高电压工程7(雷电设备)

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1、第七章雷电放电及防雷保护装置雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。从电力工程的角度来看，最值得我们注意的两个方面是：雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一产生巨大电流，使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。一、雷电放电的过程二、雷电参数三、雷击时计算雷电流的等值电路7.1雷电放电和雷电过电压一、雷电放电的过程水滴分裂起电理论：大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出

2、现电荷分离现象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微水沫被上升气流带往高空，形成大片带负电的雷云。雷云中的电荷分布1.先导阶段2.主放电和迎面流注阶段3.余辉阶段雷电放电的发展二.雷电参数雷暴日(Td)：一年中发生雷电的天数(30-40)。雷暴小时(Th)：一年中发生雷电的小时数(100)。表明雷电活动频度的参数雷暴日与该地区所在纬度、当地气象条件、地形地貌有关T地面落雷密度():每平方公里地面在一个雷暴日中受到的平均雷击次数。2.表明雷击次数的参数我国标准对Td=40的地区，取主放电过程可看作是一个电流波沿着波阻抗

3、为Z0的雷道投射到雷击点的波过程。我国有关规程建议取雷电通道长度数千米，半径仅为数厘米，类似于一条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为雷道波阻抗。3、雷电通道的波阻抗4.雷电流幅值（I）：雷电流指雷击于低接地电阻（≤）的物体时流过雷击点的电流。一般地区：少雷地区：I—雷电流幅值（kA)P—幅值大于I的雷电流出现的概率经验公式：5.雷电流的波前时间、波长、陡度我国在防雷设计中取波前的平均陡度：实测表明：6.雷电流极性及计算波形75~90%的雷电流是负极性，在防雷设计中一般按负极性考虑常用计算波形：(1).双指数波

4、00.5II(2).等值斜角平顶波前0I(3).等值半余弦波前0I0.5I先导AAAA主放电雷电流的模型§7.2防雷保护装置一.避雷针和避雷线1.保护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。防雷保护装置：指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。2.保护范围、绕击率雷击定向高度：雷电先导放电朝地面发展到某一高度H后，才会在一定范围内受到避雷针的影响而对避雷

5、针放电，H称为定向高度。当h≤30m时，H=20h;当h＞30m时，H≈600m绕击率：指雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的概率。我国有关规程推荐的保护范围对应于0.1%的绕击率。3.适用范围避雷针适宜于象变电所、发电厂那样相对集中的保护对象；避雷线主要用于架空线路那样伸展很广的保护对象。4.单支避雷针的保护范围水平面上的保护范围≥＜在某一被保护物高度水平面上，其保护半径为：—高度修正系数≤30m≤120m30＜—避雷针高度，m半高以上半高以下5.等高双避雷针的保护范围12水平面上的保护范围—两针联合保护范围上部

6、边缘的最低点高度—在高度的水平面上，保护范围的最小宽度一般情况下取两针外侧的保护范围按单支避雷针的计算方法确定，两针中间的保护范围用下式求得：直径10米，高10米的设备采用单根避雷针进行保护，针距离设备外壁最少5米，试求该避雷针的高度，并画出其保护范围。保护角：避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角二.避雷器基本分类：避雷器是一种过电压限制器，它与被保护设备并联运行，当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量，限制过电压，保护电气设备。避雷器保护间隙管式避雷器阀式避雷器普通阀式避雷器（FS/FZ)

7、磁吹阀式避雷器(FCZ/FCD)金属氧化物避雷器(MOA)对避雷器的基本技术要求：●过电压作用时，避雷器要先于被保护设备放电，这需要由两者的全伏秒特性的配合来保证；●避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在第一次过零时的工频续流，使系统恢复正常；0123P1－被保护绝缘2－保护间隙或管式避雷器3－阀式避雷器（一）.保护间隙和管式避雷器结构简单、价格低廉；熄弧能力弱、伏秒特性陡峭、难以与被保护设备配合，动作产生截波、不能保护带绕组的设备，主要用于10kV以下配电网线路的保护，往往与自动重合闸装置配合使用。保护间

8、隙：角形保护间隙1－主间隙;2－辅助间隙3－绝缘瓷瓶0过电压波绝缘上受到的实际电压波形保护间隙的伏秒特性管型避雷器利用电弧燃烧时产生的热量使产气管里的产气材料（纤维、塑料、橡胶等）产生气体纵吹电弧，使电弧熄灭。伏秒特性陡峭、动作产生截波、放电分散性大，主要用于输电线路上绝缘比较薄弱的地方。管式避雷器：1－产气管；2－棒电极3－环电极4－导线S1－灭弧间隙S2－外间隙管式避