高电压技术--雷电及防雷保护装置讲义.pptVIP

第7章 雷电及防雷保护装置 主要内容： 雷电放电过程和雷电参数 电力系统防雷保护装置;第1节 雷电过程与雷电参数 主要内容： 雷电放电过程 雷电参数 雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度 雷电流 雷道波阻抗;一、雷电放电过程（云—地） 雷电是一种气体放电现象，是一种超长间隙的火花放电，雷云是电极。 条件：当云中某一电荷密集中心处的场强达到25～30kV/cm时，就可能引发雷电放电。 过程：先导—主放电—余辉（余光） 1.先导阶段 特点：雷云下部伸出微弱发光的放电通道向地面的发展是分级推进的。 平均每一级长度：25～50m 每级间停歇时间：30～90us 下行平均速度：0.1～0.8m/us 电流较小：数十至数百安培;2.主放电和迎面流注阶段 发展过程：先导接近地面→周围场强增加→空气电离→地面或突出接地物体形成向上的迎面先导（迎面流注）→迎面先导与下行先导相遇→主放电阶段 特点：强烈的电荷中和过程、雷鸣、闪电 主放电时间：50～100us 放电发展速度：50～100m/us 电流：数十至数百千安 3.余辉阶段 主放电完成之后，云中剩余电荷沿导电通道开始流向大地，该阶段成为余辉（或余光）阶段。 特点：云中电荷主要在这一阶段泻入大地。 持续时间：0.03～0.15s 电流：数百安;多重雷击： 雷云中有多个电荷中心→某一电荷中心放电→电位变为0→其余电荷中心与其产生很大电位差→已有的主放电通道又发生对地放电→多重雷击 两次放电时间间隔：0.03s 特点：原放电路径已被游离，故无分支不分级，自上而下连续发展，称为箭状先导。;6;7;8;9;二、雷电参数 1.雷暴日（Td）和雷暴小时（Th） 雷暴日：一天内只要听到雷声就算一个雷暴日 雷暴小时：一小时内只要听到雷声就算一个雷暴小时 折算：一个雷暴日=三个雷暴小时 分布元素：与地理位置有关，一般热而潮湿地区比冷而干燥地区多，陆地比海洋多，山区比平原多 分类：;2.地面落雷密度γ 定义：每一雷暴日、每平方千米地面受到的平均落雷次数。 一般取γ=0.07，但峡谷、向阳、迎风山坡、低电阻率地区的γ值比一般地区大很多。 3.雷电流 （1）雷电流幅值（I） 定义：当波阻???为零时（低接地电阻R≤30Ω），流经雷击点的电流。 雷电流≈电流入射波的两倍（为什么？） 雷电流幅值的概率分布。;（2）雷电流的波前时间（T1）、波长（T2）、陡度（a） T1：1～4us，平均2.6us T2：20～100us，一般可视波长为无限长，我国规定为40us 我国使用波形：2.6/40us 陡度：电流随时间的变化率，对过电压有直接影响。 一般认为陡度为50kA/us左右是最大极限。 （3）雷电流极性及等值计算波形 75%～90%的雷电流是负极性，负极性的冲击过电压波沿线路传播时衰减小，因此电气设备的防雷保护一般均按负极性进行分析研究。;（a）标准冲击波形（双指数波形） 与实际波形最为接近，但较繁琐。双指数波形也取作冲击绝缘强度实验电压的波形，为1.2/50us。 （b）斜角平顶波 陡度可由给定幅值和波前时间确定。用于分析发生在10us以内的各种波过程，有很好的等值性。 （c）等值半余弦波 多用于分析雷电波波前的作用。;（4）雷道波阻抗（Z0） 雷电通道在主放电时如同导体，使雷电流在其中流动同普通分布参数导线一样，具有某一等值波阻抗，称为雷道波阻抗。 主放电过程可视为一个电流沿着波阻抗为Z0的雷道投射到雷击点的波过程。;第2节 防雷保护装置 防雷保护装置：保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利泄入大地的装置。 主要内容： 避雷针和避雷线 避雷器 防雷接地;一、防雷保护装置的作用 避雷针、避雷线：可以防止雷电直接击中被保护物体，也称作直击雷保护（措施）。 避雷器：防止沿输电线侵入变电所的雷电过电压波，因此也称作侵入波保护（措施）。 接地装置：减少避雷针（线）或避雷器与大地（零电位）之间的电阻值，以达到降低雷电过电压幅值的目的。 二、避雷针和避雷线 1、避雷针 （1）定向高度H与避雷针高度h的关系 定向高度H：先导放电达到H后，才会受到避雷针的影响，对避雷针放电。 当h≤30m时，H=20h 当h＞30m时，H≈600h;（2）绕击率与保护目的 绕击率：绕击指雷电绕过避雷装置而击于被保护物的现象，绕击率即为其概率。 我国所指的保护范围是对应0.1%的绕击率而言的。 避雷针保护第一要对直击雷屏蔽，第二要防反击（避雷针与被保护物之间的空隙击穿）。 （3）单支避雷针保护范围（曲线圆锥体）;（4）两支避雷针保护范围 工程上多采用两支及多支（等高或不等高）避雷针以扩大保护范围。 等高双避雷针 其保护范围要比