13.防雷及过电压保护 考试大纲要求 13.1了解电力系统过电压的种类和过电压水平; 132熟悉交流电气装置过电压保护设计要求及限制 措施; 13.3掌握建筑物防雷的分类及措施; 13.4掌握建筑物防雷设计的计算方法和设计要求
13． 防雷及过电压保护 一、考试大纲要求 13.1 了解电力系统过电压的种类和过电压水平； 13.2 熟悉交流电气装置过电压保护设计要求及限制 措施； 13.3 掌握建筑物防雷的分类及措施； 13.4 掌握建筑物防雷设计的计算方法和设计要求
本章相关规程规范 1.《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 DL/6202.《建筑物防雷设计规范》GB50057 2.《高压输变电设备的绝缘配合》GB311.1 3.《建筑物电气装置》GB/T168951(第4部分:安 全防护第44章:过电压保护第446节:低压电气装 置对高压接地系统接地故障的保护
二、本章相关规程规范 1.《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 DL/T6202.《建筑物防雷设计规范》GB50057 2.《高压输变电设备的绝缘配合》GB311.1 3.《建筑物电气装置》GB/T16895.11(第4部分：安 全防护第44章：过电压保护第446节：低压电气装 置对高压接地系统接地故障的保护)
13防雷及过电压保护 131电力系统过电压的种类和过电压水平 131.1系统运行中出现于设备绝缘上的电压 13.1.11系统运行中出现于设备绝缘上的电压有: (1)正常运行时的工频电压 (2)暂时过电压(工频过电压、谐振过电压) (3)操作过电压 (4)雷电过电压; 13.1.12相对地暂时过电压和操作过电压的标么 值如下: (1)工频过电压的10pu=Un/图 2)谐振过电压和操作过电压的10pu=U 注:Um为系统最高电压;pu为过电压标么值
13 防雷及过电压保护 13.1电力系统过电压的种类和过电压水平 13.1.1系统运行中出现于设备绝缘上的电压 13.1.1.1系统运行中出现于设备绝缘上的电压有: （1）正常运行时的工频电压； （2）暂时过电压（工频过电压、谐振过电压）; （3）操作过电压； （4）雷电过电压； 13.1.1.2相对地暂时过电压和操作过电压的标么 值如下： （1）工频过电压的1.0p.u=Um / ； （2）谐振过电压和操作过电压的1.0p.u.= Um / 注：Um为系统最高电压；p.u.为过电压标么值。 3 2 3
13.1.13系统最高电压的范围: (1)范围I,3.6252kV。 系统的标称电压(Un)和系统最高工作电压 U)见13-1 表13-1系统标称电压和系统最高工作电压单位:kV(有效值 Un3610203566110220330500 Un367.2122440.572.5126252363550 1312电气设备在运行中承受的过电压(略) 1313电力系统的过电压水平 131.3.1工频过电压的允许水平
13.1.1.3系统最高电压的范围： （1）范围Ⅰ，3.6≤Um ≤252 kV； （2）范围Ⅱ，Um >252 kV。 系统的标称电压（Un）和系统最高工作电压（ Um）见13-1 表13-1 系统标称电压和系统最高工作电压 单位：kV（有效值） Un 3 6 10 20 35 66 110 220 330 500 Um 3.6 7.2 12 24 40.5 72.5 126 252 363 550 13.1.2电气设备在运行中承受的过电压（略） 13.1.3电力系统的过电压水平 13.1.3.1工频过电压的允许水平
110kV及以下电力系统的工频过电压一般不超过 下列数值: 110kV 1.3p.u 35-66kV pu 3-6kV 1.1圈p.u 13.1.32操作过电压的允许水平 目前,在选择配电装置及电气绝缘水平时,计算 用操作过电压水平如下 相对地:110kV(直接接地系统)30p.u 66kV及以下(除低电阻接地系统外的非直接接 地系统)40pu 35kV及以下(低电阻接地系统) 3.2p.u 相间:3~110kV相间操作过电压取相对地过电压 的1.5倍
110kV及以下电力系统的工频过电压一般不超过 下列数值： 110kV 1.3p.u. 35-66 kV p.u. 3-6 kV 1.1 p.u. 13.1.3.2操作过电压的允许水平 目前，在选择配电装置及电气绝缘水平时，计算 用操作过电压水平如下： 相对地：110kV（直接接地系统） 3.0p.u. 66kV及以下（除低电阻接地系统外的非直接接 地系统） 4.0p.u. 35kV及以下（低电阻接地系统） 3.2p.u. 相间：3~110kV相间操作过电压取相对地过电压 的1.5倍。 3 3
132交流电气装置过电压保护设计要求及限制措 施 1321雷电过电压及其对保护设计的要求 13211雷电过电压 (1)设计和运行中应考虑直接雷击、雷电反击 和感应雷电过电压对电气装置的危害 (2)架空线路上的雷电过电压。 1)距架空线路S>65m处,雷云对地放电时,线 路上产生的感应过电压最大值可按式(13--1)计 算 U≈25 (13-2-1) 式中U雷击大地时感应过电压最大值,kV Ⅰ雷电流幅值(一般不超过100),kA
13.2交流电气装置过电压保护设计要求及限制措 施 13.2.1雷电过电压及其对保护设计的要求 13.2.1.1雷电过电压 （1）设计和运行中应考虑直接雷击、雷电反击 和感应雷电过电压对电气装置的危害。 （2）架空线路上的雷电过电压。 1）距架空线路S>65m处，雷云对地放电时，线 路上产生的感应过电压最大值可按式（13-2-1）计 算 Ui ≈25 （13-2-1） 式中Ui——雷击大地时感应过电压最大值，kV ； I——雷电流幅值（一般不超过100），kA S Ih c
h导线平均高度,m; S雷击点与线路的距离,m。 线路上的感应过电压为随机变量,其最大值可达 300-400kV,一般仅对35kV及以下线路的绝缘有 定威胁 2)雷击架空线路导线产生的直击雷过电压,可 按式(13-2-2)确定 U≈100I (13-2-2) 式中U雷击点过电压最大值,kV 雷直击导线形成的过电压易导致线路绝缘闪络 架设避雷线可有效地减少雷直击导线的概率。 3)因雷击架空线路避雷线、杆顶形成作用于线 路绝缘的雷电反击过电压,与雷电参数、杆塔型式 高度和接地电阻等有关
hc——导线平均高度，m； S——雷击点与线路的距离，m。 线路上的感应过电压为随机变量，其最大值可达 300~400 kV，一般仅对35 kV及以下线路的绝缘有 一定威胁。 2）雷击架空线路导线产生的直击雷过电压，可 按式（13-2-2）确定 Us ≈100I （13-2-2） 式中Us——雷击点过电压最大值，kV。 雷直击导线形成的过电压易导致线路绝缘闪络。 架设避雷线可有效地减少雷直击导线的概率。 3）因雷击架空线路避雷线、杆顶形成作用于线 路绝缘的雷电反击过电压，与雷电参数、杆塔型式 、高度和接地电阻等有关
宜适当选取杆塔接地电阻,以减少雷电反击过电 压的危害。 (3)变电所内的雷电过电压来自雷电对配电装 置的直接雷击、反击和架空进线上出现的雷电侵入 波 13.2.1.2变电所的直击雷过电压保护 (1)变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针 或避雷线。下列设施应设直击雷保护装置: 1)屋外配电装置; 2)油处理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管 道、装卸油台、易燃材料仓库等建筑物; 3)乙炔发生站、制氢站、露天氢气罐、氢所罐 储存室、天然气调压站、天然气架空管道及其露天 贮罐
宜适当选取杆塔接地电阻，以减少雷电反击过电 压的危害。 （3）变电所内的雷电过电压来自雷电对配电装 置的直接雷击、反击和架空进线上出现的雷电侵入 波。 13.2.1.2变电所的直击雷过电压保护 （1）变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针 或避雷线。下列设施应设直击雷保护装置： 1）屋外配电装置； 2）油处理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管 道、装卸油台、易燃材料仓库等建筑物； 3）乙炔发生站、制氢站、露天氢气罐、氢所罐 储存室、天然气调压站、天然气架空管道及其露天 贮罐
(2)为保护其他设备而装设的避雷针,不宜装 在独立的控制室和35kV及以下变电所的屋顶上 但有用钢结构或钢筋混凝土结构等有屏蔽作用的建 筑物的车间变电所可不受此限制 (3)露天布置的GS的外壳不需装设直击雷保护 装置,但应接地。 (4)变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及变电 所内主设备或严重影响供电的建筑物(如制氢站 露天氢气贮罐、氢气罐储存室、易燃油泵房、露天 易燃油贮罐、架空易燃油管道、装卸油台和天然气 管道以及露天天然气贮罐等),应用独立避雷针保 护,并应采取防止雷电感应的措施 (5)13.,2.1.2(1)中所述设施上的直击雷保护 装置包括兼作接闪器的设备金属外壳、电缆金属
（2）为保护其他设备而装设的避雷针，不宜装 在独立的控制室和35kV及以下变电所的屋顶上。 但有用钢结构或钢筋混凝土结构等有屏蔽作用的建 筑物的车间变电所可不受此限制。 （3）露天布置的GIS的外壳不需装设直击雷保护 装置，但应接地。 （4）变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及变电 所内主设备或严重影响供电的建筑物（如制氢站、 露天氢气贮罐、氢气罐储存室、易燃油泵房、露天 易燃油贮罐、架空易燃油管道、装卸油台和天然气 管道以及露天天然气贮罐等），应用独立避雷针保 护，并应采取防止雷电感应的措施。 （5）13.2.1.2（1）中所述设施上的直击雷保护 装置包括兼作接闪器的设备金属外壳、电缆金属
外皮、建筑物金属构件等,其接地可利用变电所的 主接地网,但应在直击雷保护装置附近装设集中接 地装置。 (6)独立避雷针(线)宜设独立的接地装置。在 非高土壤电阻率地区,其接地电阻不宜超过10g2 当有困难时,该接地装置可与主接地网连接,但避 雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备 与主接地网的地下连接点之间,沿接地体的长度不 得小于15m 独立避雷针不应设在人经常通行的地方,避雷针及 其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m, 否则应釆取均压措施,或铺设砾石或沥青地面,也 可铺设混凝土地面 (7)110kV配电装置,一般将避雷针装在配电装
外皮、建筑物金属构件等，其接地可利用变电所的 主接地网，但应在直击雷保护装置附近装设集中接 地装置。 （6）独立避雷针（线）宜设独立的接地装置。在 非高土壤电阻率地区，其接地电阻不宜超过10Ω。 当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，但避 雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备 与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不 得小于15m。 独立避雷针不应设在人经常通行的地方，避雷针及 其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m， 否则应采取均压措施，或铺设砾石或沥青地面，也 可铺设混凝土地面。 （7）110kV配电装置，一般将避雷针装在配电装