电网中的大气过电压

突然的短期电压上升到对电气装置的绝缘有危险的值称为 过电压... 根据其来源,过电压有两种类型:外部(大气)和内部(开关)。

大气浪涌是由电气装置中的直接雷击或直接附近的雷击引起的。与直接影响一样,大气过电压对电气装置来说是最大的危险 闪电 它们可以达到 1,000,000 V,雷电流高达 200 kA。它们不取决于电气装置的标称电压值。它们对于低压装置特别危险,因为在这些装置中,带电部件之间的距离和绝缘水平低于高压。

电网中的大气过电压

大气过电压分为感应雷击和直击雷。第一种发生在电气装置(例如变电站或输电线)附近发生闪电放电时。浪涌是由充电到非常高的电位(几百万伏特)的雷云的感应效应产生的。

在直击雷的情况下,除了引起过电压的电磁作用外,还会观察到机械损坏,例如木杆或架空电力线枕木的劈裂。

感应电涌的量级为 100 kV,远低于直接雷击引起的电涌。它们在放电后以倏逝波的形式沿着架空线路导体传播。

雷暴和闪电在城市

在大多数情况下,雷击由一系列接连不断的单个脉冲组成。整个放电过程持续十分之一秒,每个脉冲的持续时间为几十微秒。雷击期间的单个脉冲数可以从 1 到 40。

保护电气装置免受大气过电压的影响

上面提到大气过电压可以达到几百万伏特。电气装置的绝缘不能承受这样的电压水平,因此需要额外的保护以防止损坏。这些试剂可防止损坏电气设备,并应用于电气装置,以增加对消费者的不间断供电并保护人和动物。

应特别注意 10 和 0.4 kV 架空线路以及位于农村地区的用户变电站的电涌保护。

火灾可能是过电压的严重后果,特别是由于直接雷击。因此,最严重的关注是组织正确和可靠的工作保护以防止大气过压(或雷电保护)。

雷电保护问题包括保护电气装置的各个元件免受直接雷击、隔离电机和设备免受损坏、免受来自浪涌波线路的冲击的措施。这些措施归结为安装保护装置和装置,这些装置可以在电波到达安装的任何关键元件并使其失效之前将电涌的脉冲(波)转移到地面。

闪电击中输电线

因此,所有保护装置的主要部分都是接地开关。它们必须得到满足 符合PUE 并提供可靠的电荷放电到地面。

避雷器、避雷器和火花放电器作为大气过电压的初级保护设备。

避雷针将大气放电引向自身,使其远离装置的载流部件。为了保护集中的物体(例如,变电站或其他结构),使用棒状避雷针,为了保护延伸的物体(例如,架空线路),使用接触线避雷针。为了将电荷排入地下,避雷器安装和蜡烛。

对于电站发电机和变压器的雷电保护,提供了一套既能防止直击雷又能防止从线路落下的浪涌波的装置。

变电站电涌保护

避雷针和架空线路通往车站或变电站的接触闪电可防止直接雷击。通过限制器将波的幅度限制在不会对电机的绝缘造成危险的值,从而保护发电机免受来自线路的波浪的影响。

不建议将大型发电机直接连接到输出电源线。对于以发电机电压向消费者供电的小型电站,可以通过额外安装具有改进发电机特性的特殊限制器来实现这种连接。

如果发电机直接连接到升压变压器,即根据发电机-变压器框图,它们不需要针对多路过电压的特殊保护措施。

电压为 6 — 35 kV 的木杆架空线路不需要特殊的电涌保护。它们的绝缘材料的抗雷击性是由木材的绝缘特性提供的。此处仅重要的是保持以下电线之间的最小绝缘距离(木头):电压 6-10 为 0.75 m,电压 20 为 1.5 m,电压 35 kV 为 3 m。

绝缘薄弱的架空线的各个部分(例如,使用金属或钢筋混凝土支架,用电缆连接架空线等)由避雷器或火花隙(低电流)保护(见 - 管道约束阀门限制器).这些设备的接地电阻不应超过10欧姆。


架空电力线路大气过电压保护

限制器和火花隙安装在两条架空线路的支架上,它们相互交叉或架空电力线与通信线路相交。此处接地装置的电阻不应高于15欧姆。支架的接地斜面必须采用螺栓连接,其横截面必须至少为 25 mm2。

电源线避雷器

为了在快速瞬变雷电故障后恢复架空线路上方的电力,使用了线路的自动重合闸装置(自动重合闸)。随着自动重合器作为防雷装置的成功运行,用户不会感觉到不超过0.2s的电源中断,不会影响其正常运行。

电缆密封套的两端都带有止动装置。

对电压为 0.38 / 0.22 kV 的消费网络进行特别小心的保护。这些网络通常是空中的,它们的设计最容易受到大气浪涌的影响,因为它们高于所有其他结构并穿过开阔区域。


航线维护保障

低压网络配备了雷电保护装置,可将脉冲放电电流转移至地面。这使您可以保护人和动物,防止闪电引起的火灾及其对内部电线的渗透。

在低压电网中,所有相线和中性线的绝缘子的钩子或针脚均设有防雷接地连接。

接地也通过电线分接头连接到房屋或直接在建筑物的入口处提供。保护接地装置的电阻不得超过 30 欧姆。

在 10 / 0.4 kV 用户变电站中,连接到架空线路的低压绕组必须由避雷器保护。它们尽可能靠近变压器安装,并连接到变电站的公共接地电路。当变压器的功率为630 kVA及以上时,沿其延伸的线路进行两次额外的保护接地——在距离变电站50和100 m处具有规定的电阻值。

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