《雷电放电最终》PPT课件

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1、第七章雷电放电及防雷保护装置张宁福州大学电力系13400558745§7.1雷电放电和雷电过电压雷电科学发展历史雷电科学的建立著名的风筝试验（17世纪，富兰克林）：240米长的缠绕钢丝的麻绳上产生20cm的电火花高速摄影、记录示波器、雷电定向定位仪等现代化测量技术一雷电放电过程基本过程：先导放电阶段；主放电阶段1先导放电通道；2强游离区；3主放电通道30kV/cm分级先导：多次先导主放电的重复过程，每次间歇时间为几十毫秒，放电次数一般为2~3次，最多为４０次雷电放电由带电荷的雷云引起大多数的放电发生在雷云之间－不危险少数的放电发生在雷云和大地之间－危险对地放电的雷云大多数带

2、负电荷，实测75％～90％理解以下几点：雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放从电源性质看，相当于一个电流源的作用过程人们能够测知的电量，重要是流过被击物体的电流二雷电参数雷电活动频率－雷暴日及雷暴小时地面落雷密度雷道波阻抗雷电流幅值雷电流的计算波形三雷电放电的计算模型开关S闭合前后对应不同的雷电放电阶段（先导放电和主放电），A点电位发生变化，从零突升到u=iZ先导放电通道具有分布参数特征，称为雷电通道，其波阻抗为Z(300)主放电过程，自雷云通过雷电通道向地面传播的电磁波（u0、i0）到达A点由c图得出其彼德逊等值电路三雷电放电的计算模型能够测知的电量，主要是流过被击物

3、的电流。跟据计算模型（电流源模型）推出雷电波的参数国际上定义雷击小接地阻抗物体时，流过该物体的电流定义为雷电流2i0Z0ZA雷电流源被击电路四感应过电压在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷云及先导通道与大地构成的电场之中。由于静电感应，最靠近先导通道的一段导线上感应形成形成束缚电荷主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播由于主放电的平均速度很快，导线上的束缚电荷的释放过程也很快，所以形成的电压波u＝iZ幅值可能很高。这种过电压就是感应过电压的静电分量感应雷电过电压与相邻导线间的过电压的区

4、别感应雷电过电压的极性与雷云的极性相反，相邻导线间的感应过电压的极性与感应源同极性感应雷电过电压发生在主放电阶段，相邻导线间的感应过电压与感应源同时发生感应雷电过电压的波前平缓、波长较长感应雷电过电压在三相导线上同时发生，且数值相等§7.2防雷保护装置一避雷针和避雷线基本原理保护范围绕击率一避雷针和避雷线电力系统中需要安装直接雷击防护装置，广泛采用的即为避雷针和避雷线（又称架空地线）。避雷针适宜用于变电所、发电厂这样相对集中的保护对象；避雷线适宜用于象架空线路那样伸展很广的保护对象。基本原理当雷云放电接近于地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针（线）的顶端，形成局部电场强度集中的空

5、间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击保护范围保护范围：表示避雷装置的保护效能，保护范围是相对的，每一个保护范围都有规定的绕击（概）率，绕击指的是雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的现象。我国有关规程所推荐的保护范围对应于0.1％的绕击率。(一)单支避雷针h–避雷针高度P–高度修正系数当h<30m时,P＝1当30m

6、国外，如日本配电线路也用保护500kV大型超高压发变电站（三）单根避雷线因此单根避雷线的保护半径要比单根避雷针的保护半径小得多(四)两根等高避雷线两线外侧的保护范围按单根避雷线方法确定；两线内侧的保护高度由两线及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定。二避雷器的基本原理避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电气设备避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一种放电器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压的发展，从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏1.保护间隙2.管式（排气式）避雷器3.阀型避雷器4.氧化锌

7、避雷器避雷器有以下四种类型：1—保护间隙2—排气式避雷器3—阀型避雷器4—氧化锌避雷器5—被保护电器设备避雷器保护作用原理示意具有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘配合应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使系统得以继续运行避雷器的基本要求(a)(b)(c)1——电气设备的伏秒特性，2——避雷器的伏秒特性避雷器与电气设备的伏秒特性配合图（一）保护间隙保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低，使过电压波被限制到保护间隙的击穿电压Ub。缺点：1）伏秒特性很陡；