客运专线的雷害分析及防雷措施毕业论文(编辑修改稿)

客运专线的雷害分析及防雷措施毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

bps；是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值，防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。 插入损耗 Ae：在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。 回波损耗 Ar：表示前沿波在保护设备（反射点）被反射的比例，是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。 最大纵向放电电流：指每线对地施加波形为 8/20μ s 的标准雷电波冲击 1 次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 1最大横向放电电流：指线与线之间施加波形为 8/20μ s 的标准雷电波冲击 1 次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 1 在线阻抗：指在标称电压 Un 下流经保护器的回路阻抗和感抗的和。 通常称为“系统阻抗”。 1峰值放电电流：分两种：额定放电电流 Isn 和最大放电电流 Imax。 1漏电流：指在 75 或 80 标称电压 Un 下流经保护器的直流电流。 相关标准 防雷器的常见执行标准（各国要求不一样）： IEC616431 、 、UL1283Filter 、 接触网雷害分析及防雷措施 8 我国现在防雷系统现在实施的是中华人民共和国建设部 20xx 年 3 月 1 日制定的：GB50343— 20xx《建筑物电子信息系统 防雷技术规范》和中华人民共和国建设部 20xx年 10 月 1 号制定的： GB50057— 94《建筑物设计防雷规范》。 知名品牌 目前市面上比较常见的防雷器有： 国内的艾尔盾、雷安、中光、爱劳、地凯、雷尔盾、迪舰、科比特、雷科星、雷光、雷迅、万佳等 国外的 DEHN、 OBO、 Phoenix、 Soule 等（以上排位不分先后） 避雷器的作用 防雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一种电器。 防雷器的类型主要有保护间隙、阀型防雷器和氧化锌防雷器。 保护间 隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。 阀型防雷器与氧化锌防雷器用于变电所和发电厂的保护，在 500KV 及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。 接触网工作的额定电压为 25kV 但在某种情况下会出现大大超过 25kV 的电压，称为过电压。 过电压分为操作过电压和大气过电压。 大气过电压是指在接触网附近，发生雷击时使接触网产生的过电压。 这种峰值很高的过电压会使绝缘子闪络、击穿而发生短路事故，造成接触网设备损坏，当安装了避雷器后，它能及时地将雷 电引入大地。 间隙、磁吹间隙 19 世纪 70～ 80 年代是电力网发展的初期阶段，当时几乎无任何过电压保护装置。 80 年代末期，在电力网中才采用了电话的保护装置 ——导雷器，实际就是保护间隙串联一个熔断器，或只装间隙。 (如图 所示 )后来在本世纪 30 年代初，发展成去游离避雷器，即由纤维管制成的管型避雷器。 至于间隙，则直到现在还在某些情况下使用。 例如，从我国低压 220/380V 配电，短波、超短波越天线引入机房时的第一道防护装置到欧洲 220～ 400kV 变电所设备上的辅助保护间隙。 西安铁路职业技术学院毕业论文 9 图 导电器 注： 1— 火花间隙 上世纪 90 年代初期， 制出了磁吹间隙，用来保护直流电力设备。 图 所示可以说，这是现代磁吹避雷器的前身。 20 世纪初，开始注意限制工频续流问题。 1901 年德国制成用串联线性电阻限流的角形间隙，这是现代阀型避雷器的前身。 上述保护装置，实际上主要是用来防止感应雷造成的事故。 如果是直击雷， 或是击于线路上的近区雷击，电气设备多数还会被击毁。 值得注意的是，近年德国一公司自称造出吸收能量最大的 MOV 过电压保护器 (多数是 70kA、 100kA)，而且可通过 10/350μs长波通流试验，其特点就是 MOV 串联一个磁吹角型间隙。 图 磁吹避雷器 注： 1— 角形间隙； 2— 磁吹线圈； 3— 直流发电机 接触网雷害分析及防雷措施 10 高压电容器 1908 年瑞士 MOscick 提出利用高压电容器作防雷元件的方案，通常是与电抗线圈配合使用，构成防雷吸波器。 如图 所示 30 年代初，前苏联莫斯科电力系统曾用电感线圈保护几个 33kV 变电所，但因阀型避雷器装于电感线圈外侧，电感与变压器入口电容谐振，使变电所雷害事故率翻一番，而且电感线圈本身还发生不少绝缘事故，因而后来拆除了这些电感元件。 我国 40 年代和 50 年代初，有些发电机、升压变压器和配电变压器曾采用电感元件保护，可惜未很好总结经验，后来多数电感元件没有继续使用。 只是到了 60 年代，波兰才在 35～ 110kV 变电所，利用装于进线入口的电感元件取得良好的防雷效果 (阀型避雷器装于变压器与电感元件之间，防止了 LC 谐振 )。 直到现在，电容电感元件还是我国和国外保护旋转电机的有效保护装置。 我们过电压保护与接地国标修订组调查分析表明，经过电感线圈供电的发电机，其平均无故障工作时间MTBF(雷害 )290 年，即提高防雷可 靠 性 3～ 10倍。 我们将电力部门近千个微波站全国指标 MTBF≥60年提高到 200～ 500 年的微波站过电压保护柜，措施之一是 1∶ 1变压器。 近年，国外公司在电力、电子保护环节中所用的解耦 (退耦 )元件并非新 物，就是一个电感线圈。 裸导线 5～ 10m 长的电感有时也相当解耦元件。 图 防雷吸波器 T— 变压器； S— 水电阻器或导体电阻器； L— 电抗线圈； C C2— 电容器 西安铁路职业技术学院毕业论文 11 铝电解避雷器 1907 年在美国出现了铝电解避雷器，利用它在不同电压下能通过或阀截电流的特性遮断工频续流，它曾用于 100kV 高压电网。 1922 年 美国西屋公司 (WH)制出了自动阀型避雷器。 1929 年美国通用电力公司 (GE)制出契利特阀型避雷器，使系统雷击损坏率下降 90％。 阀型避雷器通过雷电流能力的发展情况如下 (多数用 8/20μs后试验，通过 20 次，且残压变化不大于 177。 10％ )。 [11] 1982 1934 1935 1937（年） 300 3000 10000 100000（ A） 后者系 4/10μs波形 2 次， 100kA 及以上。 50 年代初，磁吹避雷器问世，它兼能防护雷电过电压和内过电压，这是避雷器发展的一个转折点。 因为直到今天，即使在 220/380V 低压配电网中的过电压保护器也要求对操作过电压波 (SEMP)具有防护能力。 其 2ms 方波或工频续流通流能力从开始的 150A，发展到 80 年代初的 1500A 左右，我国高压避雷器的 2ms 方波通波能力发展情况如下。 1964 1972 1977 1980 1982(年 ) 400 800 1000 1200 1500（ A） 现在保护 220/380V 电源的过电压保护器应具有 SEMP 的防护能力，其主要判据是 2ms 方波的通波能力。 当然，还有待定出 MOV 的耐受电流标准值。 氧化锌避雷器 1968 年日本大阪松下电气公司研制出了新一代 “无间隙避雷器 ”，即氧化锌避雷器，开始应用于电子工业。 这是一种利用金属氧化物对电压敏感特性来吸收交、直流电路中雷电过电压和操作过电压，以保护电力、电子器件的装置。 开始主要用于产生电火花的电触点，用来吸收暂态电压能量。 1976 年，迅速向高电压电网发展，日本首先制成 84kV级耐污型无间隙避雷器，到 80 年代初已制出 275kV 和 500kV 级超高压避雷器。 由于开始时造价较高，而性能又大有改进，故其发展和使用在很长一段时间主要用于超高压电网，而且各国多是从超高压使用，待价格下降后才逐步用于较低电压电网。 因为前者残压每降低 8％左右，可使设备的绝缘水平降低一级 (6％～ 8％ )，相应的设备造价可下降 4％～ 6％。 这对几百万元、上千万元一台的超高压电力设备，采用 MOV 具有很大经济意义，即使一组 MOV 价值数十万元也是值得的。 接触网雷害分析及防雷措施 12 1972 年，我国武汉市一个小厂生产出我国第一批氧化锌压敏元件，属于世界上少数几个继日本之后能制造 MOV 的国家之一。 MOV 在我国的应用也是从高电压向低电压发 展的模式。 例如， 80 年代初，华北 500kV 超高压电网首先从瑞典 ASEA 公司引进 500kV MOV，同期机械工业部同水利电力部共同观察、分析、谈判后决定，西安电瓷厂和抚顺电瓷厂分别从美国 GE 和日本日立公司引进生产专利，不久即造出接近世界水平的 500kV MOV。 80 年代中后期，先后在 330kV、 220kV、 110kV 等电网应用国产 MOV。 80 年代后期，又在 10kV 和低压 220/380V 配电网普遍采用氧化锌避雷器，效果良好。 管型避雷器 1927 年，美国一些线路开始采用在管内产生非游离气体以遮断续 流的管型避雷器。 续流在 ～ 个周波内熄灭电弧。 80 年代初，我国又制成一种无续流管型避雷器，并在高压电力系统试用。 后因用量太少，生产厂效益不佳，陆续被阀型避雷器所代替。 避雷带、避雷网、避雷线和耦合地线 如前所述， 1750 年，富兰克林提出以针尖放出电荷缓慢中和雷云中的电荷的避雷针用来防雷。 后来的实践证明，它不能 “避雷 ”，而是将雷引向自身来保护其周围的设备。 随着俄国罗蒙诺索夫在重复了富兰克林的著名风筝试验之后，于 1753 年发表的论文《关于因电力而产生的大气现象的发言》中也对此作了重要论证。 避雷针的 实际应用，必须解决的是它的保护范围问题。 这是在试验室和实际应用中多年逐步定量化的，而且其精确性已基本满足了工程设计的需要。 正是各国高压输电和电力系统的发展推动了这一科研工作的前进。 1925～ 1926 年， Peek 第一个在实验室内利用冲击电压发生器造成 “人工雷 ”对避雷针模型放电，研究保护范围 ——保护系数与雷云高度对针高之比 (H/h)的关系，并研究了雷云极性对保护系数的影响。 自动重合闸装置 (AП B)和备用电源合闸装置 (ABP) 20 年代中期，美国 Still 提出，利用断路器重合闸消除瞬时短路包括雷击引起电力线路 短路跳闸来保证电力供应，到 30 年代各国已广泛采用。 后来又发展二次重合闸、单相重合闸以及单相与三相综合重合闸。 我国于 1950 年夏。