可控放电避雷针技术资料汇编

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1、科学技术报告TECHNICALREPORT可控放电避雷针技术资料汇编国网武汉高压研究院二○○七年三月58目录一、概述2二、可控放电避雷针研究报告22.1防直击雷技术现状概述22.2可控放电避雷针的原理52.3关于避雷针可控部分的设计研究10三、可控放电避雷针试验报告123.1直流静态特性试验123.2操作冲击电压作用下的动态特性试验153.3结论21四、可控放电避雷针的技术说明224.1可控放电避雷针的保护特性224.2主要电气参数特性244.3安装说明24五、可控放电避雷针运行报告275.1使用情况275.2运行情况325.3运行效果分析365.4部分用户名单37

2、5.5用户意见42附录A可控放电避雷针顶部电场强度表达式的推导47附录B避雷针顶部电场的计算51附录C可控放电避雷针保护范围的计算53附录D实用新型专利证书56附录E会议纪要57参考文献5858一、概述可控放电避雷针是国网武汉高压研究院经长期防雷研究和大量的高压试验而取得的最新研究成果。该针以变化缓慢的小电流上行雷闪放电形式释放雷云电荷，避免强烈的下行雷闪放电危害为设计基础。通过数千次高压放电试验证实它引发的是上行雷，具有保护可靠性能高、范围大，且不受保护物高度影响等特点。经专家评议认为：原理正确，设计思想新颖，保护性能好，是一种有广泛应用前景的直击雷防护装置。二、

3、可控放电避雷针研究报告2.1防直击雷技术现状概述自富兰克林发明避雷针以来，已有了二百多年的历史。从它问世以后，对它的认识随着雷电研究的深入发生了很大变化。首先是对它的保护概念的认识，经历了从消雷到引雷的转变。富兰克林发明避雷针时，他认为避雷针利用尖端放电作用使大地电荷与云中电荷悄悄中和而避免形成雷电。然而实验和运行经验都一直在证明，避雷针根本不可能防止雷电的形成。它的保护作用只体现在雷击过程中。具体地说，避雷针是通过畸变电场将雷电放电先导引向自身而达到保护的目的。其次是对避雷针保护效果的认识。避雷针高度增加，保护的有效性降低，绕击被保护物的概率增加，甚至存在所谓“负

4、保护”效应。58基于上述一些认识的变化，一些对防雷保护要求比较高的建筑，例如装备有现代电子设备的高层建筑，希望能得到一种更有效的保护工具。最近数年来，国内外相继出了一些改进的防直击雷工具，如有放射性避雷针、脉冲式避雷针、动态球式避雷针、顶部展开的避雷针，主动式防雷器、驱雷器等，也包括在国内引起较大争议的消雷器。这些避雷针为法国、澳大利亚和前苏联及我国等国家研制，我国一些地区在实际中也有应用。这些新的防雷工具的出现，学术界的褒贬不一，有的已取得了一定的运行经验。但是，总的来说，研究新的更有效的防直击雷装置势在必行。到目前为止，恐怕谁也不会认为完全消除雷击是可能的。其实

5、，用引雷来达到保护的目的并不一定是一件坏事。二百多年来，富兰克林避雷针基本成功的经验就是有力的证明。把雷引过来，由于雷击时会有巨大的雷电流通过，这就可能使地电位升高，造成反击；由于雷击还会引起强烈的电磁场变化，它会在线路和设备上感应产生过电压和电磁干扰。但是，上述这些可能发生的情况可用其它的办法加以控制。自1749年美国人富兰克林发明避雷针（称传统避雷针）以来已有250多年的历史，截止目前最常用的避雷方法基本上还是采用避雷针（避雷线）。它的原理是：利用自身高度使雷云下的电场发生畸变，这种方式尽管简单，但存在许多防不胜防的问题。1．绕击问题58大量的研究及实践证明，一

6、根垂直避雷针无法获得一个肯定的安全保护区。例如，1964年7月沈阳某微波站遭到雷击，雷击点发生在距避雷针顶部下面4m的地方；莫斯科537m高的电视塔，雷曾绕击塔下的200m的塔身，甚至打到离塔水平距离150m的地面上。事实上，对于避雷针的保护范围并未得到科学界的公认，现行规程中的保护范围可以说是用来决定避雷针高度与数目的工程方法，雷绕开避雷针而直接击在被保护物上的事件是屡见不鲜的，大量运行经验表明，避雷针的绕击率大约在1%左右，可见使用避雷针时被保护物的危险性还是很大的。2．反击问题避雷针把雷引到自身的顶部后，其强大的雷电流在入地时，如果接地电阻和引下线的阻抗过高或

7、是避雷针对保护物之间的距离小于安全距离时，会形成高电压，造成避雷针及引下线对保护物的反击。我国过电压规程规定，避雷针对被保护物的空间距离SK≥5m，避雷针对保护物的接地装置间的地中距离Sa≥3m。实际上绝大多数现场应用是难以实现的。各种电力线、电话线、广播线、天线对避雷针及引下线的距离过近易发生绝缘击穿而损坏；另一方面，有些装置避雷针的接地网腐蚀严重，其电阻高达几十欧（规程要求≤10Ω），这也会造成反击。3．感应过电压问题在强大的雷电流（数十千安~上百千安）以极快的速度（微秒级）沿避雷针及引下线进入地中的过程中，会在被保护物上形成感应过电压而造成事故。当避雷针附