高电压技术——(八)

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1、主讲教师：李丹13872606770lucy2140@163.com三峡大学电气与新能源学院输电线路系高电压技术第七章雷电放电及防雷保护装置雷电在电力系统中的危害：（1）雷电过电压（2）雷电流第1节雷电放电和雷电过电压第2节防雷保护装置第一节雷电放电和雷电过电压1、雷云的形成能产生雷电的带电云层称为雷云。是一个气象物理问题，观点非常多。感应起电、对流起电、温差起电、水滴分裂起电、融化起电、冻结起电等，至今尚无定论。指定教材认同水滴分裂起电理论。由此可见，雷电的成因源于大气的运动。主要研究“云-地”之间、线状、下行、负雷闪的情况。第一节

2、雷电放电和雷电过电压2、雷电放电过程超长气隙不均匀电场的火花放电现象。分级先导放电--->主放电--->余辉放电第一节雷电放电和雷电过电压3、雷电参数（1）雷暴日（Td）及雷暴小时（Th）雷电活动频度，评价一个地区雷电活动的多少，通常以该地区多年统计所得到的平均出现雷暴的天数或小时数作为指标。雷暴日Td是指该地区平均一年内有雷电放电的平均天数。雷暴小时Th雷暴小时是指平均一年内的有雷电的小时数。雷暴日与该地区所在纬度、当地气象条件、地形地貌有关Td<15，少雷区；>40，多雷区；>90，强雷区第一节雷电放电和雷电过电压3、雷电参数（2

3、）地面落雷密度（γ）和雷击选择性表征雷云对地放电的频繁程度以地面落雷密度（γ）来表示，是指每一雷暴日每平方公里地面遭受雷击的次数。地面落雷密度和雷暴日的关系式为：DL/T620—1997标准取为基准，则第一节雷电放电和雷电过电压3、雷电参数（3）雷道波阻抗（Z0）雷电通道的长度可达数千米，而半径仅为数厘米，类似一条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为雷道波阻抗。我国规程建议取（4）雷电的极性实测负极性所占比例在75%~90%之间，且负极性过电压波衰减小，速度慢，危害大。防雷保护都取负极性雷电流进行研究分析。第一节雷电放电和雷电过电压

4、3、雷电参数（5）雷电流幅值（I）雷电流大小除与雷云中电荷数量有关外，还与被击中物体的波阻抗或接地电阻的量值有关。雷电流定义为雷击于低接地电阻（≤30Ω）物体时，流过雷击点的电流。近似等于雷电通道入射电流的两倍。按DL/T620—1997标准，一般我国雷暴日超过20的地区雷电流的概率分布为第一节雷电放电和雷电过电压3、雷电参数（6）雷电流的波前时间、陡度及波长波前时间T1处于1～4μs的范围内，平均为2.6μs左右；波长（半峰值时间）T2处于20～100μs范围内，多数为40μs左右；陡度a由雷电流的幅值和波前时间决定，所以雷电流波前

5、的平均陡度a=I/2.6（kA/μs），实测最大极限可取50kA/μs。第一节雷电放电和雷电过电压3、雷电参数（7）雷电流的计算波形双指数波；斜角波；斜角平顶波；半余弦波。第一节雷电放电和雷电过电压3、雷电参数（8）雷电流的多重放电次数及总延续时间（9）放电能量第一节雷电放电和雷电过电压4、雷电过电压的形成（1）雷电放电的计算模型雷击地面由先导放电转变为主放电的过程可以用一根已充电的垂直导线突然与被击物体接通来模拟。雷击大地时的计算模型(a)模拟先导放电(b)模拟主放电(c)主放电通道电路(d)等值电路第一节雷电放电和雷电过电压4、雷

6、电过电压的形成（2）直接雷击过电压的几个典型算例1）雷击于地面上接地良好的物体根据雷电流的定义,这时流过雷击点A的电流即为雷电流i。如(b)为其电流源等值电路，则雷电流为：第一节雷电放电和雷电过电压4、雷电过电压的形成（2）直接雷击过电压的几个典型算例2）雷击于导线或档距中央避雷线令Z0=300Ω，Z=400Ω，可得UA=120I第一节雷电放电和雷电过电压4、雷电过电压的形成（3）感应雷击过电压由于雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场的急剧变化，会在附近线路的导线上产生过电压。在雷云放电的先导阶段，先导通道中充满了电荷，如图（a

7、）所示当先导到达附近地面时，主放电开始，先导通道中的电荷被中和，与之相应的导线上的束缚电荷得到解放，以波的形式向导线两侧运动，如图（b）所示。第一节雷电放电和雷电过电压4、雷电过电压的形成（3）感应雷击过电压（1）在雷击点与电力线路之间的距离s>65m的情况下（2）雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体式中I—雷电流幅值hc—导线的平均对地高度s—雷击点与线路之间的距离式中a—感应雷过电压系数，它近似等于雷电流的平均波前陡度，即a≈I/2.6避雷线对感应雷击过电压的影响。第一节雷电放电和雷电过电压4、雷电过电压的形成（3）感应雷击过电压与相邻

8、导线间的感应电压区别：（1）感应雷击过电压的极性一定与雷云的极性相反，而相邻导线间的感应电压的极性一定与感应源相同；（2）感应雷击过电压一定要在雷云及其先导通道中的电荷被中和后，才能出现，而相邻导线间的感应电压却与感应源