防雷装置的种类和作用

《防雷装置的种类和作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章　防雷保护3．１　防雷装置的种类和作用3．２　电力设施和建筑物的防雷3．３　防雷装置的安装与维护思考题3．１　防雷装置的种类和作用3．1防雷装置的种类与作用3．1．1过电压及其分类在正常运行时，电力系统电气设备的绝缘处于额定电压作用下。但是，由于雷击和操作等原因，电力系统中某些部分的电压可能升高至大大超过正常状态下的数值。概念：对电气设备绝缘造成危险的电压升高，称为过电压。类型：◆大气过电压◆内部过电压3．１　防雷装置的种类和作用3．1．1．1大气过电压（雷电过电压、外部过电压）◆概念：由

2、于雷云放电或雷电感应引起的过电压，称为大气过电压,又称为雷电过电压。◆特点：它与电力系统本身运行情况无关，幅值很大。3．1．1．2内部过电压◆概念：由于电力系统内部电磁能量的转换或传送引起的过电压，称为内部过电压。◆例如：断路器分与合、负荷剧变、线路断线、短路与接地等故障引起的过电压。◆特点：它与电力系统本身运行情况有关，幅值一般不是很大。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2雷电特性3．1．2．1雷电的形成◆形成积云大气中的水蒸气和地面的湿气受热上升，在空中不同冷、热气团相遇，凝结成水滴或冰晶

3、，形成积云。◆形成雷云积云运动，使电荷发生分离，亦即在上下气流的强烈摩擦和撞击下，形成带正、负不同电荷的积云，也即雷云。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．1雷电的形成◆静电感应由于静电感应，带电的雷云临近地面时，对大地或电气设备将感应出与雷云极性相反的电荷，二者之间形成了一个巨大的“电容器”。◆先导放电雷云中电荷积聚到足够数量时，电场强度达到25～30kV／cm时，就会使正、负雷云之间或雷云与大地之间的空气绝缘击穿，而发出先导放电。◆主放电当先导放电到达另一雷云或大地时，就产生强烈的“中和

4、”作用，出现强大的电流，其值可达数十至数百千安。该电流称为雷电流，这一过程称为主放电过程。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．1雷电的形成◆主放电主放电的温度可达20000℃，使周围的空气猛烈膨胀，并出现耀眼的光亮和巨响，称为雷电。主放电到达云端就已结束。◆余光放电云中的残余电荷，经主放电通道下来与地上的电荷中和，称为余光放电过程。余光阶段的电流不大，但持续时间较长。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．1雷电的形成◆后续冲击同一雷云中可能同时存在几个电荷堆积中心，当第一个电荷中心的放电完

5、成后，可能引起第二个、第三个中心向第一个通道放电，雷击总的持续时间一般不超过0.5s。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．2大气过电压的基本形式直接雷过电压、感应雷过电压、侵入波过电压(1)直接雷过电压◆概念：雷云直接击中房屋、杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体而泄入大地，在该物体上将产生很高的电压降，称为直接雷过电压。◆防护措施：避雷针、避雷线、避雷带或避雷网(2)感应雷过电压◆概念：当雷击设备或架空线路附近地面时，在设备或导线上由于静电感应和电磁感应而产生的过电压，称为感应雷

6、过电压（图3-2）。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．2大气过电压的基本形式(2)感应雷过电压3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．2大气过电压的基本形式(2)感应雷过电压在主放电前，先导通道的密集电荷在线路上感应出大量的、极性相反的束缚电荷。主放电开始后，先导中的电荷被迅速中和。线路上的原束缚电荷骤然成为自由电荷，向导线的两侧移动而形成强大的电流，在导线上形成的电压的幅值高达300—500kV。◆感应过电压对35kV及以下绝缘是危险的，应采取措施加以防护。◆感应过电压对110kV及以上

7、的绝缘没有危险的，因为其绝缘的冲击耐压水平高于500KV。3．１　防雷装置的种类和作用3．1．2．2大气过电压的基本形式(3)侵入波过电压◆概念：指由于架空线路或架空金属管道上遭受直接雷或感应雷而产生的高压冲击雷电荷，可能沿线路或管道侵入室内。3．１．2．3雷电参数(1)雷暴日◆雷暴日：在一天内只要听到雷声就算一个雷暴日，用来统计雷电活动频繁度。◆年雷暴日：全年雷暴日的总和少雷区……年平均雷暴日不超过15日的地区多雷区……年平均雷暴日超过40日的地区强雷区……年平均雷暴日超过90日的地区我国年雷

8、暴日分布规律为从南到北由强到弱。3．１　防雷装置的种类和作用3．１．2．3雷电参数(2)雷电流的幅值◆特点：雷电流的幅值是一个随机变量，只有通过大量实测才能正确估计其概率分布规律。◆雷电流的幅值概率分布曲线◆雷电流的幅值计算：式中P－雷电流超过I（KA）的概率3．１　防雷装置的种类和作用3．１．2．3雷电参数(3)雷电流的波形雷电流的幅值随气象条件相差很大，但雷电流的波形却基本一致。雷电的极性有正右负，根据实测结果，负雷约占85％左右。◆特点：具有冲击特性波长值大致在40μs左右波头长度大致在l