过电压保护（装置）及维护
一、过电压的定义及分类
1、过电压：超过电力系统最高工作电压的电压，称为过电压。

2、过电压的分类
①外部过电压（雷电过电压）：由电力系统外部的雷电引起的
过电压。

②内部过电压（操作过电压、谐振过电压）：由电力系统内部
原因引起的过电压。

二、过电压保护措施的选用原则
一个世纪以来，始终是遵循着如下原则。

1、选用保护措施、避雷器保护性能、绝缘水平等，归根到底
是经济问题。

保护措施可靠性越高，避雷器保护性能越优，保护系统投资和避雷器售价越大，可以降低绝缘造价或减少运行故障损失得到回报。

反之，保护措施可靠性越低，避雷器保护性能越差，保护系统投资和避雷器售价越小，绝缘造价或运行故障损失越大。

总之，选用过电压保护措施，力求达到最佳经济效益。

2、任何防雷技术措施应经实践检验原则
至今，在实验室里不能逼真模拟自然雷。

理论计算和模拟试验
只能作某些定性分析。

防雷保护技术措施主要依据长期的大量
的运行经验积累，不断地修正和改进。

国际上常出现过以假设
为依据的形形色色的防雷保护装置，经实践检验被淘汰掉了。

三、过电压保护措施的发展概况
1、人为制造弱绝缘，最早采用的，也是最简单的是放电间隙。

迄今为止，人们还在应用放电间隙。

仅是结构不断改进。

放电
间隙存在的问题是不能自动熄灭工频续流电弧。

2、1870~1890年，主要是放电间隙和熔丝构成变电设备防雷
保护装置。

3、1896~1908年，制成羊角放电间隙。

为了增强间隙熄弧能
力，在间隙上加装磁吹线圈。

为了限制工频续流，间隙串联线
性电阻。

随后发展多间隙，构成多间隙又串又并联线性电阻的
防雷保护装置。

4、1907~1920年，发明了氧化铝和氧化铅电阻器来替代多间
隙串并联线性电阻，这是阀式避雷器的原型。

5、1920~1930年，又将氧化铝和氧化铅避雷器加装外串羊角
放电间隙，或内串间隙。

比较广泛地采用羊角放电间隙与消弧
线圈配合使用。

6、1930~1940年，发明了碳化硅非线性电阻片。

使阀式避雷
器起了质的变化。

7、1940~1950年，碳化硅阀式避雷器迅速发展和普及。

至今，
我国仍在采用这种普阀避雷器。

即我国第一代阀式避雷器。

8、1950~1960年，随着碳化硅通流能力的提高和残压的降低，
进一步改善阀式避雷器的电气保护水平，矛盾转移到间隙上，
发展了磁吹阀式避雷器。

即我国第二代阀式避雷器。

9、1960年，开始研制氧化锌电阻片，使阀式避雷器发展到一
个新的里程碑。

金属氧化物电阻片（MOR）具有非常优异的电
压—电流（U—I）特性，用其制造的避雷器是当今国际上公认
最佳的电力系统过电压保护装置。

10、1970年，用MOR叠制成交流系统无间隙金属氧化物避雷
器（WGMOA）。

即我国第三代阀式避雷器。

11、1980年，由于WGMOA对电压很敏感，承受电网电压和
暂态过电压（TOV）受到限制，运行经验表明，WGMOA在电
网电压下损坏过多，淘汰达快。

人们又发展了串联间隙金属氧
化物避雷器（GMOA）。

12、1990年，人们又发展了复合式过电压吸收装置（阻容过电
压吸收装置、复合GMOA等）。

目前，涟钢选用的过电压保护装置有：阀式避雷器、MOA、阻容过电压吸收装置、复合GMOA（TBP、TBJ）等。

四、了解几个关键概念
1、残压：放电电流通过避雷器时其端子间呈现的电压峰值。

是避雷器一个非常重要的参数。

2、参考电压：当避雷器中通过参考电流时，施加在避雷器上
的工频电压峰值除以√2，各元件避雷器参考电压为各元件的
参考电压之和。

3、参考电流：参考电流是为了确定避雷器的参考电压用的工
频电流阻性分量峰值，电流正负不对称时取大者。

参考电流必须足够大，使潜布电容对避雷器元件的参考电压测量的影响可以忽略，并由制造厂规定。

4、额定电压：允许加在避雷器两端间的最高工频电压有效值。

按此电压所设计的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。

它是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统额定电压。

人们通常地把施加在变压器类、开关类等设备上的电压叫做额定电压。

对避雷器则不是这样的。

一些人常常错误地把设备的额定电压和避雷器的额定电压混淆起来，以致选错参数。

5、持续运行电压：允许按动作负载试验规定长期持续施加在
避雷器两端的工频电压有效值。

换句话，在运行中允许持久施
加在避雷器端子上的最高工频电压有效值。

持续运行电压是设计的，它是由规定动作负载试验来确定的。

6、8/20μs波形电流：视在波前时间为8μs，波尾视在半峰时
间为20μs的一种冲击电流。

五、下面具体介绍几种过电压保护装置
1、无间隙氧化锌避雷器
由于氧化锌电阻片具有十分优良的非线性伏安特性，在正常工作电压下仅有几百微安的电流通过，因而可以设计成无间隙结构，这就使其具备了尺寸小、重量轻、保护性能好的特征。

当过电压侵入时，流过电阻片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，释放了过电压的能量，此后氧化锌电阻片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作。

无间隙氧化锌避雷器是使用最广，使用最早的过电压保护器。

我公司220kV系统目前都是使用无间隙氧化锌避雷器，架空电力线路和变压器的防雷保护都用无间隙氧化锌避雷器。

2、TBP组合式过电压保护器
组合式过电压保护器是近十年里发展起来的一种新型的过电压保护器，主要用于发供电企业和用电企业的供用电系统，用来保护变压器、开关、母线、电机等电气设备。

可限制大气过电压、真空断路器运行引起的开断过电压及各种操作过电压。

对相间和相对地的过电压均起限制作用。

它是由四个相同的氧化锌非线性电阻和放电间隙串联单元组合而成。

氧化锌非线性电阻和放电间隙互为保护。

放电间隙使氧化锌电阻的荷电率为零，氧化锌的非线性特性又使放电间隙动作后立即熄弧，无续流、无截波，放电间隙不再承担灭弧任务。

它四个单元是对称相同的，在安装接线时不会接错线。

图1 TBP的结构示意图
3、JPB组合式过电压保护器
它是由三个相同的氧化锌非线性电阻和放电间隙串联单元和一个氧化锌非线性电阻组合而成。

图2 JPB的结构示意图
4、HTB组合式过电压保护器
它是由四个相同的，电阻和放电间隙并联再和氧化锌非线性电阻串联单元组合而成。

图3 HTB的结构示意图
5、HY3B组合式过电压保护器
它是由四个相同的氧化锌非线性电阻组合而成。

图4 HY3B的结构示意图
6、复合式阻容过电压保护器
它是由四个相同的氧化锌非线性电阻和电容器串联单元组合而成。

图5 复合式阻容过电压保护结构示意图
六、接地装置（主要用于防雷击过电压）
雷电是云团之间，或云团内部，或云团对地的电荷放电现象。

在地球上每天发生800万次雷击。

雷云对地的电位可高达数千万伏到上亿伏。

雷击造成的危害（特别是对电力系统安全、电气设备）是相当大的，因此防雷工作非常重要。

1、避雷针（线）
防雷保护原理：避雷针（线）的防雷作用，在于它比被保护物高，能把雷电从被保护物上方引向自身并安全泄入大地。

因此，避雷针（线）的引雷和安全泄入大地是至关重要的。

即避雷针（线）的保护范围（高度）和接地电阻的大小决定着防雷是否成功。

单支避雷针在地面上的保护半径，可下式确定：
r = 1.5 hp
式中：r —保护半径（m）
h —避雷针高度（m）
p —高度修正系数：h ≤30（m）, p = 1
30（m）＜h ≤120（m）, p = 5.5 /√h
两（多）支避雷针的保护范围超过单支避雷针保护范围之和。

这是针与针之间受到屏蔽。

（P15~18）
2、接地装置（接地极）（P28）。