输电线路雷电研究.ppt

电力系统防雷保护 第一部分 雷电基础知识 大 纲 雷电的形成 雷电放电特性 雷击的形式及危害 地闪发展过程 我国年平均雷电日分布大体可以划分为四个区域： 西北地区年平均雷电日一般在20日以下，全国最弱的是新疆地区，年平均雷电日最少，雷暴季节也最短，年平均雷电日一般在10日以下：长江以北地区(包括东北地区)年平均雷电日为20—40个日；长江以南地区(不含北纬23°以南地区)年雷电日为40—80个日；北纬23°以南地区年平均雷电日80以上，海南及雷洲半岛地区，是我国雷电活动最强地区，年平均雷电日高达120～130日。 我国雷电活动总的规律是；???(1)南方多于北方。也就是说越靠近赤道和热带地区，雷电活动就越强；越往北，也就是气温较冷，雨量较小的地区，雷电活动就较弱。???(2)山地多于平原。例如云贵高原、青藏高原等地区的雷电活动就比同纬度的其他地区强。此外，我国山地的雨量，一般比平原多。???(3)内陆多于沿海。在其他条件相同时，濒海或靠近大江大河的地区的雷电活动较其他地区较弱。???(4)在其他条件相同时，土壤电阻率较高的地区，雷电活动也较弱。例如，西北和内蒙古等沙漠地区，雷电活动就比同纬度的其他地区如华北、东北等地少很多。???(5)我国雷电活动移动的方向，在华北多自西北向东南；华中和西南是由东向西：华南方向多变不定。 2. 雷电流幅值 4. 地面落雷密度γ: 每雷暴日每平方公里地面落雷次数 6. 极性 当雷云电荷为正时，所发生的雷云放电为正极性放电，雷电流极性为正，反之，雷电流极性为负。实测统计资料表明，不同的地形地貌，雷电流正负极性比例不同，负极性所占比例在75%～90%之间。 雷击的形式及危害 直接雷击及危害 感应雷击及危害 静电感应 :在雷云中的电荷积聚时，由于静电感应，在附近地面的导体上感应出相反的电荷，当雷云放电时，雷云中的电荷迅速中和， 而导体中原来被雷云电场束缚的电荷将沿导体流动寻找释放通道，在线路中形成过电压波，如图 感应雷击及危害 传导阻抗耦合 当雷电流入地时，地电位升高，在不同接地点之间形成很高的电位差，该过电压 会通过接地装置对设备造成反击，或通过设备之间的互连对其它设备造成反击。 雷电侵入波 电感性耦合（磁场耦合） 电容性耦合（电场耦合） 雷云放电时产生的瞬变电磁场，通过电缆的分布电容而耦合，在线路中产生感应 电流脉冲，并通过电缆，将该感应电流引入设备。 * 华中电网公司技术中心 CENTRAL CHINA GRID COMPANY LIMITED 雷电的形成 雷云起电 + - 云内放电 + - 云间放电 - 云–地放电(地闪) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 雷电放电的三个阶段 先导放电: E ≥30kv/cm 主放电: （约50～ 100μs ） 电流极大 （ 数十～上百千安） 特点： 存在时间极短 余辉放电: 特点： 电流不大 （数百安） 持续时间较长 （ 0.03～ 0.15s） 雷电参数 雷电流幅值 雷电流波形 地面落雷密度 最大陡度 雷暴日 1.雷暴日（T）: 一年中发生雷电放电的天数 规程规定： T＜15 15 ≤ T＜40 40≤ T＜90 90≤ T 少雷区 中雷区 多雷区 强雷区 (衡量雷电活动频繁的程度) 标准雷暴日：40 T 20日 T ≤ 20日 3. 雷电流的波形和陡度 τt: 波头时间（波前时间） τ: 波长（半峰值时间） 1～ 4 μs 平均2.6 μs 20～ 100 μs 多为40 μs 陡度 a= I/τt= I/2.6 kA /μs 防雷设计中取 τt /τ＝2.6 / 40 μs 实测统计得:γ＝0.07 次/平方公里˙雷暴日 5. 线路每百公里每年的雷击次数N 次/百公里· 年 W——为两根地线之间的距离 h——地线(导线)的平均高度