第8章雷电及防雷保护设备
雷电及防雷装置培训
雷电及防雷装置培训
雷电是一种自然天气现象，常常在暴风雨天气中出现。
它会给人们的生活和财产带来巨大的风险和损失。
为了有效防范雷电危害，保护生命和财产安全，进行雷电及防雷装置的培训就显得尤为重要。
首先，了解雷电的危害是培训的重点之一。
雷电是由云与地面之间的静电放电所产生，它不仅可以直击物体，还可以通过引入并沿着导体传导致损坏。
同时，雷电还会引发火灾、爆炸和设备故障，对人身安全和财产造成极大的威胁。
在培训中还需要介绍不同种类的防雷装置。
例如避雷针、避雷带、接地装置等。
这些装置的作用都是为了将雷电引向大地，并减少对建筑物、设备和人员的危害。
培训还应包括如何正确使用和维护防雷装置。
需要教育人们在安装和使用防雷装置时要严格按照规范操作，确保其正常运行。
同时，还需要定期进行检查和维护，确保其在关键时刻发挥作用。
另外，培训也需要教育人们如何在雷电天气下采取应对措施。
例如在室外时要迅速转移到安全的场所，避开高处和水源，避免使用大型金属设备等。
总之，雷电及防雷装置的培训是非常重要的，它可以有效提高人们对雷电的防范意识，减少雷电灾害对人们生命和财产的损
失。
希望更多的人能够参与到这项培训中来，为防止雷电灾害尽一份力量。
第八章 电气安全、接地与防雷
图8—12重复接地的作用说明
二、电气装置的接地和接地电阻
1、电气装置应接地或接零的金属部分 电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等的金属底座和外壳； 电气设备的传动装置； 户内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带 电部分的金属遮栏和金属门； 配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台 等的金属柜架和底座； 电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线 的钢管； 电缆桥架、支架和井架。 2、接地电阻及其要求 接地电阻：接地体的流散电阻与接地线和接地体电阻的总和。由于接地线和接地体 的电阻相对很小，因此接地电阻可认为就是接地体的流散电阻。 工频接地电阻：工频(50Hz)接地电流流经接地装置所呈现的接地电阻。 冲击接地电阻：雷电流流经接地装置所呈现的接地电阻。 （1）对于TT系统或IT系统按规定应满足的条件为： 对于TT系统或IT系统按规定应满足的条件为： TT系统或IT系统按规定应满足的条件为 在接地电流通过保护接地时产生的对地电压不应高于安全特低电压50V。因此保护 接地电阻应为： RE ≤ 50V
三、接地装置的装设
1、自然接地体的利用 可作为自然接地体的有：与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、 行车的钢轨、埋地的非可燃可爆的金属管道及埋地敷设的不少于两根的电缆 金属外皮等。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。 2、人工接地体的装设 人工接地体有垂直埋设的和水平埋设的基本结构型式，如图8—13所示。最常用 的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管。为了减少外界温度变化对流散电阻的影 响，埋人地下的接地体，其顶面埋设深度不宜小于0.6m。
跨步电压：在接地故障点附近行 走时，两脚之间出现的电位差 U step ， 越靠近接地故障点或跨步越大，跨步 电压越大。离接地故障点达20m时，跨 步电压为零。
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。
《高压电技术》课程复习要点
《高压电技术》课程复习要点课程名称：《高压电技术》适用专业：2016级电力系统自动化（专科业余函授）辅导教材：《高电压技术（第三版）》常美生主编中国电力出版社复习要点：第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。
要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。
第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。
要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。
第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击穿电压的方法；的电气特性。
要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。
第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。
要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。
第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。
要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。
第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。
要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。
第七章输电线路和绕组中的波过程内容：单导线线路中的波过程；行波的折射与反射；行波通过串联电感和并联电容；行波的多次折反射。
要求：掌握波沿均匀无损单导线的传播；掌握行波的折射和反射；掌握波作用于单绕组时引起的振SF6气体荡、三相绕组的波过程及波在变压器绕组间的传播。
第八章雷电及防雷装置内容：雷电参数；避雷针与避雷器；接地装置。
要求：了解雷电参数和雷击过电压的基本分类；掌握各种防雷装置的基本原理和防雷性能；掌握防雷接地。
第八章电力系统防雷保护
第八章电力系统雷电防护本章分析输电线路、发电厂和变电所以及旋转电机的防雷保护原理及措施。
§8-1 输电线路的防雷保护输电线路分布面积广,易受雷击,所以雷击是引起线路跳闸的主要起因。
同时,雷击以后雷电波将沿输电线侵入变电所,给电力设备带来危害, 因此对线路防雷保护应予以充分重视和研究。
根据过电压的形成过程,一般将线路发生的雷击过电压分为两种,一种是雷击线路附近地面, 由于电磁感应所引起的,称为感应雷过电压。
另一种是雷击于线路引起的称为直击雷过电压。
运行经验表明,直击雷过电压对高压电力系统的危害更为严重。
输电线路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果在工程计算中用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。
耐雷水平是指雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。
线路的耐雷水平较高,就是防雷性能较好。
雷击跳闸率是指折算为统一的条件下,因雷击而引起的线路跳闸的次数, 此统一条件规定为每年40个雷暴日和100km的线路长度。
应该指出,由于雷电放电的复杂性,通过工程分析得到的计算结果可以作为衡量线路防雷性能的相对指标,而运行经验的积累和实施对策的分析则应是十分重视的。
输电线路防雷一般采取下列措施 :1 .防止雷直击导线沿线架设避雷线,有时还要装避雷针与其配合。
在某些情况下可改用电缆线路,使输电线路免受直接雷击。
2 .防止雷击塔顶或避雷线后绝缘闪络输电线路的闪络是指雷击塔顶或避雷线时,使塔顶电位升高。
为此,降低杆塔的接地电阻,增大耦合系数,适当加强线路绝缘,在个别杆塔上采用线路型避雷器等,是提高线路耐雷水平,减少绝缘闪络的有效措施。
3 .防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧当绝缘子串发生闪络后,应尽量使它不转化为稳定的工频电弧,不建立这一电弧,则线路就不会跳闸。
适当增加绝缘子片数,减少绝缘子串上工频电场强度,电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式,防止建立稳定的工频电弧。
4 .防止线路中断供电可采用自动重合闸,或双回路、环网供电等措施,即使线路跳闸,也能不中断供电。
雷电及防雷保护装置简介
雷电及防雷保护装置简介1. 引言雷电是一种自然现象，它带来的强烈电流和电压波动可能对电子设备和人身安全造成严重威胁。
为了保护电子设备免受雷击的侵害，人们开发了各种防雷保护装置。
本文将介绍雷电的原理和一些常见的防雷保护装置。
2. 雷电原理雷电是由大气中云与地表之间的电位差引发的放电现象。
当云与地面或建筑物之间的电压达到一定程度时，将发生电流的放电现象，电流沿着路径瞬间流动，产生强大的能量释放。
这种释放可能导致设备损坏、火灾或人员伤亡。
3. 防雷保护装置的分类根据防雷装置的作用方式和工作原理，可以将防雷保护装置分为以下几类：3.1 避雷针避雷针是一种通过尖端释放电荷以减少云与地球之间电势差的装置。
它通常安装在建筑物的高处，当云层形成电荷时，避雷针会将电荷引导到地面，从而避免了雷电放电。
3.2 避雷器避雷器是一种用来吸收剩余电荷并将其分散到地面的装置。
它通常由金属氧化物构成，当电压超过设定值时，避雷器将导电，吸收过剩电流并将其释放到地面。
3.3 防雷网防雷网是一种通过导电网格将雷电压力分散到地面，从而保护设备和建筑物不受雷击的装置。
它可以在建筑物周围或设备附近安装。
3.4 接地系统接地系统是一种将电流引导到地面的装置。
通过使用导体材料和良好的接地电极，接地系统能够将电流引导到地面，从而减少设备和人员受雷击的风险。
4. 防雷保护装置的安装与维护为了确保防雷保护装置的有效性，正确的安装和维护是必不可少的。
以下是一些常见的安装和维护注意事项：•安装防雷装置时，应根据建筑物的结构和特点选择合适的防雷装置类型。
•根据设备和建筑物的需求，合理安排防雷装置的数量和布局。
•定期检查和测试防雷装置，确保其正常工作。
•在雷电活动频繁的地区，应定期进行维护和更新，确保防雷装置的可靠性。
5. 结论雷电是一种具有潜在危险的自然现象，对设备和人员的损害可能造成严重后果。
防雷保护装置的使用可以有效地减少雷电对电子设备和人身安全的威胁。
高电压技术第8章习题答案
第八章雷电过电压及防护8-1试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。
8-2试述雷电流幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。
8-3雷电过电压是如何形成的？8-4某变电所配电构架高11m，宽10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架至少5m。
试计算避雷针最低高度。
8-5设某变电所的四支等高避雷针，高度为25m，布置在边长为42m的正方形的四个顶点上，试绘出高度为11m的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度。
8-6什么是避雷线的保护角？保护角对线路绕击有何影响？8-7试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点。
8-8试比较普通阀式避雷器与金属氧化物避雷器的性能，说说金属氧化物避雷器有哪些优点？8-9试述金属氧化物避雷器的特性和各项参数的意义。
8-10限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？8-11平原地区110kV单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由6×X－7组成，长R为7Ω，导线和避雷线的直径分别为1.2m，其正极性U50%为700kV，杆塔冲击接地电阻i为21.5mm和7.8mm，15℃时避雷线弧垂2.8m，下导线弧垂5.3m，其它数据标注在图中，单位为m，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。
习题8-11图8-12某平原地区550kV输电线路档距为400m，导线水平布置，导线悬挂高度为28.15m，相间距离为12.5m，15℃时弧垂12.5m。
导线四分裂，半径为11.75mm，分裂距离0.45m(等值半径为19.8cm)。
两根避雷线半径5.3mm，相距21.4m，其悬挂高度为37m，15℃时弧垂9.5m。
杆塔电杆15.6μH，冲击接地电阻为10Ω。
线路采用28片XP-16绝缘子，串长4.48m，其正极性U50%为2.35MV，负极性U50%为2.74MV，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。
高电压技术-第08章 电力系统防雷保护
电磁分量较小，通常只考虑其静电压为 (无避雷线时，雷直击于导线, 规程)
Ug
=
25I
h d
配合 2)它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲
击电气强度 3)被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。
38
被保护绝缘与避雷器之间的电压差 ΔU ，对右图 中的接线图，经过波的多次折反射分析可知：
ΔU = 2a l v
被保护绝缘与避雷器间的电气距离l 越大、进波陡度 a或a′越大，电压差值 ΔU也就越大。
39
阀式避雷器动作以后有一个不大的电 压降，然后保持残压水平，由于被保护设 备与避雷器间有距离，致使电压波产生振 荡，波形接近冲击截波，因此对于变压器
类电力设备来说，往往采用2 μs截波冲击耐
压值作为他们的绝缘冲击耐压水平。
40
绝缘冲击耐压水平应满足： U w (i) ≥ U is + Δ U
Uis 阀式避雷器的残压
=
I(βRi
+
β
Lt 2.6
+
hc )(1−k) 2.6
a为雷电流波前陡度，取其平均陡度
18
耐雷水平
35kV: 20-30kA 110kV: 40-75kA 220kV: 75-110kA 330kV: 100-150kA 500kV: 125-175kA
19
雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央 时。真正击中档距中央避雷线的概率只有10%左右。20
12
雷击塔顶时的过电压
输变电设备防雷技术规定
安徽省电力公司输变电设备防雷技术规定第一章总则第一条为预防输变电设备雷击故障的发生，减少雷击故障造成的影响，确保电网安全、可靠运行，特制定本技术规定。
第二条本规定依据国家有关标准、规程和规范并结合近年来国家电网公司输变电设备雷击故障分析及运行经验制定。
第三条本规定针对输变电设备所发生的雷击故障，从设计选型、基建和验收、运行维护、技改和报废设备全寿命周期角度提出了具体的技术措施。
第四条本规定适用于安徽省电力公司系统所属交流输变电设备，直流系统可参照执行。
第二章规范性引用技术文件以下为本技术规定所引用的国家、行业和企业的标准及规范，但不仅限于此：GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB 311.1高压输变电设备的绝缘配合GB/T 311.2 绝缘配合第2部分：高压输变电设备的绝缘配合使用导则GB 11032 交流无间隙金属氧化物避雷器GB/T 17949.1 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分：常规测量DL/T 475 接地装置工频特性参数的测量导则DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 621 交流电气装置的接地DL/T 815 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器DL/T 804 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则DL / T 474.5 现场绝缘试验实施导则：避雷器试验国家电网公司十八项重大反事故措施安徽电网电力设备预防性试验规程安徽电力通信站过电压保护标准第三章输电线路第五条在线路初设阶段，应收集线路路径区域内的雷电活动历史资料，并结合所途经单位提供的运行经验，优化路径，尽可能避开雷电活动强烈地区，必要时开展专题分析，采取相应的防雷措施。
第六条根据土壤电阻率，优化地网设计，尽可能降低杆塔接地阻抗。
第七条线路避雷器的选用应满足DL/T 815-2002的要求，并选择通过产品鉴定、具有良好运行业绩的制造厂的产品。
第八条架空地线的接地方式应综合考虑感应损耗和防雷效果等因素，雷害严重地区应采用直接接地方式。
防雷接地系统
第八章防雷接地系统8.1概述众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数十万安培。
雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次：①设备损坏，人员伤亡；②设备或元器件寿命降低；③传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。
目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。
用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。
但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。
避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。
现代防雷技术系统的防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面：外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。
内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。
通过在需要保护设备的前端安装合适的防雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。
将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。
避雷带、引下线（建筑物钢筋）和接地等构成的外部防雷系统，主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。
8.2防雷方案设计依据(1)建筑物防雷设计规范GB50057-94(2)电子计算机机房设计规范GB50174-93(3)民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92(4)计算站场地安全要求GB9361-88(5)计算站场地技术文件GB2887-89(6)计算机信息系统防雷保安器GA173-1998(7)雷电电磁脉冲的防护IECI312(8)微波站防雷与接地设计规范YD 2011－93(9)通信局（站）接地设计暂行技术规定YDJ26E98.3雷害的途径分析雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：①直击雷；②传导雷；③感应雷；④开关过电压。
第八章 送电线路和变电站防雷保护
U gd = 25
I L × hd S
和
U gb = 25
I L × hb S
故
U gb =
hb U gd hd
但实际上避雷线是通过杆塔接地的，其电位为零。为满足这一条件，可 以设想在避雷线上还存在一个电位-Ugb。该电位将在导线上产生耦合电 位k（-Ugb ），其中k为避雷线与导线间的耦合系数。耦合电位与导线 的雷电感应过电压相叠加后，导线上实际的感应过电压U’gd为
考虑到雷击点的阻抗较小，故在计算中可忽略主放电通道波阻抗的影响。由 于避雷线的分流作用，流经杆塔的电流 i gt 将小于雷电流 i L ， i gt = β i L ，其 中β为杆塔的分流系数。β的值可由图4－4所示的等值电路求出。对于不同电 压等级一般长度档距的杆塔，β值可由表4－3查得。 表4－3 一般长度档距的线路杆塔分流系数β
雷击时，导线和地线上的电位较高，将出现冲击电晕，耦合系数k应采用修正 后的数值。 需要指出的是，上述计算所得的绝缘子串两端电压并未考虑导线上的工作电 压。对于220kV及以下线路，工作电压值所占比例不大，可以忽略不计；但对 超高压线路而言，则不可忽略，雷击时导线上的工作电压的瞬时值应作为一 随机变量加以考虑。 （2）雷击避雷线档距中央时的过电压 雷击避雷线档距中央时，虽然也会在雷击点产生很高的过电压，但由于避雷 线的半径较小，会在避雷线上产生强烈的电晕；又由于雷击点离杆塔较远， 当过电压波传播到杆塔时，已不足以使绝缘子串击穿，因此通常只需考虑雷 击点避雷线对导线的反击问题。
雷击避雷线 雷击杆塔 绕击导线
图4－2 带避雷线线路遭受雷直击的三种情况 4.2.1反击过电压 雷击线路杆塔顶部时，由于塔顶电位与导线电位相差很大，可能引起绝缘子 串的闪络，即发生反击。运行经验表明，在线路落雷总次数中，雷击杆塔的 次数与避雷线的根数和经过地区的地形有关。雷击杆塔次数与雷击线路总次 数的比值称为击杆率。我国技术规程建议的击杆率g如表4－1所示。 表4－1 击 杆 率 g
电力系统防雷保护
五、输电线路直击雷过电压
避雷线的分流作用 降低了U top
设避雷线上的电位为U top
导线避雷线间耦合作用（k） 导
线考上虑耦感合应电过压电为压kaUhct(o1p khhgc)ahc(1k)
导线电位：U ckU to pac(h 1k)
U liI(Ri 2 L .t62 h.c 6)1 (k)
（线路绝缘子串两端电压）
变电所方便
第三节 旋转电机的防雷保护（发电机、调相机、
变频机、电动机）
主要内容： 一、旋转电机防雷特点 二、直配电机防雷保护措施及接线 三、非直配电机的防雷保护
不用考虑直击雷保护（安装在户内）。 配线方式：①直配线：与相同电压等级的架空线路或电缆直接相连
②经变压器与线路相连
一、旋转电机防雷特点
1.冲击绝缘水平很低→防雷保护比变压器困难（不是浸在油中 的
一、发电厂、变电所的直击雷保护
2. 架空避雷线 （1）两端接地的避雷线
d1 [0.3Ri 0.16(hl)]
(l2 h)/(l2 l 2h)
——避雷d线2 分流0.3系数Ri，l ——避雷线两支柱间距离
l——雷击点与最近支柱点间的距离， l2 ll
（2）一端经配电装置构架接地，另一端绝缘的避雷线，（ 1）
线上束缚电荷K0—u避i'(感c雷)应线u电与i(压c导)线k0间ui(的g)几u何i(耦c)合1(系k0数hhgc)
线间距离
K0
感应过电压愈低
五、输电线路直击雷过电压
雷击杆塔杆顶 雷击避雷线挡距之间 雷绕过避雷线击于导线—绕击
五、输电线路直击雷过电压
1. 雷击杆塔杆顶时的过电压和耐雷水平 雷击杆塔时 大部分电流经被击杆塔流入大地
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lg P I 88
（3）
式中：I ——雷电流幅值，kA；
P —— 幅值大于I 的雷电流出现的概率。
对雷电活动较弱的地区改用下式计算：
lg P I 44
（4）
5. 雷电流的波前时间 T1 、波长 T 2 、陡度
实测表明： T1:1~4s
T2:20~100s
我国在防雷设计中取 2.6/50s
i at (t T1)
i I (1cost)
i aT1 I (t T1) 2
T1-波头时间，从0到峰值的时间；T2-波尾时间，从0到衰减后的半峰值时间
通常T1的值大致为1~4μs，平均值取2.6μs，T2的值大约为 501μ9s。因此，我国规程推荐采用T1/T2=2.6/50μs的雷电流波形。
小结
1
第八章 雷电及防雷装置
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，在电力系统中产生很高的雷 电过电压，是造成电力系统绝缘故障和停电 事故的主要原因之一。
§8.1 雷电参数 §8.2 避雷针、避雷线的保护范围 §8.3 避雷器 §8.4 接地装置
雷电放电实质上是一种超长气隙的火花 放电，下行的负极性雷通常可分为三个主要 阶段：先导放电、主放电、余辉放电。
雷电流的基本参数包括雷电流的幅值、 陡度、波形和极性。与气象、地形、地质等 许多自然因素有关，具有很大的随机性。
§8.2 避雷针、避雷线的保护范围
避雷针（线）由接闪器、引下线和接地体三部 分构成：
相关规程与手册：
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 《交流电气装置的接地》 《220～500kV变电所设计技术规程》 《导体和电器选择设计技术规定》 《110～750kV架空输电线路设计技术规程》 电力工程高压送电线路设计手册 电气工程电气设计手册，一次部分
第8章雷电及防雷保护设备
在一定高度的避雷针（线）下面，有一个 安全区域，在这个区域中物体遭受雷击的概率 很小（约0.1%左右），这个安全区域称为避雷 针（线）的保护范围 。
避雷针（线）的保护范围通过模拟试验并 结合运行经验确定。
一、避雷针的保护范围 1. 单支避雷针
当hx≥h/2时, 当hx＜h/2时，
rx ( h h x ) p h a p （6）
根据高速摄影照片绘制的多重雷电放电过程示意图如图所示
（一） 雷电放电的等值电路
主放电过程产生的正电荷沿先导通道向上运动去 中和通道中的负电荷，而产生的负电荷则沿雷击点流 过被击物，形成极大的主放电电流。
研究表明，先导通道具有分布参数的特征，其波 阻抗用Z0表示。
σ —先导通道中电荷的线密 度；
rx (1 .5 h 2 h x ) p （7）
式中 rx—避雷针在高度hx水平面上的保护半径，m。
P —高度影响系数。当h≤30 m 时, p = 1；
当30 m＜h≤120m时 ,
p
5.5
。
h
2. 两支等高避雷针 （1）两针外侧的保护范围按单支针的计算方法确定。
（2）两针间的保护范围可通过两针顶点及保护范围上部 边缘的最低点o的圆弧确定。
vL—主放电速度。
则可将先导放地面时气 隙被击穿看作是开关突然合 闸。
当雷击于避雷针、 线路杆塔、架空地线 或导线等具有分布参 数特性的物体时，雷 击放电过程可用右图 表示。
则流经被击物体的电流iZ为
iZ
σvL
Z0 Z0
Z
（1）
Z——为被击物的波阻抗或雷击点与大地零电位参 考点间的集中参数阻抗。
即流经被击物体的电流iZ与被击物体的波阻抗Z 有关。
当Z = 0时，流经被击物的电流被定义为
“雷电流”，用i表示。由前述可知i = σvL。 实际上被击物的波阻抗不可能为零，故国际
上通常将雷击于接地阻抗小于30Ω的物体时
流过该物体的电流当成是雷电流i。则上式可
波前的平均陡度： I (kA/s)
2.6
第8章雷电及防雷保护设备
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6. 雷电流极性及计算波形
从雷电放电过程可知，雷电流的波形是一个冲击波，在极 短的时间内(一般只有几微秒)达到峰值，此后几十微秒内缓慢 衰减，最后的低电流部分可以维持最长到达毫秒级。
标准双指数波
斜角波头
半余弦波头
iI0(et et)
改写为
iZ
i
z0 z0
z
（2）
式（2）的等值电路如下图
从地面感受到的实际效果出发，可将雷击物体看 作是一个入射波为 i / 2 的电流波沿一条波阻抗为Z0的
通道向被击物体传播 的过程。其计算模型 及彼德逊等值电路如 图所示。
（二）雷电参数
雷电放电与气象、地形、地质等许多自 然因素有关，具有很大的随机性，所以用来 表征雷电特性的参数就带有统计的性质。
1. 雷电活动频度—雷暴日Td与雷暴小时Th 雷暴日：一年中有雷电的天数，在一天内只要
听到雷声就算作一个雷暴日。 雷暴小时：在一个小时内只要听到雷声就算作
一个雷暴小时。
中国雷暴日分布
我国把年平均雷暴日不超过15的定为少雷区，超过40的地区定 为多雷区，超过90的地区为强雷区。在防雷设计中，我国标准 雷1暴5 日数取为40。
两支等高避雷针的保护范围
O点为假想避雷针的高 度，O点的高度为：
hO
h
D 7P
式中 hO — 两针间保护范围上部边缘最低点高度，m； D — 两避雷针间的距离，m；
§8.1 雷电参数
按雷电发展的方向，雷电可分为上行雷和下行雷。 下行雷是在雷云中产生并向大地发展的；上行雷是由 接地物体顶部激发起，并向雷云方向发展的。
对地放电的雷云绝大多数（75－90）％是带负电 荷，所以入地雷电流多为负极性。雷闪放电过程与长 间隙极不均匀电场放电过程一样，主要有先导放电、 主放电和余辉放电三个阶段。
2. 地面落雷密度γ 表示在一个雷暴日中，每平方公里地面上
的平均落雷次数。
一般Td较大的地区，其γ值也较大。对雷暴 日为40的地区，我国《标准》取γ = 0.07（次/ 雷暴日·km2）
3. 雷电流的极性 负极性雷约占75~90%。
4. 雷电流幅值
DL/T620-1997“交流电气装置的过电压保护和 绝缘配合”给出了我国年平均雷暴日>20地区雷电 流幅值概率分布公式：