防雷及过电压保护与接地ppt课件.ppt

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1、防雷及过电压保护与接地第一节雷电有关知识第二节建筑物防雷第三节交流电气装置的过电压保护第四节电气装置的接地与等电位联结本章小结一、雷电放电过程第一节雷电有关知识雷电是雷云之间或雷云对地面放电的一种自然现象。在防雷工程中，主要关心的是雷云对大地的放电，称对地雷闪。能产生雷电的带电云层称为雷云。雷云的形成主要是含水汽的空气的热对流效应。雷云的形成过程是综合性的。雷云起电机理：水滴破裂效应，水滴结冰效应、吸收电荷效应等。带电云层一经形成，就形成雷云空间电场。由此可见，雷电的成因源于大气的运动。视频链接负下行雷通常包括若干次重复的放电过程，而每次可以分为下列三个阶段：先导（向下先导、迎面先导）

2、放电－－主放电－－余辉放电雷云以带负电荷居多，且有多个负荷中心。图9-1雷云对地放电的发展过程和雷电流的波形二、有关的雷电参数1.雷暴日雷暴日是指该地区平均一年内有雷电放电的平均天数。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；Td>40，多雷区；Td>90，强雷区2.雷击大地密度雷击大地密度是每年每平方公里雷击大地的次数。可根据雷暴日，按下式估算：根据雷击大地密度可以计算出地面建筑物或架空线路遭受的年预计雷击次数，从而采取相应的防雷措施。Td值越大，则防雷要求也就越高。3.雷电流波形和参数雷电流由一个或多个不同的雷击组成：持续时间小于2ms的短时间雷击（包

3、括首次和首次以后的后续短时间雷击）持续时间大于2ms的长时间雷击短时间雷击电流波形雷电流波形表示：T1/T2（μs）波头陡度定义为雷电流上升期间雷电流的上升率，即首次短时间雷击的电流波形取10/350μs；三、雷电波在线路中的传播雷电波具有波的传播特性，是电流波和电压波伴随而行的统一体。雷电波在传播过程中到达线路参数发生突变的节点处，还会发生折射和反射现象。由于雷电波的等效频率很高，通常采用分布参数电路分析。分布参数电路：电流、电压不仅是时间的函数，还是位置的函数，即：u=u（x，t），i=i（x，t）集中参数电路：电流、电压只是时间的函数，在一个支路范围内与位置无关。u=u(t)，i

4、=i(t)均匀无损的单导线（一）雷电波的传播速度和波阻抗雷电波在导线中传播时，其波头的行进速度称为雷电波的传播速度，即计算表明，雷电波沿架空线传播的速度与光速（3×108m/s）相同，而在电缆中传播的速度约为上值的1/2～1/3。定义波阻抗与集中参数电路的欧姆定律不同，波阻抗表征的是沿导线传播的（对地）电压波和电流波之间的动态比例关系，因为雷电波在传播过程中必须遵循存在单位长度线路周围媒质中的电场能量和磁场能量一定相等的规律。与线路长度和负载性质无关（二）雷电波的折射和反射Z2

5、：由于节点两侧波阻抗的改变，会使雷电波的电场能量和磁场能量重新分配，经过节点的雷电波的电压和电流峰值也必然发生改变。雷电波的折射和反射特性对防雷设计具有重要影响。线路末端开路时，波阻抗无穷大，波在节点处发生正的全反射。末端电压U2=u2f=2E在反射波所到之处电压提高1倍！波经过并联电容后，电压不能突变。图波穿过电容时的折反射CZ1Z2E末端开路时波的折反射波从直角波变为指数波。因此，只要增加C的值，就能把陡度限制在一定程度。四、雷电作用的形式（1）直接雷直接雷是指雷电直接击在架空线路、建筑物、其他物体或外部防雷装置上产生电效应、热效应和机械力者。（2）雷电感应（感应雷）雷电感应是指雷

6、电对大地放电时在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使建筑物金属部件之间产生火花放电，也可能导致电力线路的绝缘闪络或损坏。A点电压幅值由于受直接雷击，被击的架空线路、建筑物、其他物体或外部防雷装置上会产生很高的电位，从而引起过电压。（3）雷电波侵入雷电侵波入是指由于雷电对架空线路或金属管道的作用（如直接雷或雷电感应），产生的雷电波可能沿着这些管线侵入变电所内或建筑物内，损坏电气设备和危及人身安全。（4）雷击电磁脉冲（LEMP）雷击电磁脉冲是指雷电流的电磁效应，它包含传导电涌（浪涌）和辐射脉冲电磁场效应。电涌——指由雷击电磁脉冲引发表现为过电压和（或）过电流的瞬态波。电涌可由雷击入

7、户电源线路或附近地面产生，并经电源线路本身传输到电气和电子系统；电涌也可由雷击建筑物或附近地面而产生，通过环路感应或线路耦合的方式传递能量。一、概述第二节建筑物防雷雷击大地可能对建筑物及服务设施（如供电线路、通信线路及其他服务设施）造成危害。建筑物或与其相连的服务设施遭雷击会因雷电的机械、热力、化学和爆炸效应造成建筑物（或其内存物）及服务设施的物理损坏，也会因雷电产生的接触电压和跨步电压导致人身受到伤害。不但建筑物或服务设施遭雷击会导致建筑物内