過電壓及防雷保護變電所的進線段保護進線段保護在變電所1-2km的一段線上加強防雷保護措施作用：降低通過避雷器的雷電流

減小侵入波的陡度進線段保護要求未沿全線架設避雷線的35kV～110kV架空送電線路避雷線保護角宜不超過20°，最大不應超過30°35kV～110kV變電所的進線段保護接線進線段保護要求110kV及以上有避雷線架空送電線路進線段為2km耐雷水平應達到規(guī)程要求的最大值來波陡度a不超過允許值進線段保護計算

進線段外落雷時各級變電所流經避雷器的雷電流最大計算值額定電壓（kV）避雷器型號殘壓Ur最大值（kV）線路絕緣的U50%（kV）IF最大值（kA）35Y5W-41/1301303501.43110Y5W-100/2602607002.85220Y5W-200/520Y10W-200/496520496（10kA）1200~14104.7~5.754.76~5.81330Y10W5-300/693693（10kA）16456.49500Y10W5-444/995995（10kA）2060~23107.81~9.06進入變電所雷電流波陡度的計算

空間陡度

35kV小容量變電所的簡化進線保護35kV小容量變電所的簡化進線保護通過本知識點的學習，使學生掌握不同電壓等級變電所的進線段保護，會計算最不利情況下雷電流及其陡度。過電壓及防雷保護變電所如何架設避雷針避雷針避雷針獨立避雷針構架避雷針獨立避雷針

獨立避雷針

獨立避雷針

獨立避雷針

構架避雷針應用范圍：110kV及以上變電所要求：構架附近埋設輔助集中接地裝置，與重要又絕緣較弱的設備接地點沿接地體的距離不少于15m構架避雷針變壓器的門型框架不允許裝設避雷針（線）110kV及以上的配電裝置可以將線路避雷線引至出線門則架上；但在土壤電阻率大于1000Ω·m的地區(qū)，應加設集中接地裝置發(fā)電廠廠房一般不裝避雷針通過本知識點的學習，使學生掌握避雷針的裝設原理，會計算避雷針與被保護設備之間的最小距離。過電壓及防雷保護侵入波過電壓的防護侵入波過電壓的防護雷擊輸電線路后產生雷電波侵入發(fā)電廠、變電所侵入波過電壓的防護措施：安裝避雷器裝設可靠的進線段保護安裝避雷器避雷器與被保護設備連接在一起由避雷器的沖擊放電電壓和殘壓來決定避雷器上的電壓，即作用在被保護設備上的電壓避雷器與被保護設備之間有一定的距離被保護設備上的電壓與避雷器的殘壓存在差別，安裝避雷器

避雷器上的電壓

避雷器上的電壓

變壓器上的電壓

變壓器上的電壓

電壓波形(a)避雷器上的電壓

(b)變壓器上的電壓

變壓器上實際所受電壓的典型波形變壓器上實際所受電壓的典型波形最大允許電氣距離

最大允許電氣距離系統(tǒng)標稱電壓（kV）進線長度（km）進

線

路

數123≥411011.525590125851201701051452051151652302202

125195235265330290140170190注：本表也適用于電站碳化硅磁吹避雷器(FM)的情況。

金屬氧化物避雷器至主變壓器間的最大允許電氣距離（單位：m）降低被保護設備上過電壓的措施降低避雷器的殘壓限制雷電波陡度減少避雷器和被保護設備的電氣距離通過本知識點的學習，使學生掌握發(fā)電廠、變電所侵入波過電壓的防護措施及其原理，會計算避雷器和被保護設備最大允許電氣距離。過電壓及防雷保護直擊雷過電壓的防護直擊雷過電壓的防護目的：避免雷擊導致發(fā)電廠、變電所的重要電氣設備損壞，造成大面積停電，嚴重影響國民經濟和人民生活來源：一是雷直擊于發(fā)電廠、變電所；二是雷擊輸電線路后產生的雷電波沿該導線侵入發(fā)電廠、變電所直擊雷過電壓的防護避雷針避雷線良好的接地網避雷針（線）的裝設原則所有設備均在保護范圍內雷擊避雷針（線）后，避雷針（線）不對被保護設備放電雷擊避雷針（線）后，避雷針（線）接地裝置不與被保護設備的接地裝置放電避雷針避雷針獨立避雷針構架避雷針獨立避雷針35kV及以下電壓等級的變電所和構架附近和土壤電阻率較大的地區(qū)（

大于2000Ω·m）特點：避雷針接地轉置與主接地網有足夠距離架空避雷線避雷線兩端接地避雷線一端經配電裝置構架接地，一端絕緣通過本知識點的學習，使學生掌握直擊雷保護措施，避雷針或避雷線裝設方式、原則和應用范圍，為后續(xù)課程打基礎。過電壓及防雷保護普通三繞組變壓器的防雷保護問題三/雙繞組變壓器運行情況雙繞組變壓器在正常運行時，高、低壓側斷路器都是閉合的，兩側都有避雷器保護。三繞組變壓器正常運行時可能出現(xiàn)高、中壓繞組工作而低壓繞組開路的情況三繞組變壓器運行情況在低壓側開路，高壓或中壓側有雷電侵入波作用，由于低壓繞組對地電容較小，開路的低壓繞組上的靜電感應分量可達很高的數值，將危及絕緣為了限制這種過電壓，在低壓繞組直接出口處對地處加裝避雷器即可，當低壓繞組接有25m以上金屬外皮電纜時，因對地電容增大，可不必再裝避雷器通過本知識點的學習，使學生理解普通三繞組變壓器的防雷保護及避雷器裝設在低壓繞組出口處的原因。過電壓及防雷保護氣體絕緣變電所的防雷保護氣體絕緣變電所氣體絕緣變電所(GIS)是將除變壓器以外變電所內的高壓電器設備及母線封閉在一個接地的金屬殼內，殼內充以3~4個大氣壓的SF6氣體作為相間及相對地的絕緣。氣體絕緣變電所優(yōu)點：體積小，占地面積小，維護工作量小，不受周圍環(huán)境條件影響，對環(huán)境無電磁干擾，運行性能可靠GIS變電所防雷保護特點GIS絕緣具有比較平坦的伏秒特性其沖擊系數約為1.2~1.3，其雷電沖擊絕緣水平與操作沖擊絕緣水平比較接近，而且負極性擊穿電壓比正極性擊穿電壓低，因此，GIS變電所的絕緣水平主要決定于雷電沖擊水平，需采用性能優(yōu)異的金屬氧化物避雷器加以保護GIS變電所防雷保護特點GIS變電所的波阻抗小GIS變電所的波阻抗一般在60~100Ω，約為架空線路的1/5，雷電侵入波從架空線路傳入GIS，折射系數較小，折射電壓也就較小GIS變電所防雷保護特點GIS變電所結構緊湊，各電氣設備之間的距離較小，避雷器離被保護設備較近，因此可使雷電過電壓限制在更低的水平GIS變電所防雷保護特點

絕緣配合上留有足夠的裕度GIS絕緣中完全不允許產生電暈，因為一旦產生電暈，絕緣會立即發(fā)生擊穿，這樣將會導致整個GIS變電所絕緣的破壞。GIS變電所防雷保護特點受外界環(huán)境影響小，對導體和內壁要求高由于GIS變電所的封閉性，所以電氣設備不會因受大氣污穢、降水等的影響而降低絕緣強度。GIS變電所防雷接線無電纜段進線的GIS保護接線GIS變電所防雷接線三芯電纜段進線的GIS變電所保護接線GIS變電所防雷接線單芯電纜段進線的GIS變電所保護接線通過本知識點的學習，使學生了解氣體絕緣變電所及其防雷保護，了解有電纜進線段和無電纜進線段的GIS變電所保護接線。過電壓及防雷保護旋轉電機的防雷保護問題旋轉電機旋轉電機包括發(fā)電機、調相機、大型電動機等，是電力系統(tǒng)的重要設備，要求具有十分可靠的防雷保護。旋轉電機的防雷保護特點絕緣水平低由于結構和工藝上的特點，在相同電壓等級的電氣設備中，旋轉電機的絕緣水平是最低的，它只能依靠固體介質絕緣，不能像變壓器那樣放在絕緣油中旋轉電機的防雷保護特點絕緣容易老化電機在運行中受到發(fā)熱、機械振動、臭氧、潮濕等因素的作用使絕緣容易老化。特別在槽口部分，電場極不均勻，在過電壓作用下容易受傷旋轉電機的防雷保護特點電機沖擊耐壓與避雷器的特性比較電機額定電壓（kV）電機出廠工頻試驗電壓（有效值，kV）電機出廠沖擊耐壓估計值（幅值，kV）同級變壓器出廠沖擊耐壓估計值（幅值，kV）運行中交流耐壓2.5Ue（幅值，kV）運行中直流耐壓2.5Ue（kV）相應的磁吹避雷器3kA殘壓（幅值，kV）相應的金屬氧化鋅避雷器3kA殘壓（幅值，kV）3.152Ue+110.343.56.77.99.57.86.32Ue+119.26013.415.81915.610.52Ue+334.08022.326.3312613.82Ue+343.310829.334.54034.215.752Ue+348.810833.439.44539旋轉電機的防雷保護特點絕緣配合裕度小保護旋轉電機用的磁吹避雷器(FCD型)的保護性能與電機絕緣水平的配合裕度很小，電機出廠沖擊耐壓值與磁吹避雷器殘壓勉強相配合，金屬氧化鋅避雷器殘壓則勉強能與運行中的直流耐壓值相配合旋轉電機的防雷保護特點必須將侵入波陡度限制在5kV/μs以下由于電機繞組的匝間電容K很小，所以當沖擊波作用時，匝間所受電壓為

，要使該電壓低于電機繞組的匝間耐壓，必須把來波陡度a限制得很低，試驗結果表明，為了保護匝間絕緣必須將侵入波陡度限制在5kV/μs以下旋轉電機的防雷保護特點中性點一般不接地電機繞組中性點一般是不接地的，三相進波時在直角波頭情況下，中性點電壓可達進波電壓的兩倍，因此必須對中性點采取保護措施直配電機和非直配電機電機不經變壓器直接與架空配電線連接的稱為直配電機，經過變壓器后再與架空線路連接的稱為非直配電機。直配電機直接受雷電侵入波的作用，可靠性比非直配電機差，故我國規(guī)定，單機容量為60MW以上的電機不允許采取直配方式。直配電機防雷保護直配電機防雷保護主絕緣匝間絕緣中性點絕緣直配電機防雷保護直配電機防雷保護避雷器保護電容器保護進線段保護電抗器保護