矿山供电第9章供配电系统的过电压保护.ppt

第9章 供配电系统的过电压保护 第9章 供配电系统的过电压保护 9.1 过电压及其分类 9.2 直击雷过电压的防护 9.3 感应雷过电压的防护 9.4 供配电系统的防雷保护 9.5 接地与接零 9.1 过电压及其分类 9.1.1 过电压 由于各种原因造成设备的电压异常升高,使设备的绝缘发生闪络或击穿，这就是过电压。 内部过电压，由于系统操作、故障或某些不正常运行状态，使系统的电磁能量转换而产生的过电压。与电网电压成正比。 可分为操作过电压、谐振过电压、电弧接地过电压。对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。 9.1 过电压及其分类 9.1.1 过电压 大气过电压又称雷电过电压，是由于电力系统的设备或建(构)筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压，因其能量来自系统外部，故又称为外部过电压。 雷电过电压主要有两种基本形式：直击雷过电压和感应雷过电压 。对电力系统有很大危害，应加强防雷措施。 9.1 过电压及其分类 1．直击雷过电压 雷云——雷电先导 ——迎雷先导 ——主放电阶段 ——余辉放电 主放电电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般只有 50～100μs。 余辉放电阶段电流较小，约几百安，持续时间约为0.03～0.15s。 9.1 过电压及其分类 9.1 过电压及其分类 2．感应雷过电压 所谓感应雷过电压，是指当架空线附近出现对地雷击时，在输电线路上感应的雷电过电压。 9.1 过电压及其分类 9.1.2 内部过电压 1、操作过电压： 1）切断空载线路或并联电容器组时，可能出现LC振荡，对感性负载灭弧速度快从而产生过电压。 2）切断空载变压器时，截流导致电磁能量转化为电能。 2、电弧接地过电压 3、谐振过电压：LC参数，出现LC谐振，从而引起过电压。 内部过电压与电力网的结构、参数、中性点接地方 式、断路器的性能、操作方式等因素有关。 9.1 过电压及其分类 限制内部过电压的措施 （1）采用灭弧能力强的快速高压断路器，在断路器主触头上并联电阻(约3000Ω)，在并联电阻上串联一个辅助触头，以减少电弧重燃的次数，控制操作过电压的倍数。 （2）装设磁吹避雷器或氧化锌避雷器。 （3）对于对地电容电流大的网络，中性点经消弧线圈接地，限制电弧接地过电压。 （4）增加对地电容或减少系统中电压互感器中性点接地的台数，即增加母线对地的感抗，从而减小固有自振频率，避免因系统扰动而发生母线铁磁谐振过电压。 9.2 直击雷过电压的防护 9.2.1 建筑物的防雷分类 （1）第一类防雷建筑物 因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者，包括制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、化工品等大量爆炸物质的建筑物；具有气体爆炸、粉尘爆炸危险环境的建筑物。 （2）第二类防雷建筑物 包括：①国家级重点文物保护的建筑物；②具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、大型火车站等；③对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物，如国家级计算中心、国际通信枢纽等；④具有气体爆炸危险的可能，且电火花不易引起爆炸的建筑物；⑤工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐；⑥年预计雷击次数大于0.06次的办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；⑦年预计雷击次数大于0.3次的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 9.2 直击雷过电压的防护 9.2.1 建筑物的防雷分类 （3）第三类防雷建筑物 包括：①省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆；②年预计雷击次数在0.012～0.06之间的办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；③年预计雷击次数在0.06～0.3之间的住宅、办公楼等一般性民用建筑物；④年预计雷击次数大于等于0.06的一般性工业建筑物；⑤根据雷击后果及具体情况，确定需要防雷的火灾危险环境；⑥在平均雷暴日大于15天/年的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15天/年的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑。 9.2 直击雷过电压的防护 9.2.2 直击雷的防护装置 1．避雷针及其保护范围 避雷针是防止直接雷击的装置，它把雷电引向自身，使被保护物免受雷击。 一定高度的避雷针（线）下面，有一个安全区域，此区域内的物体基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫做避雷针的保护范围。 避雷针由承受雷击的接闪器、支持构架、接地引下线和接地体四部分构成。 9.2 直击雷过电压的防护 1．避雷针及其保护范围 所谓“滚球法”，就是选择一个半径为hr(滚球半径见表9.2.1)的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动。如果球体只接触到避雷针(线)与地面，而不触及需要保护的部位，则该部位就在避雷针(线)的保护范围之内。 9.2 直击雷过电压的防护 单支避雷针的