雷电过电压课件

雷电及其防护装置概述

雷电是大气中集声、光、电、热极为壮观的自然现象。它对人类的生活、生产都有着重大影响。雷闪放电促使无机物合成为氨基酸等有机物质导致孕育地球生命，在生命起源占有相当的地位；大气层中的电离层也起着防止太阳和宇宙各种射线进入地面，保护地球上的生命，而雷电就起着补充电离层电荷，平衡电荷总量的作用；也正是雷电放电引起森林大火可能启发了远古人类对火的发现和利用，从而结束了茹毛饮血的生活，加快了人类的进化。但是现代生活中，雷电也给人类各行各业带来了巨大的灾害。

据统计，现今全球平均每年因雷电灾害造成的直接经济损失就超过10亿美元，死亡人数在三千人以上，这个统计没有包括中国。我国根据气象部门和劳动部门的估算，每年雷击伤亡人数均超过1万，其中死亡3000多人。雷电灾害被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”。据美国的保守估计，主要由于雷电冲击导致计算机网络系统失效或损坏，平均每年约占全部故障的70％。

据我国一些省市统计，因雷害作用，电子设备的直接损失约占雷电灾害总损失的80％，造成了巨大的直接经济损失和无法估量的间接经济损失与社会影响。北京地区1980-1996年造成经济损失上亿元的数百起事故中，微电子占54.8％。广东地区1997年雷害事故共计1465起，其中电子电器设备雷害事故705起，共计直接经济损失1亿6770万元，间接经济损失5亿1730万元。1989年８月1２日，我国青岛市黄岛油库遭雷击失火，燃烧104小时才勉强扑灭。伤亡人员近百名，烧毁原油3.6万吨，整个油库变成一片废墟。电力系统的发电厂、变电站，特别是高压输电线路纵横交错地分布在旷野上，极易遭受雷击，引起停电事故。雷击引起线路跳闸一直是供电部门十分头疼的事情。有些供电局雷雨季节有时每天因雷击跳十几条线路，严重时不得不停电避雷，损失巨大。93年4月杨家坪双山变电站就因雷击造成停电十几天，直接经济损失250万元，间接损失无法估计。可见雷害事故涉及邮电通信、广播通讯、计算机行业、电子工业、石油化工、航天航空、建筑、包括电力工业几乎的所有行业。由于雷电破坏性极大，所以必须研究雷闪放电的机理、发展过程、放电特点及参数。目前雷闪放电还不能控制，只能进行防护，采取一些防雷措施和装置，以确保电力系统安全可靠经济地运行。

雷电现象从古代以来就为人们关注。我们知道两百多年前美国著名科学家富兰克林的风筝试验。实际我国对雷电现象观察与研究已很久了。三千五百年前的殷商甲骨文已有“雷”字，周朝青铜器上已有“电”；东周时《庄子》上就有“阴阳分争故为电，阴阳交争故为雷”；宋代沈括“梦溪笔谈”从实践经验中总结对雷电的三个重要性质①雷电沿金属通过并熔化金属而周围的一般物体没有损坏②雷对建筑物的易击点是建筑物突出部分－鸱③大地参与雷电活动（下安于地）

我国劳动人民总结出大量与雷电活动有关的谚语“立春一声雷，一月不见天”“雷打秋，一半收”“立夏无雷声，粮食少几升”“立夏无雷动，谷米皆成空”“雷鸣惊蛰后，一镰割不透”“惊蛰闻雷米如泥”“先打雷不下，后打雷不晴”“电先行，后跟雷，大风大雨即将临”“冬暖春雷多”“梅里有雷主大水”“雷打清明后，平地种成豆”“先雷不下，有雨不大”随着科技的进步，上世纪以来对雷电的认识有了很大进展，全球许多地方都建立了雷电观测站，采用了高速摄像、雷达、卫星、雷电定向定位仪等许多先进的设备，获得了大量雷电参数，同时在实验室进行了大量的人工雷闪放电（长间隙放电）研究。对雷闪放电的发展过程有了很多认识，基本弄清了雷电作用于电气设备时产生过电压的机理、幅值、波形，同时也找到了与雷害作斗争的防雷措施和防雷装置（避雷针、避雷线、避雷器、接地装置等）

雷电具有几至几百kA的冲击电流，通过被击电气设备时由于电磁效应，形成幅值很高的冲击电压波，使电气设备绝缘破坏，电动力的机械效应使物体炸裂，冲击电流的热效应使金属熔化。2.1雷电放电过程一、雷云的形成雷闪放电←带电荷的雷云云局部地形雷云锋面雷云范围小，危害小范围广，危害大地面水蒸气上升凝结成小水滴

季风（冷气团、暖气团）云带电（综合过程）瀑布起电（水滴破裂效应）空气中被强烈的气流吹裂的水滴较大残滴带正电，细微的水沫带负电，水沫被气流带走，于是云中各部带有不同的电荷冰雹效应（水滴冻冰效应）水结冰时，冰粒上带有正电，被风吹走残余的水带负电实测表明：5－10km高度主要是正电荷的云层，1－5km高度主要是负电荷云层，云底部往往有一块区域不大的正电荷聚集区。云中的电荷分布不均匀，形成几个0.1－1库仑的电荷密集中心，雷云对地电位可高达几万千伏－亿伏。当云中电荷密集区电场强度达到（25－30）kV/m时，就会放电，大部分放电是在云间或云中进行的，只有小部分对地放电。二、放电过程据测：对地放电的雷云绝大多数（75－90）％是带负电荷，雷电流为负极性。雷闪放电过程与长间隙极不均匀电场放电过程一样，主要有先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。1.先导放电阶段雷云中负电荷逐渐积聚时，地面感应出正电荷。云中电场强度达到空气的击穿场强（25－30)kV/m，空气开始游离，出现电子崩→流注→形成向地面运行的不太明亮的先导。先导通道压降小，通道头部的电位接近雷云电位（数万千伏－数亿伏）。当先导发展到离地面大约100m时，由于局部空间场强增大，常常出现从地面向上发展的正电荷的迎面先导。先导放电特点：①发展速度慢，约107m/s，持续约1μs，平均（1－8）×105m/s，逐级发展，每级长约10－200m，平均25m，每级约停顿10－100μs，呈跳越式②放电电流小，约100A③整个先导放电持续时间长，约0.005－0.01s④放电伴有不太明亮的闪光，头部最亮2.主放电阶段当先导通道到达地面或与迎面先导相遇时，通道端部因空气游离而产生高密度的等离子区，此等离子区自地面向雷云迅速传播，形成一条高导电率的等离子通道，使先导和雷云中的电荷与大地的电荷相中和。主放电特点：①发展速度快，约（1/20-1/2）c（强烈的中和过程）②放电电流大，一般100－200kA③整个放电持续时间短，约50－100μs④放电伴随极明亮的闪光和震耳的雷鸣（电磁效应、机械效应，通道温度15000－200000C）3.余辉放电阶段云中残余电荷（主放电剩余的电荷）沿等离子通道继续中和，特点是：①放电电流小，一般100－1000A（云中电阻大）②持续时间长，0.03－0.15s（热效应）由于云中往往有几个电荷中心，可能引起沿第一次产生的放电通道的多次主放电，最多测量到42次，但第一次冲击放电电流幅值为最高，一般以后的放电先导连续发展（无停顿），主放电电流不超过30kA三、雷闪放电的形状1.最常见的是线状雷，弯弯曲曲、纵横分枝的巨型电火花，其雷电流大，危害大2.片状雷（未形成线状雷已不能维持放电，形成一片一片若隐若现的闪光），其电流小，危害小3.球形雷（最为神秘少见，《周书》记载的公元前1068年袭击周武王住房的球形雷为世界最早的球形雷记录）白色、黄色“火球”，直径10－20cm，最大10m，可以2m/s的速度移动2.2雷电放电的计算模型电力系统中的雷电过电压是由于雷云突然向系统注入一定的电磁能量所引起的，相当于一电源突然合闸于电力系统。在防雷计算中需建立雷闪放电的等值电路来定量分析雷电过电压。计算模型就是根据雷闪放电的基本过程和所关心的问题来建立。先导阶段电荷移动速度慢形成的电流小（k打开）主放电阶段电流大（k合上）放电通道（闪径）具有分布参数性质，闪径波阻抗Z0＝300－400Ω

雷电流定义：流经被击物阻抗z＝0的电流一般电力工程中电气设备的接地阻抗z<30Ω（<z0/10)，故认为流经电气设备的电流为雷电流1.反映雷闪放电是以流动波传播形式作用地面2.被击物电压不取决于雷云电压而是u=iz3.利于工程测量2.3雷电参数的统计数据1.雷电日和雷电小时一天或一小时内听见一次雷声计为一个雷电日或雷电小时以年雷电日或年雷电小时表征不同地区雷电活动的强度我国以雷电日作为计量单位（雷电小时/雷电日≈3）雷电日多少与纬度有关炎热潮湿的赤道附近平均100－150雷电日，埃塞俄比亚平均年雷电日为230，热带地区约为75－100雷电日，中纬度地区30－50雷电日，南极最少为几个雷电日我国海南岛和雷州半岛雷电活动强烈，为100－133雷电日；北回归线（北纬23.50）以南地区一般在80雷电日以上，但台湾只有30；北纬23.50到长江一带约为40－80；长江以北大部分地区在20－40之间；西北地区20以下；西藏很多地区高达50－80雷电日；新疆只有10个左右；青海的格松一年约为0.3雷电日，全国最少年平均雷电日<15少雷区>40多雷区>90强雷区2.雷电流幅值雷闪时，雷电流所能达到的最高值，为一随机值我国电力行业标准DL/T620-1997“交流电气装置的过电压保护和绝缘配合”给出了我国年雷电日>20地区雷电流幅值概率分布公式：I：雷疗电流游幅值P:幅值≥I的雷电惰流出现区的概率例如：I≥父20炎kA贿P=涝59乖%蒜≥5分0k父A君P桶=2拿7%≥8临8k顽A料P蒸=1饲0%垒≥兴10悦0k卷A洒P坑=7点.3致%≥15崇0kA戏P狮=1.烤9%对于和年雷捡电日<20地区，烈如除陕隔南以外即的西北群地区、架内蒙部完分地区煤，雷电敬活动较剧弱：4.雷电流捎极性档据实吐测，75－90糊%的雷喘电流碰为负确极性焰，因骨此电社气设僚备防嫌雷保蝴护及骄进行险绝缘京配合奔时都黄是以稼负极塞性的府雷电伟冲击愚波进旱行分伸析研盏究3.雷电流宵陡度我国实际陡更度a与幅工值I的相关职系数γ＝0.符6－0.惨645.地面粉落雷会密度γ和输电西线路落袍雷次数N一个加雷电机日中肚，地眠面每图平方凳千米哭面积忆内落昨雷次樱数γ＝0.0御7（次/km2·雷电绘日)每百蜡公里耍输电瞒线路洲每年昼落雷著次数Td=4串0、γ＝0.暂07代入屈得：N=0叠.28（b+4雄h）甚（次/k趣m2·雷电日)2.4雷电册流的犬等值伯波形艰各国般雷电耍流幅吃值相霜差较抹大，查但所题测波攻形基当本一栽致，贡为单懂极性贴非周亮期的兆脉冲挺波我国防天雷设计规中取：τt=2.茧6μsτ=5物0μs(2.打6/5佛0μs波）防雷分枯析常用誉的等值陆波形根据具禽体情况涨采用不尽同波形租的雷电黄流（1）无限夺长直角阶波定性分需析线路苹和绕组蚁波过程易时采用贩，既能答找到规芒律又使例分析简锯化（2）斜咽角平辆顶波熊一搏般防列雷分别析中双如变奴电站捞防雷扑计算斗时，木既要泽反映书波过高程又冰要考竹虑波退陡度通对过危电压葛的影般响（3）半胶余弦眼波淹超高豪压和润特高堪杆塔铲的防使雷分转析时颈采用波头部严分：最大膛陡度甲：（4）双寺指数亦波在考船验电域气设情备绝卵缘强冠度时氏，采定用和凑实际处雷电冶流波酱形相隐接近悉的双绑指数克波采用电况容器并葬联充电矮、串联夫放电的意方法很蹈容易获柏得注意IE挑C标准为攀：1.他2/拘50μs波形2.副5避雷攀针、港避雷炊线的颤保护这范围避雷针损、避雷车线用于饲防止雷巡寿闪直接伸击中被劈燕保护物敬，称为必直击雷劲保护装护置一、保昏护原理畸变信电场扯形百成局深部场解强集屿中影响返先导杠发展榴路径引雷作常用H:定向辟高度针：夏线：h≤3布0m叮H≈驰20h他H≈影10h粮h>粱30m菊H头=60缸0m壤H=麻300侨m二、避堂雷针结载构和保必护范围1.结构趟接育闪器跨：Φ10－12m励m长1－2m的镀锌制或镀镍局钢棒晃接地质引下线反：Φ6mm圆钢或邻截面积≮25mm的镀锌披钢绞线超也可以巧利用钢貌筋或铁但塔坑接地鲁体：一锄组满足上规定接经地电阻绵值的管馅状或带斯状接地扶电极营注梅意各部隆分之间此的连接魂（采用室烧焊、限线夹或宅螺栓）2.保护哪范围保护范毫围内的庙被保护音物就绝迎对不会珠遭受雷用击？规存程规定积：0.1％的雷努击概率磨（穿透盈率）央发电驾厂、变衫电站采先用多针颗联合保飘护三、避稳雷线的奸保护范抢围工程今上常套用保言护角α一般取α＝200－300220－330找kV≈200500秧kV敞<1团50山区敏宜采永用较即小保侦护角2.辰6避雷器泽的基本干类型和愧结构当作用图在设备饺上的电漂压超过妨设备的而绝缘水析平时，弊绝缘就奖会遭受歪破坏，治为了限与制设备狮上出现住的过电堪压，将胸避雷器摘与被保皆护设备询并联，把在作用稼电压超像过一定拿幅值后想，避雷炊器先放锅电，将怎雷电流币引入地沈中，从绣而保护舍电气设约备要达到施保护效蒸果，必罚须满足盼以下要沫求：1）绝缘搬水平的益合理配译合冲击矩电压立作用扶下的馆击穿才特性祸为伏城秒特美性（送最大仗值和射放电动时间祝的关殿系）解决移方法嘉：a.提高冻电气深设备衔的冲粪击绝恨缘水悟平不经渡济b.避雷寨器伏洪秒特柳性低滔且平台直kch→1冲击捧系数2）避页雷器蚊绝缘险强度板的自主恢复吩能力帐强冲击电铸压→冲椒击放电同→对地甩短路→那工频短坛路李（工失频续流夺以电弧淡形式出章现）要求胀避雷居器具饭有很液强的孩绝缘霉强度迁自恢巴复能彼力，庄在工晨频续摸流第疼一次透过零亭时熄戴弧，亚不再达重燃外灭听弧电汽压：渔工频骗电流赵第一笼次过茫零后累间隙素所能航承受轧的不职至于漫引起畜电弧乓重燃些的最探大工院频电秩压映灭弧祖电压状避快雷器款性能推越好避雷坏器的勇发展并就是网基于贷上述淘两点侮要求避雷器崇类型：保护间垦隙管型同避雷止器阀型城避雷匪器金属俭氧化谊物避屑雷器贴（MO展A)配电当系统帆、线凭路和缝发、辛变电学厂进瘦线段时保护发、荒变电组站内酬的过腊电压桶保护绵，220周kV及以趴下用就于雷始电过壶电压茂保护碗，超红高压暑系统跨还用巧于内童部过缴电压节保护保护碌间隙析有棒削形、或球形够、羊毕角形保护间嗽隙、管陶型避雷鼓器特点草：简客单、臂成本都低缺点：1）间隙耕为不均隔匀电场和，放电丈分散性迷大，伏筒秒特性陡，猜不易进阳行伏秒曲特性配物合2）灭刻弧能填力差现，引慕起断澡路器投跳闸3）放附电时巷产生坝截波哀，威千胁绕货组绝姿缘保护间绍隙放电后疮电弧的嫂熄灭是诉靠短路夫电流过转零时的搂自然熄居弧，当顾短路电单流较大酷时可能赞发生电校弧的重末燃，如寸果短路豪电流引允起的电谎弧长期孤存在就舌可能产税生弧光水接地过宫电压，测危及设约备绝缘狐，因此线需采用舱跳断路辜器来消充除接地码故障管型润避雷哭器利用丑电弧袖燃烧棵时产融生的壤热量姥使产倾气管帽里的冶产气谨材料绍（纤陷维、饭塑料雾、橡木胶等版）产俯生气纠体纵坡吹电闪弧，气使电孕弧熄瞎灭保护嫩间隙患动作生后会乡丰产生挑截波因此喂保护菊间隙谎和管某型避右雷器王都不杂能承泉担主涝变和签发电权机等掘重要离设备管的保年护任奶务，赶只能写用于垃线路涝保护弹和进闹线段蛇的保真护阀型各避雷届器主趋要由火花间限隙和阀片（非线性别电阻）组酷成火花葡间隙→接近艺均匀电旱场kch=1.晨1避免女截波珍和减间小工仅频续庭流→旺电阻产要大编↓残芬压（搅雷电涛流流主过时磁产生按的电碎压）粘→电约阻要章小非线渠性电敲阻普通阀誉型避雷清器火花荣间隙避雷撇器间左隙就没是由开多个竟火花框间隙京串联窝而成每火及花间阁隙放歼电电虎压稳眉定、乞分散浇性小坐从而物具有广平坦程的伏倦秒特腊性和争较高效的灭吴弧性沃能sic（金翁刚砂填）焙抬烧成Φ55－10叫0m与m园饼斤状阀片检（非亡线性钟电阻侮）主要气两个鸡重要梅指标针：非录线性堪系数α和通流献容量伏安者特性洗为：u=ciα（c:常数α：非线狱性系数阵）普通龟阀型非避雷闭器α＝0.耐2磁吹式凑避雷器α＝0.2朋4通流证容量均普凉通阀豪型避电雷器味：波您形20/40μs幅值祝为5k枣A冲击拢电流和（低温敲阀片）滩幅值拍为100拌A的工频半肃波电流各20次磁吹式栏避雷器程：智波形20/40μs幅值为10k就A冲击电夜流和（高温挪阀型）200票0μs方波80秘0－100累0A电流趴各20次普通这阀型议避雷扰器通流容虫量较小舰，只能蹦用于35－22岗0k足V变电跪站内春作雷治电过浩电压胶保护薯用，六在内班部过循电压威下不禽能动台作磁吹燃式避贷雷器通流练容量棍大可例用于日超高派压变袄电站普内，岩除作雷电互过电辞压的爸保护蚂外，筐还可衬作为负内部摇过电糟压的后备保枪护现磁吹追避雷器家已被MOA代替创，但虫通流倍容量么仍相袜同阀型避奇雷器主犹要电气背参数F（阀炉型）C（磁吹戏）S:配电Z:变电站D:旋转电与机L:直流H:电流互续感器额定蔽电压J（中婶性点芳接地搜）GY（高原仙）（1）额刮定电机压Ue3、6、10、35、60、110、220、330、50咬0k糊V（2）灭弧寻电压Umh保证能露够在工吃频续流污第一次诉过零时辛灭弧的六条件下卫，允许闯加在饼避雷孩器上目的最者高工号频电渠压避雷装器通喉常接联在一留相导梦线与蚊地之嫁间，寸正常葵运行象情况醒下承检受的裁只是贯系统钢的相德电压沸，但辆系统剖出现祸短路烛故障遗时会李引起弟工频教电压冠升高裤，如随雷击疗造成疫单相弓接地助短路塑，健土全相模避雷欧器动蒜作后络的恢编复电蠢压就韵比相筑电压衰高，辛因此差避雷捏器应抖保证扣在这翻个电漫压作桃用下温能可尽靠熄祥弧，线否则区避雷赶器会秒爆炸撑。110颂kV及以淘上中辈性点肢直接潜接地卧系统睡健托全相誓电压食可达妇系统孙最高俩工作刷线电磨压的80％，复故称题为80％避这雷器异例：FZ同-1驾10怕J灭弧电汪压＝110愿×1.予15×瓦80％＝10塔0k爪V牵10－35k善V经熄弧陕线圈接浪地系统毯健全相变电压可厦达系统拌最高运狼行电压今的100％，础故称重为100％避雷门器3、6、10、35k途V中性汉点绝搞缘系半统槽健全猎相电供压可辫达系语统最让高运聚行电友压的11休0％，故誉称为110％避卧雷器（3）工督频放斩电电猾压（Ugf）羞工频电不压作用构下避雷用器发生踢放电的滤电压值惨（有效韵值）a.由于每分散岔性→菠故需格给出俱工频较放电盯电压组的上芹下限b.不能过羡高→因执结构一谦定后，Kch就已航确定然，导珠致冲袍击击虫穿电紧压过悄高，两影响梁避雷白器的刮保护由特性c.不能值过低声→导藏致灭吵弧电胡压减工低，印不能行熄灭锈工频愿续流d.不允许庙在内部锐过电压导下动作悼，故工章频放电伶电压下纸限应高包于系统转可能出哭现的内引部过电斗压35－60k类V及以枣下非钟直接叨接地房诚系统排内部伐过电许压≯4.到0倍最炮大相谈电压110－220恐kV直接接沙地系统巾内部过船电压≯3.0倍最大亲相电压耐例：FZ-队110识J蛾11朱0/√3×否1.1闸5×3＝219缩慧kV<工频蒜放电滔电压田下限22镰4k水V（4）冲击彼放电电促压么预垂放电时穷间为1.扇5－20μs、波形1.头5/祝40μs的冲燃击放轧电电刮压（闭通常阶给出狠其上献限）a.冲击放屋电电压录和残压蜘是说明冒避雷器晶保护性主能的两塘个指标隙，它们铃都应低军于被保只护设备肚绝缘的康冲击击图穿电压填，越低普设备绝貌缘水平呀就可以伪越低b.冲击放眯电电压杆和残压沟基本相渐等（5）残宫压君雷电呀流通孩过避渔雷器撞时在准阀片遇电阻驴上产楼生的迅压降220炉kV及以下渔系统挥雷胃电流取5k岗A超高字压系赠统谊雷笑电流排取10k姓A波形8/2哀0μs金属璃氧化武物避慨雷器洋（MO谅A）普通颈阀型赔避雷既器和想磁吹坡式避断雷器土的阀快片是SiC阀片MO出A阀片是项以ZnO为主的贞金属氧睁化物阀编片（1）在10语kA下残压链基本相若同妹（2）相电默压下:SiC阀片将搞流过100六A的工频承续流MO耻A阀片掘只流巷过10－5A以下售的工搂频续犹流不用串减间隙（佩无间隙粗）优点瞧：盈（1）结构承简单，贷体积小美，可作越为其它拦电器的欢支柱（2）无烘间隙仅：a.无电弧席燃烧b.易制觉成直筝流避挂雷器c.动作无兴时延、膝动作早惊，及时羞减低过打电压水初平（3）通狱流容峰量大技故流现MO菊A广泛地掏用于不期同电压劳等级的眨电网2.泻10接地也装置接地是康指将地迫面上的族金属物腐体或电顽气回路兰中的某冷一节点凭通过导总体与大亡地保持帐等电位拼接地的恨分类：连工茶作接地若：根据垫系统正卸常运行萄要求而调接地，赴如中性递点（0.5鞠~10摧Ω）牙保护遇接地：吴为保障薯人身安庆全而将轻电气设升备金属袖外壳等如接地，械它在故疤障条件掩下才发逢挥作用懂（1~1怜0Ω）控防务雷接地旬：用来潜将雷电忘流顺利冒泄入大贤地，以蜜减小雷粘电流引私起的地锈电位升傲高（1~群30子Ω）联杆塔验接地墓和变麦电站尽接地第3章尼输电父线路才的雷达电过姻电压沾及防此护3.骆1概述架空线笛地处旷牌野、纵程横交错团，极易机遭受雷耻击雷击输眉电线路赴：（1）雷直玩击导线角无避含雷线的钓线路最翼易发生趟，但即减使有避雨雷线，巾雷电仍嫁可能绕怎过避雷后线的保质护范围逼而击于躁导线（汁绕击）（2）雷况击杆支塔或萌避雷毙线强掩大的水雷电缩慧流通月过杆游塔及督接地行电阻精，使心杆塔离和避酱雷线织的电如位突北然升吉高，态杆塔谈与导蓝线的丈电位纺差超往过线削路绝困缘子天闪络仿电压蕉时绝务缘子待发生先闪络末，导燥线上盐出现仅很高框的电巨压。富这种程杆塔衔电位费升高很，反烟过来贤对导汉线放到电，河称为盘反击以上两肚种由于永雷直击音输电线符路杆塔农、避雷谣线或导微线，故纯产生的挪过电压漏称为直捡击雷过兰电压（3）雷击衔输电线乓路附近简大地匹雷击导艘线水平倦距离65辱m以外袍的大栽地时秘，由混于空葛间电旦磁场钉的急示剧变未化，偷在导弊线上敌感应惠出的参过电完压，挨称为劫感应复雷过届电压直击妙雷过尾电压召和感既应雷絮过电黎压产阀生的惊危害叛：刚（1）引膨起线相路跳灰闸，粉影响夺正常兄供电呼由于兵过电阴压引径起绝育缘子管闪络滋，导男线对备地短乎路，暴雷电话过电盆压持棍续时注间短款（几稻十μs），继傅电保护佳装置来广不及动森作，但找工频续秃流沿放厨电通道轧继续放极电，在蛋形成稳彩定燃烧摔的电弧售后，则院继电保泡护装置完将使断蛋路器跳份闸，影额响正常久送电婚（2）雷电前波侵入简变电站榨导药线上形为成的雷洋电过电夸压波，填最终将路侵入变铸电站，圣经复杂载的折反议射后，攀在电气鸡设备上秧出现很邪高的过葛电压，然危及设卧备绝缘央，造成凶事故工程上净衡量输挎电线路哗防雷性担能优劣猎的指标升：耐雷户水平：线胜路遭腹受雷敢击时少，其拾绝缘寨不发总生闪掘络的盒最大炊雷电栏流幅弊值（kA）雷击米跳闸德率：每10接0k铁m线路裳每年汪（40雷电剑日）污因雷六击引奔起的沈跳闸圆次数烦（次/10剑0km·年）3.2输电值线路魔的感窗应雷缘瑞过电掘压一、方雷击右线路耻附近价的大门地时焰感应最过电详压概先导寄放电梢阶段让导线余上出前现与蛾雷电裕流极虑性相街反的每束缚蠢电荷炉，主搬放电及时束糖缚电恩荷突剖然被车释放克形成锡感应身雷过省电压肚的静坑电分缺量，帅同时收主放长电通溉道中童雷电习流的腾急剧然变化茧在通水道周誉围空猜间产虏生很土强的厅脉冲长磁场甩，在执线路灿导线川上产缺生感阳应雷双过电虑压的柔电磁供分量喉感顽应雷恒过电蚊压＝闷静电限分量筹＋电浸磁分巷量大小顾：宜→无堡避雷气线时→有四避雷晓线时IL为雷电牲流幅值双（kA）；hd为导句线平咸均高钓度（m）；S为雷霞击点颈距线鸡路的口水平次距离映（m）（S>翠65楚m）；k耦合系迟数感应妹过电招压特必点：搜（1）由莫于雷付击大愤地，或大地唇自然么接地郑电阻合较大更，雷跪电流锯幅值晌一般<1肢00认kA，感康应过乐电压使幅值乓一般清为300－40絮0k御V，最悟大为600川kV，故傅可能株引起35蹦kV及以下吵线路闪斗络赠（2）极给性与笑雷电柿流极亿性相卷反卸（3）三相之导线上兼同时出梯现授（4）波持形较毅平缓渐，波家头几饺－几雨十μs，波烦长几袖百μs二、雷叨击线路公杆塔时姓感应过挎电压由于揭杆塔辨有引丸雷作胃用，串故S<滋65思m的雷旗击会羽被吸慎引到胶杆塔一般倾高度沸（<4滚0m）的犹杆塔举：无避雷手线有避雷躲线α为感托应系惨数（kV段/m沟)取值为键雷电流僚陡度（a=I焰/2.脉6μs）k为避怜雷线心和导逮线的宣耦合泪系数3.猛3雷击当导线雷击陡导线府时的录过电轿压和地耐雷登水平营雷击竖导线蒸：a.线路祸无避御雷线相，我梨国35决kV及以下梦系统b.有避雷辣线，但殿雷击绕装过避雷将线击于袍导线1.绕击率Pα雷绕颂过避饲雷线消击于冷导线狗的概努率平原山区2.雷击梯导线路时的栽过电严压规程规腹定：z0≈z/绵2（闪径守波阻抗驱）uA=I万z/运4取z=4岛00Ω（导要线波简阻抗醋），组则uA=10芦0I3.耐雷系水平uAu50禁%是否触闪络?则雷击箩导线时年的耐雷芒水平为尸：I=公4u50%/z情=u50%/1端00（kA）u50%为绝假缘子喷串负极性冲瓶击放电屈电压例：110誓kV线路每族串6－7片绝缘佳子，u50膨%=70坦0kV故耐雷狭水平I=7（kA）友雷电双流超过7k电A的概率语为86.妻5％同理劝：35、220、33自0、50麦0k旁V线路雷听直击导耕线时3.冰5、12、16、27坝.4岩k拾A耐雷趟水平91.氧2%叔73鹊.1%流6博5.8秤%窃48.标8%超过顽耐雷匪水平爬雷电跑流概枪率可见雷驱直击导徒线会引棒起几乎送所有电腔压等级速的线路染绝缘子乏闪络，攻因此我步国110娱kV及以把上线悠路需歉全线群架设椒避雷币线3.4雷击惯杆塔帐塔顶景时的耳过电少压和改耐雷渗水平导线宏电位榴（1）负极性皮雷电习流沿代杆塔葵向下逐和避复雷线嫂两侧浸传播，健使塔歉顶电墓位升朋高，络并通猛过电磁鲜耦合使导线性电位升门高（2）雷击葵杆塔，秘在导线林上产生绳与负极餐性雷电蔬流极性崭相反肾的正极性感应过电识压雷电伴流iL=ib+igtigt=βiLβ为分够流系京数塔顶白和避顺雷线慎电位般最大苹值uA=βI（Rch+Lgt/2柳.6）平行骄导线快上电猛位：（1）耦商合波议分量kuA→与雷专电流蜘极性重相同（2）雷击宴杆塔在扬导线上鸣的感应拥过电压αh（1－k）→与雷电受流极性侄相反∴uc=kuA-αh（1－k）绝缘膛子串留电压ui=uA-uc最高赏值uiu50％u50%为正极性葛冲击宣放电迷电压雷击他塔顶腔反击鞠时的兄耐雷良水平栽：提高倦耐雷赔水平伟的主卫要措钱施：（1）降低定杆塔接治地电阻Rch（2）增大算耦合系戏数k（3）减小钻分流系烛数β（4）加稀强线择路绝亦缘一般迎高度粱杆塔箩其压利降是默塔顶外电位示主要没分量采用悦双避泪雷线猎加装的耦合狼地线增加盯绝缘土子片梦数采锄用更碌好的马绝缘跌材料u50铃%3.5雷击避焰雷线档唉距中央料时的过俩电压需校核幸避雷线如与导线倒间的空请气间隙S能否被萌击穿规程规忘定：S=0呆.01萄2l+温1（m）3.6输电线禁路的雷脉击跳闸近率引起感应江雷直自击雷过电撇压的书雷电稳流>耐雷幻玉水平绝缘喉冲击乱闪络是否跳脏闸？冲击闪燃络持续溪时间只境有几十μs，继尼电保厚护和晴断路流器根辛本来辜不及勉动作勒，雷滨电流轨过后驶，工歪频电习压所碎产生乐的工波频电吵流（铅工频铺续流伐）以疾电弧束的形池式流辩过闪顽络通悟道，拨若电仍弧稳图定燃诵烧才每会使急继电学保护测动作督，断垮路器动跳闸冲击闪尽络稳定工师频电弧必要条查件充分条柱件雷击跳乘闸a.弧道晨中的罢平均览电场泳强度b.闪络瞬疯间工频仗电压值破（相位混）c.去游离帮条件（吓气温、千风速等引）文具有随俱机性工程上棉用建弧率η表示牛冲击颠闪络丙转为碍稳定里工频泛电弧静的概誉率式中：E为弧道探中平均鼠电场强械度（kV/眯m）咐中雪性点直胸接接地删系统，畅单相短宴路电流词大易建棉立起稳拍定电弧中性点时非直接慨接地系他统，单逼相短路办电流小壤，不会建建立稳稍定的电并弧，只初有相间宝短路时浇短路电止流很大吨极易建油立稳定匆燃烧的兼电弧l1为绝县缘子籍串长挡度l2为木或禾瓷横担孝长度帅金属窗横担l2＝0一般轿：E≤6k财V/m（有效巡寿值）可蹲认为η＝0雷击理跳闸槽率n的计宽算1.雷击哗杆塔抚跳闸收率n1每10岩0k格m线路切每年成（40雷电括日）匀落雷伤次数N＝0.兼28（b+桥4hb)击杆率g避雷线根数地形012平原1/21/41/6山区－1/31/4雷击杆些塔时的游耐雷水虏平为I1，雷电影流幅值掌超过I1的概朱率为P1故：n1=0.扫28（b＋4hb）gηP12.绕击导坝线的跳荡闸率n2绕击片率为Pα，绕击财时耐雷咐水平为I2，雷残电流偷超过斑耐雷脖水平I2的概赌率为P2故：n2=0.迅28（b+边4hb）ηPαP2所以线奏路雷击记跳闸率n为n=既n1+n2=0纱.2按8(还b+恩hb)η(gP1+PαP2)（次/10夸0km约.年）3.嫂8输电线平路的防驳雷措施一、圣架设职避雷摸线作用谎：a.减少护雷直宏击导盘线b.分流认作用蜂降低闯塔顶慢电位c.屏蔽作用栏降低梁感应蜡过电由压规程规跑定：a.2槐20k甜V及以也上全纲线双呢避雷造线（α＝200）b.1踢10k针V除少雷嫩区外全编线架设售避雷线瞒（α＝200－300）二、降帽低杆塔羞接地电盘阻一般高咬度杆塔饺特别有封效三、掏架设卸耦合腹地线降低接遍地电阻日困难时放采用，蒙有屏蔽符和分流页作用四、歇采用己不平绕衡绝滚缘方急式同杆双南回线路拒采用五、装砍设自动庸重合闸六、采笨用消弧禽线圈接膀地运行搜方式七、拿线路马薄弱延处装观设管旧型避授雷器八、警加强程绝缘高杆塔户增加绝迫缘子片滋数九、加泊装线路拿型避雷斩器第4章纱发电照厂和伍变电统站的妙雷电蚀过电凤压及仅防护4.氏1概述发电女厂是融产生唉电能葵的中剂心，首变电爽站是荐分配匀电能斤的枢径纽重要：（1）遭脉雷击辱受到忙破坏忆将造蓄成大央面积宋停电拳事故（2）发遮电机柱、变亏压器望是系膨统中冬最重批要最识昂贵镰的设券备，且绝偏缘水迁平也书较低叙，一读旦损桥坏难言于修嘱复（3）值班邮运行人冷员的安猪全所以超比输沃电线险路防娱雷更昆加重笋要乞需采鲁取防麦雷措亦施雷害来患源：（1）雷术直击浴发电京厂和涉变电顷站的醉避雷午针后嚼，强俩大的质雷电唱流在设捞备上a.产生廊感应歉过电滤压b.避雷针贫电位升姓高对设乖备反击c.产生跨欣步电压遣和接触埋电压（2）雷击浆线路后深导线上齿形成雷纲电波侵术入发电导厂和变盾电站防雷船措施葛：（1）选恰址时间尽可淹能选适择少钱雷区（2）采较用避编雷针堂和避柿雷线姥作为嗽直击丘雷防波护（3）采定用避管雷器兆和进篮线段掏保护盗作为精侵入鸡波防稠护4.脑2发电厂饥和变电皇站的直费击雷保晶护避雷携针和脖避雷看线的洞接地都为迈独立内接地呜体注意续校核礼：（1）空气孙间隙Sk（2）土壤次间隙Sd以免撤反击另：避雷针板能否架虏设在构认架上问桨题？线路宣终端与杆塔狗避雷允线能故否进腊变电管站问停题?电压叛等级土壤电誓阻率4.3变电站狗的侵入温波保护沿导线般传播的相侵入波唐幅值远术远高于律变电站鼻内设备吉绝缘水挣平如：11档0k北V线路一巴般7片绝缘声子，闪桨络电压庆为70抽0k买V，而变压器粥冲击绝忌缘水平惩为48邮0k抵V，多次珠全波试纤验保险胀电压为478劈燕kV，FZ另-1婶10含J向U冲击＝310棚kV，Ur,赵5=3乔32刘kV故需采型用避雷托器作为牢变电站印内侵入伶波的保脖护一、吧避雷秆器的悼保护识动作毙过程避雷器拨直接并遮在设备螺旁避雷器汤动作前惯：ub=u(芹t)动作宪后：避雷器声电压二、存避雷哀器与指变压瓶器间与的距夹离对躁过电锅压的盒影响避雷器陈和被保车护设备林并在一巴起时，部被保护迹设备上帖的过电屡压就是芬避雷吼器上锁的电港压，康但实哄际工个程中旱不可明能在萍每台葬被保忽护设备受上并宜一台坐避雷姻器，亡也就秆是说监避雷鸭器与叫被保居护设安备存拳在一定距杆离赔距离搁对过电冻压有影应响设备辛上过糕电压春为：可见为亦了保证港设备的姐安全，云需采取容如下措被施：1）限制谁通过避真雷器的拦雷电流研，≯5k停A或10脂kA，降叫低残甲压2）限制坚雷电流墓陡度a3）尽数量缩畅短避粪雷器矛与被帆保护疼设备衬间的短电气未距离l三、变兰压器与伟避雷器抓之间的仍最大允牺许距离由于避州雷器动报作以后亭的波的提多次折怎反射，浪变压器武上的电幸压为振顷荡的，略这种波怒形与全补波相差骡较大、钞而与截暑波相似仆，实际良中就是壤以变压旅器承受尤多次截悄波的能严力（多丽次截波助耐压值uj）表示条承受雷迅电波的店能力∴变压欠器上疼的最匆大冲宁击电拒压umax应小谨于多隶次截职波耐洗压值uj避雷器扰与变压饭器之间富的最大舌允许距辽离lma助xa’为空算间陡相度结论电：（1）避现雷器派具有讽一定旱的保幻玉护范显围，东最大夏允许原距离lma细x与变压接器uj和避价雷器ur差值蚁有关uj－urlma好x（2）lmax与侵胖入波苍陡度a有关alma征x所以除要a（3）其袭它设捆备lma苗x要大35%（4）变电衬站多回毁出线比镇单回出治线lmax高所以实撇际工程归中，在罗变电站婚雷电侵吉入波保肉护设计殊时就是灰选择避期雷器的脊布置位使置，原岛则是在邀任何可莫能的运野行方式宿下，变樱电站内壮变压器面和其它术设备距理避雷器渴的电气内距离应盟小于最避大允许质电气距娇离四、变训电站的碗保护接使线220晨kV及以下鸟变电站啊保证每秀段可能查单独运福行的母匙线都有跨一组避雷泰器500堤kV国内谦敞开雷式变候电站燥主要码是双狼母线习带旁塞路或避一个板半开关的钓电气假主接繁线，劳由于莫电气笋距离烟远，瓦每台哲避雷顷器只绿能保膀护与它靠鄙近的电倚气设备每条单攻独运行喂的母线娱需装一叹组电站硬型避雷职器每回出丈线出口艇的线路无侧需装尼一组线荣路型避哨雷器每台变悔压器旁班需装一渡组电站幅型避雷瓦器线路嫁入口摸的高拣压并携联电针抗器委根据勿具体瞎情况拒决定戒是否缸装线路型寇避雷器线路型MO盗A额定电贿压444篮kV电站蚊型MOA额定犯电压420坊kV4.4变电喇站的蚂进线宏段保泡护变电浩站电捎气设对备在震雷电娃侵入植时出太现的夏过电斩压为线：需限制i雷电ur及需a票u进线段遭保护进线枯段：醋输电唯线靠残近变菊电站1－2k萄m的线追段统计著表明缸：变例电站乳侵入脉波事有故50匠%是1km线路落臂雷造成造