《防雷与接地》ppt课件

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1、10.1雷电的基本概念110.2发电厂的防雷保护装置210.3接地技术与接地装置310.4接地装置的要求及敷设410防雷与接地目录1【知识目标】1．了解雷电的形成过程及雷电参数；2．了解避雷针、避雷线的原理；3．掌握管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器的工作原理；4．了解人体触电的概念，掌握保护接地、保护接零的工作原理及实际应用；5．掌握接地装置敷设的要求、接地工程的分类和特点；6．掌握水电站和变电所接地网的敷设方法。10防雷与接地2【能力目标】1．能够解释雷电的产生过程；2．能够说明阀型避雷器、管型避雷器、氧化锌避雷器的结构特点；3．能够解释保

2、护接地、保护接零的工作原理；4．能够测量接地电阻。10防雷与接地310.1雷电的基本概念10.1雷电的基本概念4雷电是大自然中最宏伟和恐怖的气体放电现象。雷雨季节经常发生的打雷和闪电，实际上是带电荷的雷云在空气中的放电过程。两块带异性电荷的雷云或雷云与大地间空气击穿，即形成雷电。在防雷工程中，主要关心的是雷云对大地的放电。10.1.1雷电的产生及放电过程10.1雷电的基本概念5当雷云临近大地时，由于雷云电荷所形成的强大电磁场的作用，使云块下的大地感应出与雷云电荷不同极性的电荷，雷云与大地组成一个以空气为绝缘体的电容器，如果雷云与大地间的电场强度高

3、到使其空间气体被击穿而形成雷击通道，雷云即向大地放电。这种雷云向大地放电的过程叫做雷击，其所形成的放电电流叫雷电流。10.1雷电的基本概念6雷云对大地的放电通常分为先导放电和主放电两个阶段。云-地之间的线状雷电在开始时往往从雷云的边缘向地面发展，并逐级推进向下发展，这种放电称之为先导放电。当先导接近地面时，地面上的一些高耸的物体（如塔尖或山顶）因周围电场强度达到了能使空气电离的程度，会发出迎面向上的先导。当它与下行先导相遇时，就出现了强烈的电荷中和现象，出现极大的电流（数十到数百千安），伴随着雷鸣和闪光，这就是雷电的主放电阶段。主放电的过程极短，

4、只有几十微秒，它是沿着负的下行先导通道，由下而上发展，故又称“回击”。10.1雷电的基本概念7在雷云带电的过程中，在云中形成若干个密度较高的电荷中心，因而大多数云对地的放电是重复的，即在第一次雷击形成的放电通道中，会有多次放电尾随。在第一次放电完成之后，主放电通道暂时还保持高于周围大气的电导率，其他电荷中心将沿已有的主放电通道对地放电，从而形成多重雷击。通常第一次冲击放电的电流最大，以后的电流幅值都比较小。10.1雷电的基本概念8雷电放电涉及气象、地貌等自然条件，随机性很大，关于雷电特性的诸参数因此具有统计性的性质，需要通过大量的实测才能确定，防

5、雷保护设计的依据来源于这些实测数据。在防雷设计中，最关心的是雷电流幅值、雷电流波形及地面落雷密度等参数。10.1.2雷电参数10.1雷电的基本概念9（1）雷电流幅值雷电流具有冲击特性，即在几微秒内上升到幅值，再经过几微秒又由幅值降到很小的数值。雷电流的幅值与气象条件有关，根据我国的实测结果，年平均雷暴日大于20的一般地区，雷电流幅值超过I的概率可按下式计算：式中I——雷电流幅值，kA；P——雷电流幅值大于I的概率。（10.1）10.1雷电的基本概念10（2）雷电流波形虽然雷电流的幅值随各地区的气象条件相差很大，但所测的雷电流波形却基本相同。其主放

6、电时的电流波前部分接近半余弦波，如图10.1所示。根据实测统计，雷电流的波头时间τ1大多为1~5μs，平均为2~2.5μs。我国的防雷规程建议雷电流的波头时间取2.6μs，即认为雷电流的平均上升陡度为kA/μs。10.1雷电的基本概念11图10.1雷电流波形10.1雷电的基本概念12（3）地面落雷密度常用平均雷暴日作为计量单位来表征不同地区的雷电活动频繁程度。雷暴日是一年中有雷电的天数，在一天内只要听到雷声就算一个雷暴日。雷暴日包含了雷云之间的放电，而防雷实际中关心的是云地之间的放电。地面落雷密度表征了雷云对地放电频繁程度，其定义为每平方千米每

7、雷暴日的对地落雷次数，用λ表示。根据各国的具体情况，λ的取值不同。我国标准规定，对雷暴日T=40的地区，λ=0.07次/平方公里·雷暴日。10.1雷电的基本概念13雷电对发电厂及变电站的危害主要来自以下三种情况：（1）直击雷直击雷即雷云向发电厂和变电站的电气设备或建筑物直接放电。雷云层中的大量电荷在极短时间通过被击物，产生很大的雷电流。10.1.3雷电的危害10.1雷电的基本概念14因为被击物和它接触的土壤有一定的电阻，所以当雷电流通过被击物而流入大地时，必然在被击物上产生极大的电压降，其值可达几百万伏，这种电压称之为直击雷过电压。由于此电压超过

8、一般电气设备的正常运行电压许多倍，将使电气设备的绝缘被击穿。同时，巨大的雷电流会造成建筑物的劈裂、倒塌及引发火灾。10.1雷电的基本概念