DQZHAN技术讯：防雷设备和电抗器知识分享
1．什么叫过电压？过电压是如何分类的？
由于雷电放电、系统中操作、故障或其它原因，在电力系统中的某些部分的电压可能异常升高，有时可能大大超过电气设备正常运行的额定电压，使设备绝缘造成损坏。电力系统中这种危及绝缘的电压升高，称为过电压。
过电压按其能量来源的不同，可分为大气过电压和内部过电压两种。
大气过电压是由于雷击电力系统设施、雷电感应或雷电过电压沿线路侵袭至变电所造成的，称为直击雷过电压、感应雷过电压和高电位侵入。由于其能量来源于电力系统之外，故又称为外部过电压。大气过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，与电网的额定电压无直接关系。这类过电压具有脉冲性质，持续时间一般只有十几微秒左右，然而其造成的危害却甚大。
内部过电压按其电磁振荡的起因、性质和形式的不同，可分为工频过电压、操作过电压、事故过电压和谐振过电压。现将过电压的分类详列如下：
2．什么叫做操作过电压？产生操作过电压的原因有哪些？
伴随着电力系统中断路器或隔离开关的正常操作或切换故障的操作，在系统的相与地间、相与相间以及断路器或隔离开关的两触头间所产生的过电压，称为操作过电压。
产生操作过电压的原因，是由于电力系统的许多设备都是储能元件，在断路器或隔离开关开断的过程中，储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量（电能）发生了转换、过渡的振荡过程，由振荡而引起过电压。
操作过电压的特点是持续的时间通常比雷电过电压长，而又比暂态过电压短。一般在数百微秒到100ms之间，并且衰减的很快。通常可以利用标准操作冲击波来模拟。
3．雷电是怎样形成的？危害有哪些？
雷电是大气中的一种放电现象。雷雨季节中，雷云在形成过程中与空气强烈的摩擦而聚集起电荷，当带电的云块临近地面时，对大地就有静电感应作用，此时云块下的大地感应出与雷云异性的电荷，两者就组成了一个巨大的“电容器”。雷云中的电荷分布是不均匀的，雷云各处对地的电场强度也是不同的。当云中电荷密集处的电场强度达到25－30kV/cm时，就会击穿附近空气的绝缘强度，云对地就会发生先导放电。当先导放电的通路到达大地时，大地和云就产生强烈的“中和”，出现极大的电流，称为主放电。主放电的温度有20000℃，会产生耀眼的闪光，使空气急剧膨胀，发出震耳的轰鸣声（即雷声）。主放电的时间极短，约30~50μs，电流从数千安到数百千安，其波前时间仅1~4μs，陡度在7．kA／μs左右。
雷电的危害很大。其危害方式有：
（l）直击雷 当雷电直接通过房屋、树木、杆塔、天线等物体时，强大的雷电流将烧毁这些物体。雷电流通过这些物体和土壤时产生的电压降落就是雷电高压。它对周围的物体及人畜会造严重损伤。雷直接袭击输电导线会产生直击雷过电压，可能引起相间绝缘闪络。雷电直击避雷线或杆塔时，雷电流在其波阻抗及接地电阻止产生的电压降过高时，会击穿它与导线间的绝缘，在导线上产生反击过电压而造成损害。
（2）感应雷 雷击的先导阶段，在附近的杆塔、避雷线和经变压器中性点接地的输电导线上会感应出异性的束缚电荷。如果输电线路附近的地面遭到雷击，束缚电荷在雷击主放电阶段突然变为自由电荷，它向两侧沿导线以光速移动而形成过电压，称为感应过电压。其幅值可能达到300－500kV，能引起110kV以下的设备绝缘闪络。此外，雷电主放电电流的磁场变化也会在输电导线上感应出过电压，这种过电压一般很小。
高电位侵入是指雷电过电压沿着架空线路侵入��配电所或用户的高电位（雷电波）。这种高电位可由于线路上遭受直击雷或发生感应雷而产生。据统计，电力系统中由于高电位侵入而造成的雷害事故占雷害事故一半以上，比例相当大。因此，对高电位侵入的防护应该予以相当的重视。
4．什么叫接闪器？常用的接闪器有哪些？
所谓接闪器就是专门用来直接接受雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属杆，称为避雷针；接闪的金属线称为避雷线；接闪的金属带、金属网称为避雷带、避雷网；所有接闪器均应经过接地引下线与接地体相连。
（1）避雷针 利用**放电原理来防止雷云对建筑物、构筑物的雷电直击。
（2）避雷线 通常设置在架空线路的顶端，即架空又接地，所以又称为架空地线。
（3）避雷带和避雷网 与避雷线相似，设置于建筑物的顶上及周围。
（4）避雷器及放电间隙 为防止直击雷、感应雷沿线路侵袭至变配电所设备的高电位损害而设置的放电通路。
5．管型避雷器的作用是什么？其基本结构如何？
管型避雷器一般应用在线路上。在变配电所内一般采用阀型避雷器。
管型避雷器由产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成，如图所示。
产气管由纤维、有机玻璃或塑料制成。内部间隙装在产气管的内部，一个电极为棒形，另一个电极为环形如图所示。图中的S1就是管型避雷器的内部间隙。
外部间隙装在管型避雷器与带电的线路之间，如图67中，当线路上遭到直击雷或感应雷时，大气过电压使管型避雷器的内部间隙和外部间隙击穿，强大的雷电流通过接地装置流入大地。但是，随之而来的是电网中的工频续流，其值也很大。雷电流和工频续流在管子内部间隙上发生强烈的电弧，使管内壁的材料燃烧，产生大量的灭弧气体。由于管子容积很小，这些气体的压力很大，高压气体急速从管开口端喷出，强烈吹弧，在工频电流过零时，电弧熄灭。这时，外部间隙S2的空气恢复了绝缘，使管型避雷器与系统隔离，恢复系统的正常运行。
为了保证管型避雷器可靠地工作，在选择管型避雷器时，开断续流的上限应不小于安装处短路电流*大有效值（不考虑非周期分量）；开断电流的下限，应不大于安装处短路电流的可能*小值（不考虑非周期分量）。
管型避雷器外部间隙的*小值为： 3kV， 8mm； 6kV； 10 mm；10kV，15mm。
6．什么是磁吹阀式避雷器？其特点有哪些？
磁吹阀式避雷器主要是由磁吹型火花间隙和高温阀片组成。
磁吹间隙又分为拉长电弧型和旋转电弧型两种。其基本原理都是利用长久磁铁的磁场与工频续流相互作用，使电弧拉长或旋转，以达到将电弧分割和冷却并产生强烈的去游离作用而灭弧的。
磁吹阀式避雷器的放电电压低、残压低、而且涌流容量大，可以很好地实现绝缘配合。它可以用于某些储能较大设备的内部过电压防护，同时可以降低对被保护设备的绝缘要求。磁吹阀式避雷器常用于旋转电机的过电压保护。
7．变（配）电所有哪些防雷措施？
变（配）电所的防雷措施通常应考虑以下几方面：
（l）装设避雷针
避雷针可做为对整个建筑物或构筑物的直击雷防护。
避雷针可单独立杆，也可利用户外配电装置的构架或投光灯的灯塔。但变压器的门型构架不能用来装设避雷针，以免雷击产生的过电压对变压器进行**放电。
（2）高压侧装设阀型避雷器和保护间隙
这主要是用来保护主变压器，以免高电位沿高压线路侵入变电所这一*重要的设备。为此，要求避雷器和保护间隙应尽量靠近变压器安装，其接地线应与变压器的低压倒中性点以及变压器的金属外壳三位一体共同接地，如图6－12所示。
10kV配电装置对高电位侵入的防护接线如图6－13所示。通常在每路进线终端和母线上，均装有阀型避雷器。如果进线是具有一段电缆的架空线路，则阀型避雷器或管型避雷器应装设在架空线路终端头处。
（3）低压侧装设阀型避雷器和保护间隙
这种方法主要是在多雷区用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器的绝缘。当变压器低压倒中性点为不接地的运行方式时，中性点也应加装避雷器和保护间隙。
