高电压防雷保护的探讨

高电压防雷保护的设计

学生姓名：***

专业班级： 2013级机电指导教师：***

完稿日期： 2016.01.02

目录

摘要·······························

- 1 - 1雷电的基础知识··························· - 1.1雷电形成及放电过程······················

1.1.1雷云形成························

1.1.2雷电原理························

1.1.3雷云放························

1.2雷电形成相关联的原理·····················

1.3 雷电的波形及参数·······················

1.4雷电的危害··························

1.4.1雷电热效应的破坏作用··················

1.4.2雷电流电动力的破坏作用·················

1.5雷电的静电感应和电磁感应···················

1.5.1雷电的静电感应作用···················

1.5.2雷电的静电感应原理图··················

1.5.3雷电的电磁感应原理··················· - 6 - 2电力系统防雷的基本知识·······················

2.1雷击分类···························

2.2变电站防雷保护························

2.3架空线路的防雷保护······················

2.4避雷针····························

2.5关于避雷针、避雷线运行中注意的问题··············

2.6 线路的耐雷性测定·······················

2.7线路防雷设计的选定原则···················· - 9 - 3雷电流压降导致的高电压······················

3.1接触电压··························

3.2跨步电压·························· 3.3地电位分布不均与地电位的反击················3.3.1直接雷击伤害·····················

3.3.2感应电压的伤害····················

3.3.3感应电流的伤害····················

3.3.4旁侧闪击的伤害····················

3.3.5接触电压的伤害····················

3.3.6跨步电压的伤害····················

致谢

参考文献

摘要

随着我国电力事业的蓬勃发展，高电压防雷保护也不断的扩大。高电压防雷保护是电力事业的一项的重要工作。

高电压在现有技术的条件下仍然出现遭雷击的现象。从某种程度上说，雷电是影响高压设备可靠稳定性的重要因素之一。雷电的物理本质就是高电压。认识雷电的高电压本质，认识雷电高电压的产生与来源，认识雷电高电压的各种属性，我们才能正确的制定和设计防雷保护的方案，才能正确的分析雷害事故的原因和防止对策，才能正确的开发和研制防雷保护的产品。一句话，只有正确认识雷电的高电压本质，才能做好防雷。不了解雷电的本质，在做防雷保护措施与方案时，在开发研制防雷保护的产品时，在分析雷害事件的原因与结论时就把握不到防雷的核心与关键。在防雷工程上要么保护不到位，要么造成工程的浪费。在研制开发的防雷产品上就会华而不实，捕风捉影甚至流于概念抄着，忽悠市场。在分析雷害事件的原因时，就容易提出一些错误的观点或解释。我国防雷界，近年广为流传的诸如“球形雷”、“手机引雷”、“绝缘避雷”、“电荷避雷”、“等离子避雷”，以及“物理防雷”和“微波炉效应”等等说法与言论，都是没有搞清雷电的高电压本质而出现的误解与错误。

高电压的绝缘应能承受各种高电压的作用，包括交流和直流工作电压、雷电过电压和内部过电压。结合实际情况分析了现实中防雷保护存在的问题，并展望了未来高压设备发展的方向。

关键词：高压电;防雷;电力事业

1雷电的基础知识

1.1雷电形成及放电过程

1.1.1雷云形成

由于大气的剧烈运动，引起静电摩擦和其他电离作用，使云团内部产生了量的带正、负电荷的带电离子，又因空间电场力的作用，这些带电离子定向垂直移动，使云团上部积累正电荷，下部积累负电荷（情况也可以相反），云团内产生分层电荷，形成产生雷电的雷云。雷云的成因主要来自于大气的运动，当雷云在天空移动时，在其下方的地面上会

静电感应出一个带相反电荷的地面阴影。如图：

1.1.2雷电原理

尖端放电与雷击如果有一个带尖锋的金属球，让它带上负电，由于电荷同性相斥的作用，球体尖锋部分的电子受到同性电荷排斥力最强，最容易被排斥而离开金属球，这就是“尖端放电”。地面上相对较高的建筑物，有时是避雷针，就好比金属球上的尖锋。雷击最容易在这些地方发生。如图所示：

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1.1.3雷云放电

著名的雷云放电理论是“长间隙放电”理论，该理论认为雷云对地放电的过程可以分为四个阶段：即云中放电、对地先导、定向闪击和回闪四个阶段。

具体过程是这样的：雷云形成前，首先是云内放电和云间放电频繁，云中放电造成云中电荷的重新分布和电场畸变，当云中电荷密集处的电场强度达到25-30KV/cm的，就会由云团向地开始先导放电。

先导放电是步进的，发展的平均速度为105-106m/s，各脉冲间隔约30-90μs，每阶段推进约50m，跳跃着逐步向下延伸，当先驱放电距地50m左右，可诱发迎面先导，通常迎面先导来自地面上最突出的部分（尖端放电最易发生处），当对地先导和地面的迎面先导会合时，就形成了从云团到地面的强烈电离通道。步进放电转为定向闪击。

定向闪击是沿最短路径进行的，紧接着回闪，这时出现极大的电流，开始雷电的主放电阶段，即雷击，在主放电中雷云与大地之间所聚集的大量电荷，通过先驱放电所开辟的狭小电离通道发生猛烈的电荷中和，放出能量，引发强烈的闪光和雷鸣。主放电的时间极短，约50-100μs，主放电过程是逆着先导通道发展的，速度约为光速的1/20-1/2，主放电电流可达数十KA，是全部雷电流的主要部分。

主放电到达云端时就结束。然后残余电荷经过主放电通道流过来，产生短暂的余光。由于云中电阻较大，余光阶段的电流只有数百安培。持续时间0.03-0.15秒之间。

通常一次雷电过程包括 3-4 次放电。重复放电都是沿着第一次放电通路发生的。

1.2雷电形成相关联的原理

雷云放电原理

1.3 雷电的波形及参数