重庆大学高电压5电力系统大气过电压及保护

1、第二篇第二篇电力系统过电压及其防护电力系统过电压及其防护主要内容主要内容5.6 5.1 雷电放电过程及雷电参数雷电放电过程及雷电参数雷电雷电是自然中最宏伟壮观的现象也是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大的影响，因此对雷电的研究和防护意义重大。护意义重大。早在早在18世纪初，世纪初，富兰克林富兰克林等物理学等物理学家已经揭示了闪电就是电的本质。家已经揭示了闪电就是电的本质。例如著名的风筝实验，第一次向人例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷电只不过是一种

2、大气火们揭示了雷电只不过是一种大气火花放电现象的秘密。花放电现象的秘密。随着物理学的进一步发展，人们对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雷电这一自然现象有了更深刻的认识。识。雷电放电实质上是一种超长气隙的雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电火花放电，它所，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。电磁效应、机械效应和热效应。从从电力工程电力工程的角度来看，最值得我们注意的两个方面是：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雷电放电在电力系统中引起很

3、高的雷电过电压很高的雷电过电压，它是造，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一 产生巨大电流产生巨大电流，使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或，使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。通过电动力引起机械损坏。 本节主要内容：本节主要内容：5.1.1、雷电放电的过程、雷电放电的过程5.1.2、雷电参数、雷电参数 5.1.3、雷击时计算雷电流的等值电路、雷击时计算雷电流的等值电路5.1.1 雷电放电的过程雷电放电的过程水滴分裂起电理论水滴分裂起电理论：大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电荷分离现

4、象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微水沫被上升荷分离现象，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。雷云的底部大多是带气流带往高空，形成大片带负电的雷云。雷云的底部大多是带负电荷，在地面上感应出大量的正电荷。负电荷，在地面上感应出大量的正电荷。带有大量不同极性的雷云之间、雷云对地之间就形成了带有大量不同极性的雷云之间、雷云对地之间就形成了强大的强大的电场电场。雷云中的雷云中的电荷分布电荷分布当空间电场强度超过当空间电场强度超过大气电离的放电的临大气电离的放电的临界电场强度时，就会界电场强度时，就会发生发生云间或对大地的云间或对大地的火花放电火花放电。放电通道

5、的电流可达放电通道的电流可达几十或几百千安。几十或几百千安。雷电放电就其本质而言是雷电放电就其本质而言是一种超长气隙的火花放电一种超长气隙的火花放电雷电放电的基本过程雷电放电的基本过程1先导放电通道；先导放电通道；2强电离区；强电离区；3主放电通道主放电通道l先导；先导；r主放电；主放电；v发展方向发展方向雷电放电类型雷电放电类型v流经物体的电流波与被击流经物体的电流波与被击 物体的波阻抗有关物体的波阻抗有关v当当Zj=0时，流经被击物体时，流经被击物体 的电流定义为的电流定义为雷电流雷电流jLZZZZi00.22流经被击物体的电流：流经被击物体的电流：022iiLL彼德逊法则彼德逊法则研究表

6、明研究表明：雷电放电的：雷电放电的先导通道具有先导通道具有分布参数分布参数的特性的特性，可认为它是一，可认为它是一个具有电感、电容等均个具有电感、电容等均匀分布参数的导电通道，匀分布参数的导电通道，称为称为雷电通道雷电通道，其波阻，其波阻抗为抗为Z0 雷电流波：雷电流波：Li.0雷电流通道的雷电流通道的波阻抗波阻抗Z0的数的数值通常取为值通常取为300欧欧5.1.2 雷击时计算雷电流的等值电路雷击时计算雷电流的等值电路jLZZZZii00n雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放；从电雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放；从电源性质来看，这相当于一个源性质来看，这相当于一个电流源电

7、流源的作用过程；的作用过程；n雷电放电的物理过程虽然很复杂，但从地面感受到的实际雷电放电的物理过程虽然很复杂，但从地面感受到的实际效果和防雷保护实际工程角度，可以把它看成是效果和防雷保护实际工程角度，可以把它看成是一个沿者一个沿者固定波阻抗的雷电通道向地面传播电磁波的过程固定波阻抗的雷电通道向地面传播电磁波的过程。可依据。可依据此建立计算模型。此建立计算模型。n在雷电放电的过程中，人们能够测知的电量，是雷击地面在雷电放电的过程中，人们能够测知的电量，是雷击地面时流过被击物体的电流时流过被击物体的电流i，然后再根据计算模型反推雷电波，然后再根据计算模型反推雷电波的电流。的电流。注意理解：注意理解

8、：若：若：Z ZZ Z0 0时，时，i iZ Zi iL L国际上都习惯把雷击于低接地阻抗国际上都习惯把雷击于低接地阻抗（Z0或或30欧姆）欧姆）物体时，流过该物体的电流称为雷电流。物体时，流过该物体的电流称为雷电流。应特别注意应特别注意：定义中的雷电流：定义中的雷电流iZ恰好等于沿雷电通道恰好等于沿雷电通道传播而来的雷电流波传播而来的雷电流波 的的两倍两倍。因此，在防雷保护计算的彼德逊等值电路中，因此，在防雷保护计算的彼德逊等值电路中，等值等值电流源通常直接用电流源电流源通常直接用电流源来表示，如图来表示，如图5.3。Li.0研究表明研究表明：雷电放电的：雷电放电的先导通道具有先导通道具有分

9、布参数分布参数的特性的特性，可认为它是一，可认为它是一个具有电感、电容等均个具有电感、电容等均匀分布参数的导电通道，匀分布参数的导电通道，称为称为雷电通道雷电通道，其波阻，其波阻抗为抗为Z0 雷电流波：雷电流波：2Li.0彼德逊法则彼德逊法则雷击大地时的电流：雷击大地时的电流：022iiLL 为评价某地区雷电活动的强度，常用该地区多年统为评价某地区雷电活动的强度，常用该地区多年统计所得到的平均出现雷暴日或雷暴小时来估计的计所得到的平均出现雷暴日或雷暴小时来估计的 在一天内或一小时内只要听到雷声就作为一个在一天内或一小时内只要听到雷声就作为一个雷电雷电日日Td或一个或一个雷电小时雷电小时Th 由

10、于不同年份的雷电日数变化很大，所以均采用多由于不同年份的雷电日数变化很大，所以均采用多年平均值年平均值年平均雷电日年平均雷电日1、雷暴日及雷暴小时、雷暴日及雷暴小时5.1.3 雷电参数雷电参数雷暴日与该地区所在纬度、当地气象条件、地形地貌有关雷暴日与该地区所在纬度、当地气象条件、地形地貌有关少雷区：少雷区：Td40强雷区：强雷区：Td90ThN100100010单位：次单位：次/100公里公里年年我国规程规定，对我国规程规定，对Td=40的地区，取的地区，取 次次/平方公里平方公里.雷电日雷电日地面落雷密度地面落雷密度：指每个雷电日每平方公里的地面上：指每个雷电日每平方公里的地面上的平均落雷次

11、数（单位：次的平均落雷次数（单位：次/平方公里平方公里雷电日）雷电日）2、地面落雷密度和输电线路落雷次数、地面落雷密度和输电线路落雷次数0.015若一般高度的线路的等值受雷面的宽度为若一般高度的线路的等值受雷面的宽度为10h(h为线为线路平均高度路平均高度(m)，则输电线路年平均遭受雷击的次，则输电线路年平均遭受雷击的次数：数：雷电通道长度数千米，半径仅为数厘米，类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，具有某一等值波阻似于一条分布参数线路，具有某一等值波阻抗，称为抗，称为雷电通道波阻抗雷电通道波阻抗。我国有关规程建议我国有关规程建议取取Z03003、雷电通道的波阻抗、雷电

12、通道的波阻抗4、雷电的极性、雷电的极性 雷电的极性由雷云电荷的极性决定，负极性雷雷电的极性由雷云电荷的极性决定，负极性雷击均占击均占7590%，对设备绝缘危害较大，防雷计，对设备绝缘危害较大，防雷计算中一般均按负极性考虑。算中一般均按负极性考虑。5、雷电流的幅值、雷电流的幅值通常定义雷电流为雷通常定义雷电流为雷IL击于低阻接地电阻击于低阻接地电阻(30)的物体时流过雷击点的电流。它近似等于电流的物体时流过雷击点的电流。它近似等于电流入射波入射波I0的两倍，即的两倍，即02IIL一般地区，雷电流幅值超过一般地区，雷电流幅值超过 I的概率可按下式计算的概率可按下式计算6、雷电流的波前时间、陡度及波

13、长、雷电流的波前时间、陡度及波长 雷电流的波前时间雷电流的波前时间T1处于处于14s的范围内，平均为的范围内，平均为2.6s。波长。波长T2处于处于20100s的范围内，多数为的范围内，多数为50s左右。左右。我国防雷设计采用我国防雷设计采用2.6/50s的波形；在绝缘的冲击的波形；在绝缘的冲击高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为1.2/50s 88lgLIP(Td20)雷电流波前的平均陡度为雷电流波前的平均陡度为(kA/s)7、雷电流的计算波形、雷电流的计算波形在防雷计算中，按不同要求采用不同的计算波形在防雷计算中，按不同要求采用不同的计算波形 1 1

14、、双指数波、双指数波2 2、斜角波、斜角波3 3、斜角平顶波、斜角平顶波4 4、半余弦波、半余弦波5.6 直配电机的防雷保护直配电机的防雷保护5.2 防雷保护装置防雷保护装置5.2.1 避雷针和避雷线避雷针和避雷线5.2.2 避雷器避雷器5.2.3 防雷接地防雷接地现代电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：现代电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：避雷针避雷针、避雷线避雷线、保护间隙保护间隙、各种、各种避雷器避雷器、防雷接地防雷接地、电抗线圈、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等等。电容器组、消弧线圈、自动重合闸等等。避雷针避雷针 保护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，保护原理：当雷

15、云放电时使地面电场畸变，在避雷针顶端形成局部场强集中的空间以影在避雷针顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地从而使被保护物体免遭雷击从而使被保护物体免遭雷击5.2.15.2.1、避雷针和避雷线、避雷针和避雷线避雷针保护范围避雷针保护范围()()2xxxhrhhPh(1.52 )()2xxxhrhh PhhP5 .5h 30m， P1 30m 65m时时(在在S50m以内雷将被线路吸引而击中线路本身以内雷将被线路吸引而击中线路本身)，导线上的感应雷，导线

16、上的感应雷过电压的最大值为：过电压的最大值为：Ld25iI huSIL为雷电流幅值(kA)，hd为导线平均高度(m)，S为雷击点离导线水平距离。感应雷过电压极性与雷云的感应雷过电压极性与雷云的极性相反极性相反。相邻导线相邻导线同时产生同时产生相同极性相同极性的感应雷过电压，因此相间的感应雷过电压，因此相间不存在电位差，只存在对地闪络的可能，但如果两相或不存在电位差，只存在对地闪络的可能，但如果两相或三相同时对地闪络，就会转化为相间闪络事故。三相同时对地闪络，就会转化为相间闪络事故。特点：特点：（3）雷击线路附近时感应雷过电压计算）雷击线路附近时感应雷过电压计算有避雷线有避雷线当导线上方挂有接地

17、的避雷线时，由于先导电荷产生的电当导线上方挂有接地的避雷线时，由于先导电荷产生的电力线有一部分被避雷线截住，即力线有一部分被避雷线截住，即避雷线的屏蔽作用避雷线的屏蔽作用，因而，因而导线上的感应束缚电荷减少，相应的感应电压也减少。导线上的感应束缚电荷减少，相应的感应电压也减少。导线上的实际感应雷过电压为导线上的实际感应雷过电压为( )( )()( )(1)gi ci ci gi cchuuk uukhk为导线和避雷线之间得为导线和避雷线之间得耦合系数耦合系数雷击线路杆塔，当雷击线路杆塔，当无避雷线无避雷线时，对一般高度的线路可用下式时，对一般高度的线路可用下式计算感应雷过电压最大值：计算感应雷

18、过电压最大值： a为感应过电压系数（为感应过电压系数（kV/m），数值上等于雷电流的时间），数值上等于雷电流的时间陡度平均值，即陡度平均值，即aI/2.6（kV/s） 当当有避雷线有避雷线时，由于其屏蔽效应，则：时，由于其屏蔽效应，则： k为耦合系数为耦合系数ccihau)()1 ()(khucci(4) 雷击线路杆塔时的感应过电压雷击线路杆塔时的感应过电压5.3.3 输电线路直击雷过电压输电线路直击雷过电压（1） 雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平-反击反击)6 . 2(titopLRIu(1)ctopcuk ua hk )1)(6 . 26 . 2(khLRI

19、uctiLi感应雷过电压感应雷过电压避雷线在导线避雷线在导线上耦合电压上耦合电压ctopLuuui塔顶电位幅值塔顶电位幅值导线电位幅值导线电位幅值线路绝缘子串上两端电压线路绝缘子串上两端电压IUcUtop 有避雷线有避雷线 无避雷线无避雷线工程实用中往往以降低工程实用中往往以降低Ri和提高和提高k值作为提高输电线路耐雷值作为提高输电线路耐雷水平的主要途径水平的主要途径6 .2)6 .2()1 (%501ctihLRkuI6 .26 .2%501ctihLRuI耐雷水平耐雷水平是指雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大是指雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值，单位为雷电流幅值，单

20、位为kAkA。击杆率击杆率g：雷击杆塔次数与雷击线路总数的比值。：雷击杆塔次数与雷击线路总数的比值。012平原平原1/21/41/6山区山区11/31/4避雷线根数避雷线根数地形地形(2) 雷击避雷线档距中央时的过电压雷击避雷线档距中央时的过电压流入雷击点的雷电流波为流入雷击点的雷电流波为雷击点的电压雷击点的电压取雷电流为斜角波头：取雷电流为斜角波头：iL=at雷击处避雷线与导线间的雷击处避雷线与导线间的空气间隙上所承受的最大电压空气间隙上所承受的最大电压Li02/1ZZiibLZbbLbZAZZZZiZiu0022)1 (2)1 (00kZZZZvlakuubbbAS2bZ(3) 雷绕过避雷

21、线击于导线时的过电压雷绕过避雷线击于导线时的过电压-绕击绕击2Izi流经雷击点的雷电流波为流经雷击点的雷电流波为导线上电压为导线上电压为幅值幅值绕击时耐雷水平绕击时耐雷水平0/21LZiiZZ0022dZLZ ZZuiiZZ002dLZ ZUIZZ0250%02ZZIUZ Zzi雷绕过避雷线直接击中导线的概率，称为雷绕过避雷线直接击中导线的概率，称为绕击率绕击率P。 P之值与避雷线对边相导线的之值与避雷线对边相导线的保护角保护角、杆塔高度杆塔高度ht及线路通及线路通过地区的过地区的地形、地貌地形、地貌等因素有关。等因素有关。平原线路平原线路山区线路山区线路 （1）雷击杆塔时的跳闸率）雷击杆塔时

22、的跳闸率(反击率反击率)（2）绕击跳闸率）绕击跳闸率(绕击率绕击率)（3）线路的雷击跳闸率）线路的雷击跳闸率 116 . 0Pghnb226 . 0PPhnb)(6 . 02121PPPghnnnbP1雷电流超过反击耐压水平的雷电流概率雷电流超过反击耐压水平的雷电流概率P2雷电流超过绕击耐压水平的雷电流概率雷电流超过绕击耐压水平的雷电流概率雷击跳闸率的计算雷击跳闸率的计算5.3.4 输电线路的防雷措施输电线路的防雷措施(一一) 避雷线（架空地线）避雷线（架空地线）110kV及以上架空输电线路防雷措施是沿全线架设避雷线；及以上架空输电线路防雷措施是沿全线架设避雷线；35kV及以下的线路主要依靠架

23、设消弧线圈和自动重合闸来进及以下的线路主要依靠架设消弧线圈和自动重合闸来进行防雷保护。行防雷保护。(二二) 降低杆塔接地电阻降低杆塔接地电阻提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施。杆塔的工提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施。杆塔的工频接地电阻一般为频接地电阻一般为1030。(三三) 加强线路绝缘加强线路绝缘增加绝缘子串中的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔增加绝缘子串中的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等等，但有相当大的局限性。一般优先采用降头空气间距等等，但有相当大的局限性。一般优先采用降低杆塔接地电阻的办法来提高线路耐雷水平。低杆塔接地电阻的办法来提高线路耐雷水平。(四

24、四) 耦合地线耦合地线作为一种补救措施，具有一定的分流作用和增大导地线之作为一种补救措施，具有一定的分流作用和增大导地线之间的耦合系数，因而能提高线路的耐雷水平和降低雷击跳间的耦合系数，因而能提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率。闸率。(五五) 消弧线圈消弧线圈能使雷电过电压所引起来的一相对地冲击闪络不转变成稳能使雷电过电压所引起来的一相对地冲击闪络不转变成稳定的工频电弧，即大大减小建弧率和断路器的跳闸次数。定的工频电弧，即大大减小建弧率和断路器的跳闸次数。(六六) 线路型避雷器线路型避雷器仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的防雷保护。仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的防雷保护。它

25、能免除线路绝缘的冲击闪络，并使建弧率降为零。它能免除线路绝缘的冲击闪络，并使建弧率降为零。(七七) 不平衡绝缘不平衡绝缘一回路的三相绝缘子片数少于另一路的三相。一回路的三相绝缘子片数少于另一路的三相。(八八) 自动重合闸自动重合闸线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化。线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化。主要内容主要内容5.6 5.4 5.4 发电厂和变电所的防雷保护发电厂和变电所的防雷保护 线路的雷害事故往往只导致电网工况的短时恶化；线路的雷害事故往往只导致电网工况的短时恶化；变电所的雷害事故就要严重得多，往往导致大面积变电所的雷害事故就要严重得多，往往导致大面积停电。变电设备的内绝缘水平往往低

26、于线路绝缘，停电。变电设备的内绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不具有自恢复功能，一旦发生击穿，后果十分而且不具有自恢复功能，一旦发生击穿，后果十分严重。变电所的防雷保护与输电线路相比，要求严重。变电所的防雷保护与输电线路相比，要求更更严格严格、措施、措施更严密更严密、可靠可靠。变电所中出现的雷电过电压的两个来源：变电所中出现的雷电过电压的两个来源： 雷电直击变电所；雷电直击变电所； 沿输电线入侵的雷电过电压波。沿输电线入侵的雷电过电压波。 5.4.1 发电厂、变电所的直击雷保护发电厂、变电所的直击雷保护5.4.2 发电厂、变电所的雷电侵入波保护发电厂、变电所的雷电侵入波保护5.4.1 发电厂、变

27、电所的直击雷保护发电厂、变电所的直击雷保护发电厂、变电所必须装设发电厂、变电所必须装设避避雷针雷针或或避雷线避雷线对直击雷进行对直击雷进行保护。按安装方式的不同，保护。按安装方式的不同，避雷针分为避雷针分为独立避雷针独立避雷针和和构构架避雷针两类架避雷针两类。绝缘水平不。绝缘水平不高的高的35kV以下的配电装置，以下的配电装置，构架避雷针容易导致绝缘闪构架避雷针容易导致绝缘闪络络(反击反击)。 变电所的直击雷防护变电所的直击雷防护设计内容设计内容主要是主要是选择避雷针的选择避雷针的数量数量、高度高度、装设位置装设位置、验、验算它们的算它们的保护范围保护范围、应有的、应有的接地电阻接地电阻、防、

28、防雷接地装置设计等。对于雷接地装置设计等。对于独立避雷针独立避雷针，还，还有一个验算它对相邻配电装置构架及其接有一个验算它对相邻配电装置构架及其接地装置的空气间距及地下距离的问题。地装置的空气间距及地下距离的问题。 为了防止避雷针对构架发生为了防止避雷针对构架发生反击反击，其空气间距，其空气间距S1应应满足下式要求：满足下式要求： 为了防止避雷针为了防止避雷针接地装置接地装置与变电所接地网之间因土壤与变电所接地网之间因土壤击穿击穿而连在一起，地下距离而连在一起，地下距离S2亦应满足下式要求亦应满足下式要求独立避雷针应有的空气间隙独立避雷针应有的空气间隙 E1、E2为空气间隙平均冲击击穿场强和土

29、壤平均为空气间隙平均冲击击穿场强和土壤平均冲击击穿场强。冲击击穿场强。用下面两个公式校核用下面两个公式校核独立避雷针的空气间距和地独立避雷针的空气间距和地中距离中距离：5.4.2 发电厂、变电所的雷电侵入波保护发电厂、变电所的雷电侵入波保护 装设装设避雷器避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，它的保护作用主要是主要措施，它的保护作用主要是限制过电压波的幅值限制过电压波的幅值。但是还需要有但是还需要有“进线段保护进线段保护”与之配合。与之配合。避雷器的保护作用基于三个前提：避雷器的保护作用基于三个前提： 它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的

30、配合它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合; 它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度强度; 被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。（1）避雷器与被保护设备连接一点）避雷器与被保护设备连接一点bbuizu12tiu避雷器的伏秒避雷器的伏秒特性与侵入波特性与侵入波电压相交时，电压相交时，避雷器动作。避雷器动作。？放电电压：放电电压：决定决定于避雷器的伏秒于避雷器的伏秒特性。特性。避雷器的残压最大值：避雷器的残压最大值：决决定于避雷器的伏秒特性和定于避雷器的伏秒特性和流过避雷器电流的大

31、小。流过避雷器电流的大小。td由于阀片的非线性，电流在很大范围内变动时残压变由于阀片的非线性，电流在很大范围内变动时残压变化很小。波尾较平。化很小。波尾较平。避雷器的冲击放电电压与额定放电电流（如避雷器的冲击放电电压与额定放电电流（如5kA）下）下的残压基本相同。的残压基本相同。因此，避雷器上的电压因此，避雷器上的电压Ub可近似为一斜角平顶波。幅可近似为一斜角平顶波。幅值等于避雷器的残压，波头长度等于避雷器的放电时值等于避雷器的残压，波头长度等于避雷器的放电时间间td（2）避雷器与被保护设备不在一点）避雷器与被保护设备不在一点1()u tTat 被保护绝缘与避雷器间的电气距离越大、进波陡被保护

32、绝缘与避雷器间的电气距离越大、进波陡度度a越大，电压差值越大，电压差值 也就越大。也就越大。U22()()2 ()2 ()22Uu tTu tbba tTTa tTbblaTav绝缘冲击耐压水平应满足：绝缘冲击耐压水平应满足：阀式避雷器的保护距离：阀式避雷器的保护距离： K为变电所出线修正系数为变电所出线修正系数避雷器具体安装点选择原则：避雷器具体安装点选择原则：“确保重点、兼确保重点、兼顾一般顾一般”。在诸多的变电设备中，需要确保的。在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑是主变压器，应尽可能把阀式避雷器重点无疑是主变压器，应尽可能把阀式避雷器装得离主变压器近一些。装得离主变压器近一些。（3）

33、变电所的进线段保护）变电所的进线段保护进线段保护是指临近变电所进线段保护是指临近变电所l2km的一段线路上的一段线路上加强防雷加强防雷保护措施保护措施。对于那些对于那些未未沿全线架设避雷线的沿全线架设避雷线的35kV及以下的线路来说，及以下的线路来说，首先在靠近变电所首先在靠近变电所(l2km)的线段上加装避雷线；的线段上加装避雷线；对于全线对于全线有有避雷线的避雷线的110kV及以上的线路，将靠近变电所及以上的线路，将靠近变电所的一段长的一段长l 2km的线路加强防雷措施、提高耐雷水平。的线路加强防雷措施、提高耐雷水平。目的是减小进线段内绕击和反击形成侵入波的概率，使侵目的是减小进线段内绕击

34、和反击形成侵入波的概率，使侵入变电所的雷电波主要来自进线段以外。入变电所的雷电波主要来自进线段以外。进线段保护的作用进线段保护的作用：雷电过电压波在流过进线段时因冲击电晕而发生衰减和变形，雷电过电压波在流过进线段时因冲击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值；降低了波前陡度和幅值；由于进线段波阻抗的作用，减小了流过避雷器的雷电流。由于进线段波阻抗的作用，减小了流过避雷器的雷电流。 50%2bbUUIZ流过避雷器的冲击电流流过避雷器的冲击电流Ub阀式避雷器的残压，阀式避雷器的残压，kV主要内容主要内容5.6 5.5 变压器的防雷保护变压器的防雷保护5.5.1 三绕组变压器的防雷保护三绕组变压

35、器的防雷保护5.5.2 自耦变压器的防雷保护自耦变压器的防雷保护5.5.3 变压器中性点的保护变压器中性点的保护5.5.1 三绕组变压器的防雷保护三绕组变压器的防雷保护高压侧有雷电过电压波时，通过绕组间高压侧有雷电过电压波时，通过绕组间的静电耦合和电磁耦合，低压侧出现一的静电耦合和电磁耦合，低压侧出现一定过电压。在任一相低压绕组加装阀式定过电压。在任一相低压绕组加装阀式避雷器。避雷器。 5.5.2 自耦变压器的防雷保护自耦变压器的防雷保护高压侧进波时，应在中压断路高压侧进波时，应在中压断路器器QF2的内侧装设一组阀式避的内侧装设一组阀式避雷器（图中的雷器（图中的FV2）进行保护，）进行保护，中

36、压侧进波时，在高压断路器中压侧进波时，在高压断路器 QF1的内侧也应装设一组避雷的内侧也应装设一组避雷器器 （图中的（图中的FV1）进行保护。）进行保护。 当中压侧接有出线时，还应在当中压侧接有出线时，还应在AA之间再跨接一组避雷器之间再跨接一组避雷器（图中的（图中的FV3）。）。 自耦变压器典型的保护接线自耦变压器典型的保护接线5.5.3 变压器中性点的保护变压器中性点的保护110kV及以上的中性点有效接地系统及以上的中性点有效接地系统 1、中性点为全绝缘时，一般不需采用专门的保护。中性点为全绝缘时，一般不需采用专门的保护。但在变电所只有一台变压器且为单路进线的情况下，但在变电所只有一台变压

37、器且为单路进线的情况下，仍需在中性点加装一台与绕组首端同样电压等级的避仍需在中性点加装一台与绕组首端同样电压等级的避雷器。雷器。 2、当中性点为降级绝缘时，则必须选用与中性点绝当中性点为降级绝缘时，则必须选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护，同时注意校核避雷器缘等级相当的避雷器加以保护，同时注意校核避雷器的灭弧电压的灭弧电压 35kV及以下的中性点非有效接地系统及以下的中性点非有效接地系统 变压器的中性点都采用全绝缘，一般不设保护装置。变压器的中性点都采用全绝缘，一般不设保护装置。主要内容主要内容5.6 直配电机的防雷保护直配电机的防雷保护从防雷的观点来看，发电机可分为从防雷的观点来看，发电机可分为两大类两大类 经过变压器再接到架空线上去的电机，简称经过变压器再接到架空线上去的电机，简称非直配电机非直配电机 直接与架空线相连直接与架空线相连(包括经过电缆段、电抗器