高电压技术-第七章-xueyd

《高电压技术-第七章-xueyd》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高电压技术-第七章-xueyd（44页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第七章第七章雷电及防雷保护装置雷电及防雷保护装置 中国石油大学信控学院中国石油大学信控学院 薛永端薛永端主要内容主要内容雷电放电过程雷电放电过程雷电参数雷电参数防雷保护装置防雷保护装置重点是：电压能量吸收重点是：电压能量吸收器器避雷器避雷器7.1 雷电过程与雷电参数雷电过程与雷电参数 什么是雷电放电什么是雷电放电 雷电放电雷电放电:一种气体放电现象。路径达数千米，是一种超长一种气体放电现象。路径达数千米，是一种超长间隙的火花放电。间隙的火花放电。与实验室的长间隙火花放电有某些共同之处。与实验室的长间隙火花放电有某些共同之处。但又具有重复雷击等特点。但又具有重复雷击等特点。放电的条件：云中电荷密

2、集处的场强达到：放电的条件：云中电荷密集处的场强达到：2530kV/cm放电型式：线状雷电、片状雷电、球状雷电放电型式：线状雷电、片状雷电、球状雷电“云云-地地”之间的线状放电，是电力系统雷击危害的主因之间的线状放电，是电力系统雷击危害的主因 雷电波形雷电波形不同类型的雷电不同类型的雷电雷电过程雷电过程 （1）“云云-地地”之间的线状放电可分为三个阶段：先导放电、主放之间的线状放电可分为三个阶段：先导放电、主放电、余辉（余光）放电电、余辉（余光）放电 先导放电先导放电：雷云下部伸出微弱发光的放电通道向地面发展：雷云下部伸出微弱发光的放电通道向地面发展分级推进。每级平均长度分级推进。每级平均长度

3、2550m，两级之间停歇，两级之间停歇3090uS，下行平，下行平均速度约为均速度约为0.10.8m/uS。按雷云距地。按雷云距地1km考虑，需要考虑，需要1.2510ms。电流不大，仅数十到数百安电流不大，仅数十到数百安主放电和迎面流注阶段主放电和迎面流注阶段。当先导放电接地地面时，地面场强。当先导放电接地地面时，地面场强增大，地面突出物将向上形成迎面先导（迎面流注）。上下增大，地面突出物将向上形成迎面先导（迎面流注）。上下先导放电相遇时，进入主放电阶段。先导放电相遇时，进入主放电阶段。出现强烈的电荷中和过程，伴随雷鸣和闪光。出现强烈的电荷中和过程，伴随雷鸣和闪光。主放电时间极短，约主放电时

4、间极短，约50100uS。发展速度。发展速度50100m/uS电流幅值大，达电流幅值大，达数十千安到数百千安数十千安到数百千安余辉（余光）阶段余辉（余光）阶段。主放电后，云中剩余电荷沿导电通道流。主放电后，云中剩余电荷沿导电通道流向大地。向大地。大部分电荷在这一阶段泄入大地。电流数百安，持续大部分电荷在这一阶段泄入大地。电流数百安，持续0.030.15S雷电过程雷电过程 （2）P168-7-11 先导放电通道；2 强游离区；3 主放电通道30kV/cm多重雷击（多重雷击（1） 雷云中有多个电荷中心，某电荷中心放电后电位为雷云中有多个电荷中心，某电荷中心放电后电位为0，其余电荷中心与其有很大的电

5、位差，将利用已，其余电荷中心与其有很大的电位差，将利用已有主放电通道再次对地放电。有主放电通道再次对地放电。两次放电时间间隔约为两次放电时间间隔约为0.03S。后续放电无分支、不分级，自上而下连续发展，称后续放电无分支、不分级，自上而下连续发展，称为为箭状先导箭状先导。第二次及以后放电电流较小，不超过第二次及以后放电电流较小，不超过30kA。重复雷击的持续时间，对正确选定自动重合闸时间重复雷击的持续时间，对正确选定自动重合闸时间至关重要至关重要 多重雷击（多重雷击（2）多重雷击（多重雷击（3）雷电参数（雷电参数（1） 雷电参数：是雷电过电压计算、防雷设计的基础。雷电参数：是雷电过电压计算、防雷

6、设计的基础。雷暴日（雷暴日（Td），雷暴小时（），雷暴小时（Th），地面落雷密度（），地面落雷密度（）雷电流。雷电流幅值，雷电流的波前时间、波长、陡度，极性，等雷电流。雷电流幅值，雷电流的波前时间、波长、陡度，极性，等值计算波形值计算波形雷道波阻抗雷道波阻抗雷暴日（雷暴日（Td），雷暴小时（），雷暴小时（Th），定义：一天（小时）内），定义：一天（小时）内只要听到雷声就算一个只要听到雷声就算一个。每一个雷暴日大致相当于三个雷暴小时。每一个雷暴日大致相当于三个雷暴小时。雷暴日的分布与地理环境有关。雷暴日的分布与地理环境有关。我国标准：每年我国标准：每年40雷暴日为多雷区；雷暴日为多雷区；90为为

7、特殊强雷区特殊强雷区防雷设计需要考虑防雷设计需要考虑没有区分雷云之间放电和云地之间放电，对电力系统不科学。没有区分雷云之间放电和云地之间放电，对电力系统不科学。只有落地雷对电力系统有影响只有落地雷对电力系统有影响 雷电参数（雷电参数（2）地面落雷密度（地面落雷密度（）。每一雷暴日、每平方公里地）。每一雷暴日、每平方公里地面受到的平均落雷次数。面受到的平均落雷次数。根据统计，一般根据统计，一般=0.07，但区域可能不平衡。，但区域可能不平衡。变电站选址时应注意。变电站选址时应注意。雷电流幅值。波阻抗为雷电流幅值。波阻抗为0时，时，流经被雷击物体的电流，即流经被雷击物体的电流，即原始雷电流的原始雷

8、电流的2倍。倍。规程规定，为雷击接地电阻规程规定，为雷击接地电阻30R时的电流。近似等于雷电时的电流。近似等于雷电流的流的2倍。倍。表示雷电强度，也是雷击过电表示雷电强度，也是雷击过电压的根源，最重要的雷电参数。压的根源，最重要的雷电参数。雷电流幅值的概率分布曲线。雷电流幅值的概率分布曲线。雷电参数（雷电参数（3）雷电流的波前时间（雷电流的波前时间（T1），波长（），波长（T2）波前一般在波前一般在14uS，平均为，平均为2.6uS。波长在波长在20100uS，我国规定，我国规定40uS波长对防雷计算结果无影响，可视为无限长。波长对防雷计算结果无影响，可视为无限长。雷电流的陡度：电流随时间变化

9、率。雷电流的陡度：电流随时间变化率。陡度对过电压有直接影响。陡度在陡度对过电压有直接影响。陡度在50kA/uS左右左右是最大极限值。是最大极限值。平均陡度：平均陡度：雷电流的极性。雷电流的极性。75%90%的雷电流是负极的雷电流是负极性。雷电防护中一般按负极性考虑。性。雷电防护中一般按负极性考虑。负极性雷电过电压波沿线路传播时衰减小负极性雷电过电压波沿线路传播时衰减小雷电流的等值计算波形。雷电流的等值计算波形。标准冲击波形，斜角平顶波，等值半余弦波前标准冲击波形，斜角平顶波，等值半余弦波前雷道波阻抗。雷电通道在主放电时如同导体，雷道波阻抗。雷电通道在主放电时如同导体，具有等值波阻抗。一般取具有

10、等值波阻抗。一般取300R uSkA/.62ItteeItIcos1217.2 防雷保护装置防雷保护装置 防雷保护装置防雷保护装置 防雷保护装置防雷保护装置（定义）（定义） ：能使被保护物体避免雷击，：能使被保护物体避免雷击，引雷于自身并顺利泄入大地的装置。引雷于自身并顺利泄入大地的装置。基本防雷保护装置分类：避雷针、避雷线、避雷器、基本防雷保护装置分类：避雷针、避雷线、避雷器、防雷接地。防雷接地。避雷针、避雷线为直击雷保护措施，防止雷电直接击中避雷针、避雷线为直击雷保护措施，防止雷电直接击中被保护物体。被保护物体。避雷器为侵入波保护措施，防止雷电波沿输电线侵入变避雷器为侵入波保护措施，防止雷

11、电波沿输电线侵入变电站电站接地装置：减少避雷针（线）、避雷器与大地之间的电接地装置：减少避雷针（线）、避雷器与大地之间的电阻值，降低雷电过电压阻值，降低雷电过电压 避雷针（线）的保护（避雷针（线）的保护（1） 保护原理：在避雷针（线）的顶端形成局部保护原理：在避雷针（线）的顶端形成局部场强集中的空间，以影响雷电先导放电的发场强集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针（线）放电，避免展方向，使雷电对避雷针（线）放电，避免被保护物体遭受雷击。被保护物体遭受雷击。避雷针（线）必须高于被保护物，避雷针的避雷针（线）必须高于被保护物，避雷针的顶部为尖状。顶部为尖状。避雷针（线）与被保护设