雷电及防雷设备ppt课件.ppt

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1、过电压的分析及防护一、过电压概述二、雷击过电压三、内部过电压一、过电压的概念：电力系统中的各种绝缘在运行中除了受长期工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的短时作用。电力系统中的过电压就是指电系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位升高。过电压概述超过额定的最高运行电压称为过电压。二、过电压的分类直接雷过电压雷电过电压感应雷过电压电力系统过电压内部过电压操作过电压谐振过电压工频电压升高雷闪过电压的分析及防护第五章雷电及防雷设备第六章输电线路的防雷保护第七章发电厂和变电所的防雷保护第五章雷电及防雷设备第五章雷电及防雷设备第一

2、节雷电放电和雷电参数第二节避雷针和避雷线第三节避雷器第四节防雷接地第一节雷电放电和雷电参数一、雷电及雷电放电过程：1、雷云的形成：⑴热雷云：地表潮湿空气，受热上升；形成湿热气流的水份在2——5km的高空受冷凝结为悬浮小水滴；小水滴集聚成大面积的乌黑积云。这类云荷电后称为热雷云。⑵锋面雷云：水平移动的冷、热气流相遇后，热气团上升；交接面上热气团中的水份受冷凝结成小水滴或冰晶形成翻腾的积云。这类云荷电后称为锋面雷云。锋面雷云涉及范围大，宽数十km，流速高，每小时数百km；所形成的雷电危害较大。㈠雷电的产生：雷电放电起源于雷云的形成，为了更好的

3、理解雷电放电的某些特性，我们来大致地了解一下雷云的形成机理。2、雷云中电荷的形成关于雷云的形成机理有很多的理论，它们或从微观的物理过程出发、或从宏观的大气现象出发，对雷云形成过程中的电荷分离、电荷的积聚分布、雷云电场的形成等进行分析、研究，其中比较有代表性的有感应起电、对流起电、温差起电、水滴分裂起电、融化起电、冻结起电等，但至今尚无定论，没有一套严密的理论。对此我们不需要过多的深究。我们只需要了解这样一个事实：雷云中电荷的形成不是有了新的电荷，而是雷云中原有的正负电荷受外因的强烈作用分离而形成的。云层大部分对地带负电。负电荷的中心距地面

4、约500～10000m。在云层的顶部有一正电荷层，高度通常在9～12km；3、雷电现象雷云中的电荷聚集使电场强度达到一定程度时，周围空气的绝缘性能就被破坏，于是在正雷云对负雷云之间，或是在雷云对地之间就会产生强烈的放电现象。这种雷云放电的过程就叫雷电现象，或叫雷闪放电。雷云放电，特别是对地放电时，会对地表的建筑物和供电网络造成极大的危害。因此我们必须掌握其活动规律，采取相应的防护措施。㈡雷电放电过程就其本质而言，雷电放电是一种超长气隙的火花放电，与金属电极间的长气隙放电是相似的。所不同的是由于雷云的物理性质毕竟与金属板不同，因而具有多次重

5、复雷击等现象和特点。雷云下部大部分带负电荷，雷云中的负电荷会在地面感应出大量正电荷。这样地面与大地之间或两块带异号电荷的雷云之间，会形成强大的电场，其电位差可达数兆伏甚至数十兆伏。先导放电阶段——主放电阶段——余辉阶段1、先导放电阶段：通常“云—地”之间的线状雷电在开始时往往是一微弱发光的通道从雷云向地面伸展，它以逐级推进的方式向下发展，每级长度约25~50m，每级的伸展速度约104km/s，各级之间有30~90μs的停歇，所以平均发展速度只有100~800km/s这种预放电称为逐级引路或先导放电。2、主放电阶段：当先导放电接近地面时，地

6、面上一些高耸的物体因周围电场强度达到了能使空气电离程度，会发出向上的迎面先导，当它与下行先导相遇时，就出现了强烈的电荷中和过程，出现极大的电流，这就是雷电的主放电阶段，伴随着雷鸣和闪光。这段时间极短，只有50~100μs，它是沿着负的下行先导通道，由下而上逆向发展的，亦称“回击”,速度可达20000~150000km/s。1－先导放电通道，2－强游离区，3－主放电通道3、余晖放电阶段：主放电后，剩余的电荷沿主放电通道流入大地。这一阶段电流较小仅数百安，时间约0.03~0.15s。上述三个阶段为雷电的一次放电过程，但是雷云中可能同时存在多个

7、电荷集聚中心，当一个集聚中心完成放电后，其他集聚中心也可能沿第一次的放电通道再次放电。所以雷击经常出现多重性，常见为2~3次。每次的间隔时间约0.5~500ms，电流逐次减小。二、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Z0（300～400）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点其彼德逊等值电路ZZ02U0Ai二、雷电流i：国际上定义雷击小接地阻抗（波阻抗为零）物体时，流过该物体的

8、电流定义为雷电流i。则：1、雷电流的幅值：雷电流幅值出现的概率：，。少雷区减半2、波头、陡度及波形波头时间为1~5s；波长时间为20~100s，平均50s。我国在防雷保护中采用的波形：2