避雷器与浪涌保护器

避雷器和电涌保护器运用说明避雷器和电涌保护器运用说明 目录目录 一、一、 定义定义 二、二、 防雷器与浪涌保护器的比较防雷器与浪涌保护器的比较 三、三、 线路避雷器运用及其说明线路避雷器运用及其说明 四、四、 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 五、五、 参考依据与文献参考依据与文献 一、定义 1. 1.避雷器避雷器 避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。 当沿线路传入 变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时， 避雷器首先放电，并将 雷电流经过良导体安全的引入大地， 利用接地装置使雷电压幅值限制 在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。 2.2.浪涌保护器浪涌保护器 也叫防雷器，是一种为各种电力设备、仪器仪表、通讯线路等提 供安全防护的装置。 当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然 产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流， 从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。 从以下资料可以看出，浪涌保护器也是防雷器的一种，但是 有很大的区别。 二、避雷器与浪涌保护器的比较 避雷器避雷器指建筑物避雷器，与避雷针、接地排等一起形成一个法拉 第笼， 防止建筑物被损坏， 避雷器的基本原理是把雷击电磁脉冲(LEMP) 导入地进行消解。 但是为什么在安装避雷器后仍有大量的建筑物及其 里面的设备被雷击损坏呢? 首先，避雷器避雷器的导线采用铜铁合金，因此其导线性能是有限的， 反应速度仅为 200 微妙(uS)。而 LEMP 的半峰速度(能量达到最大值) 为 20 微妙(uS)，也就是说 LEMP 的速度快于避雷器，这样避雷器把第 一次直击雷导入地后，对于二次雷、三次雷往往反应不过来，直接泄 漏打在设备上。也就是说，避雷器对二次雷、三次雷几乎不起作用。 其次，LEMP 导入地后，会从地返回形成感应雷。感应雷会从所 有含有金属的导线上泄漏到设备(网线、 电源线、 信号线、 传输线等)。 由于避雷器是单向作用的，因此它对感应雷不起作用， 感应雷可以直 接打坏设备。更何况，导线部分往往不会安装避雷器。 再次，浪涌只有 20%来自雷击等外部环境，80%来自系统内部运 行，避雷器对这 80%80%是不起任何作用的。 根据分析来回答电涌保护器电涌保护器(SPD，有的称浪涌保护器)和避雷器避雷器 的区别： 1、应用范围不同(电压)：避雷器范围广泛，有很多电压等级， 一般从 0.4kV 低压到 500kV 超高压都有(详见楼上分析)， 而 SPD 一般 指 1kV 以下使用的过电压保护器; 2、保护对象不同：避雷器是保护电气设备的，而SPD 浪涌保护 器一般是保护二次信号回路或给电子仪器仪表等末端供电回路。 3、绝缘水平或耐压水平不同：电器设备和电子设备的耐压水平 不在一个数量级上， 过电压保护装置的残压应与保护对象的耐压水平 匹配。 4、安装位置不同：避雷器避雷器一般安装在一次系统上，防止雷电波 的直接侵入，保护架空线路及电器设备;而 SPD 浪涌保护器多安装于 二次系统上，是在避雷器消除了雷电波的直接侵入后， 或避雷器没有 将雷电波消除干净时的补充措施;所以避雷器多安装在进线处;SPD多 安装于末端出线或信号回路处。 5、通流容量不同： 避雷器避雷器因为主要作用是防止雷电过电压,所以 其相对通流容量较大;而对于电子设备，其绝缘水平远小于一般意义 上的电器设备，故需要 SPD 对雷电过电压和操作过电压进行防护， 但 其通流容量一般不大。(SPD 一般在末端，不会直接与架空线路连接， 经过上一级的限流作用，雷电流已经被限制到较低值， 这样通流容量 不大的 SPD 完全可以起到保护作用， 通流值不重要， 重要的是残压。 ) 6、其它绝缘水平、对参数的着眼点等也有较大差异。 7、浪涌保护器适用于低压供电系统的精细保护，依据不同的交 直流电源电床可选择各种相应的规格。 电源浪涌保护器一精细由于终 端设备离前级浪涌保护器距离较大， 从而使得该线路上容易产生振荡 过电压或感应到其他过电压。适用于终端设备的精细电源浪涌保护， 与前级浪涌保护器配合使用，则保护效果更好。 8、避雷器主材质多为氧化锌（金属氧化物变阻器中的一种）， 而浪涌保护器主材质根据抗浪涌等级、分级防护（ IEC61312）的不同 是不一样的，而且在设计上比普通防雷器精密得多。 9、从技术上来说，避雷器在响应时间、限压效果、综合防护效 果、抗老化特性等方面都达不到浪涌保护器的水平。 共同点共同点：都能防止雷电过电压 因为上述原因，SPD 也就应运而生。 SPD 的原理是把 LEMP 转化为热能进行消解，由于不是导通式， 反应速度非常快，可低于纳秒，可以有效防止二次雷和三次雷。SPD 分为电源 SPD，精密仪器 SPD，数字线路 SPD，而且也是双向作用的， 因此可以有效防止感应雷。因此，IEEE 标准规定，在安装避雷器的 同时应该加上 SPD，以形成防雷的双保险。 此外，SPD 对于内部的 80%80%的浪涌也能起到有效抑制作用，这是 避雷器避雷器所不能做到的。 总体上讲， 避雷器是专门针对电气设备免受雷电冲击波所设置的 防护设备，而浪涌保护器是比避雷器更先进的防护设备， 除开雷电冲 击波， 还可以极大程度消弱电力系统自身所产生的其它破坏性浪涌冲 击。在用电单位高压进线系统（10KV 及以上）已装设避雷器的情况 下，在低压系统中就应装设防护功能更精密的浪涌保护器。 三、避雷器运用与说明 1、线路避雷器防雷的基本原理 雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔， 另一部分 雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性， 一般用冲击 接地电阻来表征。 雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为 Ut=iRd L.di/dt(1) 式中i——雷电流； Rd——冲击接地电阻； L.di/dt——暂态分量。 当塔顶电位 Ut 与导线上的感应电位 U1 的差值超过绝缘子串 50 的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1＞U50，如果 考虑线路工频电压幅值 Um 的影响，则为 Ut-U1 Um＞U50。因此，线 路的耐雷水平与 3 个重要因素有关，即线路绝缘子的 50 放电电压、 雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说，线路的50 放电电压 是一定的， 雷电流强度与地理位置和大气条件相关， 不加装避雷器时， 提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻， 在山区，降 低接地电阻是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。 加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生 变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当 雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷 器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于 导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。 因 为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流， 这种分流的耦合 作用将使导线电位提高， 使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的 闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电 位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。 以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地