避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時,避雷器首先放電,并將雷電流經過良導體安全的引入大地,利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下,使電氣設備受到保護。
避雷針原理
在雷雨天氣,我們有時會—看到一些些參天大樹被雷電擊倒,而周圍的一些高塔、高樓等高層建筑卻安然無恙.這是什么原因呢?
這些參天大樹由于受到帶大量電荷的云層的感應,也帶上大量電荷,積累的電荷過多時,樹就被擊倒.
在同樣倩況下,高層建筑安然無恙恐怕要歸功于避雷針了.在許多高塔上都有于個金屬做的、狀如繡花針、針頭向上直立的東西,這就是避雷針.
那么,這狀如繡花針、貌不驚人的東西為什么會有這么大的作用,能“避雷”呢?
其實,避雷針應叫“引雷針”才合適.
在雷雨天氣,高樓上空出現帶電云層時,迅雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷,由于避雷針針頭是尖的,而靜電感應時,導體尖端總是聚集了最多的電荷.這樣,避雷針就聚集了大部分電荷.避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器,由于它較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少.而它又聚集了大部分電荷,所以,當云層上電荷較多時,避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿,成為導體.這樣,帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的.避雷針就可以把云層上的電荷導人大地,使其不對高層建筑構成危險,保證了它的安全.
能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起系統接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備并聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限制過電壓幅值,保護設備絕緣;電壓值正常后,避雷器又迅速恢復原狀,以保證系統正常供電。
1正常情況下,導線與地絕緣 2當Uo>U時,避雷器擊穿動作,雷電流經火花間隙閥片電阻泄入大地,此時電流大,電阻小,殘壓較低,保護了電氣設備3過電壓消失后,工頻電流流入,此時電流小,電阻大,將電流限制在80A以下,當電流過零時,將電弧熄滅,使系統恢復絕緣。
現在的閥型避雷器的基本元件是火花間隙和氧化鋅閥片,裝在密封的陶瓷內。正常電壓時,閥片的電阻很大,過電壓時,閥片的電阻變得很小。因此,閥型避雷器在線路上出現雷電過電壓時,其花火間隙擊穿,閥片能使雷電流迅速對大地泄放。但雷電過電壓一消失,線路上回復工頻電壓時,閥片便呈現很大的電阻,使火花間隙絕緣迅速恢復而切斷工頻續流,從而保證線路回復正常運行。
內間隙(又稱滅弧間隙)置于產氣材料制成的滅弧管內,外間隙將管子與電網隔開。雷電過電壓使內外間隙放電,內間隙電弧高溫使產氣材料產生氣體,管內氣壓迅速增加,高壓氣體從噴口噴出滅弧。
避雷器的原理:能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起系統接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備并聯,當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限制過電壓幅值,保護設備絕緣,電壓值正常后,避雷器又迅速恢復原狀,以保證系統正常供電。
避雷針原理
在雷雨天氣,我們有時會—看到一些些參天大樹被雷電擊倒,而周圍的一些高塔、高樓等高層建筑卻安然無恙.這是什么原因呢?
這些參天大樹由于受到帶大量電荷的云層的感應,也帶上大量電荷,積累的電荷過多時,樹就被擊倒.
在同樣倩況下,高層建筑安然無恙恐怕要歸功于避雷針了.在許多高塔上都有于個金屬做的、狀如繡花針、針頭向上直立的東西,這就是避雷針.
那么,這狀如繡花針、貌不驚人的東西為什么會有這么大的作用,能“避雷”呢?
其實,避雷針應叫“引雷針”才合適.
在雷雨天氣,高樓上空出現帶電云層時,迅雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷,由于避雷針針頭是尖的,而靜電感應時,導體尖端總是聚集了最多的電荷.這樣,避雷針就聚集了大部分電荷.避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器,由于它較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少.而它又聚集了大部分電荷,所以,當云層上電荷較多時,避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿,成為導體.這樣,帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的.避雷針就可以把云層上的電荷導人大地,使其不對高層建筑構成危險,保證了它的安全.
作用
裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎一金屬棒,棒下端連一條足夠粗的銅線,銅線下端連一塊金屬板埋入地下深處潮濕處。金屬棒的上端須是一個尖頭或分叉為幾個尖頭。有了這樣的裝置,當空中有帶電的云時。避雷針的尖端因靜電感應就集中了異種電荷,發生尖端放電,與云內的電相中和,避免發生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方面。但這種作用頗慢,如果云中積電很快,或一塊帶有大量電荷的云突然飛來,有時來不及按上述方式中和,于是有強烈的放電,加雷電仍會發生。但這時由于避雷針高過周圍物體,它的尖端又集中了與云中電異號的電荷,如果雷電是在云和地面物之間發生,放電電流主要通過避雷針流入大地,因此,不會打在房屋或附近人的身上,只會打在避雷針上了。由此可見,避雷針的尖端放電作用會減少地面物與云之間打雷的可能性;到了不可避免時,它自己就負擔了雷的打擊,房屋與人得到了安全。
由于避雷針的構造和作用,我們要特別注意保持避雷針的良好導電性。一旦有一處聯接不好,或斷了,斷口以上的一段就成為一個隔離的導電系統。當云中有電荷時,這隔出的部分上部感應出與云中電異號的電荷,而下部感應出與云中電同號的電荷,如果上部和云中電起放電作用時,強大的放電電流只能通過建筑物放出大量熱量,于是引起雷擊。這樣不但不能避雷,反而還招來雷禍。為防意外,高大建筑物最好豎起幾條避雷針。另外,每一又避雷針只能保護一定的建筑面積。對于較大的建筑物也需要豎起幾條避雷針。
能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起系統接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備并聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限制過電壓幅值,保護設備絕緣;電壓值正常后,避雷器又迅速恢復原狀,以保證系統正常供電。
避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化硅避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。管式避雷器主要用于變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。碳化硅避雷器廣泛應用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣。氧化鋅避雷器由于保護性能優于碳化硅避雷器,正在逐步取代后者,廣泛應用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣,尤其適用于中性點有效接地的 110千伏及以上電網。
避雷器
surge arrester
一種能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起系統接地短路的電器裝置(見圖)。避雷器通常接于帶電導線和地之間,與被保護設備并聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限制過電壓幅值,保護設備絕緣;當電壓值正常后,避雷器又迅速恢復原狀,以保證系統正常供電。
最原始的避雷器是羊角形間隙,出現于19世紀末期,用于架空輸電線路,防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電,故稱“避雷器”。20世紀20年代,出現了鋁避雷器,氧化膜避雷器和丸式避雷器。30年代出現了管式避雷器。50年代出現了碳化硅避雷器。70年代又出現了金屬氧化物避雷器。現代高壓避雷器,不僅用于限制電力系統中因雷電引起的過電壓,也用于限制因系統操作產生的過電壓。
避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化硅閥式避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。
管式避雷器 其結構原理見圖。內間隙(又稱滅弧間隙)置于產氣材料制成的滅弧管內,外間隙將管子與電網隔開。雷電過電壓使內外間隙放電,內間隙電弧高溫使產氣材料產生氣體,管內氣壓迅速增加,高壓氣體從噴口噴出滅弧。管式避雷器具有較大的沖擊通流能力,可用在雷電流幅值很大的地方。但管式避雷器放電電壓較高且分散性大,動作時產生截波,保護性能較差。主要用于變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。
碳化硅避雷器 其基本工作元件是疊裝于密封瓷套內的火花間隙和碳化硅閥片(電壓等級高的避雷器產品具有多節瓷套)。火花間隙的主要作用是平時將閥片與帶電導體隔離,在過電壓時放電和切斷電源供給的續流。碳化硅避雷器的火花間隙由許多間隙串聯組成,放電分散性小,伏秒特性平坦,滅弧性能好。碳化硅閥片是以電工碳化硅為主體,與結合劑混合后,經壓形、燒結而成的非線性電阻體,呈圓餅狀。碳化硅閥片的主要作用是吸收過電壓能量,利用其電阻的非線性(高電壓大電流下電阻值大幅度下降)限制放電電流通過自身的壓降(稱殘壓)和限制續流幅值,與火花間隙協同作用熄滅續流電弧。碳化硅避雷器按結構不同,又分為普通閥式和磁吹閥式兩類。后者利用磁場驅動電弧來提高滅弧性能,從而具有更好的保護性能。碳化硅避雷器保護性能好,廣泛用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣。
金屬氧化物避雷器 其基本工作元件是密封在瓷套內的氧化鋅閥片。氧化鋅閥片是以ZnO為基體,添加少量的 Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等制成的非線性電阻體,具有比碳化硅好得多的非線性伏安特性,在持續工作電壓下僅流過微安級的泄漏電流,動作后無續流。因此金屬氧化鋅避雷器不需要火花間隙,從而使結構簡化,并具有動作響
避雷針,又名防雷針,是用來保護建筑物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一根金屬棒,用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來,利用金屬棒的尖端放電,使云層所帶的電和地上的電逐漸中和,從而不會引發事故