浅谈防雷保护装置_免费论文全文下载

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摘 要：根据自然的规律，正常的雷电放电大多数都发生在云层间，对地面上的人和建筑物的破坏占少数，但是一旦被雷电击到，那么是十分危险的。从全世界范围来说，每年有4000多人惨遭雷击，更多数是雷电电击电气设备产生过电压，如果不采取任何的措施，这种雷电过电压会产生上百万伏的过电压，严重的损坏电力设备和电力系统，甚至危害到人的性命，给国家和相关的电力部门带来严重的损失。因此，研究防雷的基本保护装置是十分重要的一个项目，可以保障电力设备和系统的安全可靠地运行。

关键词：过电压；雷击；保护装置；电气设备
中图分类号：U416 文献标识码：A
1.防雷预测图设计原则
1.1 雷电参数
我们通常用雷暴日（Td）和雷电小时（Th）两个参数反应雷电的活动强度。雷暴日是指某地区一年中听到的雷声或看到的闪电的天数的总日期；雷暴小时是指在某地区一年内能听到的雷电小时数的总小时，正常一个雷暴日大约等于3个雷暴小时数。根据我们长期的对雷电参数的统计与分析，我国规定在雷暴日少于15的为少雷区；雷暴日超过40不超过90的为多雷区；雷暴日超过90的为强雷区，我们根据全国的雷暴日可以绘制防御分布图，这样可以针对不同雷电区做出完善的防御措施。
1.2 落雷密度
雷�参数只是反映一个区域的雷电的活动的频率，从防雷的根本角度来说，落雷密度是表示雷电对地面的放电的频率，落雷密度γ在国际上表示为：每一个雷暴日里每一平方公里内受到的雷击次数。公式为γ=0.023Td0 .3，它与雷暴日有关，雷暴日越大的地区，落雷密度越大，国家规定，选取40个雷暴日为基准值，则γ=0.07。
2.防雷措施
现代防雷技术分为内部防雷和外部防雷，外部防雷主要是避雷针和避雷线等，主要功能就是保证建筑物或电气设备避免直击雷的入侵，将雷电引入大地。内部防雷是在设备前段安装防雷器，使设备和大地在一定的条件下保持等电位，将内部所感应到的雷电释放到大地，保证设备的安全。
2.1 避雷针
避雷针主要是由接闪器、引下线、接地体（地下部分不能用铝材质）3部分组成，它是由金属制成的，通常安装在被保护物的最顶上。它主要是防直接雷，本身具有良好的接地性，可以把雷电吸引过来，让雷电击重本身，然后将雷电导入大地，减少雷击过电压，达到保护的作用，通常适用在变电所和建筑物上，要求35kV变电站必须安装独立的避雷针，110kV及以上的变电站，可以将避雷针安装在架构上。避雷针具有一定的保护范围，被保护物遭雷击的概率小于0.1%，这就是我们通常说的避雷针的绕击率。单支避雷针的保护就像一个雨伞，在被保护物体高度为hx的水平面上，保护半径rx的计算公式与避雷针高度h，高度影响系数p都有一定的关系。公式如下：
2.2 避雷线
避雷线又称为架空地线，主要是用于输电线路的预防直击雷保护，避雷线的保护长度就是其本身的长度，如今避雷线多用于500kV以上的大型变电站中。但是，避雷线容易腐蚀、断裂不易找到损坏处，因此存在着部分缺陷。避雷线的保护范围rx和避雷针大致相同，与两避雷线间的水平距离D，避雷线高度h，被保护物体高度为hx，高度影响系数p都有一定的关系，公式如下：
它还可以用保护角来表示，保护角是指避雷线同外侧导线连接与垂直线之间的夹角α，保护角α越小，保护范围就越好，一般α取20°～30°。
2.3 避雷器
避雷器实质上是一种放电器，多用于保护变电所和发电厂的一些电气设备，与被保护物相互并联，当过电压入侵时，避雷器把入侵波导入大地，限制了过电压的电压等级，从而让设备避免损坏。目前常用的避雷器主要有保护间隙型避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌型避雷器。避雷器工作必须瞒住以下4条要求：
（1）正常工作时候必须隔离导线与大地。
（2）动作时限制雷电入侵波。
（3）动作后可靠地切断工频电流。
（4）动作后不产生截波。
2.3.1 保护间隙型避雷器
保护间隙型避雷器是一种最简单的避雷器，主要由主间隙和辅助间隙构成的，按照形状分为棒形、环形、球形等。它具有结构简单、造价低、经济性好的优点，但是存在如下的缺点：容易产生工频序流，动作后产生截波，放电特性受到环境影响较大，灭弧能力差。适用于一些不重要的10kV以下的配电线路中，场与自动重合闸配合使用。
2.3.2 管型避雷器
管型避雷器是由两个互相串联的间隙组成，一个露在外面的间隙是用来隔离工作电压，另一个在内部的间隙是灭弧间隙。由于它安装了灭弧装置，因此保护性比保护间隙强，但是受环境的影响还是较大，伏秒特性差，放电的分散性大，整体和被保护的设备不好配合，适用于输电线路比较弱的发电厂和变电所进线段。
2.3.3 阀型避雷器
阀型避雷器是由火花间隙和非线性电阻相互串联构成的，非线性电阻的电阻值和流过的电流有关，电流越大，电阻越小。它具有伏秒特性好、放电分散性小、与被保护设备配合性好、阀片提供残压可以防止截波、限制工频电流、动作迅速等优点。目前我国生产的阀型避雷器主要有普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器两大类。
2.3.4 氧化锌型避雷器
在20世纪70年代发展出一种新的避雷器，阀片以氧化锌（ZnO）为原材料的氧化锌型避雷器。这种避雷器具有良好的保护性能，利用其良好的非线性伏安特性，在正常工作时流过避雷器的电流技校，当受到雷击时候，电阻下降，放出电压的能量，达到保护的效果。氧化锌型避雷器具有很强的通流能力、优越的保护特性、高度的密封性能、优越的机械性能、高运行的可靠性、很强的耐受能力、较高的解污性能等优点，因此目前氧化锌型避雷器得到广泛的应用。
结语
避雷针、避雷线和避雷器都有各自的优点和用途，我们要针对不同的地理环境和要求，选择最良好的防雷措施，才能达到最佳的绝缘效果。保护间隙和管型避雷器主要用于配电系统、变电所和发电厂的进线段保护；阀型避雷器和氧化锌型避雷器主要适用于发电厂、变电所和变压器的保护。雷电过电压属于大气过电压，对电力系统的直击雷、绕击雷和入侵波都会引起绝缘子击穿、引起内部的谐振过电压、直击到电气设备等，除了造成设备的损坏还会造成经济的损失，因此做好雷电防护工作刻不容缓。
参考文献
[1]赵玉林.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2]邝国安.变电站自动化系统防雷技术[J].电工技术，2007（9）：28-29.
[3]仇炜，李景禄，马福，等.变电站二次系统防雷措施的探讨[J].电瓷避雷器，2009（2）：27-31.
[4]周泽存，沈其工，方瑜，等.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，1998.
[5]赵智大.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2006.
[6]宋博文.九江110kV变电所一次系统的防雷接地保护设计[D].湖南铁路科技职业技术学院，2016.
[7]钟炯聪.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[D].华南理工大学，2010.
[8]司马文霞，李永福，杨庆，等.改进网格法及其在雷电参数统计中的应用[J].高电压技术，2012（8）：1834-1841.
[9]童杭伟，李思南，杨立川.以雷电日和落雷密度为参数的输电线路雷击跳闸率计算的对比分析[J].浙江电力，2006（1）：48-49+68.

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