第四章过电压防护讲解.ppt

第四章 过电压防护 第二节 雷电的一般知识 一、雷云及雷电的形成 学说很多，但水、蒸汽、强烈气流是形成雷云的基本条件。 二、雷电放电的形成过程 1、先导放电 雷云中电荷密集处的电场强度很高，产生强烈的空气游离过程，形成指向大地的一段导电通道（雷电先导）过程。分级发展，每级停30~90μs速度较慢（约为1/1000光速） 2、主放电 迎面先导与下行先导相遇，产生强烈的中和过程。 速度快（1/20~1/2光速），持续时间极短（约50~100μs），电流极大（约几十到几百KA），出现闪电和雷鸣现象。 3、余辉放电 云中残余电荷经主放电通道流下来的过程。 电流小（约几百安），持续时间较长（约0.03~0.15s） 多重放电 一般雷云存在几个电荷中心，继而发生多次的放电（以后的雷电先导是连续的）。 三、雷电类型及雷电过电压 (一)雷电的类型 1．直击雷 直击雷是指雷云与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。 2．感应雷 感应雷是指雷电放电过程中，雷云中的电荷及强大的脉冲电流对周围导体产生静电感应和电磁感应的现象。 3．雷电侵入波 雷电侵入波是指由于架空线路或其他金属管道遭受雷击（直接雷或感应雷）时产生的冲击电压波沿其自身迅速向两侧传播的现象。 (二)雷电过电压的产生 1．直击雷过电压 2．感应雷过电压 式中 Ug —雷击大地时，感应过电压的幅值，kV; I —雷电流幅值，kA; hd —导线悬挂点的平均高度，m; S —地面雷击点距线路的距离，m 感应过电压的静电分量：在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷云及先导通道与大地构成的电场之中，由于静电感应，最靠近先导通道的一段导线上感应形成束缚电荷，主放电开始以后，先导通道中的电荷自下而上被迅速中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播。称感应过电压的静电分量 感应电压的电磁分量：雷电通道中的雷电流在通道周围空间建立了剧烈变化的磁场，使导线感应出很高的电压，为感应电压的电磁分量。 感应过电压的电磁分量比静电分量小得多。一般只考虑静电分量。 线路感应雷过电压的特点 幅值不高（通常不超过500KV），所以对110KV及以上线路的绝缘一般不构成威胁; 一般不会引起相间闪络（因为过电压同时存在于三相导线上） 极性与雷电流相反 3．雷电侵入波过电压 指架空线路或其他金属管道遭受雷击（直击雷或感应雷）时产生的冲击电压波沿其自身迅速向两侧传播的现象。 线路绝缘水平高于电气设备，当侵入波进入变电站，对电气设备造成破坏。 应该指出，变电站安装避雷针后，遭直击雷德概率很小。所以，侵入波是变电站的主要雷害。 四、雷电的主要参数 1．雷电流幅值、波头时间和波长时间 幅值是指脉冲雷电流所达到的最大值(被击物阻抗小于30Ω）。波头时间是指雷电流上升到最大值所需的时间。波长时间是指脉冲电流的持续时间。 ２．雷电流的波形、极性和陡度 雷电流属于单极性的脉冲波，75％~90％的雷电流是负极性的。 ３．雷电日（小时） 表明雷电放电的频繁程度。 雷电日是指该地区一年中有雷电的天数。雷电小时则指该地区一年中有雷电的小时数。 泉州市雷暴日50-80天。 4-3 防雷装置 一、接闪器 (一)概述 避雷针、避雷线、避雷带及避雷网都是经常采用的防护直击雷装置。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。上述针、线、网、带实际上都是接闪器。避雷针主要用来保护露天变配电设备及保护建筑物;避雷线主要用来保护输电线路;避雷带和避雷网主要是用来保护建筑物。它们都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，使被保护物免受雷击。 各种接闪器的具体作用是： (1)避雷针利用尖端放电的原理: 即当雷云放电时使地面电场畸变，从而在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷闪先导放电的发展方向，使雷云对避雷针放电并将雷电流泄入地中，以达到保护附近的建筑物和电力设备免遭雷击的目的。通常，避雷针用于发电厂和变电站的直击雷保护; (2)避雷线也称架空地线，其保护原理与避雷针类似。 通常用于输电线路的直击雷保护。另外，在线路（靠近变电所区段）可能受到直接雷危害时，可以限制沿线路侵入变电所的雷电冲击波幅值及陡度; (3)沿建筑物屋顶四周易受雷击部位敷设的作为防雷保护用的金属带作为接闪器、沿外墙作引下线和接地网相连的装置称为避雷带。 多用在民用建筑特别是山区。由于雷击选择性较强（可能从侧面横向发展对建筑物放电），故使用避雷带（网）的保护性能比避雷