雷电放电、避雷器

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1、电力系统过电压保护――总述部分一、概念、分类1、过电压：我们把超过额定的最高运行电压称为过电压。电力系统的过电压可分为雷电过电压和内部过电压。由于雷击或雷电感应引起的过电压称为大气过电压；由于电力系统中的开关操作、故障、参数配合不当等内部原因引起的过电压称为内部过电压。内部过电压又可分为暂时过电压（包括工频过电压和谐振过电压）和操作过电压两类。2、种类：二、过电压保护工作要求：1、了解过电压产生的原因、特性和防止对策；2、掌握保护装置构造、性能和使用方法；3、正确理解过电压保护的方法和要求；4、做好过电压保护装置的运行和管理工作（运行巡视、试验、检修）5、事故分析、研究、提出整改措施；6、做

2、好日常过电压的测量、统计、分析工作，积累经验。三、雷电过电压（一）雷云形成条件1、水蒸气；2、有使水蒸气凝结为水珠的气象和地形条件；3、使气流能强烈持久的上升。气流上升――水珠――冰――雷云（随着气流上升，温度下降，空气冷却）（二）雷云形成雷电是一种自然现象，雷电放电时，通常表现出雷鸣电闪。雷电放电有两种情况：一种是带电荷的雷云与大地之间的气体放电；另一种是带异号电荷雷云之间的气体放电。从雷电放电所造成的后果来讲，人们更关心的是雷云与地之间的放电。雷云就是积聚了大量电荷的云层。雷雨云是热气流在强烈垂直对流过程中形成的。由于地面吸收太阳的辐射热量远大于空气层，近地面的大气的温度由于热传导和热辐

3、射作用，温度也跟着升高，气体温度升高必然膨胀，密度减小，压强也随着降低，根据力学原理，气体就要上升，上方的空气层密度相对说来就较大，就要下沉。强大的潮湿热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝成水滴，同时强烈的气流穿过云层，使水滴被撞分裂带电。轻微的水珠带负电，被风吹得较高，形成大块的带负电的雷云。大滴水珠带正电，凝聚成雨下降，或悬浮在云中，形成一些局部带正电的区域。带有正电荷或负电荷的雷云在地面上感应出大量异极性电荷。这样，在带有大量不同极性电荷的雷云间或雷云与大地之间形成了强大的电场，随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界强度时，就会发生雷云之间或雷云与大地之间的火花放电

4、，放电电流可达几十至几百千安，产生强烈的光，即闪电，并随空气急剧膨胀震动，发生霹雳轰鸣，即雷鸣。（三）雷云放电雷云中的负电荷逐渐积聚，同时在相近地面上感应出正电荷。在雷云与大地之间，当局部电场强度超过大气游离的临界场强时就开始有放电通道自雷云向地面发展，此过程为先导放电。先导放电通道具有导电性，因此雷云中的负电荷沿通道分布，并继续向地面延伸，地面上感应的正电荷也逐渐增多。当先导通道发展临近地面时，由于局部空间的电场强度增大，常出现正电荷的先导放电向天空发展，称为迎面先导。当先导通道到达地面或与迎面先导相遇以后，就在通道端部因大气强烈游离而产生高密度的等离子区，此区域自下而上迅速传播，形成一条

5、高导电率的等离子体通道，使先导通道以及雷云中的负电荷与大地的正电荷迅速中和，形成数值很大的雷电流，这就是主放电过程。雷电的形成先导放电和主放电对应的电流变化如图。先导放电发展的平均速度较低，约为，表现出的电流不大，约为数百安。由于主放电的发展速度很高，约为，所以出现很强的冲击电流，可达几十至二三百千安。雷电观测表明，雷云对大地的放电通常包括若干次重复的放电过程，每一次都有先导放电和主放电组成，这是由于雷云中可能存在多个电荷中心。这种重复放电之间的间隙时间大约为几十微秒，而重复次数一般为2-3次，最多可达40多次。（四）雷电的分类雷电按传播方式不同分为：直击雷、感应雷和雷电侵入波(1)直击雷。

6、直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生猛烈的放电现象，称直击雷。直击雷的放电过程为：当雷云接近地面时，在地面感应出异性电荷，两者组成一个巨大的电容器。(2)感应雷。感应雷也称间接雷电感应或感应过电压，亦可以叫做雷电的二次作用。感应雷分为静电感应雷和电磁感应雷两种。雷雨季节空中出现雷云时，雷云带有电荷，对大地及地面上的一些导电物体都会有静电感应，地面和附近输电线路上都会感应出导种电荷，当雷云对地面或其他物体放电时，雷云的电荷迅速流入地中，输电线上的感应电荷不再受束缚而迅速流动，电荷的迅速流动产生感应雷电波，其电压也很高，这种情况下产生的就是感应过电压。(3)雷电侵入波。雷电侵入波是由于雷击而

7、在架空线路或在空中金属管道上产生的冲击电压沿线路或管道的两个方向迅速传播的雷电波。（五）雷电标准冲击波形IEC标准：1.2/50μs(1.5/40μs)实践中。统计表明，波头2―2.5μs波长50μs所以，防雷保护计算中，采用2.6/50μs陡度：α雷电流陡度指雷电流随时间上升的速度。雷电流波波头陡度可达α＝50kA/μs，平均陡度约为30kA/μs。雷电流波波头时间仅数微秒，设计时一般按2．6μs考虑。雷电