高电压技术输电线路的防雷保护
电力系统防雷保护-高电压技术考点复习讲义和题库
考点5：电力系统防雷保护5.1 输电线路的感应雷过电压一、雷击线路附近大地时，线路上的感应雷过电压1、先导在导线轴线方向上的电场强度X E 将导线两端与雷云电荷异号的正电荷，吸引到最靠近先导通道的一段导线上，成为束缚电荷。
导线上的负电荷则被排斥而向两侧运动，经线路泄露电导和系统中性点进入大地。
导线上电流很小，忽略线路工作电压，导线电位仍保持的电位。
正束缚电荷产生的电场在导线高度处被电导中负电荷产生的电场所抵消。
2、主放电先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和，相应的电场被迅速减弱，使导线上正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播，形成的过电压称为感应过电压的静电分量。
与此同时，由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应称为感应过电压的电磁分量。
（1）当雷击点离开线路的距离s>65m 时，)(25d L KV Sh I u g ⨯⨯≈ 其中L I ：雷电流峰值（KA）；d h ：导线平均高度（m）；S：为雷击点离线路的距离。
感应过电压峰值一般最大可达300～400KV，这会引起35KV 及以下钢筋混凝土杆线路绝缘闪络。
（2）加避雷线由于屏蔽作用，感应过电压下降，导线上的感应过电压为)k 1(U U gd ,gd -=因此，避雷线离导线越近，耦合系数k 越大，U 感应越小。
二、雷击线路杆塔时，导线上的感应过电压无避雷线d ah =gd U有避雷线)1(U gd ,k ah d -=与直击雷相比，感应过电压的特点：1、极性与雷云电荷相反，一般为正极性。
2、在三相导线上同时出现，不会直接产生相间过电压。
3、 波形较缓和，波前几微秒到几十微秒，波长可达数百微秒。
5.2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平一、雷击杆塔顶部1．塔顶电位塔顶电流i gt <雷电流L i ，即L i i β=gt 雷电流到达峰值时，塔顶电压有最大值6.2(ch L R U gt L td I +=β其中β为分流系数，设雷电流具有斜角波前，at i =，则t L R L L bib t ++=11β，t 取T/2，（T 1波前时间2.6us）2．导线电位和线路绝缘上的电位当塔顶电位为td U 时，在塔顶的避雷线也有同样的电位，导线上产生的耦合电压为td kU ，由于通道电磁场的作用，导线上有感应过电压)1(a k h d -, 此电压与塔顶电位极性相反，所以导线电位的幅值d U 为)1(a U U td k h k d d --=作用在线路绝缘上的总电压k)-)(1ah (U U U U d td j +=-=d td 对于斜角波前的雷电波6.2L 1LI I a T == )1)(6.26.2(ch L k h I d gt j L R U -++=ββ 3．耐雷水平的计算 耐雷水平：]6.2)6.2[)(1(ch %501d gt h k L R U I ++-=β提高耐雷水平：↓↑↓β,,R ch k ，加强线路绝缘。
交流特高压电网的雷电过电压防护范文
交流特高压电网的雷电过电压防护范文特高压电网作为电力系统的重要组成部分，承载着大量的电能传输任务。
然而，雷电过电压的存在给特高压电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。
因此，为了有效防护特高压电网免受雷电过电压的损害，我们需要采取一系列措施。
首先，合理设置避雷装置是防护特高压电网的首要任务之一。
避雷装置能够将雷电过电压引到安全的地方，从而减小对特高压电网的冲击。
在特高压电网的设计和建设过程中，需要充分考虑避雷装置的安装位置和数量。
同时，避雷装置的维护和检测也是至关重要的。
定期进行避雷装置的巡检，及时发现故障并予以修复，确保其正常运行和使用。
其次，避雷接地系统也是防护特高压电网雷电过电压的关键措施之一。
避雷接地系统的设计和施工需要遵循规范和标准，确保接地电阻的合理性和稳定性。
特高压电网的大型设备和设施通常采用混凝土接地极或大面积接地网。
在实施中，应对接地系统进行详细测试和检测，确保其符合相关要求。
另外，线路的设计和绝缘配合也是防护特高压电网雷电过电压的重要措施之一。
特高压输电线路的绝缘配置必须满足特定的电气要求，以确保能够有效阻断雷电过电压的穿透。
在选用绝缘子时，应考虑其耐电压能力和防雷能力，并严格按照制造厂商的规定进行正确安装和维护。
此外，定期进行特高压电网的雷电过电压监测也是非常重要的。
监测数据可以及时反映特高压电网系统的运行状态和雷电过电压的情况，为运维人员提供及时的处理建议。
在监测数据异常或超过安全阈值时，应采取相应的技术和措施进行处理，避免雷电过电压对特高压电网带来不可逆转的损害。
总之，特高压电网的雷电过电压防护是确保特高压电网安全稳定运行的重要保障。
通过合理设置避雷装置、完善避雷接地系统、优化线路设计和绝缘配合，以及定期进行监测和处理，可以有效防护特高压电网免受雷电过电压的损害。
特高压电网的防雷工作应持续不断地加强，以确保特高压电网安全可靠地为人们输送清洁、高效的电能。
高电压技术_7电力系统防雷保护
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1 ~ 2km
A
F1
F2
(a )
F3
F1
F2
(b )
（10-3-1） 35kv 及以上变电所的进线保护接线
(a )未沿全线路架设避雷线的 35~110kv 线路的变电所的进线保护接线 (b )全线有避雷线的变电所的进线保护接线
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二、图中各元件的名称和作用： 图中各元件的名称和作用： 1）进线段的作用 进线段的作用：进线段内防止雷击导线，进线段 进线段的作用 以外进雷时，由于进线段本身阻抗的作用，使流经 避雷器的雷电流受到限制，同时由于冲击电晕的影 响，将使入侵波陡度和幅值下降。 2）F3的作用 F 的作用：限制入侵波的幅值。 3）(管型避雷器)F2的作用 )F2 (管型避雷器)F 的作用：在雷季保护断路器和隔 离开关.断路器闭合运行时,入侵雷电波不应使其动 作。 )F1的作用 4）(阀式避雷器)F1的作用 (阀式避雷器)F1的作用：DL合闸状态时，保护一 切绝缘。
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§7－3 变压器中性点保护 －
一、全绝缘
变压器中性点的绝缘水平与相线端是一样的。 1、35～60KV非有效接地系统中，变压器中性点一般不需 要保护装置。 2、对110KV且为单进线的变电所，宜在中性点上加设避 雷器。
二、分级绝缘
变压器中性点的绝缘水平比相线端低得多。 对于中性点接地系统中，有些不接地的变压器需要保护。
不平衡绝缘的原则是使两回路的绝缘子串片数有差异，这 样，雷击时绝缘串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当 于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了另一回 路的耐雷水平以保证继续供电，一般两回路绝缘水平的差异 为 3 倍的相电压(峰值)。
3
五、架设自动重合闸
雷击造成的闪络大多能在跳闸后自行恢复绝缘性能。
交流特高压电网的雷电过电压防护
交流特高压电网的雷电过电压防护特高压电网作为电力系统中的重要组成部分，承担着大功率输电的任务，对于雷电过电压防护具有重要意义。
特高压电网在输电过程中容易受到雷电过电压的影响，如不加以防护，可能会对电网设备和系统运行造成损害甚至发生事故。
因此，特高压电网必须采取一系列措施来防止雷电过电压的产生和传播。
首先，特高压电网必须采用合适的导线材料和结构。
特高压电网输电线路通常采用的是悬垂绝缘子，这种绝缘子有良好的绝缘性能和抗风振性能，能够有效地抵御雷电过电压的冲击。
此外，为了提高线路的耐雷电性能，可以在导线上加装避雷针和避雷器，从而将雷电过电压引入地面，保护线路设备。
其次，特高压电网还需要配置雷电过电压保护装置。
雷电过电压保护装置通常采用的是避雷器，可以将雷电过电压引入地面，保护电网设备不受损害。
在特高压电网中，避雷器通常安装在变电站设备的进出线路、变压器和电缆终端等位置。
避雷器能够有效地吸收雷电过电压的能量，保持设备工作在安全电压范围内。
另外，特高压电网还需要加强对接地系统的构建。
良好的接地系统能够将雷电过电压迅速引入地面，减少对设备的影响。
特高压电网接地系统包括接地网、接地极和接地线等，通过有效地配置这些设施，可以提高接地系统的效果。
此外，特高压电网还可以采用接地引雷的方法，将雷电引入地下，减少对电网的影响。
总之，特高压电网的雷电过电压防护是确保电网设备和系统安全运行的关键措施。
通过采用合适的导线材料和结构，配置雷电过电压保护装置，并加强对接地系统的构建，可以有效地防止雷电过电压对电网的影响。
特高压电网必须认真对待雷电过电压防护工作，确保电网的可靠运行。
只有这样，特高压电网才能够更好地为社会提供稳定可靠的电力供应。
高电压技术9-10
North China Electric Power University第九章输电线路的防雷保护输电线路上出现的大气过电压有两种：¾一种是由于雷直击于线路引起的，称为直击雷过电压；包括雷击避雷线、杆塔和导线；¾另一种是雷击线路附近地面，由于电磁感应引起的，称为感应雷过电压。
反击或逆闪络：雷击线路接地部分（避雷线、杆塔等）导致其电位异常升高而引起绝缘子串闪络。
North China Electric Power University雷击输电线路：（1）雷直击导线（2）雷击杆塔或避雷线：强大的雷电流使杆塔电位升高，反过来对导线放电，即反击。
以上产生的过电压称为直击雷过电压。
（3）雷击输电线路附近大地产生感应雷过电压直击雷过电压和感应雷过电压产生的危害：（1）线路跳闸：绝缘子闪络未必导致跳闸，形成稳定电弧后，则跳闸，影响正常送电（2）雷电波侵入变电站第九章输电线路的防雷保护North China Electric Power University耐雷水平：雷击线路时绝缘不发生闪络的最大雷电流的幅值，以kA 为单位。
它是反映输电线路耐雷击能力的性能指标。
雷击跳闸率：40个雷暴日下每100 km 线路每年由雷击引起的跳闸次数称为“雷击跳闸率”，这是衡量线路防雷性能的综合指标。
工程上衡量输电线路防雷性能优劣的指标：第九章输电线路的防雷保护North China Electric Power University§9-1 输电线路上的感应雷过电压一、雷击线路附近大地时的线路上的感应雷过电压¾先导放电时导线上出现与雷电流极性相反的束缚电荷，主放电时束缚电荷突然释放形成感应雷过电压的静电分量¾主放电中雷电流的急剧变化产生很强的脉冲磁场，在线路导线上产生感应雷过电压的电磁分量极性与雷电流极性相反三相导线上同时出现不考虑避雷线的屏蔽效应时：Sh I U dL i 25×=I L 为雷电流幅值；h d 为导线平均高度；S 为雷击点离线路距离。
线路防雷四原则和具体措施
线路防雷四原则和具体措施
线路防雷的四原则如下：
1. 保护导线不受或少受雷直击。
2. 雷击塔顶或避雷线时不使或少使绝缘发生闪络。
3. 当绝缘发生冲击闪络时，尽量减小由冲击闪络转变为稳定电力电弧的概率，从而减少雷击跳闸率次数。
4. 即使跳闸也不中断电力的供应。
具体措施如下：
1. 合理选择输电线路路径，避开易遭受雷击的地段，如雷暴走廊、潮湿盆地、土壤电阻率突变地带等。
2. 降低杆塔接地电阻、提高耦合系数、减小分流系数、加强高压输电线路绝缘等，以提高高压输电线路的耐雷水平。
3. 根据地区的地貌、地形、地质以及土壤状况与接地电阻的合理水平，找出可能存在薄弱环节或缺陷，因地制宜地采取措施。
请注意，上述措施并不能保证线路完全不受雷击，雷电活动具有复杂性和随机性，因此应综合考虑各种因素，采取多种措施，以最大程度地减少雷击对线路的危害。
高电压技术课后习题答案
高电压技术课后习题答案【篇一：高电压技术课后复习思考题答案】ss=txt>仅供参考第一章1.1、气体放电的汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里？他们各自的适用范围如何？答：区别：①汤逊理论没有考虑到正离子对空间电场的畸变作用和光游离的影响②放电时间不同③阴极材料的性质在放电过程中所起的作用不同④放电形式不同范围：1.3、在不均匀电场中气体间隙放电的极性效应是什么？答：带电体为正极性时，电晕放电形成的电场削弱了带电体附近的电场，而增强了带电体远处的电场使击穿电压减小而电晕电压增大；带电体为负极性时，与正极性的相反，正负极性的带电体不同叫极性效应。
1.4、什么是电晕放电？它有何效应？试例举工程上所采用的各种防晕措施答：（1）在极不均匀场中，随着间隙上所加电压的升高，在高场强电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离，而间隙中大部分曲域电场仍然很小。
在高场强电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件，而放电仅局限在高场强电极周围很小范围内，整个间隙尚未被击穿。
这种放电现象称为电晕放电。
（2）引起能量损耗电磁干扰，产生臭氧、氮氧化物对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀（3）加大导线直径、使用分裂导线、光洁导线表面1.9、什么是气隙的伏秒特性？它是如何制作的？答：伏秒特性：工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为气隙的伏秒特性。
制作方法：实验求得以间隙上曾经出现的电压峰值为纵坐标，以击穿时间为横坐标得伏秒特性上一点，升高电压击穿时间较少，电压甚高可以在波头击穿，此时又可记一点，当每级电压下只有一个击穿时间时，可绘出伏秒特性的一条曲线，但击穿时间具有分散性，所以得到的伏秒特性是以上下包络线为界的一个带状区域。
1.13、试小结各种提高气隙击穿电压的方法，并提出适用于何种条件？答：（1）改进电极形状，增大电极曲率半径，以改善电场分布，如变压器套管端部加球型屏蔽罩等；（2）空间电荷对原电场的畸变作用，可以利用放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空间的电场分布；（3）极不均匀场中屏障的作用，在极不均匀的气隙中放入薄片固体绝缘材料；（4）提高气体压力可以大大减小电子的自由行程长度，从而削弱和抑制游离过程；（5）采用高真空可以减弱气隙中的碰撞游离过程；（6）高电气强度气体sf6的采用。
技能培训专题-高电压技术-雷电及防雷保护措施
防雷接地
• 接地电阻：对工作接地和保护 接地，将接地点的电位Ue与流 过的工频或直流电流Ⅰe的比值。 它是大地电阻效应的总和，包 括：接地引线、接地体、接地 体与土壤间的过渡、大地的溢 流电阻，前三项阻值较小，可 忽略。对防雷接地，关心的是 冲击接地电阻，即流过冲击大 电流时的接地电阻。
防雷接地
1. 带间隙阀式避雷器 （1）结构 • 火花间隙F • 工作电阻（阀片电阻）R
三.阀式避雷器
（2）主要特性参数 • 额定电压：指正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压，
也就是使用该避雷器的电网额定电压。 • 冲器击，放指电的电是压在[标U准b(i雷)]：电对波额下定的电放压电为电2压20(幅kV值及)以的下上的限避。雷对
避雷器
4.有间隙避雷器的基本要求
（1）过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电，这 需要由两者的伏秒特性的配合来保证；
（2）避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在第 一次过零时的工频续流，使系统恢复正常。
（3）过电压下其残压应小于被保护设备冲击绝缘强度。 • 以上所述要求对有间隙的避雷器都是适宜的，这类避雷器
• 通流容量大，能制成重载避雷器，即使是带间隙的MOA 的通流能力也完全不受串联间隙被灼伤的制约，它仅与 MOV本身的通流能力有关。
• 耐污性能好：由于没有串联间隙，因而可避免因瓷套表面 不均匀污染使串联火花间隙放电电压不稳定的问题，即这 种避雷器具有极强的耐污性能，有利于制造耐污型和带电
清洗型避雷器。
2.无间隙氧化锌避雷器
• 无续流、动作负载轻，能重复动作实施保护：MOA的续 流仅为微安级，实际上可认为无续流。所以，在雷电或内 部过电压作用下，只需吸收过电压的能量，而不需吸收续 流能量，因而动作负载轻；再加上MOV的通流容量远大 于SiC阀片，所以MOA具有耐受多重雷击和重复发生的操 作过电压的能力。
雷电过电 高电压技术论文
输电线路的雷电过电压及其保护摘要：经过一个学期的学习，我对《高电压技术》这门课程有了一定的了解和认识。
《高电压技术》是一门实践性很强的学科，以试验研究为基础的面向应用的技术，其主要研究对象是电力系统中的绝缘和过电压问题。
通过学习高电压技术课程的学习，我大体了解了电气绝缘实验和电力系统雷电过电压的产生机理以及过电压防护措施的基本原理。
在我们的生活中，雷电天气会给我们的生活带来严重的不良影响。
因此，有效和安全的防雷措施，以及怎样减少雷电对电力网络的各种破坏越来越受成为人们关注的焦点。
下文简述了电气绝缘实验的原理及输电线路雷电过电压的相关知识。
关键词：绝缘试验雷电过电压防护措施雷电现象是一种长期的自然现象，雷击是造成输电线路跳闸停电事故的主要原因，据有关资料显示，全世界每年有雷电引起的经济损失高达数百亿美元。
因此，电气设备绝缘预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力设备安全运行的重要措施。
谈到绝缘试验，我们应首先明确绝缘的相关概念，在电力系统中，电介质主要起绝缘作用。
任何电介质都不是理想的绝缘体，在他们内部总有一些带电质点存在。
在高压设备绝缘预防性试验中，一般都要测量绝缘电阻和泄漏电流，以判断设备的绝缘情况。
绝缘试验可分为两大类:一类是绝缘特性试验，另一类是耐压试验。
电力系统中的各种电工设备在运行时，会遭受各种过电压。
这些过电压不仅幅值高低不同，而且波形和持续时间都不相同，对绝缘的影响和可能引起绝缘击穿的机理也不尽相同。
因此，需要采用对应的试验电压进行电工设备的耐压试验.工频耐压试验：用于检验和评定电工设备绝缘耐受各种过电压的能力，对保证设备安全运行具有重要意义。
试验所需的电压的测量方法有两类：一类为低压侧测量，当被测试品电容量较小时，如瓷绝缘、绝缘工具等可采用此法；另一类为高压侧测量，当被测试品的电容量较大及对幅值和波形要求较高时，此时必须用高压侧测量。
测量误差不应该大于3％。
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
110kV输电线路雷击故障原因分析及防范措施
110kV输电线路雷击故障原因分析及防范措施电力系统中输电线路遭受雷击的现象越来越多，雷击成为引起线路跳闸故障的主要原因之一，严重影响到输电线路的运行安全。
本文针对一起110kV输电线路雷击故障后进行了详细分析，并对雷击故障做了详细的理论计算，最后结合运行实践经验提出了针对性预防措施，为电力运行单位提高输电线路运行可靠性和防雷管理工作提供了借鉴与指导。
标签：输电线路;雷击跳闸;原因分析;防雷措施一、引言浙江桐庐电网35千伏及以上输电线路多分布在山顶或山脊，山势陡峭，线路所经地区起伏变化较大，气象条件十分复杂。
虽然该地区全线都架设双避雷线保护，但由于输电线路距离长、跨度大、高杆塔较多，极易遭受雷击。
近几年的故障跳闸统计资料表明，雷击引起的高压输电线路跳闸次數占总跳闸次数的93%，因此雷击已成为当前输电线路故障跳闸的主要原因，不仅影响线路、设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。
同时输电线路故障跳闸直接影响功率的输送，也对电网的安全、稳定运行构成了严重威胁，采取有针对性的防范措施，尽最大可能降低输电线路跳闸率，是线路运行单位追求的目标，也是构建“坚强智能电网”的前提和根本。
二、具体故障描述2012年8月5日20：21时，桐庐电网发生了乔方1052线A相故障，距离Ⅱ段，零序Ⅱ段保护动作，重合成功，乔林变测距29.2km（约73#塔左右）;根据该局SCADA系统历史事项显示，在这个时间点乔方1052线RTUSOE保护信号8个。
浙江省雷电定位系统线路雷电查询结果显示，8月5日20：20-20：21乔方1052线附近共计落雷点4个，数据如下：表1 浙江省雷电定位系统线路雷电查询结果序号时间经度纬度电流（kA）回击站数最近距离（m）最近杆塔1 20：20：08.958 119：31：11 29：55：54 -13.5 0 14 322.4 72～742 20：20：08.492 119：31：7 29：55：56 -13.8 0 14 250.8 72～743 20：20：08.933 119：31：7 29：55：58 -14.9 0 14 202.0 72～744 20：20：14.098 119：26：56 29：56：14 22.8 1 18 545.1 95，96经现场查找，发现乔方1052线73#塔A相瓷瓶串1片瓷瓶（上至下第2片）雷击破碎，4片瓷瓶有雷击痕迹，导线上有不同程度的雷击痕迹。
高电压知识点汇总
高电压知识点汇总一、气体放电的基本概念。
1. 气体放电。
- 气体中流通电流的各种形式统称为气体放电。
在正常状态下，气体是良好的绝缘体，但在一定条件下（如高电压、强电场等），气体中会出现导电现象。
- 气体放电可分为自持放电和非自持放电。
非自持放电需要依靠外界电离因素（如紫外线、宇宙射线等）才能维持导电；自持放电一旦形成，即使外界电离因素消失，放电仍能持续。
2. 汤逊理论。
- 适用于低气压、短间隙均匀电场中的气体放电。
- 主要观点：电子崩和正离子撞击阴极产生二次电子发射是气体自持放电的主要机制。
- 汤逊第一电离系数α：表示一个电子在沿电场方向运动1cm的过程中与气体分子发生碰撞电离的次数。
- 汤逊第二电离系数β：表示一个正离子撞击阴极表面时产生的二次电子数。
- 根据汤逊理论，自持放电的条件为：e^α d=1+(α)/(β)（d为电极间距）。
3. 流注理论。
- 适用于高气压、长间隙、不均匀电场中的气体放电。
- 主要观点：电子崩发展到足够强时，电子崩中的空间电荷会使电场发生畸变，产生局部强电场，从而引发光电离，形成流注。
流注不断发展贯穿两极间的间隙，导致气体击穿。
- 与汤逊理论的区别：汤逊理论没有考虑空间电荷对电场的畸变作用，而流注理论强调了空间电荷和光电离在放电过程中的重要性。
二、液体和固体介质的电气特性。
1. 液体介质的电气特性。
- 极化。
- 液体介质在电场作用下会发生极化现象。
极化类型主要有电子式极化、离子式极化和偶极子极化。
- 电子式极化：电子云相对于原子核的位移产生的极化，其特点是极化建立时间极短（10^-15sim10^-16s），极化过程中不消耗能量。
- 离子式极化：离子晶体中正负离子在电场作用下的相对位移产生的极化，建立时间约为10^-13s，极化过程中也基本不消耗能量。
- 偶极子极化：极性分子在电场作用下沿电场方向取向产生的极化，建立时间较长（10^-10sim10^-2s），极化过程中消耗能量。
35kV配电线路的防雷措施
－89－科技论坛35kV 配电线路的防雷措施刘德平（崇左广信电力建设有限公司，广西崇左532200）35kV 配电线路是属于我国配电网的重要线路,它是以直接的方式向广大用户分配电能的形式来运作的。
35kV 配电线路的防雷措施对于它的运作是非常重要的,其的防雷保护本身就是属于一个系统的工程,只有很好的保护好其防雷的功能才能保证电力系统的安全并且稳定的运行。
135kV 配电线路1.135kV 配电线路的基本概念35kV 属于中压网络,也是中国的主要配电网络,一般没有避雷线保护且线路绝缘水平较低。
再加上网络结构复杂,构架结构多样等特点,一旦遇到雷害天气。
配电网不但直击雷能造成雷害事故,且感应雷也能造成较大的危害[1]。
对某供电公司下属的35kV 配电线路进行雷害事故调查发现:该地平均雷暴日为60天左右,雷击跳闸率占其总故障率的80%以上。
有些变电所在雷电活动强烈时,所有35kV 线路几乎全部失压,极大地影响了配电网的供电可靠性和电网运行安全。
因此,通过研究找出一种相对完善的防雷保护措施,保证配电网的安全稳定运行,对提高该地的供电可靠性来说显得至关重要。
35kV 线路是我国配电网的重要线路,直接向广大用户分配电能,配电线路由于本身所具有的特点,耐雷水平普遍不高,一旦发生雷击,容易导致线路元件损坏甚至整条线路跳闸的恶性事故发生。
35kV 配电网线路防雷保护是一个系统的工程,通常需要从线路本身所处的地形、地貌、雷击易击点、线路本身的防雷保护措施以及自身的运行管理的方式入手,才能最终降低雷击对配网线路所造成的危害,提高配网的供电可靠性,从而保证电力系统的安全稳定运行。
1.235kV 配电线路的目前的防雷现状长期以来,为了减少电力线路的雷击事故,提高供电的可靠性,人们采取了各种综合防雷措施。
德国于19l4年提出利用避雷线防雷的理论,认为其作用在于降低绝缘上的感应过电压。
到20世纪30年代初期,避雷线虽己使用多年,对其作用仍无统一认识。
交流特高压电网的雷电过电压防护范本
交流特高压电网的雷电过电压防护范本特高压电网是指额定电压在1000千伏及以上的输电电网。
由于电网的特殊性，特高压电网的运行安全面临着各种挑战，其中雷电过电压是一种常见的威胁。
为了保护特高压电网免受雷电过电压的损害，需要采取一系列的防护措施。
以下是一个交流特高压电网的雷电过电压防护的范本，供参考。
一、绝缘设计：1. 采用特别设计的合成绝缘子，提高绝缘子强度，增加绝缘性能。
2. 按照规定的安全距离原则设置绝缘子串，避免串串击穿。
3. 组织绝缘子表面维护，保持绝缘子的清洁度。
4. 对于交流特高压电网的主要绝缘子串，可采用气体绝缘子绝缘设计，提高绝缘性能。
二、接地设计：1. 合理设置摇杆接地装置，确保线路的可靠接地。
2. 使用合适的接地材料，如混凝土、铜排等，提高接地效果。
3. 根据地质条件，选择合适的接地电阻值，降低接地电阻。
三、避雷器：1. 在特高压输电线路的过电压抵抗系统中，安装适量的避雷器，提高系统的过电压抵抗能力。
2. 选择合适的避雷器额定电压，确保避雷器在过电压事件时正常工作。
四、线路参数控制：1. 控制线路的电气参数，如电阻、电感和电容等，来减小雷电过电压产生的影响。
2. 合理设置线路的参数，使得对雷电过电压的敏感程度最小化。
五、设备保护：1. 设备绝缘性能的监控和维护，如绝缘电阻检测、局部放电监测等。
2. 安装合适的电压互感器和电流互感器，进行设备状态的实时监测，并采取相应的保护措施。
六、人员安全：1. 高压线路的人员应接受专业的培训，具备特高压电网运行和维护的技能。
2. 员工应佩戴符合标准的防护装备，如绝缘手套、绝缘靴等。
3. 定期进行安全检查和维护，确保设备和线路的安全运行。
以上是一个交流特高压电网的雷电过电压防护的范本，通过绝缘设计、接地设计、避雷器、线路参数控制、设备保护和人员安全等多个方面对于特高压电网的雷电过电压进行综合保护。
这些措施可以降低特高压电网受到雷电过电压的影响，提高电网的运行安全性。
高电压技术
高电压技术研究的对象主要是电气设备的绝缘、绝缘的测试和系统的过电压等。
在电力系统中，除了雷电过电压还有内部过电压。
第一部分系统过电压一．雷电过电压----大气过电压分类：直击雷过电压和感应雷过电压1.雷电的放电过程1）雷电放电是由雷云引起的放电现象。
2）雷电放电自上而下发展的是下行雷，自下而上发展的是上行雷。
3）放电的过程可以分为三个阶段：先导、主放电和余光放电。
先导：发展的速度慢，时间长，电流小（数十至数百安）、导电性良好。
主放电：比先导的速度要快得多，电流大（数十至数百千安）、时间短。
余光放电：时间长，电流小（数百安）2.防雷的设备1）避雷针和避雷线目的：防止直击雷的过电压分类：独立避雷针和构架避雷针。
原理：在避雷针（线）的顶端形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地。
应用：避雷针一般用于保护发电厂和变电站，避雷线主要用于保护线路，也可以用来保护变电站和发电厂。
保护范围：是按保护概率99.9%确定的。
当hx>=h/2Rx=(H-Hx)*p=Ha*pRx——避雷针在hx水平上的保护半径，mH——避雷针的高度，mHx——被保护物体的高度，mHa——避雷针的有效高度，mP——高度影响系数，h<=30m;p=1;30<h<=120m, p=5.5/h当hx<h/2时Rx=(1.5h-2hx)*p2).避雷器目的：防止行波过电压种类：保护间隙；排气式避雷器；阀式避雷器；氧化锌避雷器。
残压的定义：是指雷电流通过避雷器时阀片电阻上产生的电压降。
残压越低说明保护性能越好。
3）接地装置目的：减小接地电阻，以降低雷电流通过避雷针（线）或避雷器上的过电压。
分类;防雷接地、工作接地和保护接地。
工作接地：是根据电力系统正常运行的需要而进行的接地。
接地电阻一般为0.5~10欧保护接地：为了保证人身安全，而将高压电气设备的金属外壳接地。
高电压技术____课后答案
第二章长线路中的暂态过程1、波阻抗与集中参数电阻有什么不同？答：线路波阻抗Z与数值相等的集中参数电阻相当，但在物理含义上是不同的，电阻要消耗能量，而波阻抗并不消耗能量，它反映了单位时间内导线获得电磁能量的大小。
2、冲击电晕对波过程有什么影响？为什么？答：冲击电晕增大导线有效半径，耦合系数得到增大；冲击电晕增大导线单位长度的对地电容C0，而不影响单位长度导线电感的大小，所以波阻抗减小（自波变，互波不变），波速减小；冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值特性，有利于防雷保护。
而采用分裂导线冲击电晕将减弱。
3、行波传到线路开路的末端时，末端电压如何变化？为什么？答：行波传到线路开路的末端时，即电压波为正的全反射，电流发生负的全反射，使末端的电压升高为入射电压的2倍。
从能量的角度解释，由于末端开路时，末端电流为零，入射波的全部能量转变为电场能量的缘故。
4、行波传到线路末端对地接有匹配电阻时，末端电压如何变化？为什么？答：线路末端接电阻R，且R=Z1时，反射电压为零，折射电压等于入射电压。
表明波到线路末端不发生反射，行波传到末端时全部能量都消耗在电阻R上了，这种情况称为阻抗匹配。
在进行高压测量时，在电缆末端接一匹配电阻，其值等于电缆波阻抗，就可以消除波传到电缆末端时的折、反射情况，从而正确的测量到来波的波形和幅值。
5、使用彼德逊法则的先决条件是什么？答：（1）波沿分布参数的线路射入；（2）波在该节点只有一次折、反射过程。
6、为什么一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度？答：都可以减少过电压波的波前陡度和降低极短过电压波的幅值，但是由于波刚传到电感时发生的正反射会使电感首端电压抬高，危及电感首端绝缘，所以一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度。
但有时也会利用串联电感来改善接前面的避雷器放电特性。
7、波产生损耗的因素：导线电阻引起损耗；导线对地电导引起损耗；大地电阻损耗；导线发生电晕引起损耗。
高电压技术第5章雷电及防雷设备1
1
2
： 主 电 子 崩 ； ： 二 次 电 子 崩 ； ： 流 注
3
图 负雷云下行雷的过程 (a)负下行雷的光学照片描绘图 (b)放电过程中雷电流的变化过程
5.1.3 雷电过电压的形成
1.直击雷过电压 雷击地面由先导放电转变为主放电的过程可以用一根已
充电的垂直导线突然与被击物体接通来模拟。
(a)模拟先导放电
人们对雷电现象的科学认识始于18世纪中叶， 著名科学家有富兰克林（Franklin）、M·B·罗蒙诺索 夫（Jiomohocob）、L·B·黎赫曼（Phxmah）等，如著 名的富兰克林风筝实验，第一次向人们揭示了雷电 只不过是一种火花放电的秘密，他们通过大量实验 取得卓越成就，建立了现代雷电学说，认为雷击是 云层中大量阴电荷和阳电荷迅速中和而产生的现象。 特别是利用高速摄影、自动录波、雷电定向定位等 现代测量技术对雷电进行的观测研究，大大丰富了 人们对雷电的认识。
2、波形
雷电流的幅值随各国自然条件的不同而差别较大， 而测得的雷电流波形却基本一致。第一次负放电电流波 形的波头较长，在峰值附近有明显的双峰；随后放电电 流波形的波头较短，没有双峰，电流陡度远大于第一次 放电，而电流幅值约为第一次放电的一半。
雷电冲击试验和防雷设计中常用的雷电流等值波形有双 指数波、斜角波和半余弦波三种。
主要的雷电参数有： 雷暴日及雷暴小时、地面落雷密度、主放电通道波 阻抗、雷电流极性、雷电流幅值、雷电流等值波形、雷 电流陡度等。
1、雷电流的幅值、波头、波长和陡度 （1）.雷电流幅值
按DL/T 620—1997标准，一般我国雷暴日超过 20的地区雷电流的概率分布为
log P I 88
或
I
P 10 88
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
高电压技术7-8
为了防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间的空气间
隙Sa被击穿而造成反击事故，必须要求Sa大于一定距离，取空
气的平均耐压强度为500kV／m；为了防止避雷针接地装置和被 保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Se被击穿，必须要求Se 大于一定距离，取土壤的平均耐电强度为300kV／m，Sa和Se应 满足下式要求:
表8-5 杆率g
避雷线根数 平原 山丘
1 பைடு நூலகம்/4 1/3
2 1/6 1/4
雷击塔顶前，雷电通道的负电荷在杆塔及架空地线上产生 感应正电荷；当雷击塔顶时，雷通道中的负电荷与杆塔及架空 地线上的正感应电荷迅速中和形成雷电流，如图8-22（a）所 示 。
图8-22 （a）雷击塔顶时雷电流的分布 (b)雷击塔顶时等值电路
（2）直配电机的防雷保护
1) 发电机出线母线上装一组MOA或FCD型避雷器，以限制侵入波幅 值，取其3kA下的残压与电机的绝缘水平相配合，保护电机主绝缘。 2) 采用进线段保护，一般采用电缆段与排气式避雷器配合的典型 进线段保护。 3) 在发电机母线上装设一组并联电容器，包括电缆段电容在内一 般每相电容应为0.25～0.5μF，可以限制雷电侵入波的陡度a使之小 于2kV/μs，同时可以降低感应雷过电压使之低于电机冲击耐压强度， 保护电机匝间绝缘和中性点绝缘。 4) 发电机中性点有引出线时，中性点应加装避雷器保护，如电机 绕组中性点并未引出，则每相母线并联电容应增至1.5～2.0μF。
n n1 n2 N g P N P P2 1 N ( g P P P2 ) 1
式中：N —落雷次数，次/(100km· a)； —建弧率； g —击杆率； P1 —超过雷击杆塔顶部时耐雷水平的雷电流概率； P2 —超过雷绕击导线时耐雷水平的雷电流概率； P —绕击率(包括平原和山区)。
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I Z IZ 100 I 2 2 4
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位： U IRch Lgt
dI I ( Rch Lgt / 2.6) dt
I 导线电位： U ' hd hd 2.6
绝缘子承受电压＝塔顶电位－导线电位＝
10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
根据模拟试验和运行经验，一般高度线路的避雷线和导 线对地面的遮蔽宽度取4hd + b，hd是上导线的平均高度，b为 避雷线之间的宽度，这样 ，l00km输电线路对地面的遮蔽面积， 或受雷害面积（km2）为：
A (4hd b) 103 100 0.1(4hd b)
UA 1 dI 1 Ls Ls 2 dt 2
1 U s U A (1 K c ) Ls (1 K c ) 2
s (0.012l 1)m
电力系统多年的运行经验表明，间距只要满足上式要求， 雷击档距中央避雷线时，导线与避雷线间一般不会发生闪络。 所以，在计算雷击跳闸率时，不计及这种情况。
10.2 线路感应雷过电压
静电场突然消失 静电分量
主放电产生脉冲磁场
静电分量
无避雷线时的感应雷过电压
雷击线路附近地面： U 25
Ihd s
雷击杆塔或线路附近避雷线： U hd α —— 感应过电压系数，kV/m，其值等于以kA/μs为单位的雷电流平 均陡度值，即 α = I / 2.6。 hd ——导线平均高度，m。
第10章 输电线路的防雷保护
10.1 输电线路防雷的原则和措施 10.2 线路感应雷过电压 10.3 输电线路的直击雷过电压 10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
10.1 输电线路防雷的原则和措施
直击雷过电压
雷击 塔顶
雷击档距中央 的避雷线
雷击 导线
雷击线路 附近地面
感应雷过电压
输电线路防雷的任务： 采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行 部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。
U ' U KcU (1 Kc )U
Kc 为避雷线与导线之间的耦合系数。如前所述，其值 只决定于导线间的相互位置与几何尺寸。线间距离越近， 则耦合系数 Kc 愈大，导线上感应过电压愈低。
10.3 输电线路的直击雷过电压
无避雷线时的直击雷过电压
1. 雷击导线的过电压及耐雷水平
雷击点电压： U A
KcU gt Kc g I ( Rch Lgt / 2.6) hd (1 K c )
gi
(1 g )i
导线电位：
Kc g I ( Rch Lgt / 2.6)
I hd (1 Kc ) 2.6
U j g I ( K ch Lgt / 2.6)(1 K c )
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
平原线路：lg pa
h
86
此时，避雷线只起到降低 绕击率的作用：
3.90
山区线路： 塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位：
ugt g iRch Lgt g
di g I ( Rch Lgt / 2.6) dt
实测表明，感应过电压峰值最大可达300 ~ 400kV。这 对35kV及以下的水泥杆线路可能引起闪络事故；110kV及 以上的线路，由于绝缘水平较高，一般不会引起闪络事故， 且感应过电压同时存在于三相导线上，故相间不存在电位 差，只能引起对地闪络。
有避雷线时的感应雷过电压
避雷线在导线上 耦合出来的电压
地面落雷密度γ为 0.07，如果取每年40个雷暴日作为标准 值，每年l00km输电线路受到的雷击次数（次/ (100km· 40雷 电日)）为：
N 0.28(4hd b)
反击跳闸率n1（次/ 100km· 40雷电日 ）
输电线路防雷的措施（“四道防线”）： (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 (2) 防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络 降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘， 在个别杆塔上采用避雷器等 (3) 防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧 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 (4) 防止线路中断供电 采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施
I hd (1 K c ) 2.6 I (g Rch g Lgt / 2.6 hd / 2.6)(1 Kc )
绝缘子承受电压：
U50% 输电线路耐雷水平： I (1 Kc )[ g ( Rch Lgt / 2.6) hd / 2.6]
分流系数：
Rch gt Lgt g Lbd(t gt ) / dt
1 R 1 ch t Lb Lb Lgt
g
t 取 0 ~ 2.6 μs的平均值
g
1 1 Lgt Lb 1.3 Rch Lb
额定电压 (kV) 单避雷线 双避雷线
110 0.90 0.86
220 0.92 0.88
330 — 0.88
500 — 0.865~ 0.822
3. 雷击避雷线档距中央的过电压及空气间隙
U j U (U ') I (Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6)
U 50% 耐雷水平： I Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6
有避雷线时的直击雷过电压
1. 雷绕过避雷线击于导线的过电压及耐雷水平
雷击点电压： U A
I Z IZ 100 I 2 2 4
衡量输电线路防雷性能的两个指标： 耐雷水平（单位：kA） 雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值，称为 线路的耐雷水平。线路的耐雷水平愈高，线路绝缘发生闪 络的机会就愈小。
雷击跳闸率（单位：次/ l00km· 40雷电日）
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 个雷电日 和 l00km 的线路长度。