电力系统防雷保护的初步研究
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电力设备防雷保护技术研究近年来,随着电力设备的日益发展,雷电对电力系统的威胁也日益增大。
为了保护电力设备免受雷击的影响,防雷保护技术日益成为电力行业的热门研究领域。
本文将探讨电力设备防雷保护技术的研究现状和发展趋势。
一、防雷保护技术的重要性在电力系统中,雷电是一种严重的自然灾害,它不仅会对电力设备造成直接损害,还会给用户的生活和工作带来安全隐患。
因此,研究电力设备防雷保护技术对维护电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
防雷保护技术的主要目标是降低雷电对电力设备的影响,保护设备免受雷击的损害。
为了达到这一目标,需要从预防雷电、降低雷电对设备的侵害程度以及减少雷电故障修复时间等方面进行研究。
二、防雷保护技术的研究现状目前,电力设备防雷保护技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 雷电探测技术:雷电探测是实施防雷保护措施的首要环节。
目前,常用的雷电探测技术包括电场法、磁场法和光学法等。
这些技术通过对雷电的探测和统计分析,为防雷保护提供了基础数据。
2. 雷电防护材料:雷电防护材料在防护设备的设计中起着至关重要的作用。
研究人员正在探索不同类型的雷电防护材料,如金属、陶瓷、聚合物等,以提高设备的防雷能力。
3. 防护设备设计:防雷保护设备的设计是防雷技术研究的核心之一。
研究人员通过对雷电行为和设备特性的研究,设计出适应电力设备需要的优化防护措施。
4. 防雷保护系统:防雷保护系统是电力设备防护的综合体。
通过将各种防护措施有机结合,形成一个完整的系统来保护电力设备免受雷电的损害。
目前,研究人员正在积极研发各种智能化的防雷保护系统。
三、电力设备防雷保护技术的发展趋势随着电力设备的不断升级和雷电威胁的日益加大,电力设备防雷保护技术也在不断发展改进。
未来电力设备防雷保护技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 智能化技术的应用:随着物联网、人工智能等技术的发展,未来的电力设备防雷保护系统将实现自动化、智能化的管理和控制。
电力系统防雷技术方案之研究摘要:文章首先简要阐述了电力系统防雷的必要性,在此基础上对电力系统防雷技术方案进行论述。
期望通过本文的研究能够对电力系统安全、稳定、可靠运行有所帮助。
关键词:电力系统;防雷;技术方案电力系统在国民生产中的重要性不言而喻,保证系统的稳定运行是电力企业的工作重点。
据相关调查统计结果显示,在电力系统的各种问题中,因雷击引起的故障问题所占的比例较大,所以必须对电力系统防雷予以高度重视。
借此,本文就电力系统防雷技术方案展开研究。
1电力系统防雷的必要性近年来,我国的电力系统日趋完善,电网的规模也随之逐步扩大,其中的电力设备越来越多,这些设备的运行安全、稳定与否,直接关系到整个电力系统的运行可靠性。
在自然界中,雷电是对电力设备危害程度最高的一类灾害,这是因为雷电在放电的过程中,会产生出较大的破坏力,如果作用到电力设备上,轻则会造成设备失灵,重则会使设备当场损坏,并且电力系统所处的环境越空旷,遭受雷击的可能性就越大。
现如今,随着电力系统自动化和智能化程度的不断提高,大量的微电子设备得到了广泛应用,由于此类设备的抗干扰能力并不是很强,很容易受到雷电的干扰,并且当设备遭受雷击之后,损坏的可能性非常之高,当微电子设备出现故障后,会严重影响电力系统的运行,自动化和智能化控制功能会陷入瘫痪状态,区域范围内的正常电能供应将会随之中断,不但影响了电力用户的使用,而且还给电力企业造成巨大的经济损失。
雷电之所以会对电力系统中的各种设备造成危害主要与以下几个方面有关:一是雷电现象出现时,如果直接作用于电力设备或是线路上,极有可能导致设备被击穿,或是线路绝缘损坏,由此所产生的危害非常之大。
二是雷电出现时,会伴随有一定的静电感应,其对架空线路的影响较大。
三是雷电会通过线路侵入到电力设备当中,由于这部分电流的强度较高,所以很容易造成设备损坏。
鉴于雷电对电力系统的种种危害,必须采取科学合理、行之有效的防雷技术措施,降低雷电的影响,从而确保电力系统安全、稳定、可靠运行。
电力系统的防雷保护技术研究一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一。
然而,天灾人祸常常给电力系统带来巨大的破坏和危害,其中雷电是其中之一。
雷电是一种极其强大的自然现象,能够在短短几百毫秒内释放出巨大的能量,造成电力设备的故障和损坏。
因此,电力系统的防雷保护技术的研究变得尤为重要。
二、雷电形成和原理雷电是一种静电放电现象。
在云中,水蒸汽与冰晶碰撞之间造成的静电分离,形成正、负电荷。
在云底与地面之间建立了电场,当电场强度达到一定程度时,就会发生闪电放电,即雷电。
雷电能够释放出大量的能量,对电力系统造成毁灭性的影响。
三、电力系统的防雷保护技术概述电力系统的防雷保护技术旨在减少或消除雷电对电力系统造成的损害。
这种技术主要包括以下几个方面:1. 雷电监测与预警系统:通过使用雷电监测与预警系统,可以提前获知雷电的来临,从而采取相应的保护措施。
这种系统可以使用各种传感器和监测设备,例如电浆天线、高速相机和雷达等。
2. 避雷装置:避雷装置是电力系统防雷保护的核心技术之一。
它可以通过引导和释放雷电能量,将其有效地分散到大地中,减少对电力设备和建筑物的影响。
避雷装置主要有接闪间隙、避雷针和金属隔离线等。
3. 接地系统:电力系统的接地系统能够将任何电流回路与大地连接,从而消除雷电产生的电位差,减少雷电对电力设备的威胁。
好的接地系统能够提供低阻抗路径,有效地将雷电电流引入大地。
4. 屏蔽技术:利用屏蔽技术可以减少电力设备对外部电磁场的敏感性,从而降低因雷电引起的电磁脉冲对电力系统的干扰。
屏蔽技术可以使用金属屏蔽罩、绝缘材料和电磁屏蔽房等。
四、电力系统的防雷保护技术研究进展目前,关于电力系统的防雷保护技术的研究已取得了一些进展。
以下是一些重要的研究方向和成果:1. 新型避雷装置的设计与应用:研究人员正在探索新型避雷装置的设计和应用。
例如,使用可触发式避雷针可以更加准确地释放雷电能量,避免了由于传统避雷针的误引导而导致的电力系统故障。
电力系统中防雷技术的研究与应用第一章:引言随着电力系统的不断发展和扩展,电力设施的规模愈加庞大。
然而,随之而来的还有一系列的问题,如雷击、人为操作失误等。
其中,雷击是导致电力系统设施损坏和电力质量不稳定的主要原因之一。
因此,防雷技术的研究和应用具有重要意义。
第二章:电力系统中的雷暴特征分析雷击具有数学上的随机性,需要通过数理模型来描述。
通过对电力系统中历年雷电统计数据的分析,可以得出雷击次数的分布规律。
同时,还需要对电力设施所处的地理位置、环境、特殊气象等因素进行考虑,以确定防雷技术的具体措施。
第三章:电力系统中的防雷技术分类根据雷击发生的位置、设施类型和防雷技术的特点,可以将防雷技术分为四类:绝缘型、接地型、避雷型和混合型。
绝缘型防雷技术主要用于大型输电线路和变电站,接地型防雷技术适用于小型电力设施,避雷型防雷技术则通过设置避雷针或避雷网的方式来保护电力设施。
混合型防雷技术则是将不同种类的防雷技术结合使用,以提高防雷效果。
第四章:电力系统中的防雷材料研究目前,防雷材料的研究主要包括两个方面:抗雷击外壳和避雷针材料。
抗雷击外壳主要采用金属、聚合物和复合材料等,而避雷针材料则选择高导电率的金属材料。
此外,还可以通过加入纳米级的添加剂来提高材料的防雷性能。
第五章:电力系统中的防雷措施应用在实际应用中,防雷措施需要根据不同的设施类型和地理位置进行选择和调整。
如在建设高压输电线路时,应优先选择绝缘型防雷技术,而在建设在山区陡峭地带的电力设施时,则需要配备避雷针。
第六章:电力系统中防雷技术的前景展望随着人们对电力质量和电力设施安全性的要求不断提高,防雷技术的研究和应用必将会更加广泛和深入。
未来,随着新材料、新技术和新理念的涌现,电力系统中的防雷技术也会得到不断升级和完善。
结论电力系统中防雷技术的研究与应用是重要的,可以有效保障电力设施的安全运行。
在未来的发展中,我们需要不断地创新,推动防雷技术的发展,以在更大程度上提高电力设施的安全性和稳定性。
电力系统防雷与过电压保护技术研究随着人类社会的不断进步和科技的快速发展,电力系统在现代生活中扮演着重要的角色。
然而,电力系统面临着各种各样的威胁,其中之一就是雷电和过电压。
这些因素不仅可能对电力系统造成损坏,还可能对人们的生活和财产安全造成威胁。
因此,研究电力系统的防雷和过电压保护技术显得至关重要。
雷电是指地球大气中产生的强电流放电现象。
当雷电击中电力系统时,它会产生巨大的瞬态过电压,可能造成设备的损坏。
为了保护电力系统免受雷击的影响,我们需要寻求一种有效的防雷技术。
一种常用的方法是在电力系统中安装避雷针,将雷电引向地下而不是撞击到系统设备上。
另外,我们还可以利用避雷器来吸收过电压,防止其传导到电力系统中。
这些防雷技术可以显著减少雷击造成的损害,并维护电力系统的正常运行。
过电压是指电力系统中出现的电压超过正常运行范围的现象。
这种情况可能是由于雷击、电网故障或其他原因造成的。
过电压可能对系统设备造成严重损坏,甚至导致设备的失效。
因此,过电压保护技术非常重要。
在电力系统中,我们经常使用过电压保护器来监测电压并触发保护装置。
过电压保护器通常通过将电压降到安全水平或将过电压转移到可耐受的地方来保护系统设备。
在电力系统防雷与过电压保护技术的研究中,人们还注意到了一些其他因素。
例如,接地是一项重要的技术,可以帮助将雷电和过电压引导到地下,并减少对电力系统的影响。
接地系统的合理设计和施工对于电力系统的安全运行至关重要。
此外,人们还研究了材料的选择,以提高设备的耐雷性能和过电压保护能力。
同时,为了更好地研究电力系统防雷与过电压保护技术,人们还进行了模拟和实验研究。
通过建立电力系统的模型,我们可以研究不同防雷和过电压保护技术对系统性能的影响。
通过实验研究,我们可以验证理论模型的准确性并得出更可靠的结论。
这些研究方法使我们能够更好地了解电力系统的行为,并为改进防雷与过电压保护技术提供基础。
总之,电力系统防雷与过电压保护技术的研究至关重要。
电力系统中的防雷保护技术研究随着电力系统的不断发展,安全、稳定运行变得越来越重要。
其中一个重要的问题就是如何防御雷击对电力系统带来的损失。
雷击是一种突发电流,能够造成电力设备的爆炸、火灾,甚至导致停电,给人们带来极大的危害。
因此,防雷保护技术是电力系统中必不可少的一部分。
本文将从以下几个方面对电力系统中的防雷保护技术进行研究。
1. 雷击对电力系统的影响雷击对电力系统的影响主要体现在以下几个方面:1)设备故障:雷击会对电力设备造成损害,例如变压器、变电站、输电线路等。
这些设备被损坏,会导致电力丢失和供电中断。
2)安全风险:雷击在电力设备中产生的大量能量有可能引发火灾或爆炸,产生严重的安全风险。
3)经济损失:由于雷击引起的故障和安全风险,电力系统的维修和恢复成本也是相当高的,给电力系统产生巨大的经济损失。
2. 防雷保护技术的现状目前,防雷保护技术已经取得了一些重要的进展和成果。
主要的技术包括:1)接地系统:接地系统是防雷保护的重要技术,通过将金属接地,将雷击带电物体的电荷引入地面,减少了雷击对电力设备的电磁作用,保护电力设备,从而达到防雷保护的目的。
2)避雷针:避雷针是在建筑物的高处安装的一种针状金属装置,能够将雷击电能引向地面,从而保护建筑物及周围设备。
3)雷电监测系统:雷电监测系统可以监测选择区域内的雷电频率、强度、时间等参数,及时预警防范雷击。
4)防雷装置:防雷装置包括了各种高压电器、变压器等设备内的防雷元件及其相关供电线路中的限流元件。
这些元件能够将雷击电流从设备引入地面,将大量雷击电能转化为短暂的吸收能量,防止电力设备被损坏。
3. 防雷保护技术的研究方向电力系统中的防雷保护技术已经有了一定程度的发展,但仍然存在一些问题和短板。
因此,对防雷保护技术进行深入地研究,将能够进一步提高电力系统的防雷能力,保障电力系统的安全和稳定运行。
1)防雷耐压实验研究:防雷保护体系中的各种元件都需要通过防雷耐压实验,才能发现其中的问题,提高防雷保护能力。
电力系统中的防雷保护防止雷击是电力系统运行中需要考虑的一个重要问题。
因为一旦遭受雷击,电力设施可能受损或烧毁,甚至导致停电事故。
因此,为了保障电力系统的正常运行,我们需要进行有效的防雷保护。
一、防雷保护的基本原理电力系统中的防雷保护主要采用两种原理:一是闪络放电原理,即通过接地使雷击电流自然分散;二是过电压保护原理,即通过引入防雷装置,将来自雷电的过电压分流或吸收,保护设施不受损害。
一个完善的防雷保护系统应该包括三个层面:一是对设施进行优化设计和布置,避免设施发生雷击;二是通过设立避雷带和接地装置等手段,使雷击电流自然分散,减小设施损害;三是通过装设避雷器等装置,吸收或分流雷电过电压,保护设施不受过电压损害。
二、防雷保护的常用设施1.避雷网和避雷针:避雷网是一种覆盖在建筑物或其他设施上的屏蔽网,避雷针是一种高耸在建筑物顶端的导体,能够在风雨雷电天气时吸收或分散雷电。
这些设施都是基于闪络放电原理来工作的。
2.接地装置:接地装置是电力系统中最基本的防雷设施之一,主要目的是将雷击电流自然分散到地下。
一般情况下,接地装置应该选取有较好导电性的地层作为接地层。
3.避雷器:避雷器是通过与雷电过电压相连接,将过电压分流或吸收的一种防雷设备。
避雷器应该选用适合电力系统工作的额定电压级别和额定雷电冲击电流。
4.绝缘子:绝缘子是一个将电极隔离开来的电气设备,可以防止电流通过器件。
在防雷保护中,绝缘子是最基本的防护措施。
优质的绝缘子能够减少设施因雷击引起的故障,提高设施的可靠性和经济效益。
三、防雷保护的实施措施1.规范设计和施工,尽量将电力设施设置在不易受雷击的位置,并合理布置防雷设施,避免设施损毁。
2.加强维护管理,定期检查设备和防雷装置是否正常运转,在必要时进行更换和修缮。
3.对于高耸物体,如高层建筑、广告牌等,应该加强监测和防范措施,减少雷击带来的损害。
4.提高人员防范意识,定期进行防雷培训,教育人员如何在雷电天气下行动,避免可能存在的危险。
电力系统的安全防雷引言近年来,随着电力系统的快速发展和智能化进程的推进,电力系统的安全性和可靠性需求也日益增长。
其中,雷电是电力系统运行过程中的常见天气现象,但同时也是造成电力系统设备损坏和事故发生的主要原因之一。
为了确保电力系统的安全稳定运行,各国都十分重视电力系统的安全防雷工作。
本文将对电力系统的安全防雷进行详细探讨,以提供有关的技术和指导。
一、雷电对电力系统的影响雷电是指一种天气现象,通常伴随着闪电、雷声和电场强烈变化。
雷电对电力系统造成的主要影响包括:设备损坏、线路故障、电力中断以及人员伤亡等。
设备损坏:雷电会通过接触或感应作用,对电力系统中的设备造成直接击中或间接伤害。
例如,变压器、避雷器、断路器等设备受到雷击后,可能发生断裂、烧毁、内部故障等问题。
线路故障:雷电还会对电力系统的输电线路造成损害。
例如,由于雷电击中导线或塔杆,会导致线路短路、接地故障等,进而影响供电能力。
电力中断:雷电击中电力系统的设备或线路,可能导致系统的电力中断,进而影响用户的正常用电和生活。
人员伤亡:在雷电天气下,电力系统设备和金属物体会成为电场的集中区域,当人员触碰到这些物体时,有可能引起触电事故,进而造成人员伤亡。
二、电力系统的安全防雷技术为了有效防止雷电对电力系统的影响,各国电力系统普遍采用了一系列的安全防雷技术。
以下将介绍常用的几种技术措施。
避雷器:避雷器是电力系统中常用的主要防雷设备之一。
它可以根据其特殊结构和材料,在雷电击中时将产生的过电压迅速导入地面,起到保护设备和线路免受雷击的作用。
接地系统:良好的接地系统不仅可以保护设备和线路免受雷击,还可以降低接地电阻,提高系统的防雷能力。
在电力系统中,通过合理设计和施工接地系统,可以有效分散雷电的能量,减少雷电对设备的损害。
防护罩:在电力系统的高压设备和敏感设备上设置合适的防护罩,可以起到防止雷电直接击中设备的作用。
光纤接地电阻器:光纤接地电阻器是一种新型的防雷设备,在电力系统中发挥着重要的作用。
电力系统防雷技术调研报告2019年3月电力系统防雷技术1输电线路雷击研究的理论从雷云形成到雷电击中输电线路形成雷电过电压。
这期间经历了数个发展阶段。
每个阶段多有不同的研究理论和方法。
1.1 雷云的形成地球自身就是一个电容器。
通常大地稳定的带着负极性的电荷500kc左右。
而地球的大气层存在着一个带正电的电离层。
这样的结构,使得两者之间形成一个已经充电的电压约为300kv的电容器。
在雷雨季节里,地面上的水分受热变成水蒸气,并随热空气上升,在空气中与冷空气相遇,使上升气流中的水蒸气凝成水滴或冰晶,形成积云。
云中的水滴受强烈气流的摩擦产生电荷,而且微小的水滴带负电,小水滴容易被气流带走形成带负电的云;较大的水滴留下来形成带正电的云。
由于静电感应,带电的云层在大地表面会感应出与云块异性的电荷,当电场强度达到一定值时,即发生雷云与大地之间的放电;在两块异性电荷的雷云之间,当电场强度达到一定值时,便发生云层之间放电。
放电时伴随着强烈的电光和声音,这就是雷电现象。
雷云放电时,也是由于雷云中的电荷逐渐聚集增加使其电场强度达到一定程度时,周围空气的绝缘性能就被破坏,于是正雷云对负雷云之间或者雷云对地之间,发生强烈放电现象。
其中尤以雷云对地放电(直接雷击)对地表的供电网络和建筑物的破坏性最大。
1.2 雷电的放电过程作用于电力系统的雷电过电压90%是由带负电的雷云放电引起的,称为负下行雷。
负下行雷通常包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。
1)先导放电阶段雷云和大地形成的这个电容器的电荷分布是不均匀的。
当某个局部的电荷密集致使电场强度达到空气击穿场强30kv/cm 或者更低。
空气开始电离,形成一条指向大地的一段电离的微弱导电通道。
这个就是先导放电。
先导放电总是沿着空气电离最强、最容易放电的路径发展的。
2) 主放电阶段当先导放电到达地面时或者与大地较突出的部分迎面会合以后,就进入了主放电阶段。
主放电是逆负先导的通道自下而上发展的。
电力系统防雷保护的初步研究电力系统在雷电环境下容易受到雷击的危害,因此防雷保护对于保障电力系统的稳定运行至关重要。
本文旨在对电力系统防雷保护进行初步研究,探讨雷电的危害、防雷保护的原理以及有效的防雷保护措施。
一、雷电的危害雷电是指由大气中产生的强电流和强电磁辐射,常常伴随着强烈的雷声和明亮的闪电。
雷电对电力系统造成的危害主要包括以下几个方面:1.1 直接打击:当雷电直接击中电力系统设备时,会导致设备的瞬间过电流,损坏电气设备的绝缘层和电子元件,甚至引起火灾事故,给人身和财产带来巨大的损失。
1.2 感应过电压:雷电经过任何线圈都会产生感应电压,当电力系统中的导线或设备处于雷电电磁场的感应范围内时,会受到雷电感应电压的影响,从而导致电力系统设备的击穿或故障。
1.3 地电位差:雷电通过大地传播时会形成地电位差,当电力系统的接地电阻较大或不良时,雷电产生的地电位差会导致设备之间产生高电压,进而造成设备的击穿或损坏。
二、防雷保护的原理防雷保护的原理主要是通过合理规划、设计和安装相关设备,以减轻雷电对电力系统的危害。
常用的防雷保护原理包括:2.1 降低直接打击风险:通过安装避雷设施如避雷针或避雷带,将雷电引至地下或周围的物体,减少雷电直接击中电力设备的风险。
2.2 降低感应过电压影响:合理设置避雷器和带状接地电阻器,吸收和分散雷电感应电压,保护电力系统设备不受雷电感应过电压的影响。
2.3 降低地电位差风险:通过设置良好的接地系统、合理规划设备接地,降低地电位差,在雷电传播过程中保护电力设备和人身安全。
三、有效的防雷保护措施为了有效实施防雷保护,以下是一些常见的防雷保护措施:3.1 合理规划设备的位置:设备的位置应避免在暴雨、雷暴和电闪雷鸣的地方,减少被雷电直接击中的概率。
3.2 安装避雷装置:根据电力系统的规模和需求,合理选用并配置避雷装置如避雷针、避雷带等,引导雷电击中地下或周围物体。
3.3 设置避雷器:在电力系统的供电侧安装避雷器,吸收和分散雷电感应电压,保护电力设备免受雷电感应过电压影响。
电力系统的防雷保护摘要:从发展的角度来看,电力系统的雷电灾害普遍存在,防雷工作既是传统的行业又是具有发展前景的新兴行业,所以防雷研究在电力系统中意义十分重大。
就电力系统而言,雷电可以造成较为严重的破坏,需要加强重视。
该文针对电力系统对雷电的防护办法以及措施进行分析。
关键词:电力系统电力线路发电厂变电所配电线路1 雷电对电力系统的危害闪电在放电时会产生火花,这个火花就是人们平时所说的雷电现象,当空气在短时间内受热造成剧烈膨胀而产生的爆炸声就是雷声,在经过不同物体的声音反射之后形成连续的轰隆声。
地球是一个大的导体,平时我们所看到的雷电,就是由于自然现象产生的强烈的放电现象,天空形成携带正极电或者负极电的雷之后,当电场强度达到25~30千伏/em,就会破坏空气间的绝缘平衡,最后出现正负雷云或者是雷云和大地之间的放电现象。
一般情况而言,放电持续的时间是非常短的,一般就是50~100微秒之间,但是这么短的时间内,放电的电流却是高达几十万安培的。
由于雷电现象产生的电流很大,所以在雷电击中了电气设备和电力系统的时候,强大的电流就会对电气设备和电力系统产生热力和电磁影响。
电击持续时间很短,但是电流的强度却可以使得设备各种导线融化,造成的损失可想而知。
有种直接雷击过电压现象就是由于雷电压直接击在电气线路上造成的。
日前,在电气设备和电气线路上常用的防雷方法是:用各种不同型式的避雷器和放电间隙防止没备和线路受到感应雷的危害;用避需针和避雷线防止设备和线路受到直击雷的危害。
因为雷电是完全可以预防的,虽然雷电的危害大,但是如果我们能够在生产或生活中,在各种电气设备和电气线路上采取有效措施,那么就可以取得很好的效果。
2 电力线路的防雷保护措施2.1 高压架空线路的防雷保护措施线路的重要性、雷电活动的频率、地形地貌的特点和土壤的电阻率等情况会影响防护措施的选择,来确定是选择最合适的一种还是将几种综合到一起来达到防雷的目的。
将杆塔的接地电阻降低,加装耦合地线和线路的避雷装置,将线路的地线保护角减小,绝缘子的片数增多,改用自动闭合闸等措施是人们根据经验总结出的降低雷击跳闸频率的有效措施。
电力系统防雷保护的初步研究电气(一)班123521041 龙爽摘要:随着电力系统的不断完善,其防雷保护工作也必须得到加强。
众所周知,雷电对于电力系统的危害是非常大的,有时甚至会导致整个电力系统的瘫痪。
因此,对于电力系统防雷保护的初步研究具有十分重要的意义,本文通过对雷电的介绍,电力系统中常用的防雷方法和输电线路防雷措施的应用加以介绍。
关键词:电力系统;雷电;防雷保护1 关于雷电的介绍1.1 雷电的形成雷电放电是由雷云引起的放电现象。
所谓雷云是指带电荷的云。
而雷云的形成是在夏天的午后或者傍晚。
地面的热空气携带大量的水蒸汽不断的升到高空,当热气流上升到一定高度后,由于温度的下降,水蒸气凝结成水滴,在足够冷的高空,水滴会进一步冷却成冰晶。
水滴和冰晶因其复杂的电荷分离过程和强烈气流作用便形成带电的雷云。
水滴的表面层带正电留在水滴中心部分的则为负离子。
当水滴的中心部分也结冰时,因结冰时的膨胀会使早先已结冰的表层破裂,带正电的碎片被气流带到云的上部,带负电的核心部分则留在云的中、下部。
水滴分裂理沦认为,强气流使云中水滴吹裂时,较大的水滴带正电,而较小的水滴带负电,小水滴同时被气流带到云的L部,从而形成了雷云。
1.2雷电的危害当雷电击到人和各种生物的身体上时,强大的电流不但能使人和生物的神经麻痹、心脏停止跳动而死亡,同时还能将皮肤烧焦。
雷电直接击巾树木或电柱时,强大的电流能使电柱发生高热而燃烧,或将它们劈裂、劈倒。
强大的雷电击中高烟囱或房屋时,就造成倒塌或破坏。
雷电击中电气设备和电力系统时,由于强大的电流通过了电气设备和电力系统,就能产牛热力和电磁的影响。
热力通过的时间虽然较短,仪达40多微秒,但能使各种导线熔化。
雷电流的电磁作用,对电气设备和电力系统的绝缘物质影响更大。
由于雷电压直击在电气线路上,还将产生一种直接雷击过电压。
这种过电压很高,电流也很大,将引起闪电,毁坏和击穿电气设备和电气线路绝缘,从而中断供电和损坏电气设备。
电力系统防雷技术及其应用研究摘要:本文将围绕电力系统的全新防雷技术进行分析讨论,阐述其在电源系统、通信系统等方面的应用路径,以此提高信息系统的防雷保护质量与效率,防止出现雷击事故,保证各项电力设备的稳定运行。
关键词:电力系统;变电站;防雷技术引言:雷电是伴有电闪雷鸣的一种放电现象,其产生的雷电感应会瞬间形成强大的电磁场使地面金属网络出现感应电荷,严重危害电力系统、电力设备的正常运行。
为解决此类问题,彻底消除雷击事故,亟需相关研究人员开发更加高效的防雷技术,保护系统与设备的安全使用,切实保障工作人员的人身安全。
故研究此项课题,具有十分重要的意义。
一、电力系统防雷技术及其应用分析以往人们在进行电力系统防雷处理时,通常会采用以下三种方式:一是布置避雷针,即利用避雷针吸引雷云放电,以此保护避雷针附近高度较低的物体;二是安装避雷线,是指在空中悬挂水平接地导线,并结合接地体以及接地引下线,实现引雷入地;三是布置避雷网,是指利用叉点焊接组成金属网,用以防止雷电直击,可起到阻碍外界电磁辐射能量传播的作用。
虽然以上防雷技术切实有效,但在保护对象方面,仍存在一定的不足,经常出现保护盲区,因此需要研发人员在传统防雷技术上,实现升级与优化。
(一)放射性同位素避雷针早在上世纪20年代便有物理学家提出利用放射性物质进一步提高避雷针效能的理论,但由于当时技术条件有限并未得到有效实施,直至近些年部分先进国家通过放射性物质完成空气电离,达到强化避雷效能的目的,研发出了放射性同位素避雷针。
该技术的避雷原理与传统避雷针一致,但不同点在于前者借助同位素发射的射线,使避雷针周边的空气发生电离,能更主动地打开与云中电荷相连的电通路。
而后者只能形成少量离子,避雷效能有限。
同时放射性避雷针形成的电离电流极强,可通过与加速设备结合,完成放电处理,确保保护区内无闪电形成,也能降低保护区外的电位。
在实际应用过程中,需要工作人员安装好放射性同位素避雷针,该装置的结构组成相对简易,包括:与杆绝缘的金属椎体,且椎体上要附有放射源;椎体附近要垂吊大气电势接触线;金属环,能够与椎体组成激励器;接地的金属杆,电位为0。
浅析电力系统中电气设备的继电保护和防雷保护摘要:本文对电力系统中电气设备的继电保护和防雷保护进行了深入探讨。
首先,详细阐述了继电保护的基本原理、组成分类和运行特性,及其在电力系统中的应用。
其次,讨论了雷电对电力系统的影响以及防雷保护的措施。
最后,将这两种保护措施在电力系统中的应用进行了对比和综合分析。
关键词:电力系统;继电保护;防雷保护;故障;雷电过电压1引言电力系统的稳定和安全运行对于保障社会生产和人民生活具有重要意义。
然而,由于各种因素的影响,电力系统中的电气设备难免会出现故障。
如何快速有效地检测和切除故障设备,避免故障扩大,是电力系统面临的重要问题。
同时,由于雷电过电压等自然因素的存在,如何有效防止雷电对电力系统的破坏,也是电力系统需要解决的另一个重要问题。
为此,本文对电力系统中电气设备的继电保护和防雷保护进行了深入探讨,以期为电力系统的稳定和安全运行提供一定的理论支持。
2继电保护2.1继电保护的基本原理继电保护是一种保障电力系统的关键技术,其作用是在电气设备出现异常情况时,利用电气量(如电流、电压等)的变化来触发相应的保护动作。
当电气设备发生短路或过载等故障时,其电流、电压等电气量会发生明显变化,这些变化会被继电保护装置捕捉到并对其进行处理。
通过采用不同的比较、判断和执行方法,继电保护装置可以对这些故障进行快速、准确和可靠的动作,从而有效地保护电力系统的稳定和安全运行。
2.2继电保护装置的组成和分类继电保护装置主要由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。
这三个组成部分的作用分别是:测量元件负责测量电气系统的电流、电压等参数,并将这些参数与正常值进行比较;逻辑元件则根据测量元件提供的信息,按照一定的逻辑关系进行分析和判断,以确定是否需要触发保护动作;执行元件则负责根据逻辑元件的指令,执行相应的保护动作,如跳闸、切断电源等。
根据不同的工作原理,继电保护装置可以分为不同的类型。
其中,电流保护是继电保护装置中最基本的一种类型,它主要通过检测线路中的电流是否超过正常范围来实现保护目的;电压保护则是通过检测线路中的电压是否正常来实现保护目的;瓦斯保护则主要用于保护电力变压器的安全,通过检测变压器油箱内的瓦斯气体含量是否异常来实现保护目的。
浅析电力系统防雷保护措施及意义电力系统防雷保护是为了保护电力设备和维持电力系统的正常运行。
由于雷电对电力系统的影响很大,不仅会造成设备故障,还可能导致停电、火灾甚至人员伤亡。
因此,采取合适的防雷保护措施非常重要。
电力系统防雷保护措施主要包括以下几个方面:1.接闪器:接闪器是防止雷电直接击中设备的一种设备,它能够接受并引导雷电电流,将其安全地释放到大地中。
接闪器通常安装在高大的建筑物顶部或设备外壳上,可以有效地保护设备免受雷击的损害。
2.绝缘:绝缘是防雷保护的一个重要手段。
合理选择符合标准的绝缘材料和绝缘构造,可以保护设备不受雷电电流的侵害。
3.避雷针:避雷针是一种安装在建筑物顶部的尖峰状金属装置,它能够吸引雷电,并将其安全地释放到大地中,从而保护建筑物和设备免受雷击的破坏。
4.接地装置:接地装置是将电气设备和电力系统与大地接地的一种装置。
良好的接地系统能够有效地分散和消除雷电引起的电势差,保护设备和人员的安全。
电力系统防雷保护的意义主要体现在以下几个方面:1.保护设备和人员安全:雷电对电力设备的破坏性非常大,会导致设备的损坏甚至是人员的伤亡。
通过采取合适的防雷保护措施,能够有效地减少这种风险,保护设备和人员的安全。
2.提高电力系统的可靠性:雷电引起的设备故障和停电会导致电力系统的不可靠性,给正常生产和生活带来很大的困扰。
通过有效的防雷保护措施,可以减少设备故障的发生率,提高电力系统的可靠性。
3.减少维修和更换成本:雷电引起的设备损坏需要进行维修和更换,而这些都需要花费大量的人力和物力。
通过防雷保护措施,可以减少设备的损坏,从而降低维修和更换的成本。
4.保护环境:雷电引起的火灾和爆炸不仅会对电力设备造成损害,还会危及周围环境和生物。
通过防雷保护措施,可以减少这种风险,保护环境的安全。
总之,电力系统防雷保护措施是保护电力设备和维持电力系统正常运行的重要手段。
通过合理的防雷保护措施,不仅能够保护设备和人员的安全,提高电力系统的可靠性,还能减少维修和更换的成本,保护环境的安全。
电力系统中的防雷技术研究引言:电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施,向人们提供了稳定可靠的电力供应。
然而,由于天气的变化和强雷电活动带来的雷击威胁,电力系统的稳定性和可靠性也受到了挑战。
为了保护电力系统不受雷击影响,防雷技术的研究和应用变得尤为重要。
本文将就电力系统中的防雷技术进行探讨,包括防雷绝缘子、接地系统以及防雷装置的研究现状与发展趋势。
一、防雷绝缘子的研究防雷绝缘子作为电力系统中最常见的防雷装置之一,起到了隔离电力线路与大气之间的作用。
在过去的几十年里,绝缘子材料的研究取得了巨大的进展。
从最早的陶瓷绝缘子到如今的复合绝缘子,防雷绝缘子材料的改进使得其抗雷击性能大大提高。
此外,随着纳米技术的发展,纳米材料被引入到防雷绝缘子的研究中,使其具有更好的导电性和抗雷击能力。
未来,随着材料科学和纳米技术的发展,防雷绝缘子的性能将得到进一步提升。
二、接地系统的研究接地系统在电力系统中起到了消除雷击过电压的作用。
传统接地系统主要采用等电位接地和接地极的方式,但这些方式在面对高强度雷电活动时存在一定的局限性。
为了改进接地系统的性能,新型的接地方式被提出并不断研究。
比如,采用混凝土电极代替传统的金属电极可以提高接地系统的耐雷击性能。
另外,地下水含盐量和接地电阻之间的关系也引起了研究人员的关注。
未来的研究可以探讨如何通过改变地下水中的盐量来调节接地电阻,从而提高接地系统的性能。
三、防雷装置的研究现状与发展趋势防雷装置作为电力系统中的重要组成部分,用于限制雷电过电压和释放雷电能量。
目前,防雷装置主要包括避雷针、避雷器和避雷网等。
随着雷电技术的不断发展,新型的防雷装置也在不断涌现。
例如,基于纳米复合材料的防雷材料,以及利用电磁场效应达到放电保护的防雷装置等。
这些新型的装置不仅提高了防雷效果,而且具有体积小、重量轻等优点,将在未来得到广泛应用。
结论:电力系统中的防雷技术是确保电力系统稳定可靠运行的关键。
防雷绝缘子、接地系统和防雷装置的研究在过去几十年中取得了显著进展,并在实际应用中发挥了重要作用。
电力系统防雷与防静电技术研究一、引言电力系统在现代社会中扮演着重要的角色,它为我们的生活和工业提供了持续稳定的电力供应。
然而,电力系统在面临雷电和静电等自然灾害时往往显得脆弱。
为了保护电力系统的运行和设备的安全,电力系统防雷和防静电技术的研究变得至关重要。
二、雷电与电力系统雷电是一种自然现象,产生于大气中两个带电物体之间的放电。
当雷电击中电力系统时,它可能导致电力系统设备的瞬时故障、损坏甚至完全瘫痪。
因此,电力系统需要采取措施来减少雷电对其的影响。
1. 避免高海拔和雷电活跃地区的布置高海拔地区的电力系统更容易受到雷电的影响,因为在较高的高度,大气中的电荷更容易积聚导致雷电的发生。
因此,电力系统的布置应尽量避免高海拔地区和雷电活跃地区,以降低被雷电击中的风险。
2. 使用避雷针和避雷网避雷针和避雷网是电力系统中常用的雷电防护装置。
避雷针通常安装在建筑物或设备的顶部,通过吸引雷电并将其安全释放到大地,从而保护电力系统设备。
避雷网则覆盖在建筑物或设备周围,用于分散雷电的电流,减少对设备的伤害。
3. 接地系统的设计与维护良好的接地系统对于防止雷电对电力系统的影响非常重要。
接地系统通过将电流安全地引导到地面,避免了电力系统设备损坏和人身安全事故的发生。
因此,电力系统的接地系统需要进行合理设计和定期维护,以确保其有效性。
三、静电与电力系统静电是电荷不平衡导致的电场现象,它在电力系统中可能引发设备的故障、火灾等问题。
为了防止静电对电力系统的影响,需要采取一些技术措施。
1. 静电接地静电接地是指在设备或系统中设置合适的接地装置,将静电安全地释放到地面。
静电接地可以减少或消除静电对设备和系统的影响,保护电力系统的正常运行。
2. 消除静电积聚静电的积聚是造成电力系统静电问题的主要原因之一。
通过使用防静电材料,控制湿度,减少摩擦等方法,可以有效消除静电积聚,降低静电对电力系统的影响。
3. 静电监测与检测静电监测与检测技术可以帮助我们及时了解电力系统中的静电问题。
高压电技术课程报告书题目:电力系统防雷保护的初步研究姓名:张渊学号:103521004专业:电气工程及其自动化指导老师:孟鹏设计时间:2013年6月电子与信息工程学院电力系统防保护的初步研究一、输电线路的防雷保护 (1)1 、输电线路的感应雷过电压 (1)2、输电线路直击雷过电压 (3)3 、输电线路雷击跳闸率 (8)4、输电线路防雷措施 (11)二发电厂和变电所的防雷保护 (12)1、发电厂、变电所的直击雷保护 (12)2、发电厂、变电所的雷电侵入波防护 (15)3.变电所的进线段保护 (19)4、变电所防雷的几个具体问题 (22)5、旋转电机的防雷保护 (25)电力系统防保护的初步研究[摘要] 从发展的角度来看,电力系统的雷电灾害普遍存在,防雷工作既是传统的行业又是具有发展前景的新兴行业,因此,对于电力系统的防雷研究具有十分重要的意义。
在防雷技术规范上也只讲如何实施,而未讲为什么,面对电力、电信方面雷电防护工程,往往不敢动手。
本文通过对电力系统中发电厂、变电所和输电线路的防雷措施的应用加以介绍。
[关键词]电力防雷接地一、输电线路的防雷保护1 、输电线路的感应雷过电压当雷击线路附近大地或击于塔顶但未发生反击时,由于电磁感应,输电线路上会产生感应雷过电压。
以下将分析感应雷过电压的产生以及避雷线对感应雷过电压的屏蔽作用。
1 .感应雷过电压的产生在雷云接近输电线路上空时,线路正处于雷击与先导通道和地面构成的电场中。
由于静电感应,在导线表面电场强度E的切向分量Ex的驱动下,与雷云异号的正电荷被吸引到靠近先导通道的一段导线上排列成束缚电荷,而导线中负电荷则被排斥到导线两侧远方或结中性点逸入大地,或经中性点绝缘的线路泄漏而逸入大地,如图1-1(a)所示。
由于先导放电的发展速度远小于主放电的速度,上述电荷在导线中的移动较慢,由此引起的电流较小,相应的电压波可忽略不计,可见先导放电阶段,导线仍保持着原有电位。
主放电开始以后,先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和,由雷击所造成的静电场突然消失,于是输电线路上的束缚电荷就变成了自由电荷,所形成的电压波迅速向线路两侧传播。
这种因先导通道中电荷突然中和而引起的感应过电压称为感应雷击过电压的静电分量,如图1-1(b)所示。
图 1-1 感应雷过电压形成示意图a 先导放电阶段b 主放电阶段当发生主放电时,伴随着雷电流冲击波,在放电通道周围空间产生强大的脉冲磁场,它的磁通若有与导线相交链的情况,就会在导线中感应出一定的电压, 称为感应雷击过电压的电磁分量。
由于主放电通道与导线基本上是互相垂直的,所以电磁分量较小,通常只要考虑其静电分量。
2 .无避雷线时的感应雷过电压根据理论分析与实测结果,有关规程建议,当雷击点与电力线路之间的水平距d>65 m 时,导线上的感应雷过电压的最大值为I 100kA ≤ (1-1)式中,I 为雷电流幅值(kA);hc 为导线对地的平均高度(m);d 为雷击点与线路之间的水平距离(m) 。
在用式(1-1)时,注意到雷击地面被击点的自接地电阻较大这一特点,所以最大雷电流幅值可采用I 100kA ≤进行估算。
实测表明:感应雷过电压幅值一般不超过300~400kV,这可能使35 k V 及以下水泥杆线路出现闪络事故。
而对110kV 及以上绝缘水平较高的线路,一般不会构成威胁。
感应雷过电压的极性与雷云的极性相反,而相邻导线同时产生相同极性的感应雷过电压,因此相间不存在电位差,只存在引起对地闪络的可能,而如果两相或三相同时对地闪络,就会转化为相间闪络事故。
在d<50m 以内的雷将被线路吸引而击中线路本身。
当雷直击于导线以外的任何位置而不产生反击时,由于空中电磁场的变化,将会在导线上产生很高的感应雷过电压。
研究指出,它与导线的平均高度成正比,当无避雷线时,对一般高度的线路可用下式计算感应雷过电压最大值。
()c i c U ah = (1-2)式中,a 为感应过电压系数,单位kV/m,在数值上等于雷电流的时间陡度平均值,即a ≈I/ 2.6 (时间陡度单位为kV/μs) 。
3 .有避雷线时的感应雷过电压当导线上方挂有接地的避雷线时,由于先导电荷产生的电力线有一部分被避雷线截住, 即避雷线的屏蔽作用, 因而导线上感应的束缚电荷减少,相应的感应电压也减少。
若设避雷线与导线一样未接地,其感应雷击过电压分别为()i g U , ()i c U ,但实际上避雷线是通过每杆塔接地的,其电位为零。
这可以设想为在避雷线上又叠加了一个“()i g U -”的感应电,它将在导线上产生一个耦合电压“()0i g k U -”,这时导线上的实际感应雷过电压应为()()()()001g i c i c i g i c c h U U k U U k h ⎛⎫'=-=- ⎪⎝⎭ (1-3)式中, k0为避雷线与导线间的几何耦合系数。
可以看出,由于避雷线的屏蔽作用,导线上的感应雷击电压有所降低,降低的数值与k0值有关,线间距离越近,k0值愈大,感应过电压值愈低。
当计及电晕影响后,k0应按k=k0k1修正。
耦合系数的电晕校正系数 k1线路电压等级/kV 20~35 66~110 154~330 500双避雷线单避雷线 1.1 1.2 1.25 1.21 1.15 1.25 1.3 ~2、输电线路直击雷过电压现讨论输电线路的直击雷过电压,以中性点直接接地系统中有避雷线的线路为例进行分析,介绍避雷线对线路防直击雷的作用。
其它线路的分析原则与上相同。
雷直击于有避雷线线路的情况可分为三种,即雷击杆塔塔顶,雷击避雷线挡距中间和雷绕过避雷线击于导线—称为“绕击”,如图1-2 所示。
图 1 -2 雷击有避雷线线路的几种情况1 .雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平当雷击杆塔塔顶时,雷电流大部分流经被击杆塔及其接地电阻流入大地,小部分电流则经过避雷线由两相邻杆塔入地。
从雷击线路接地部分(避雷线、杆塔等)而引起绝缘子串闪络的角度来看,这是最严重的情况,产生的雷电过电压最高。
雷击杆塔示意图及等值电路如图1 -3所示。
(a) (b) 图1-3 雷击杆塔示意图和等效电路由于一般杆塔不高,其接地电阻R i 较小,因而从接地点反射回来的电流波立即到达塔而使入射电流加倍,因而注入线路的总电流即为雷电流i,而不是沿雷电通道波阻抗传播的入射电流2i 。
因为避雷线有分流作用,所以流经杆塔的电流i t 将小于雷电流i,有t i iβ=(1-4)式中,β称为杆塔分流系数,β值在0.16~0.92 的范围内,各种不同情况下的β值可由表1-1 查得 。
表 1-1 一般长度挡距的线路杆塔分流系数β值线路额定电压/kV避雷线根数 β 110 220 330 5001 2 1 2 2 20.900.16 0.92 0.11 0.11 0.11在工程计算中设雷电流为斜角平顶波,取波前时间T 1 =2.6μs ,则a =I/2.6,将杆塔总电感和避雷线以集中参数电感L t 和 L g 来代替, R i 为杆塔冲击接地电阻,塔顶电位u top 可由下式计算t top i t ti t di di u R i L R L dt dt β⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭ (1-5) 以di dt 2.6I IT ==代入式(1-5),则塔顶电位幅值top U 为()2.6ttop i L U I R β=+(1-6) 无避雷线时, 1,()2.6t topi LU I R β==+ (1-7)比较式(1-6 )与式(1-7)可知,由于避雷线的分流作用,降低了雷击塔顶时塔顶的电位。
当塔顶电位为top u 时,则与塔顶相连的避雷线上也将有相同的电位top u 。
由于避雷线与导线间的耦合作用,导线上将产生耦合电压k top u (k 为考虑电晕影响的耦合系数)。
此外, 由于雷电流通道电磁场的作用,在导线上尚有感应过电压(1)g c ch ah k h -。
前者与雷电流同极性,后者与雷电流反极性,所以导线电位的幅值C U 为(1)(1)g C top c top c ch U kU ah k kU ah k h =--≈-- (1-1)式中, g c h h ≈。
因此,线路绝缘子串上两端电压1i u 为塔顶电位和导线电位之差,1i u 可写为1(1)()(1)i top c top top c top c u u u u ku ah k u ah k =-=-+-=+-以式(1-6)及 2.6Ia =代入得 1()(1)2.6 2.6t c i i L hU I R k ββ=++- (1-9) 几点说明:在计算线路绝缘子串两端电压1i u 时,为简化计,假定 各电压分量的幅值均在同一时刻出现; 没有计入系统工作电压;绝缘上端电压用塔顶电位代表,忽略塔顶与横担间的电位差异;将top u 电压波沿避雷线传播而在导线上产生的耦合电压波的耦合作用系数与避雷线对top u 电压波的屏蔽作用而在导线上产生的感应雷过电压波的耦合作用系数视为同一k 值处理。
当1i u 大于绝缘子串50 %冲击放电电压U50 % 时,绝缘子串将发生闪络,与这一临界条件相对应的雷电流幅值I 显然就是这条线路雷击杆塔时的耐雷水平i I ,即50%(1)()2.6 2.6i i c i U I L h k R β=⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦ ( 1-10 )无避雷线时的耐雷水平i I '为50%2.6 2.6i i ci U I L h R '=++( 1 -1 1 )比较式(1-10)与式(1-11)可知,有避雷线的线路耐雷水平有所提高。
从式(1-10)可知,加强线路绝缘(即提高50%U ),增大耦合系数k,降低杆塔接地电阻i R 等,都能提高线路耐雷水平。
而工程实用中往往以降低i R 和提高k 值作为提高耐雷水平的主要途径。
因为一般高度的杆塔,i R 上的电压降是塔顶电位的主要成分,减小i R ,降低了塔顶电位,增大k 值(如将单避雷线改为双避雷线、加强架空地线等),可减少绝缘子串上的电压和感应雷击过电压。
2.雷击挡距中央避雷线时的过电压雷击于挡距中央的避雷线A 点(如图1 -4所示),这是雷击于避雷线最严重的情况,因为图 1 -4 雷击挡距中央的避雷线示意图这时从两侧杆塔接地点产生的负反射波抵达A 点的时间最长。
由于杆塔高度t h 相对于杆间挡距l 小很多, 因此以雷击点为时间起点负反射波到达A 点的时间为/l v ;设雷电流大小为i ,则从雷电通道波阻抗传来的电流入射波应为/2i 。
由于雷道波阻0Z 与两侧避雷线波阻g Z 的并联值(/2)g Z 近似相等,所以可近似认为波在雷击点A 处没有折、反射现象,这样每侧避雷线上的电流波将为/4i ,而i 可表示为at 计算。