雷电及防雷保护装置(I)

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1、第8章雷电及防雷保护装置电力系统在运行时，由于各种原因，系统中某些部分的电压可能升高，甚至大大超过正常工作电压，危及设备的绝缘。雷击引起的过电压是造成电力系统故障的主要原因。雷电是大自然中宏伟而恐怖的气体放电现象。而雷电是由雷云放电引起的，但是关于雷云的聚集和带电至今还没有令人比较满意的解释。18.1雷云放电及雷电过电压热气流上升时冷凝产生冰晶等水成物，冰晶碰撞分裂，导致较轻的部分带负电荷并被风吹走，形成雷云；带正电荷的较重部分可能形成局部带正电的云区或者凝聚成水滴下降。整块雷云可以有若干个电荷密集中心，负电荷中心位于雷云的下部，它在地面上感应出大量的正电荷。这样，在带有大量不同极性或不同数量

2、电荷的雷云之间，或雷云与大地之间就形成了强大的电场。主要关心的是雷云对大地的放电！2雷电放电的发展过程和雷电流的波形雷云放电通常分为先导部分和主放电两个阶段。图中为下行负雷闪的照片。起始下行先导分级先导的发展云—地间的线状雷电在开始时往往从雷云边缘向地发展，以逐级推进方式向下发展。每级长度约10-200m，速度，各级之间有10—100us的停歇。3雷电放电的发展过程和雷电流的波形第一次放电结束后，由于主放电通道还保持高于周围大气的电导率，别的电荷中心将沿已有的主放电通道对地放电——重复雷击。迎面先导产生主放电当先导接近地面时，地面上一些高耸的物体（如塔尖或山顶）因周围电场强度达到了能使空气电离

3、的程度，会发出向上的迎面先导。当上行先导与下行先导相遇时，就出现了强烈的电荷中和过程，产生极大的电流，并伴随雷鸣和闪光，这就是雷电的主放电阶段。48.1.2雷击时的等值电路主放电瞬间，可用开关S的闭合来模拟Z是被击物的阻抗。由于电荷运动形成电流，因此雷击点的电位发生突然变化u＝iZ雷电具有电流源的性质。当Z＝0时，i=2*i0;一般，Z0＝300-400，Z<

4、频率，ω=π/τf=1.2106s-1，τf为波头时间（2.6s）。极性：75%-90%的雷为负极性雷，因此一般按照负极性雷进行研究。68.2雷电参数及雷电活动规律在雷电设计中，最关心的是雷电流波形、幅值分布及落雷密度等8.2.1雷电流幅值和波形对于雷暴日数≥20的地区，我国现行推荐雷电流幅值分布的概率为：对于雷暴日数<20的地区(除陕南以外的西边地区、内蒙古部分地区），我国现行推荐雷电流幅值概率为：78.2.2雷暴日和雷暴小时年平均雷暴日和年平均雷暴小时是表征雷电活动频繁程度的指标。雷暴日：一年中有雷电的天数。在一天之内，只要听到雷声就算一个雷暴日。雷暴小时：一年中有雷电的小时数。在一小

5、时之内，只要听到雷声就算一个雷暴小时。我国大部分地区的雷暴小时与雷暴日之比为3。我国规程建议采用雷暴日作为计算单位。88.2.3地面落雷密度和输电线路落雷次数地面落雷密度反映了云－地之间的放电。地面落雷密度：每平方公里每雷暴日的对地落雷次数，用表示。e.g.我国标准规定：对雷暴日T＝40的地区，=0.07次/km2·雷暴日输电线路的存在，改变了雷云－地之间的电场分布，根据模拟试验和运行经验，输电线路每侧的引雷宽度为2hb（hb为避雷线或无避雷线时导线的平均高度）e.g.对每100km的输电线路，每年遭雷击的次数为：98.3避雷针和避雷线在雷云先导放电的起始阶段：由于与地面物体相距甚远，地面

6、物体的影响很小，先导随机地向任意方向发展。当先导发展到达某一离地高度：空间电场已受到地面上一些高耸的导电物体的影响而畸变，在这些物体的顶部聚集起许多异号电荷而形成局部强场区，甚至可能向上发展迎面先导。由于避雷针（线）一般均高于被保护对象，它们的迎面先导往往开始得最早、发展最快，最后将雷云中的电荷顺利泄入地下，从而使处于它们周围的较低物体受到屏蔽保护、免遭雷击。“引雷针（线）”接地的导电体，其作用是将雷吸引到自己身上并安全地导入地中。结构：接闪器（引发雷击）、引下线、接地体108.3避雷针和避雷线防直击雷最常用的措施是装设避雷针（线）避雷针（线）的保护范围是按照99.9%的概率计算的。p为高度影

7、响系数118.3避雷针和避雷线当两支避雷针不等高时，两针外侧的保护范围仍按单针方法求出。1、求出髙针1的保护范围；2、由低针2的顶点做水平线与之交与3；3、设3为一假想避雷针顶点，按照两根等高避雷针的方法，求出2-3点保护范围；对于多支避雷针的保护范围，可先将其分成两或多个三角形，然后按照等高方法计算。如各边的保护范围一侧最小宽度满足bx》0，则全部面积都受到保护。12避雷线的保护长度与线等长，因