雷电放电
雷电及其放电过程
雷电及其放电过程雷电是一种恐怖而又壮观的自然现象，这不仅在于它那划破长空的耀目闪电和令人震耳欲聋的雷鸣，重要的是它给人类生活带来巨大的影响.且不说雷电促成有机物质的合成可能在地球生命起源中占有一定的地位，以及雷电引起的森林火灾可能启发了远古人类对火的发现和利用；仅在现代生活中，雷电威胁人类的生命安全，常使航空、通讯、电力、建筑等许多部门遭受破坏，就一直引起人们对于雷电活动及其防护问题的关注。
雷电放电是一种气体放电现象，由其引起的过电压,叫做大气过电压。
它可以分为直击雷过电压和感应雷过电压两种基本形式。
雷电放电是由于带电荷的雷云引起的。
雷云带电原因的解释很多，但还没有获得比较满意的一致的认识.一般认为雷云是在有利的大气和大地条件下,由强大的潮湿的热气流不断上升,进入稀薄的大气层冷凝的结果。
强烈的上升气流穿过云层，水滴被撞分裂带电。
轻微的水沫带负电，被风吹得较高,形成一些局部带正电的区域。
雷云的底部大多数是带负电,它在地面上会感应出大量的正电荷.这样,在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间,或者雷云和大地之间形成了强大的电场,其电位差可达数兆伏甚至数十兆伏。
随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过了大气游离放电的临界电场强度（大气中约30kV/cm，有水滴存在时约10kV/cm）时，就会发生云间或对大地的火花放电；放出几十乃至几百安的电流；产生强烈的光和热（放电通道温度高达15000 o C至20000 o C），使空气急剧膨胀振动，发生霹雳轰鸣。
这就是闪电伴随雷鸣，叫做雷电之故。
大多数雷电发生在雷云之间，它对地面没有什么直接影响。
雷云对大地的放电虽然只占少数,但是一旦发生就有可能带来严重的危险.这正是我们主要关心的问题。
实测表明，对地放电的雷云绝大多数带负电荷，根据放电雷云的极性来定义，此时雷电流的极性也为负电荷。
雷云中的负电荷逐渐积聚，同时在附近地面上感应出正电荷.当雷云与大地之间局部电场强度超过大气游离临界场强时，就开始有局部放电通道自雷云边缘向大地发展。
雷电放电特点
雷电放电特点
雷电放电是一种自然现象，它是由于大气中的静电积累而引起的。
当云层中的正负电荷分别积累到一定程度时，它们之间的电场强度会达到一定的程度，从而导致电荷之间的放电。
这种放电现象就是雷电放电。
雷电放电的特点主要有以下几个方面：
1. 高电压：雷电放电的电压非常高，可以达到数百万伏特甚至更高。
这是因为云层中的电荷积累非常多，导致电场强度非常大，从而产生高电压。
2. 高电流：雷电放电的电流也非常大，可以达到几十万安培甚至更高。
这是因为放电时电荷之间的电势差非常大，导致电流非常强。
3. 高温度：雷电放电的温度也非常高，可以达到几千度甚至更高。
这是因为放电时电荷之间的摩擦和碰撞会产生大量的热能，导致温度升高。
4. 瞬间性：雷电放电的时间非常短暂，只有几毫秒甚至更短。
这是因为放电时电荷之间的电势差非常大，导致电流非常强，从而使得放电时间非常短。
5. 巨大的能量：雷电放电的能量非常巨大，可以达到数百万焦甚至更高。
这是因为放电时电荷之间的电势差非常大，导致电流非常强，
从而使得放电能量非常大。
雷电放电是一种非常强大的自然现象，它具有高电压、高电流、高温度、瞬间性和巨大的能量等特点。
这些特点使得雷电放电对人类和自然环境都具有一定的威胁，因此我们应该尽可能地避免雷电放电对我们造成的危害。
发电厂防雷与过电压保护
此外，由于间隙敞露，其放电特性也受气象和外界条件的影响。
二、阀型避雷器 由装在密封瓷套中的火花间隙和非线性
电阻(又称阀片)串联构成，如图11—8所示。阀 片的电阻值与流过的电流有关，电流愈大电阻愈 小。
(2)防雷接地：是针对防雷保护的需要而设置的接地。例如避雷针 (线)、避雷器的接地，目的是使雷电流顺利导入大地，以利于降低雷过电 压，故又称为过电压保护接地。
(3)保护接地：也称安全接地，是为了人身安全而设置的接地，即 电气设备的外壳(包括电缆皮)必须接地，以防外壳带电危及人身安全。
(4)仪控接地：发电厂的热力控制系统、数据采集系统、计算机监 控系统、晶体管 或微机型继电保护系统和远动通信系统等，为了稳定电 位、防止干扰而设置的接地。仪控接地亦称电子系统接地。
人们把接地点处的电位VM与接 地电流I的比值定义为该点的接地电阻 R=VM/I 。当接地电流为定值时，接地 电阻R愈小，则电位VM愈低，反之则 愈高。
接地装置的接地电阻R主要决 定于接地装置的结构、尺寸、埋入地 下的深度及当地土壤的电阻率。因金 属接地体的电阻率远小于土壤电阻率， 故接地体本身的电阻在接地电阻R中可 以忽略不计。
当接地装置仅用于高压设备时，规定接地电压不得超过250v，即
当接地装置为高低压设备所共用时，考虑到人与低压设备接触的 机会更多，规定接地电压不得超过120V，即
一般在小电流接地系统中，接地电阻不应超过10Ω。大地电阻率 较高时，接地电阻允许取大些。
对工作接地及人身安全保护接地而言，接地电阻是指直流或工 频电流流过时的电阻；
第八章 雷电放电及防雷保护装置
第八章雷电放电及防雷保护装置避雷针（线）的保护范围计算避雷器：保护间隙与管型避雷器原理，优缺点，应用范围，阀型避雷器的结构、原理、主要特性、分类及应用场合，氧化锌避雷器*防雷接地：接地分类，雷电流通过接地体向土壤流散时的物理过程，冲击系数。
第一节雷电参数电力系统中的大气过电压主要由雷电放电所造成的。
为了对大气过电压进行计算和采取合理的防护措施，必须掌握雷电的雷电的电气参数。
雷电形成过程如下：雷电先导通道带有与雷云极性相同的电荷（一般雷云多为负极性），自雷云向大地发展。
由于雷云及先导作用，大地被感应出与雷云极性相反的电荷。
当先导发展到离大地一定距离时，先导头部与大地之间的空气间隙会被击穿，雷电通道中的主放电过程开始，主放电自雷击点沿通道向上发展，若大地的土壤电阻率为零，则主放电所到之处的电位即降为零电位。
具体情况如下图所示：从雷电过电压计算和防雷设计的角度来看，值得注意的雷电参数如下：1．雷暴日及雷暴小时：一天或一小时内听见一次雷声计为一个雷暴电日或雷暴电小时以年雷暴电日或年雷暴电小时表征不同地区雷电活动的强度2．地面落雷密度(γ)：一个雷电日中，地面每平方千米面积内落雷次数γ＝0.07（次/km2·雷电日)3．雷电通道波阻抗(Z0)：300Ώ左右4．雷电的极性：90%的雷电流为负极性，因此电气设备防雷保护及进行绝缘配合时都是以负极性的雷电冲击波进行分析研究5．雷电流幅值(I)：雷电流定义：流经被击物阻抗z＝0的电流雷电流幅值是表示雷电强度的指标,也是产生雷电过电压的根源，所以是最重要的雷电参数。
雷电流幅值概率分布公式：6．雷电流的波前时间、陡度及波长：τt=2.6μs τ=50 μs (2.6/50 μs波）7．雷电流的计算波形在防雷计算中，可按不同的要求，采用不同的计算波形。
常用的有以下几种计算波形：（1）双指数波：（2）半余弦波（3）斜角与斜角平顶波8．等值电路：（略）)(tt eeIiφα---=)()(111时时Tt IaTiTtati>==≤=)cos1(2ti Iω-=第二节 避雷针、避雷线的保护范围为了防止设备遭受到直接雷击，通常采用装设高于被保护物的避雷针，其作用是将雷电吸引到避雷针上并安全的将电流引入大地，从而保护了设备。
雷电产生原理：云层内的电荷分布与放电过程
雷电产生原理：云层内的电荷分布与放电过程
雷电的产生与云层内的电荷分布和放电过程有关。
雷电是大气中因电荷分布不均而产生的放电现象。
以下是雷电产生的基本原理：
1. 云层内的电荷分布：
冰晶与水滴的碰撞：在云层内，水滴和冰晶经过碰撞和运动，导致电子的转移和分离。
电子的上升与沉降：轻的冰晶通常上升到云层的上部，而水滴则可能下沉到云层的底部，导致电荷的分布不均。
2. 云中的电场形成：
电场的建立：由于云层内电子的上升和沉降，形成了电场。
正电荷积累在云层的上部，负电荷积累在云层的下部。
3. 雷云的发展：
云层的增长：电场的作用使得云层继续增长，积累更多的电荷。
4. 雷电放电：
静电放电：当电场强度足够大时，它可能导致静电放电。
这是一种云内部或云与地面之间的放电现象。
云与地面的放电：云底部的负电荷可能感应地面上的正电荷，导致云与地面之间的放电。
5. 雷暴的形成：
雷云的发展：上述过程形成了雷云，雷电放电则是雷云中电荷失衡时的结果。
雷暴：雷电放电伴随着雷声和闪电，形成雷暴，其中强烈的气流和对流进一步增强了电荷的分离。
雷电的产生是由于云层内部电荷分布不均匀，形成电场，导致放电现象。
雷电放电释放的能量产生闪电和雷声，形成一系列的天气现象。
7.雷电放电讲义及防雷保护装置
带负电的大粒冰晶下降到云的下部时，因此处气 温已在0℃以上，冰晶融化为带负电的水滴。
• 整块雷云可以有若干个电荷中心，负电荷中心位 于雷云的下部、距地面500~10000m的范围内。 直接击向地面的放电通常从负电荷中心边缘开始。
• 雷电放电过程
• 作用于电力系统的雷电过电压最常见的 （约90%）是由带负电的雷云对地放电引 起，称为负下行雷，下面以负下行雷为例 分析雷电放电过程。负下行雷通常包括若 干次重复的放电过程，而每次可以分为先 导放电、主放电和余辉放电三个阶段。
➢产生巨大电流，使被击物体炸毁、燃烧、使 导体熔断或通过电动力引起机械损坏。
第一节 雷电放电和雷电过电压
➢雷云的形成 ➢雷电放电过程 ➢雷电参数 ➢雷电过电压的形成
一、雷云的形成
• 雷云的形成机理获得比较 广泛认同的是水滴分裂起 电理论：大水滴分裂成水 珠和细微的水沫，出现电 荷分离现象，大水珠带正 电，小水沫 带负电，细微 水沫被上升 气流带往高空， 形成大片 带负电的雷云。
精品
7.雷电放电及防雷保护装置
• 雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电， 它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安， 从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热 效应。
• 从电力工程的角度来看，最值得我们注意的 两个方面是：
➢雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电 压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故 的主要原因之一 ；（着重探讨）
• (九)放电能量
• 放电能量其实不大，但是在极短时间内放出 的，因而所对应的功率很大。雷电放电就象 把原先产生雷云时所吸收的能量在一瞬间返 还给大自然。
• 雷击所造成的危害主要有两种形式。一是带电的 云层对大地上的某一点发生猛烈放电，叫“直击 雷”。当“直击雷”发生时，往往会对地面的物 体产生强大的打击作用，其破坏力也是巨大的。 另一种叫“感应雷”，它的形成过程是由带电云 层的静电感应作用，使地面某一范围带上异种电 荷。当“雷电”发生后，云层带电迅速消失，而 地面某些范围内由于地电阻或导体电阻的存在， 当瞬间大电流流过时，就会导致小范围或局部的 瞬间过电压。或者由于直击雷放电过程中，强大 的脉冲电流周围的导线或金属物产生电磁感应而 发生瞬间过电压，以致形成闪击的现象，称“感 应雷”。“感应雷”造成的瞬间过电压，指在微 秒到毫秒之内产生的尖峰冲击电压。
浅析雷电放电原因与防雷保护措施
接地装置的选择与安装
接地装置的类型
根据实际情况选择合适的接地装置类型，如自然接地、人工接地 等。
接地装置的深度
根据地质条件和规范要求，确定合适的接地装置深度，以保证良 好的导电性能。
接地装置的安装位置
选择合适的安装位置，确保接地装置能够有效地将电流引入地下 。
屏蔽和间距的要求
屏蔽要求
对需要保护的建筑物、设备等采取屏蔽措施，如使用金属网、钢筋等，以减少雷电电磁干扰的影响。
检查需要使用专业的检测设备和工具，如接地电阻测试仪、闪电计数 器等。
防雷装置的维修与保养
日常维护
防雷装置的日常维护包括保持设备清洁、防止锈蚀等。
故障处理
当防雷装置出现故障时，应及时处理，如更换损坏的元件、修复故 障线路等。
维修记录
每次维修后，应记录维修内容、时间和维修人员等信息，以备后续 查询和管理。
雷电预警
利用气象雷达、卫星等手段，实时监 测雷电活动，为采取相应的防雷措施 提供依据。
04
防雷保护措施实施
接闪器的选择与安装
接闪器的类型
01
根据建筑物的特点，选择合适的接闪器类型，如避雷针、避雷
带等。
接闪器的安装位置
02
根据建筑物的高度、面积、结构等因素，选择最佳的安装位置
，确保接闪器能够覆盖整个建筑物。
浅析雷电放电措原施因与防雷保护
汇报人： 2023-11-30
目录
• 雷电放电概述 • 雷电放电原因分析 • 防雷保护措施概述 • 防雷保护措施实施 • 建筑物防雷保护设计 • 防雷装置的维护与管理
01
雷电放电概述
雷电放电的定义
雷电放电是一种自然现象，是云层内 部或云层与地面之间的高电压放电现 象。
雷电及其放电过程
带有负电荷的雷云接近输电线路时，强大的电场在导线上产生静电感应。由于带有负电荷雷云的存在，束缚着导线上的正电荷。当雷云对导线附近地面物体放电后，雷云电荷被中和而失去对导线上电荷的束缚作用，电荷便向导线两侧流动，由此而产生的过电压称为感应过电压。其能量很大，对供电设备的危害也很大。
配电网纵横交错，绵延万里，呈网状分布，很容易遭受雷击，引起停电事故，给国民经济和人们生活带来严重的损失。统计资料表明，雷害是造成高压输电线路停电事故的主要原因。为了确保电力系统安全运行，采取防雷保护措施，做好配电网的防雷工作是相当必要的。
雷电放电是一种气体放电现象，由其引起的过电压，叫做大气过电压。它可以分为直击雷过电压和感Байду номын сангаас雷过电压两种基本形式。
雷电放电是由于带电荷的雷云引起的。雷云带电原因的解释很多，但还没有获得比较满意的一致的认识。一般认为雷云是在有利的大气和大地条件下，由强大的潮湿的热气流不断上升，进入稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的上升气流穿过云层，水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电，被风吹得较高，形成一些局部带正电的区域。雷云的底部大多数是带负电，它在地面上会感应出大量的正电荷。这样，在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或者雷云和大地之间形成了强大的电场，其电位差可达数兆伏甚至数十兆伏。随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过了大气游离放电的临界电场强度（大气中约30kV/cm，有水滴存在时约10kV/cm）时，就会发生云间或对大地的火花放电；放出几十乃至几百安的电流；产生强烈的光和热（放电通道温度高达15000oC至20000oC），使空气急剧膨胀振动，发生霹雳轰鸣。这就是闪电伴随雷鸣，叫做雷电之故。
雷的自然现象
雷的自然现象雷是一种自然现象，它经常出现在雷雨天气中。
雷雨是一种充满电荷的大气现象，它产生的原因是云层内部的水蒸气与冰粒子的碰撞摩擦，进而形成电荷的分离。
当电荷积累到一定程度时，就会产生雷电放电现象。
雷电放电是一种非常强大的自然现象，它以强烈的光和声音表现出来。
当云层内的正电荷和负电荷之间的电位差达到临界值时，就会发生放电现象。
放电过程中，电荷会沿着云与地面之间形成的导电通道迅速释放，形成一道强大的电流，同时伴随着闪电和雷鸣声。
雷鸣声是雷电放电过程中产生的声音，它是由于放电过程中空气被高温瞬间膨胀引起的。
雷鸣声的强度和持续时间与放电的能量有关，一般来说，电流越强，雷鸣声就越大。
雷鸣声的声音通常呈现出持续的隆隆声，有时还会伴随着爆裂声，给人一种震撼力强烈的感觉。
闪电是雷电放电过程中产生的光现象，它是由于放电过程中电流通过空气时，空气被高温电弧瞬间加热而发光。
闪电通常呈现出一道强烈的亮光，其颜色多为白色或蓝白色。
闪电的形状多样，有时呈现出分叉的形态，有时则呈现出弯曲的形状。
闪电的持续时间很短暂，一般只有几十毫秒，但其强烈的光亮足以照亮整个天空。
雷暴是雷电放电现象的集合体，它是一种常见的天气现象。
雷暴一般发生在湿热的气候条件下，常常伴随着大风、暴雨和冰雹等其他天气现象。
雷暴天气一般持续时间较短，但其破坏力很大，常常会造成树木倒伏、建筑物受损以及电力设施故障等问题。
雷击是雷电放电对物体造成的直接破坏，它是雷暴天气中最具危险性的现象之一。
当雷电放电过程中，电流沿着导电体传导时，如果碰到了人体、建筑物或其他物体，就可能造成雷击。
雷击对人体有很大的伤害力，可以引起电击伤、烧伤甚至死亡。
因此，在雷暴天气中，人们应尽量避免在户外活动，以减少雷击的风险。
雷是一种充满电荷的大气现象，它通过雷电放电来释放电荷，产生强烈的光和声音。
雷电放电是一种非常强大的自然现象，它在雷暴天气中经常发生。
雷暴天气一般伴随着大风、暴雨和冰雹等其他天气现象，具有短暂但破坏力大的特点。
简述雷电放电过程
简述雷电放电过程
雷电放电是指大气中累积的静电在某一点突然释放的现象。
雷电放电过程可以简述为以下几个阶段：
1. 静电积累：在大气中，云与云之间、云与地之间都会形成电荷分布不均匀的情况，形成静电积累。
云中的冰粒子在上升和下降过程中产生分离电荷，形成电场。
2. 闪电形成：当静电累积到一定程度时，电场的强度超过了空气的绝缘能力，空气中的分子被电场拉伸，产生电离现象。
这导致在云中或云与地之间形成电状通道，即闪电通道。
3. 电极化过程：闪电通道中电场强度增大，空气分子进一步电离，产生电子和离子。
这些电子和离子会导致通道中的空气电极化，形成电导路径。
4. 电流流动：一旦闪电通道形成足够强大的电场，电荷开始沿着该路径快速移动，即形成雷电放电。
电流从云端或云底流向地面，也可能是相反的方向。
放电时，大量的电子和离子流动，形成电流。
5. 光和声效应：放电过程中，由于电流的高速移动和电离现象的产生，会产生强烈的光和声效应。
闪电会发出强烈的光亮，形成闪光现象；同时产生的高温和压力变化导致周围空气振动，形成雷声。
总体而言，雷电放电是一种静电积累到临界值后电场强度超过
空气绝缘能力的现象，通过电离和电导路径形成放电通道，从而导致大量的电流流动，并产生光和声效应。
高电压技术-第七章-雷电及防雷保护装置
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
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300R
I et et
1 I 1 cost
2
7.2 防雷保护装置
防雷保护装置
防雷保护装置（定义） ：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。
优点：
结构简单、价廉。
缺点：
熄弧能力低，易使断路器跳闸； 与被保护设备伏秒特性不易配合；
不均匀电场，放电分散性大，伏秒特 性陡
动作后有截波，威胁绕组绝缘
不能保护主变和发电机等重要设备 只能用于线路保护和进线段的保护 需其它设备配合使用
带间隙的阀式避雷器——结构
阀型避雷器主要由火花间隙和阀片（非线 性电阻）组成
第七章 雷电及防雷保护装置
主要内容
雷电放电过程
雷电参数
防雷保护装置
重点是：电压能量吸收 器——避雷器
7.1 雷电过程与雷电参数
什么是雷电放电
雷电放电:一种气体放电现象。路径达数千米，是一种超长 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。 但又具有重复雷击等特点。
放电的条件：云中电荷密集处的场强达到：25~30kV/cm 放电型式：线状雷电、片状雷电、球状雷电 “云-地”之间的线状放电，是电力系统雷击危害的主因
主放电和迎面流注阶段。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 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。 主放电时间极短，约50~100uS。发展速度50~100m/uS 电流幅值大，达数十千安到数百千安
10雷电放电
18
雷电参数的统计数据
19
雷电参数的统计数据
定义为雷电流
A
iZ
iL
Z0 Z0 Zj
iL
Z0
iL L
雷电流源
Zj
被击电路
15
电压等值电路：
A
Z0
iLZ0
Zj
上述两种电路没有实际的物理意义,只是为 防雷计算提供一种供计算方法.
16
彼得逊等值电路为：
A
2
iL 2Z0Z0Zj源自17雷电参数的统计数据
雷电流的波形和极性 75%~90%为负极性
雷电流幅值的概率分布
现行标准： lg P I / 88
陕南以外的西北地区及内蒙古： lg P I / 44
雷电流的平均陡度和幅值线性相关
20
雷电参数的统计数据
雷电日和雷电小时：不足15日为少雷区，超 过40的为多雷区，超过90的为强雷区
地面落雷密度：
Td：雷电日数
我国取=0.07(40雷电日)，国外一般取 0.1-0.2
从零突升到u=iZZj
先导放电通道具有分布参数 特征，称为雷电通道，其波 阻抗为Z0(300 )
主放电过程，自雷云通过雷 电通道向地面传播的电磁波 （u0、iL）到达A点
14
雷电放电的计算模型
能够测知的电量，主要是流过被击物的电流。跟据计算 模型（电流源模型）推出雷电波的参数
国际上定义雷击小接地阻抗物体时，流过该物体的电流
雷电放电_精品文档
雷电放电雷电放电是一种自然现象，指的是云与地面之间发生的电荷释放过程。
当云体内部的电荷分布不均匀时，由于电势差的存在，云体之间或云体与地面之间形成了强烈的电场。
当电场强度超过空气击穿强度时，空气中的气体分子电离并形成电流通道，导致电荷从云体或地面释放出来，形成闪电。
雷电放电的过程可以分为五个阶段：云电荷的分布、预放电、起电、辐射、回击。
首先，在云体内部，由于空气流动和水雾颗粒碰撞等因素的影响，电荷逐渐分布不均匀。
然后，当云体内的电场强度足够大时，会出现预放电现象，即先导通道的形成。
接着，由于空气中的电离现象开始增强，导致电流从云体释放到地面，形成起电。
在起电的过程中，闪电会沿着先导通道辐射出来，形成明亮的闪电光。
最后，闪电以回击形式返回云体，完成一次完整的放电过程。
雷电放电的能量非常巨大，一次闪电放电可释放出数十亿焦耳的能量，这可以让空气的温度瞬间升至上万度，造成周围空气的猛烈膨胀和爆炸，产生了巨大的声音和光亮。
闪电还会导致空气中的氧气和氮气发生化学反应，从而形成臭氧和一氧化氮等活性物质，这些物质对大气环境具有一定的影响。
雷电放电对人类和自然环境都具有一定的影响。
首先，雷电放电是天气中的一种重要现象，它与气象变化密切相关。
通过观测雷电放电的频率、位置和强度等参数，可以提供气象预测、天气监测和气候研究等方面的数据。
其次，由于雷电放电产生的高温、高压和电流等特点，闪电会对人造物体和自然环境造成破坏。
如果闪电击中建筑物、树木、电线或其他物体，会引发火灾、爆炸和损坏等事故，甚至威胁到人类的安全。
此外，放电过程中产生的强电磁场也可能对电子设备和通信系统等造成干扰。
为了防范雷电放电带来的危害，人们需要采取一系列的防雷措施。
首先，可以在建筑物、电线和通信塔等高大物体上安装避雷针和避雷网，用来引导和吸收雷电放电的能量。
其次，在户外活动时，应尽量避开高地、孤立的树木和水面等容易成为闪电击中点的区域。
此外，还可以通过监测雷电放电的频率和位置，提前预警并采取相应的防护措施。
七章雷电放电及防雷保护装置-
(3). 工频放电电压：在工频电压下，避雷器将发 生放电的电压值。（具有上限值和下限值（必须 要高于内部过电压））
(4).冲击放电电压：对220kV及以下的避雷器， 指的是标准雷电冲击波下的放电电压（幅值） 的上限；对330kV及以上的超高压避雷器，除 了雷电冲击放电电压外，还包括在标准操作冲 击波下的放电电压（幅值）的上限。
一、避雷针和避雷线
独 立 避 雷 针
构 架 避 雷 针
消雷器
保护原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发 展沿着避雷针的方向发展，直击于其上， 雷电流通过避雷针（线）及接地装置泄入 大地而防止避雷针（线）周围的设备受到 雷击
保护范围
是否处于避雷针（线）保护范围内的物 体一定不会遭受雷击
单支避雷针保护范围
雷电过电压： U A IRi
Case 2:雷击于导线或避雷线：
U0
Z0
Z
Z
感应雷过电压计算案例
雷击点与电力线路间距离大于65m时：
Ui
25
Ihc s
雷击于塔顶等靠近导线的接地物体时：
Ui hc
§7.2 防雷保护装置
防雷保护装置的必要性
防雷保护装置的种类
避雷针、避雷线、保护间隙、各种避雷器 、防雷接地
“地面落雷密度”和“雷暴日”的联系
雷道波阻抗
雷电通道的长度可达数千米，而半径仅为数 厘米，类似于一条具有分布参数的电力线路， 从而具有某一等值的波阻抗，称为雷道波阻 抗（Z0，我国有关规程建议取波阻抗为300 欧）
雷道的极性
为什么防雷计算中一般按负极性雷考虑
雷电流i
幅值（I）：表示
雷电强度的指标，是 产生雷电过电压的根 源
为什么要在间隙两端并联电阻
惊雷名词解释
惊雷名词解释
惊雷名词解释
惊雷，又称闪电雷，是指在雷暴天气中，发出的巨大响声，一般是由于雷电放电时所产生的爆震声音。
下面对惊雷的相关名词进行解释。
1. 雷暴天气
雷暴天气是指大气中存在着较强的不稳定冷暖空气之间的交互作用，并且有助于释放地球大气层中的静电能量的天气现象。
雷暴天气往往伴随着强烈的闪电、惊雷、暴风雨等天气现象。
2. 雷电放电
雷电放电是指云层之间、云层与地表之间或云层内部，由于电荷分布不均导致的电流释放现象。
雷电放电一般伴随着强烈的闪电放电和大气中的电流流动，同时产生巨大的声响。
3. 爆震声音
爆震声音是指在放电过程中产生的声波，由于电流瞬间通过大气层中的空气时，空气会被极高温度的电流加热膨胀，形成爆震声波。
爆震声音的强度和频率取决于放电的电流强度和形式。
4. 闪电放电
闪电放电是指雷暴天气中云层内部或云层与地表之间产生的瞬间放电现象。
闪电是由于大气中不同区域之间的静电能量积累产生放电通道，并以极高的电流强度瞬间释放能量，伴随着亮光和声音。
5. 电流流动
电流流动指的是雷电放电过程中，由于电荷的迁移和释放，电子在导电通道中的流动现象。
电流流动导致通道周围的空气被极高温度的电流加热膨胀，产生爆震声音。
综上所述，惊雷是在雷暴天气中，雷电放电时所产生的巨大响声。
这种响声是由于闪电放电和电流流动过程中，空气被加热膨胀而形成的爆震声音。
惊雷是雷暴活动中的常见现象，也是人们熟悉的气象现象之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
线路的保护角
20~30o即可认为导线处 于避雷线的保护范围内 220~330kV：20o 500kV：<15o
23
§ 8- 3
避雷器
24
避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压 或由操作引起的内部过电压的一种电气设备。 避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上 是一种放电限压器 放电限压器。 放电限压器 避雷器并联连接在被保护设备附近，当作用 电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先 放电，限制了过电压的发展，从而保护了其 他电气设备免遭击穿损坏。
二、 两支等高避雷针
这时的保护范围不是两支避雷针的保护范围简单相加而是 有所扩大。
R0 D/7P
O ha h hx rx O’ D bx 1.5h h0 h/2
O—O’截面
h0 hx 1.5h0
bx
bx
D h0 = h − 7P
两支等高避雷针的联合保护范围
16
bx = 1.5(h0 − hx )
两针之间的保护范围可利用下式求得
绕击率： 塔高; α:保护角 保护角) 绕击率：P (h:塔高 塔高 保护角 平原线路： 山区线路： 平原线路： 山区线路： α h
lg P = α
86
− 3.9
lg P = α
α h
86
− 3.35
52
§9-3
输电线路的雷击跳闸率
53
建弧率：冲击电弧转变为工频稳定电弧的概率。 建弧率：冲击电弧转变为工频稳定电弧的概率。
第八章
雷电及防雷装置
1
闪电的直接破坏作用
1.黄岛油库火灾 1.黄岛油库火灾 2.大兴安岭森林火灾
1989
2002
§ 8- 1
雷电参数
3
雷电放电描述
雷电放电由带电荷的雷云引起 大多数的放电发生在雷云之间——不危险 少数的放电发生在雷云和大地之间——危险 对地放电的雷云大多数带负电荷，实测90％ 理解以下几点： 雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放 被击物体的电位取决于雷电流和被击物体阻抗的乘积 从电源性质看，相当于一个电流源的作用过程 人们能够测知的电量，主要是流过被击物体的电流
35
氧化锌无间隙避雷器的优良性能
保护性能优越 无续流，结构简单， 无续流，结构简单，耐重复动作能力强 通流容量大， 通流容量大，吸收过电压能量的能力强 性能稳定， 性能稳定，抗老化能力强 适应多种特殊需要 适宜于大批量生产， 适宜于大批量生产，造价低
36
ZnO避雷器的主要技术参数 ZnO避雷器的主要技术参数
7
雷电流幅值的累积概率分布
现行标准：lg P = −IL / 88 陕南以外的西北地区及内蒙古：lg P = −I / 44
雷电流的平均陡度和幅值线性相关
8
三、雷电参数
雷暴日（雷暴小时）：一年中有雷电的日数 雷暴日（雷暴小时）：一年中有雷电的日数 ）： 小时数）。 （小时数）。 不足15日为少雷区，超过40的为多雷区，超过 90的为强雷区。 地面落雷密度： 地面落雷密度：每一雷暴日每平方千米地面遭 受雷击的次数。 受雷击的次数。
五、 单根避雷线
ha
rx h/2 hx
h
•当hx≥h/2 rx=0.47(h-hx)P
h
h rx rx
•当hx<h/2 rx=(h-1.53hx)P
单根避雷线的保护范围 (当h≤30m时, θ =25o)
20
六、两根等高避雷线
这时的保护范围如图所示
R0 1 D/ 2 2
h
ha
O
h
h/ 2
hx
h
rx
式中：β为分流系数； k为耦合系数； hd为导线高度。
50
I1 =
Lgt
二、雷击避雷线档时的过电压
一般只要满足如下 经验公式， 经验公式，不会发 生击穿。 生击穿。
） S ≥ 0.012l +1（m）
51
三、绕击时的过电压及耐雷水平
绕击耐雷水平
U50% I2 = 100
绕击线路的耐雷水平很低
500kV线路 线路27.4kA 线路 220kV—12kA 110kV—7kA 110kV以上线路要求全线架避雷线 以上线路要求全线架避雷线
Td：雷暴日数
我国取γ=0.07(40雷电日)，国外一般取0.1~0.2
9
河北南网地闪密度空间分布和故障点空间分布
河北南网2005年～2008年雷击故障点空间分布
输电线路落雷次数：每100km输电线路每年 遭受雷击的次数。
b + 4h N =γ ×100 × Td [次/（100km•年）] 1000
30
3、带有串联放电间隙和SiC非线性电阻的 阀型避雷器 放电间隙的伏秒特性比较平坦 电阻非线性避免了动作时出现很陡的截 波 阀型避雷器的两种类型： 磁吹放电间隙，提高灭弧能力 复合式避雷器，降低冲击残压（雷电过 电压下一部分SiC电阻被并联的间隙短接）
31
4、氧化锌避雷器
金属氧化物避雷器（ 金属氧化物避雷器（Metal Oxide Surge Arresters，简写为 ，简写为MOA） ） MOA 的主要元件是金属氧化物非线性电阻片 简写为MOV） （Metal Oxide Varistors—简写为 简写为 ） MOV 的 主 要 成 份 是 氧 化 锌 （ ZnO）， 俗 称 ） MOV为氧化锌阀片，MOA为氧化锌避雷器 为氧化锌阀片， 为氧化锌阀片 为氧及防护
直击雷过电压：雷电直接击中杆塔、 直击雷过电压：雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的 线路过电压 感应雷过电压：雷击线路附近大地， 感应雷过电压：雷击线路附近大地，由电磁感应在导线上 产生的过电压（只对35kV以下线路有危险） 以下线路有危险） 产生的过电压（只对 以下线路有危险 衡量线路防雷性能的优劣 耐雷水平： 耐雷水平 ： 线路遭受雷击所能耐受不至于引起闪络的 最大雷电流（ ） 最大雷电流（kA） 雷击跳闸率： 雷击跳闸率 ： 每 100km线路每年因雷击引起的跳闸次 线路每年因雷击引起的跳闸次 数
37
避雷器应用 于室内变电 站入口处
38
§ 8- 3
接地装置
39
接地装置分类
工作接地
如：变压器中性点接地
保护接地
如：电气设备外壳接地
防雷接地
如：避雷针、避雷线接地 避雷针、
40
第九章 输电线路的防雷保护
41
雷击输电线路的方式
42
雷击输电线路的后果
发生短路接地故障
雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造成 雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘， 停电事故
D h0 = h − 7P
bx = 1.5(h0 − hx )
式中h—避雷针的高度； h0—两针间联合保护范围上部边缘的最低点的高度； 2bx—在在高度hx的水平面上，保护范围的最低宽度；一般 两针间的距离D不宜大于5h。
17
三、两支不等高避雷针
和两支等高避雷针类似。
18
四、三支或更多支避雷针
19
14
一、 单支避雷针
当 hx≥h/2 时： rx=(h-hx)P hx≤h/2 时： rx=(1.5h-2hx)P h—避雷器的高度（m）
ha h/2 hx 1.5h hx 水平面上保护 范围的截面
P—高度修正系数 当h ≤30m时 P=1 300m<h ≤120m时,
h
P=
15
30 h
5 = 5.h
避雷器的分类
1. 保护间隙 2. 管式（排气式）避雷器 3. 阀型避雷器 4. 氧化锌避雷器
28
避雷器保护作用原理示意
1 — 保护间隙
29
2 — 排气式避雷器
3 — 阀型避雷器
4 — 氧化锌避雷器
5 — 被保护电气设备
1. 保护间隙
2.管式避雷器 管式避雷器
保护间隙没有专门的灭弧装置，可和自动重合闸配合使用 管型避雷器带有产气式灭弧管，可以熄灭更大的工频电弧 主要的缺陷： 动作时产生很陡的截波，对如电机和变压器等高压设备的 纵绝缘造成严重危害 间隙放电的伏秒特性很陡，很难用来保护伏秒特性比较平 坦的设备绝缘（如SF6为绝缘介质的电气设备）
额定电压： 额定电压：允许施加的最大工频电压有效值 最大持续运行电压： 最大持续运行电压：允许长期连续施加的工频电压有效值 起始动作电压（参考电压） 起始动作电压（参考电压）：U1mA 残压 通流容量 保护水平 压比： 压比：（例：U10kA/U1mA） 荷电率： 荷电率：最大持续运行电压峰值与参考电压之比 保护比：压比/荷电率 保护比：压比 荷电率
式中：h为避雷线的平均高度（m）；b为两避雷线 之间的距离（m）。
12
§ 8- 2 避雷针避雷线的保护范围
13
为了让电力设备的的绝缘能够承受高达数十 万伏、甚至数兆伏的过电压，通常装设各种 防雷保护装置。 在电力系统中实际采用的防雷保护装置主要 有：避雷针、避雷线、保护间隙、各种避雷 避雷针、 避雷针 避雷线、 器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧 线圈、自动重合闸等等。
44
§9-1 输电线路的感应雷过电压
45
一、雷击线路附近大地时线路上的感应雷过电压
h Ui = 25I S
考虑避雷线的耦合影响时：
hb Ui = Ui (1− k ) ≈ Ui (1− k) hd
'
46
二、雷击线路杆塔时导线上的感应雷过电压
雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空 间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷 电流极性相反的电压，以静电感应分量为主
α
Ui = ahd
IL 为感应雷过电压系数，α = 2.6
有避雷线时，导线上的感应过电压
U i ' = (1− k)Ui
47