课件教学：建筑电气设备过电压保护及防雷技术详解.ppt

建筑电气设备过电压保护及防雷技术详解欢迎参加建筑电气设备过电压保护及防雷技术详解课程。本课程将深入探讨建筑电气系统中的过电压现象、防雷技术以及相关保护措施，旨在帮助学员掌握建筑电气设备防雷保护的理论知识与实践技能。我们将从基础知识开始，逐步深入到具体应用，包括过电压的基本概念、建筑电气系统特点、各类保护设备的原理与应用、防雷系统设计与施工等内容。通过系统学习，您将能够全面理解并应用先进的过电压保护及防雷技术。

课程概述1课程目标本课程旨在培养学员对建筑电气设备过电压保护及防雷技术的全面理解和应用能力。通过理论学习和案例分析，使学员能够独立进行防雷系统设计、施工监督和运行维护，有效保护建筑电气设备免受过电压损害。2主要内容课程内容涵盖过电压基础知识、建筑电气系统特点、保护设备原理、防雷系统设计、特殊建筑防雷要求以及系统维护等方面。从理论到实践，全面系统地介绍建筑电气设备过电压保护及防雷技术。3学习成果完成本课程学习后，学员将能够识别过电压风险、选择合适的保护装置、设计完整的防雷系统、执行规范的施工过程，并进行有效的系统维护，从而确保建筑电气系统的安全可靠运行。

第一部分：过电压基础知识3种建筑电气系统主要面临大气过电压、操作过电压和暂态过电压三种类型的威胁，每种类型具有不同的特性和危害程度。10kV建筑电气系统中的过电压幅值可能达到正常工作电压的数倍甚至数十倍，对设备造成严重威胁。80%统计表明，约80%的电气设备损坏与过电压有关，说明过电压保护对建筑电气系统至关重要。过电压是指超过设备额定电压值的电压，它可能来源于自然现象如雷击，也可能源于系统内部操作如开关切换。了解过电压的基本概念、类型和特性是实施有效保护的前提。本部分将帮助学员建立过电压防护的理论基础。

什么是过电压？定义过电压是指超过电气设备正常运行电压的任何电压，可能是瞬态的或持续的。根据中国电力行业标准，当电压超过设备额定电压的1.1倍时，即被视为过电压状态，需要采取相应保护措施。危害过电压会导致电气设备绝缘层击穿、电子元件损坏、系统异常运行甚至完全失效。严重情况下，还可能引发火灾、爆炸等安全事故，造成人员伤亡和财产损失。在数据中心等关键设施中，过电压可能导致数据丢失和业务中断。常见类型按来源分类，过电压主要包括大气过电压（如雷击）、操作过电压（如开关操作）和暂态过电压（如谐振）。按性质分类，可分为瞬态过电压和持续过电压，各自对应不同的防护策略和技术要求。

过电压的来源外部因素外部过电压主要来源于自然现象和电网问题。雷电是最常见且最具破坏性的外部过电压源，直击雷或感应雷均可产生高达数百千伏的过电压。此外，电网故障如相间短路、断线等也会引起系统过电压。电力系统开关操作，如大型变压器、电动机的投切，会产生操作过电压。电网中的电压波动和电力质量问题也是外部过电压的重要来源。内部因素内部过电压主要由建筑电气系统内部设备和操作引起。铁磁谐振是常见原因之一，当变压器或电抗器等铁磁设备在特定条件下发生饱和，会产生严重的过电压现象。系统内部的开关操作，特别是感性负载的切断和容性负载的投入，会产生较大的过电压。此外，电弧故障、接地系统故障以及电力电子设备产生的谐波也是内部过电压的重要来源。

外部过电压雷击雷击是最严重的外部过电压来源，分为直击雷、感应雷和雷电波侵入三种形式。直击雷直接击中建筑物或电力线路，可产生高达数百千伏的过电压；感应雷通过电磁感应在邻近导体上产生过电压；雷电波则通过电力线或通信线进入建筑物内部，危害电气设备。电网故障电网故障如相间短路、单相接地、断线等会导致系统电压不平衡或电压升高。特别是在中性点非有效接地系统中，单相接地故障可能导致其他相电压升高到线电压的1.732倍，超过设备绝缘水平，造成连锁故障。开关操作电力系统的开关操作，如大型变压器无载投入、长输电线路的投切、电容器组的投切等，会产生瞬态过电压。这种操作过电压频率较高，虽然幅值通常不如雷击过电压，但因发生频率高，累积效应显著，是电气设备绝缘老化的主要原因之一。

内部过电压1谐振当系统电感与电容形成谐振回路，且谐振频率接近系统频率时，会产生谐振过电压。谐振过电压虽然幅值不如雷击过电压高，但持续时间长，会造成设备持续过热和绝缘加速老化。在建筑电气系统中，轻载变压器与电缆电容形成的谐振是常见问题。2铁磁谐振铁磁谐振是建筑电气系统中的特殊谐振现象，当含铁芯的感性设备（如变压器）与系统电容在特定条件下发生谐振时，由于铁芯饱和导致电感非线性变化，产生严重的波形畸变和过电压。这种过电压持续时间长，且不易消除，对系统安全运行构成严重威胁。3开关操作建筑内部电气系统的开关操作也会产生过电压，特别是感性负载（如电动机、变压器）的断开和容性负载（如电容器组、长电缆）的投入。大功率电力电子设备的快速开关操作产生的高频瞬态过电压，