高电压技术第五章模板ppt课件.ppt

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1、第七章雷电放电及防雷保护装置雷电自然中最宏伟壮观的现象，也是最普遍的现象之一，它对人类的生活环境、工作条件等都造成了很大的影响，因此对雷电的研究和防护意义重大。早在18世纪初，富兰克林等物理学家已经揭示了“闪电就是电”的本质，而随着物理学的进一步发展，人们对雷电这一自然现象有了更深刻的认识。1从电力工程的角度来看，最值得我们注意的两个方面是：雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一产生巨大电流，使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械

2、损坏。雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。2第一节雷电放电和雷电过电压雷云的形成雷电放电过程雷电参数雷电过电压的形成3雷云的形成机理获得比较广泛认同的是水滴分裂起电理论：大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电荷分离现象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微水沫被上升气流带往高空，形成大片带负电的雷云。雷云下部局部正电荷区。一、雷云的形成4雷电放电就其本质而言是一种超长气隙的火花放电。第一次主放电箭状先导第三次主放电

3、二、雷电放电过程5三、雷电参数(一)雷电活动频度雷暴日及雷暴小时雷暴日Td是一年中发生雷电的天数，以听到雷声为准，在一天内只要听到过雷声，无论次数多少，均计为一个雷暴日。雷暴小时Th是一年中发生雷电放电的小时数，在一个小时内只要有一次雷电，即计为一个雷电小时。一个雷暴日折合三个雷暴小时。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6(二)地面落雷密度()和雷击选择性表示每平方公里地面在一个雷暴日受到的平均雷击次数。我国标准对Td＝40的地区

4、，取＝0.07(三)雷道波阻抗（Z0）雷电通道长度数千米，半径仅为数厘米，类似于一条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为雷道波阻抗。主放电过程可看作是一个电流波沿着波阻抗为Z0的雷道投射到雷击点的波过程。我国有关规程建议取Z0≈300Ω7负极性雷击均占75～90%，对设备绝缘危害较大,防雷计算中一般均按负极性考虑。(五)雷电流幅值（）通常定义雷电流为雷击于低阻接地电阻(≤30Ω)的物体时流过雷击点的电流。它近似等于电流入射波的两倍，即一般地区，雷电流幅值超过的概率可按下式计算(四)雷电的极性8

5、波前陡度的最大极限值一般可取50kA/us左右。(六)雷电流的波前时间、陡度及波长雷电流的波前时间T1处于1～4us的范围内，平均为2.6us。波长T2处于20～100us的范围内，多数为40us左右。我国防雷设计采用2.6/40us的波形；在绝缘的冲击高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为1.2/50us雷电流波前的平均陡度(kA/us)9(七)雷电流的计算波形1、双指数波2、斜角波3、斜角平顶波4、半余弦波在防雷计算中，按不同要求采用不同的计算波形10(八)雷电的多重放电次数及总延续时间有5

6、5％的对地雷击包含两次以上的重复冲击；3～5次冲击者有25%；10次以上者有4%。平均重复冲击次数取3次。一次雷电总延续时间，有50%小于0.2s(九)放电能量A=QU=107V×20C＝20×107W.s，放电能量不大，但是在极短时间内放出的，因而功率很大。11四、雷电过电压的形成(一)雷电放电的计算模型12(三)感应雷击过电压雷击于线路附近大地或接地的线路杆塔顶部等，在绝缘的导线上引起感应过电压。(二)直接雷击过电压雷击于地面上接地良好的物体雷击于导线或档距中央避雷线13在先导放电阶段，虽然

7、有束缚电荷的存在，但是由于负电荷移动较慢，故线路上产生的的电流较小，相应的电压也较小，可忽略。主放电阶段，负电荷迅速被中和，束缚的正电荷产生的电场使导线对地形成一定电压，而雷电流产生的磁通在导线也感应出一定电压。这两者之和就是感应雷击过电压，分别称为雷击过电压的静电分量和电磁分量。14第二节防雷保护装置避雷针和避雷线保护间隙和避雷器防雷接地15现代电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：避雷针、避雷线、保护间隙、各种避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等等。16一、避雷针和

8、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、发电场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。保护原理：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，发展得最快，最先影响雷电下行先导的发展方向，使之击向避雷针（线），并顺利泄入地下，使处于它们周围的较低物体受到屏蔽保护、免遭雷击。17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