高度（m）； p——高度影响系数。 h≤30m时，p=1； 30 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 校核独立避雷针的空气间距 和地中距离 ： 在一般情况下， 不应小于5m， 不应小于3m。 1.（D）不是引起工频电压升高的原因。 A) 空载长线的电容效应； B) 不对称短路； C) 甩负荷； D) 雷绕过避雷线击于导线。 2.（A）不是引起引起操作过电压的原因。 A) 铁磁谐振； B) 空载线路合闸； C) 切断空载变压器； D) 断续电弧接地等。 3．在严重污秽地区的电网外绝缘水平，主要由（D）所决定。 A) 铁磁谐振过电压； B) 切断空载线路； C) 雷电放电所产生的感应过电压； D) 系统最大运行电压。 4．雷电流是指（A）时流经被击物体的电流。 A) 被击物体的集中阻抗为零； B) 主放电通道的波阻抗为零； C) 主放电的速度等于光速； D) 被击物体的集中阻抗与主放电通道的波阻抗相等。 5．在防雷设计中，采用（A）的雷电波形。 A) ； B) ； C) ； D) 。 6．在防雷设计中，我国规定的波前陡度是：（A）。 A) ； B) ； C) ； D) 。 7．对于感应过电压，（D）的说法是错误的。 A) 感应过电压的极性与雷电流的极性相反； B) 感应过电压的电磁分量是由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起； C) 感应过电压的静电分量是由于先导通道中的电荷被中和所引起； D) 线路上的感应过电压只有雷击杆塔塔顶时才会产生。 8．接地电阻的数值大小与（A）因素基本无关。 A) 金属接地体本身的电阻； B) 金属接地体的形状和大小； C) 金属接地体埋入的深度； C) 大地电阻率； 9．（D）的说法是错误的。 A) 人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压； B) 人所站立的地点与接地设备之间的电位差称为接触电压； C) 接地点处的电位与接地电流的比值定义为该点的接地电阻； D) 在有电流流入接地点时，该点的电位与与大地的任何一点保持等电位。 10．ZnO避雷器的续流在（A）范围内。 A) 微安级； B) 安培级； C) 几十安培； D) 数百安培数。 11．ZnO避雷器具有良好的陡波响应特性的原因是其（B）。 A) 几乎无续流； B) 无火花间隙； C) 通流容量大； D) 阀片具有极其优异的非线性特性。 12．ZnO避雷器不具有（A）。 A) 灭弧电压参数； B) 残压参数； C) 起始动作电压参数； D) 容许最大持续运行电压参数。 13．（A）能对内部电压实施行保护。 A) ZnO避雷器； B) SiC避雷器； C) 管式避雷器； D) 间隙。 14．装设避雷针或避雷线可使设备免受直接雷击，所谓免受是指受雷击的概率小于（A）。 A) 0.1%； B) 0.01%； C) 0.2%； D) 0.2%。 15．为保护离避雷针22米远的高为10米的设备，避雷针至少应高于（B）。 A) 22m； B) 28m； C) 30m； D) 26m。 15．为保护离避雷针5米远的高为20米的设备，独立避雷针的接地电阻应小于（A）。 A) 15 ； B) 8 ； C) 20 ； D) 5 。 接地装置原理图 单支避雷针的保护范围 两等高避雷针的保护范围 3支和4支等高避雷针的保护范围 感应雷击过电压形成示意图 （a）主放电前 （b）主放电后 � EMBED MSPhotoEd.3 ��� 独立避雷针离配电装置构架的距离 1—变压器 2—母线 两支不等高避雷针的保护范围 带有并联间隙的ZnO避雷器原理图 单根避雷线的保护范围 _1171208611.unknown _1171216554.unknown _1171439316.unknown _1171547041.unknown _1171609475.unknown _1171631901.unknown _1171690398.unknown _1171690406.unknown _1171690418.unknown _1171690241.unknown _1171609693.unknown _1171631872.unknown _1171609706.unknown _1171609676.unknown _1171547337.unknown _1171548142.unknown _1171609459.unknown _1171554761.bin _1171547625.unknown _1171548072.unknown _1171547052.unknown _1171439494.unknown _1171546710.unknown _1171546830.unknown _1171439737.unknown _1171439674.unknown _1171439372.unknown _1171439441.unknown _1171439335.unknown _1171387560.unknown _1171439249.unknown _1171439257.unknown _1171387676.unknown _1171388159.unknown _1171218039.unknown _1171218157.unknown _1171219740.unknown _1171216858.unknown _1171208622.unknown _1171208626.unknown _1171208632.unknown _1171216437.unknown 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