1．什(shén)麽叫過電壓？過電壓是如何分(fēn)類的(de)？

由于雷電放電、系統中操作、故障或其它原因，在電力系統中的(de)某些部分(fēn)的(de)電壓可(kě)能異常升高(gāo)，有時(shí)可(kě)能大(dà)大(dà)超過電氣設備正常運行的(de)額定電壓，使設備絕緣造成損壞。電力系統中這(zhè)種危及絕緣的(de)電壓升高(gāo)，稱爲過電壓。

過電壓按其能量來(lái)源的(de)不同，可(kě)分(fēn)爲大(dà)氣過電壓和(hé)内部過電壓兩種。

大(dà)氣過電壓是由于雷擊電力系統設施、雷電感應或雷電過電壓沿線路侵襲至變電所造成的(de)，稱爲直擊雷過電壓、感應雷過電壓和(hé)高(gāo)電位侵入。由于其能量來(lái)源于電力系統之外，故又稱爲外部過電壓。大(dà)氣過電壓的(de)幅值取決于雷電參數和(hé)防雷措施，與電網的(de)額定電壓無直接關系。這(zhè)類過電壓具有脈沖性質，持續時(shí)間一般隻有十幾微秒左右，然而其造成的(de)危害卻甚大(dà)。

内部過電壓按其電磁振蕩的(de)起因、性質和(hé)形式的(de)不同，可(kě)分(fēn)爲工頻(pín)過電壓、操作過電壓、事故過電壓和(hé)諧振過電壓。現将過電壓的(de)分(fēn)類詳列如下(xià)：

2．什(shén)麽叫做(zuò)操作過電壓？産生操作過電壓的(de)原因有哪些？

伴随著(zhe)電力系統中斷路器或隔離開關的(de)正常操作或切換故障的(de)操作，在系統的(de)相與地間、相與相間以及斷路器或隔離開關的(de)兩觸頭間所産生的(de)過電壓，稱爲操作過電壓。

産生操作過電壓的(de)原因，是由于電力系統的(de)許多(duō)設備都是儲能元件，在斷路器或隔離開關開斷的(de)過程中，儲存在電感中的(de)磁能和(hé)儲存在電容中的(de)靜電場(chǎng)能量（電能）發生了(le)轉換、過渡的(de)振蕩過程，由振蕩而引起過電壓。

操作過電壓的(de)特點是持續的(de)時(shí)間通(tōng)常比雷電過電壓長(cháng)，而又比暫态過電壓短。一般在數百微秒到100ms之間，并且衰減的(de)很快(kuài)。通(tōng)常可(kě)以利用(yòng)标準操作沖擊波來(lái)模拟。

3．雷電是怎樣形成的(de)？危害有哪些？

雷電是大(dà)氣中的(de)一種放電現象。雷雨(yǔ)季節中，雷雲在形成過程中與空氣強烈的(de)摩擦而聚集起電荷，當帶電的(de)雲塊臨近地面時(shí)，對(duì)大(dà)地就有靜電感應作用(yòng)，此時(shí)雲塊下(xià)的(de)大(dà)地感應出與雷雲異性的(de)電荷，兩者就組成了(le)一個(gè)巨大(dà)的(de)“電容器”。雷雲中的(de)電荷分(fēn)布是不均勻的(de)，雷雲各處對(duì)地的(de)電場(chǎng)強度也(yě)是不同的(de)。當雲中電荷密集處的(de)電場(chǎng)強度達到25－30kV/cm時(shí)，就會擊穿附近空氣的(de)絕緣強度，雲對(duì)地就會發生先導放電。當先導放電的(de)通(tōng)路到達大(dà)地時(shí)，大(dà)地和(hé)雲就産生強烈的(de)“中和(hé)”，出現極大(dà)的(de)電流，稱爲主放電。主放電的(de)溫度有20000℃，會産生耀眼的(de)閃光(guāng)，使空氣急劇膨脹，發出震耳的(de)轟鳴聲（即雷聲）。主放電的(de)時(shí)間極短，約30~50μs，電流從數千安到數百千安，其波前時(shí)間僅1~4μs，陡度在7．kA／μs左右。

雷電的(de)危害很大(dà)。其危害方式有：

（l）直擊雷 當雷電直接通(tōng)過房(fáng)屋、樹木(mù)、杆塔、天線等物(wù)體時(shí)，強大(dà)的(de)雷電流将燒毀這(zhè)些物(wù)體。雷電流通(tōng)過這(zhè)些物(wù)體和(hé)土壤時(shí)産生的(de)電壓降落就是雷電高(gāo)壓。它對(duì)周圍的(de)物(wù)體及人(rén)畜會造嚴重損傷。雷直接襲擊輸電導線會産生直擊雷過電壓，可(kě)能引起相間絕緣閃絡。雷電直擊避雷線或杆塔時(shí)，雷電流在其波阻抗及接地電阻止産生的(de)電壓降過高(gāo)時(shí)，會擊穿它與導線間的(de)絕緣，在導線上産生反擊過電壓而造成損害。

（2）感應雷 雷擊的(de)先導階段，在附近的(de)杆塔、避雷線和(hé)經變壓器中性點接地的(de)輸電導線上會感應出異性的(de)束縛電荷。如果輸電線路附近的(de)地面遭到雷擊，束縛電荷在雷擊主放電階段突然變爲自由電荷，它向兩側沿導線以光(guāng)速移動而形成過電壓，稱爲感應過電壓。其幅值可(kě)能達到300－500kV，能引起110kV以下(xià)的(de)設備絕緣閃絡。此外，雷電主放電電流的(de)磁場(chǎng)變化(huà)也(yě)會在輸電導線上感應出過電壓，這(zhè)種過電壓一般很小。

高(gāo)電位侵入是指雷電過電壓沿著(zhe)架空線路侵入變配電所或用(yòng)戶的(de)高(gāo)電位（雷電波）。這(zhè)種高(gāo)電位可(kě)由于線路上遭受直擊雷或發生感應雷而産生。據統計，電力系統中由于高(gāo)電位侵入而造成的(de)雷害事故占雷害事故一半以上，比例相當大(dà)。因此，對(duì)高(gāo)電位侵入的(de)防護應該予以相當的(de)重視。

4．什(shén)麽叫接閃器？常用(yòng)的(de)接閃器有哪些？

所謂接閃器就是專門用(yòng)來(lái)直接接受雷擊（雷閃）的(de)金屬物(wù)體。接閃的(de)金屬杆，稱爲避雷針；接閃的(de)金屬線稱爲避雷線；接閃的(de)金屬帶、金屬網稱爲避雷帶、避雷網；所有接閃器均應經過接地引下(xià)線與接地體相連。

（1）避雷針 利用(yòng)尖端放電原理(lǐ)來(lái)防止雷雲對(duì)建築物(wù)、構築物(wù)的(de)雷電直擊。

（2）避雷線 通(tōng)常設置在架空線路的(de)頂端，即架空又接地，所以又稱爲架空地線。

（3）避雷帶和(hé)避雷網 與避雷線相似，設置于建築物(wù)的(de)頂上及周圍。

（4）避雷器及放電間隙 爲防止直擊雷、感應雷沿線路侵襲至變配電所設備的(de)高(gāo)電位損害而設置的(de)放電通(tōng)路。

5．管型避雷器的(de)作用(yòng)是什(shén)麽？其基本結構如何？

管型避雷器一般應用(yòng)在線路上。在變配電所内一般采用(yòng)閥型避雷器。

管型避雷器由産氣管、内部間隙和(hé)外部間隙三部分(fēn)組成，如圖所示。

産氣管由纖維、有機玻璃或塑料制成。内部間隙裝在産氣管的(de)内部，一個(gè)電極爲棒形，另一個(gè)電極爲環形如圖所示。圖中的(de)S1就是管型避雷器的(de)内部間隙。

外部間隙裝在管型避雷器與帶電的(de)線路之間，如圖67中，當線路上遭到直擊雷或感應雷時(shí)，大(dà)氣過電壓使管型避雷器的(de)内部間隙和(hé)外部間隙擊穿，強大(dà)的(de)雷電流通(tōng)過接地裝置流入大(dà)地。但是，随之而來(lái)的(de)是電網中的(de)工頻(pín)續流，其值也(yě)很大(dà)。雷電流和(hé)工頻(pín)續流在管子内部間隙上發生強烈的(de)電弧，使管内壁的(de)材料燃燒，産生大(dà)量的(de)滅弧氣體。由于管子容積很小，這(zhè)些氣體的(de)壓力很大(dà)，高(gāo)壓氣體急速從管開口端噴出，強烈吹弧，在工頻(pín)電流過零時(shí)，電弧熄滅。這(zhè)時(shí)，外部間隙S2的(de)空氣恢複了(le)絕緣，使管型避雷器與系統隔離，恢複系統的(de)正常運行。

爲了(le)保證管型避雷器可(kě)靠地工作，在選擇管型避雷器時(shí)，開斷續流的(de)上限應不小于安裝處短路電流最大(dà)有效值（不考慮非周期分(fēn)量）；開斷電流的(de)下(xià)限，應不大(dà)于安裝處短路電流的(de)可(kě)能最小值（不考慮非周期分(fēn)量）。

管型避雷器外部間隙的(de)最小值爲： 3kV， 8mm； 6kV； 10 mm；10kV，15mm。

6．什(shén)麽是磁吹閥式避雷器？其特點有哪些？

磁吹閥式避雷器主要是由磁吹型火花間隙和(hé)高(gāo)溫閥片組成。

磁吹間隙又分(fēn)爲拉長(cháng)電弧型和(hé)旋轉電弧型兩種。其基本原理(lǐ)都是利用(yòng)永久磁鐵的(de)磁場(chǎng)與工頻(pín)續流相互作用(yòng)，使電弧拉長(cháng)或旋轉，以達到将電弧分(fēn)割和(hé)冷(lěng)卻并産生強烈的(de)去遊離作用(yòng)而滅弧的(de)。

磁吹閥式避雷器的(de)放電電壓低、殘壓低、而且湧流容量大(dà)，可(kě)以很好地實現絕緣配合。它可(kě)以用(yòng)于某些儲能較大(dà)設備的(de)内部過電壓防護，同時(shí)可(kě)以降低對(duì)被保護設備的(de)絕緣要求。磁吹閥式避雷器常用(yòng)于旋轉電機的(de)過電壓保護。

7．變（配）電所有哪些防雷措施？

變（配）電所的(de)防雷措施通(tōng)常應考慮以下(xià)幾方面：

（l）裝設避雷針

避雷針可(kě)做(zuò)爲對(duì)整個(gè)建築物(wù)或構築物(wù)的(de)直擊雷防護。

避雷針可(kě)單獨立杆，也(yě)可(kě)利用(yòng)戶外配電裝置的(de)構架或投光(guāng)燈的(de)燈塔。但變壓器的(de)門型構架不能用(yòng)來(lái)裝設避雷針，以免雷擊産生的(de)過電壓對(duì)變壓器進行尖端放電。

（2）高(gāo)壓側裝設閥型避雷器和(hé)保護間隙

這(zhè)主要是用(yòng)來(lái)保護主變壓器，以免高(gāo)電位沿高(gāo)壓線路侵入變電所這(zhè)一最重要的(de)設備。爲此，要求避雷器和(hé)保護間隙應盡量靠近變壓器安裝，其接地線應與變壓器的(de)低壓倒中性點以及變壓器的(de)金屬外殼三位一體共同接地，如圖6－12所示。

10kV配電裝置對(duì)高(gāo)電位侵入的(de)防護接線如圖6－13所示。通(tōng)常在每路進線終端和(hé)母線上，均裝有閥型避雷器。如果進線是具有一段電纜的(de)架空線路，則閥型避雷器或管型避雷器應裝設在架空線路終端頭處。

（3）低壓側裝設閥型避雷器和(hé)保護間隙

這(zhè)種方法主要是在多(duō)雷區(qū)用(yòng)來(lái)防止雷電波由低壓側侵入而擊穿變壓器的(de)絕緣。當變壓器低壓倒中性點爲不接地的(de)運行方式時(shí)，中性點也(yě)應加裝避雷器和(hé)保護間隙。