1.避雷针
原理:静电感应时,导体尖端总是聚集了最多的电荷。由于避雷针针头是尖的。所以在雷雨天气时,避雷针和高楼顶部都会被感应上大量电荷。当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体。带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的,避雷针就可以把云层上的电荷导入大地。
避雷针的保护范围——被保护物体在此空间内不遭受直接雷击。
定向高度H——雷光导致电发到距离地面某一高度H,才会在一定范围内受避雷针影响通过避雷针放电。H避雷针高度
H≤30m h≈20h h>30m H≈600m
被保护物体的高度Kx,避雷针有效高度 ha=h-hx
避雷针保护半径
避雷针高度影响系数P。
H≤30m时 P=1 30≤h≤120m
2.避雷线
避雷线又称架空地线,其原理和避雷针相同,主要用于架空输电线保护发电厂、变电所。
处于较高的位置承受雷电,从而保护电线。
分流作用:减小流经杆塔入地的雷电流,从而降低塔顶电位。
耦合作用:减小经杆塔入地的雷电流,从而降低塔的地位。
避雷线保护范围
rx=0.47(h-hx)p hx≥h/2
rx=(h-1.35hx) p hx<h/2
保护角——表示避雷线对导线的保护程度,避雷线与外侧导线之间的夹角杆塔设计山区采用小保护角。
为降低损耗,采用避雷线绝缘子——小间隙接地,运行时避雷线对地绝缘,雷击时间隙击穿,避雷线接地。
避雷线保护范围
3.避雷器
接地装置一一特意埋设于地下的一组导体,减小避雷针(线、器)与大地之间的电阻值,降低雷电冲击电压幅值,专门限制线路穿来的雷电过电压或操作过电压的一种电气设备。
保护原理不同于前两种,实质上是一种放电,限制电压幅值。
基本要求:
① 具有良好的伏秒特性,较小的冲击系数,易于实现合理的绝缘配合。
②具有较强的快速切断工频续流,快速自动恢复绝缘强度的能力。
一带内冲击电压下放电——系统对地短路——避雷器中形成工频短路接地电流工频续流。工频续流——电弧放电形式存量。要求避雷器在第一次电流过0时即应切断工频续流,使电力交流能正常工作。
类型:保护间隙,排气式避雷器(管式避雷器),阀型避雷器,全屋氧化场避雷器。
4. 接地装置
埋入地中金属接地体
作用:降低接地电阻
接地电阻——接地点电位与接地电流比值。
接地阻抗——大地阻抗效应的总和。
工作接地:作用是稳定电网的对地电位,降低电气设备的绝缘水平,是系统的中位点,接地电阻一般为0.5-5Ω
保护接地:作用是保护人身安全,如外壳接地1 -10
防雷接地:输电铁塔避雷针下的接地装置——作用降低雷电过时避雷针(线)或避雷器顶部的电压。