雷电过电压防护分析
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雷电过电压防护分析
当前中国特高压交流标准电压已被推荐为国际标准 电压,经过相关认证后,今后出台的国家标准亦将成国际 标准。
国家电网正在全面推进以特高压电网为骨干网架的智 能电网建设,特高压交流输电标准体系的全面形成,为中 国特高压交流输电技术的规模应用奠定了坚实的技术基 础,同时将推动中国更好地参与并引领国际特高压标准的 制定。
雷电过电压防护分析
11.3.1 架空输电线路雷电过电压概述
雷击是造成线路跳闸的主要原因 雷击线路形成电压波，沿线路传播入侵入变压所—
危害变电所设备。
雷电过电压防护分析
两类雷电过电压（根据物理过程）
直击雷过电压—直击杆塔， 避雷线或导线，引起线路 过电压—危害大。
感应雷过电压—雷击线路 附近大地，电磁感应在导 线上引起过电压--对35KV 以下线路有威胁。
rx=(h-hx)p=hap hx≥h/2 r x =(1.5h-2hx)p hx＜h/2
P避雷针高度影响系数
h≤30m 时 P=1 30≤h≤120m P=5.5/h1/2 h＞120m 120m 计算
雷电过电压防护分析
考考你
实际问题： 已知物体高度，避雷针位置，要求保护物体的宽度，
确定保护半径---计算避雷针高度。 多根避雷针保护范围---规程
雷电过电压防护分析
11.1.2 雷电流的幅值、陡度、波头和波长
脉冲电流参数：幅值、波头和波长，幅值波头决定陡 度
雷电流超过I概率： logP=-I/88 或 P=10-I/88 雷电流幅值随自然条件差别较大，波形基本一致。 我国雷电观测的基础工作还较薄弱，需加强。
雷电过电压防护分析
11.1.3雷暴日，雷电小时及落雷密度 雷暴日 雷电小时 落雷密度
第11章 雷电过电压及其防护
雷电过电压防护分析
特高压输电标准 -17 国家标准化管理委员会09年16日正式发布15项特高
压交流输电技术国家标准,这是中国首次制定涉及此 领域的国家标准。国家电网计划到2020年投入6,000 亿元用于特高压电网建设,该标准10年5月正式实施,项 目建设所用变压器、开关等设备都将依此标准生产。
雷电过电压防护分析
直击雷过电压两类
反击： 雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗，使该
点电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘 的冲击电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。
这时杆塔或避雷线的电位反而会高于导线，故称为反击。 绕击：
雷电流直接击中导线（无避雷线）或绕过避雷线（屏蔽失效） 击中导线，直接在导线上引起过电压--称为绕击。
雷电过电压防护分析
11.2 防雷保护的基本措施
雷电过电压防护分析
避雷针高出被保护物金 属支柱---雷云先导放电 先击中。
雷电过电压防护分析
避雷线(架空地线)较高位置承受雷击
雷电过电压防护分析
避雷器—设在被保护设 备附近，避免设备遭受 线路传来的雷电冲击波
引火烧身 保镖、门卫、扁桃
体
雷电过电压防护分析
作用：降低接地电阻； 缘水平；
接地电阻—接地点电 保护接地（外壳接地）：保护人
位与接地电流比值--
身安全；
接地阻抗—大地阻抗 效应的总和。
防雷接地：输电铁塔、避雷针下 的接地装置—作用降低雷电流流
过时避雷针（线、器）顶部的电
压。
雷电过电压防护分析
海纳百川
雷电过电压防护分析
11.3 架空输电线路的雷电过电压
雷电过电压防护分析
11.2.2 避雷线(架空地线)
原理与避雷针相同
架空输电线、发电厂、变电
所保护。
分流作用：减小流经杆塔入
地的雷电流，从而降低塔顶
电位。
耦合作用：对导线耦合，降
低导线感应过电压。
雷电过电压防护分析
避雷线保护范围
rx=0.47(h-hx)p hx≥h/2 rx=(h-1.35hx) p hx＜h/2
雷电过Hale Waihona Puke Baidu压防护分析
避雷器基本要求
①具有良好的伏秒特性，较小的冲击系数，易于实 现合理的绝缘配合；
②具有较强的快速切断工频续流，快速自动恢复绝 缘强度的能力。
雷电过电压防护分析
工频续流 避雷器在冲击电压下放电—系统对地短路，雷 电过电压消失，但持续作用工频电压在避雷器 中形成工频短路接地电流，称为--。 工频续流以电弧放电形式存在
要求避雷器在第一次电流过0时即应切断工频 续流，使电力交流能正常工作。
雷电过电压防护分析
培养书卷 气--读书
避雷器类型
保护间隙 排气式避雷器（管式避雷器） 阀型避雷器 全属氧化物避雷器（氧化锌避雷器）
雷电过电压防护分析
雷电过电压防护分析
雷电过电压防护分析
11.2.4 接地装置
埋入地中金属接地体， 工作接地（中性点接地）：稳定 电网对地电位，降低电气设备绝
雷电过电压防护分析
11.1 雷电参数
大自然中最宏伟和最恐怖的气体放电现象. 雷电特性各种参数带有统计性质. 国家在典型地区,地点建立雷电观测站. 输电线,变电站附设观测装置.长期系统观测,数据分析.
雷电过电压防护分析
11.1.1 雷电流的波形和极性
一次放电多个分量 每个分量单极性脉冲波 75-90%负极性。
会在一定范围内受避雷针影响，对避雷针放
电。 h避雷针高度
h≤30m H≈20h
h＞30m H≈600m
模拟实验 结果
雷电过电压防护分析
避雷针的保护范围
雷电冲击模 拟实验确定
hx
避雷针的保护范围： 被保护物体在此空间
内不遭受直接雷击。
hx被保护 物体高度
雷电过电压防护分析
单根避雷针保护范围
避雷针有效高度 ha=h-hx 避雷针保护半径rx
考题？
雷电过电压防护分析
保护角
保护角：避雷线与外侧导线之间夹角
表示避雷线对导线的保护程度。
杆塔设计
高压线路 20o30o 220-330KV α=20° 500KV α≯15°
铁塔厂
山区：小保护角。
雷电过电压防护分析
11.2.3 避雷器
专门用于限制线路传来的雷电过电压或操作过 电压的一种电气设备。 原理不同于前两种--是一种放电器，并联，限 制过电压发展。
11.2.1 避雷针
原理： 雷闪放电使地面电场畸变，避雷针顶端形
成局部场强集中空间，影响雷闪先导放电的发 生方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装 置将雷电流引入大地，从而保护物体免遭雷击。
雷电过电压防护分析
定向高度
雷云—大地 空间广阔，先导放电任意方向随机发展。
定向高度H—雷闪先导放电发展到距离地面某一高度H， 才
当前中国特高压交流标准电压已被推荐为国际标准 电压,经过相关认证后,今后出台的国家标准亦将成国际 标准。
国家电网正在全面推进以特高压电网为骨干网架的智 能电网建设,特高压交流输电标准体系的全面形成,为中 国特高压交流输电技术的规模应用奠定了坚实的技术基 础,同时将推动中国更好地参与并引领国际特高压标准的 制定。
雷电过电压防护分析
11.3.1 架空输电线路雷电过电压概述
雷击是造成线路跳闸的主要原因 雷击线路形成电压波，沿线路传播入侵入变压所—
危害变电所设备。
雷电过电压防护分析
两类雷电过电压（根据物理过程）
直击雷过电压—直击杆塔， 避雷线或导线，引起线路 过电压—危害大。
感应雷过电压—雷击线路 附近大地，电磁感应在导 线上引起过电压--对35KV 以下线路有威胁。
rx=(h-hx)p=hap hx≥h/2 r x =(1.5h-2hx)p hx＜h/2
P避雷针高度影响系数
h≤30m 时 P=1 30≤h≤120m P=5.5/h1/2 h＞120m 120m 计算
雷电过电压防护分析
考考你
实际问题： 已知物体高度，避雷针位置，要求保护物体的宽度，
确定保护半径---计算避雷针高度。 多根避雷针保护范围---规程
雷电过电压防护分析
11.1.2 雷电流的幅值、陡度、波头和波长
脉冲电流参数：幅值、波头和波长，幅值波头决定陡 度
雷电流超过I概率： logP=-I/88 或 P=10-I/88 雷电流幅值随自然条件差别较大，波形基本一致。 我国雷电观测的基础工作还较薄弱，需加强。
雷电过电压防护分析
11.1.3雷暴日，雷电小时及落雷密度 雷暴日 雷电小时 落雷密度
第11章 雷电过电压及其防护
雷电过电压防护分析
特高压输电标准 -17 国家标准化管理委员会09年16日正式发布15项特高
压交流输电技术国家标准,这是中国首次制定涉及此 领域的国家标准。国家电网计划到2020年投入6,000 亿元用于特高压电网建设,该标准10年5月正式实施,项 目建设所用变压器、开关等设备都将依此标准生产。
雷电过电压防护分析
直击雷过电压两类
反击： 雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗，使该
点电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘 的冲击电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。
这时杆塔或避雷线的电位反而会高于导线，故称为反击。 绕击：
雷电流直接击中导线（无避雷线）或绕过避雷线（屏蔽失效） 击中导线，直接在导线上引起过电压--称为绕击。
雷电过电压防护分析
11.2 防雷保护的基本措施
雷电过电压防护分析
避雷针高出被保护物金 属支柱---雷云先导放电 先击中。
雷电过电压防护分析
避雷线(架空地线)较高位置承受雷击
雷电过电压防护分析
避雷器—设在被保护设 备附近，避免设备遭受 线路传来的雷电冲击波
引火烧身 保镖、门卫、扁桃
体
雷电过电压防护分析
作用：降低接地电阻； 缘水平；
接地电阻—接地点电 保护接地（外壳接地）：保护人
位与接地电流比值--
身安全；
接地阻抗—大地阻抗 效应的总和。
防雷接地：输电铁塔、避雷针下 的接地装置—作用降低雷电流流
过时避雷针（线、器）顶部的电
压。
雷电过电压防护分析
海纳百川
雷电过电压防护分析
11.3 架空输电线路的雷电过电压
雷电过电压防护分析
11.2.2 避雷线(架空地线)
原理与避雷针相同
架空输电线、发电厂、变电
所保护。
分流作用：减小流经杆塔入
地的雷电流，从而降低塔顶
电位。
耦合作用：对导线耦合，降
低导线感应过电压。
雷电过电压防护分析
避雷线保护范围
rx=0.47(h-hx)p hx≥h/2 rx=(h-1.35hx) p hx＜h/2
雷电过Hale Waihona Puke Baidu压防护分析
避雷器基本要求
①具有良好的伏秒特性，较小的冲击系数，易于实 现合理的绝缘配合；
②具有较强的快速切断工频续流，快速自动恢复绝 缘强度的能力。
雷电过电压防护分析
工频续流 避雷器在冲击电压下放电—系统对地短路，雷 电过电压消失，但持续作用工频电压在避雷器 中形成工频短路接地电流，称为--。 工频续流以电弧放电形式存在
要求避雷器在第一次电流过0时即应切断工频 续流，使电力交流能正常工作。
雷电过电压防护分析
培养书卷 气--读书
避雷器类型
保护间隙 排气式避雷器（管式避雷器） 阀型避雷器 全属氧化物避雷器（氧化锌避雷器）
雷电过电压防护分析
雷电过电压防护分析
雷电过电压防护分析
11.2.4 接地装置
埋入地中金属接地体， 工作接地（中性点接地）：稳定 电网对地电位，降低电气设备绝
雷电过电压防护分析
11.1 雷电参数
大自然中最宏伟和最恐怖的气体放电现象. 雷电特性各种参数带有统计性质. 国家在典型地区,地点建立雷电观测站. 输电线,变电站附设观测装置.长期系统观测,数据分析.
雷电过电压防护分析
11.1.1 雷电流的波形和极性
一次放电多个分量 每个分量单极性脉冲波 75-90%负极性。
会在一定范围内受避雷针影响，对避雷针放
电。 h避雷针高度
h≤30m H≈20h
h＞30m H≈600m
模拟实验 结果
雷电过电压防护分析
避雷针的保护范围
雷电冲击模 拟实验确定
hx
避雷针的保护范围： 被保护物体在此空间
内不遭受直接雷击。
hx被保护 物体高度
雷电过电压防护分析
单根避雷针保护范围
避雷针有效高度 ha=h-hx 避雷针保护半径rx
考题？
雷电过电压防护分析
保护角
保护角：避雷线与外侧导线之间夹角
表示避雷线对导线的保护程度。
杆塔设计
高压线路 20o30o 220-330KV α=20° 500KV α≯15°
铁塔厂
山区：小保护角。
雷电过电压防护分析
11.2.3 避雷器
专门用于限制线路传来的雷电过电压或操作过 电压的一种电气设备。 原理不同于前两种--是一种放电器，并联，限 制过电压发展。
11.2.1 避雷针
原理： 雷闪放电使地面电场畸变，避雷针顶端形
成局部场强集中空间，影响雷闪先导放电的发 生方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装 置将雷电流引入大地，从而保护物体免遭雷击。
雷电过电压防护分析
定向高度
雷云—大地 空间广阔，先导放电任意方向随机发展。
定向高度H—雷闪先导放电发展到距离地面某一高度H， 才