雷击及过电压保护

浅谈低压配电线路的雷电过电压保护问题电源线路因多种原因产生脉冲过电压，如不采取有效措施，不仅直接威胁用电设备的安全，甚至还可能危及操作人员的生命安全。

文章通过对电源线路脉冲过电压产生的原因、如何抑制方法的分析，结合多部防雷技术规范的要求，对多年来防雷施工图审核中遇到的各种问题提出修改意见，供防雷设计、施工、施工图审核的同行参考和商讨。

标签：电源线路过电压；低压配电系统防雷技术；分析1 电源线路上脉冲过电压的产生供电回路或回路负荷的突然变化，特别是感性负荷的频繁操作，在电源线路上产生很强的反电动势，叠加到电源电压上，形成脉冲过电压；负荷（特别是大容量的负荷）电源插头座间的接触不良也会产生火花放电，形成脉冲过电压；积累大量静电荷的金属导体放电也会产生脉冲过电压；雷电产生的脉冲过电压，上述方式都将在电源线路上产生过电压。

其中雷电以如下方式产生脉冲过电压：（1）当雷击发生在电源、信号线路或附近时，在线路上会产生很强的雷电流，以波的形式沿线路快速传输，使线路和大地间形成很高的电位差，也可能产生很强的脉冲雷电流流过负载；（2）静电感应：雷云形成时，受云中电荷吸引，在下方导线上产生异性电荷接闪时空中雷云电荷中和，瞬间消失，线路上的感应电荷来不及释放，线地间产生很强的静电感应电压；（3）雷电感应：雷电接闪时会向周围空中发射很强的电磁波，频带可达几百kHz以上，幅度随着频率降低，电磁波传播距离可达几百公里以上。

雷电波不仅干扰通信设备和其它电子设备的工作，而且在周围导体上会产生很强的感应电动势，在电源、信号线路上产生感应电压。

电源、信号线路上产生脉冲过电压的原因很多，当其超过设备的承受能力，设备就会损坏。

随着科学技术的快速发展，以电子计算机为核心的电子产品日益广泛应用，雷电通过电源、信号线路对设备的危害越来越严重，为此，各种对应的防护办法相继产生。

在常用的方法中有等电位连接、屏蔽、将线路埋地引入等方法，在这里讲的是最常用的方法，即采用电涌保护器。

电气设备的防雷与过电压保护随着科技的不断发展，电气设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

然而，雷击和过电压问题成为我们在使用电气设备时需要面对的挑战之一。

本文将讨论如何有效地进行电气设备的防雷与过电压保护。

一、防雷保护雷击是指由于大气激发电荷不平衡而产生的电流放电现象。

电气设备一旦遭受雷击，会造成严重的损坏甚至失效。

因此，防雷保护是至关重要的。

1. 接地系统接地系统是防雷保护中的关键措施之一。

通过将设备的金属外壳或导体与地下的导体相连接，可以将雷击引流至大地，并减少对设备的损坏。

接地系统应该保持良好的导电性能，确保电流能够有效地通过地下导体流入地面。

2. 避雷针避雷针是传统的防雷保护工具之一。

它通常安装在高架建筑物的顶部，可以吸引雷电，并通过导线将电流引入地下。

避雷针的安装应符合相关的安全规范，并经常进行检查和维护，确保其正常工作。

3. 避雷器避雷器是一种可以吸收和分散过电压的设备。

它通常安装在电气设备的输入端，当遭遇过电压时，避雷器会迅速反应，将电压分散到接地系统中，从而保护设备免受损坏。

二、过电压保护过电压是指系统中超过额定电压的电压波动。

过电压可能是由于雷击、电力系统故障或其他原因引起的。

过电压会对电气设备造成严重的损坏，因此过电压保护也是非常重要的。

1. 过电压保护器过电压保护器是专门用于保护电气设备免受过电压的损害。

它可以迅速检测到过电压，并通过自动切断或分散电压的方式来保护设备。

过电压保护器应根据系统的需求进行适当选择，并定期检查和更换以确保其正常工作。

2. 断路器断路器是一种用于保护电气设备免受过电压的开关装置。

当系统中出现过电压时，断路器会自动切断电流，防止电流超过设备的承受能力。

选择合适的断路器对于过电压保护至关重要，并应根据设备的负载和额定电压进行合理设置。

3. 绝缘保护绝缘保护是通过绝缘材料和绝缘设备来预防过电压。

合适的绝缘材料可以减少电压波动对设备的影响，并保护设备免受过电压的损害。

基础知识雷电侵入波的过电压保护（一）电力交流4群：458622441为了防止雷电侵入波对变电站电气设备绝缘造成击穿损坏，应采取措施减少近区雷击闪络，并且要合理配置避雷器，使雷电侵入波通过避雷器对地放电，将能量泄露掉，这样就不致对电气设备的绝缘造成威胁。

因此对雷电侵入波的过电压保护主要措施有变电站进线端保护、变电站母线装设避雷器、主变压器中性点装设避雷器、与架空线路直接连接的电力电缆终端头处装设避雷器等。

变电站进线端保护目的防止进入变电站的架空线路在近区遭受直接雷击，并对由远方输入的雷电侵入波通过避雷器或电缆线路、串联电抗器等将其过电压数值限制到一个对电气设备没有危险的较小数值。

具体措施（1）未沿全线装设避雷线的35-110KV架空送电线路，应在变电站1-2Km的进线端架设避雷线。

如果该进线隔离开关或断路器在雷雨季经常开路运行，同时线路侧又带电，则必须在进线端的末端，即靠近隔离开关或短路器处装设一组排气式避雷器或阀型避雷器。

（2）对于3-10KV配电装置（或电力变压器）其进线防雷保护和母线防雷保护的接线方式如图。

3-10KV主变压器的最大电气距离从图中可知配电装置的每组母线上装设站用阀型避雷器FZ一组；在每路架空进线上也装设配电线路用阀型避雷器FS一组，有电缆段的架空线路避雷器应装设在电缆头附近，其接地端应和电缆金属外皮相连；如果进线电缆在与母线相连时串接电抗器，则应在电抗器和电缆头之间增加一组阀型避雷器。

实际上无论电缆进线或架空进线，只要与母线之间的隔离开关或断路器在夏季雷雨季节时经常处于断路状态，而线路侧又带电时，只要与母线之间的隔离开关或断路器在夏季雷雨季节时经常处于断路状态，而线路侧又带电时，则靠近隔离开关或断路器处必须装设一组阀型避雷器，以防止雷电侵入波遇到断口时无法进行，出现反射而使绝缘击穿造成事故。

雷电进行波沿着电力线路往前进行时，这就是波的反射。

雷电反射波与进行波两者叠加，其电压数值为原有进行波的2倍，对电气设备容易造成击穿。

雷击过电压的防护措施
雷击过电压防护措施：
① 安装避雷针或避雷带，引导雷电安全入地；
② 在重要设备附近设置电涌保护器（SPD），吸收过电压；
③ 采用等电位连接，将金属物体连接在一起，减少电位差；
④ 确保接地系统良好，接地电阻符合安全标准；
⑤ 电缆进出建筑物处加装屏蔽层，防止感应雷侵入；
⑥ 重要电路使用隔离变压器，增加电气隔离；
⑦ 定期检查防雷设施，确保其功能正常；
⑧ 敏感设备加装稳压电源，避免电压波动损害；
⑨ 在雷电多发地区，增加防护措施的密度和强度；
⑩ 提高建筑物本身的屏蔽性能，减少直击雷的危害；
⑪ 对于户外设备，尽可能采用地下布线方式；
⑫ 加强员工安全教育，了解雷电防护的基本知识。

10kV配电线路防雷保护措施摘要：10kv 配电线路在运行过程中遭遇雷击的事故时有发生，这不仅影响到配电线路的运行，给工农业的发展带来损失。

本文首先说明了10kV 配电线路雷击过电压形式，然后分析了发生雷害事故的危害和主要原因，最后详细阐述了10kV 配电线路防雷保护措施。

关键词：10kV；配电线路；防雷；过电压；绝缘一、10kV 配电线路雷击过电压形式（一）直击雷过电压直击雷过电压是雷云击中杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体泄入大地，在该物体上产生的很高的电压降。

（二）感应雷过电压研究表明，10k V 架空配电线路由雷击引起线路闪络或故障的主要因素不是直击雷过电压而是感应雷过电压，配电线路遭受直接雷过电压的概率很小，约占雷害事故的 20%，感应雷过电压导致的故障比例超过 80%。

因此 10k V 配电线路的防雷研究主要针对感应雷过电压。

二、发生雷害事故的危害和主要原因分析（一）雷害事故的危害雷害事故是难以完全避免的一种的灾害，而一旦发生雷害，对于电力装置和配电电缆甚至是周边的一些建筑物，都会造成一定程度的破坏和影响，雷击事故的危害，主要体现在两个方面：1、一般情况下，雷害事故的的雷击过电压都会超过80k V，从而容易击穿电器绝缘，会使得电力设备发生闪络的现象，轻则造成电路跳闸，使得周围一定范围内的区域大面积停电，影响周边居民的正常生活和生产，重则可能由此引起电力火灾或者造成路过的人民群众的触电；2、一旦发生雷害事故，电力企业势必要对电力装置或配电电缆进行维修抢救，如果雷害事故发生频率较高，将会对电力企业造成巨大的经济损失，也使得企业的运营成本大幅度上涨，降低了电力企业的经济效益，不利于电力行业的发展。

（二）发生雷害事故的主要原因分析1、根据相关调查发现，我国目前对于10k V配电线路防雷的资金投入还不多，导致10kV 配电线路防雷水平设施存在很多缺陷，甚至有一些配电设备还没有安装足够的防雷装置。

母线架的防雷和过电压保护措施母线架是电力系统中重要的组成部分，用于传输电能，连接不同的电力设备。

然而，由于天气和其他外界因素的影响，母线架常常面临着雷击和过电压等电力故障的风险。

为了确保电力系统的安全稳定运行，必须采取相应的防雷和过电压保护措施。

第一，合理的接地系统是保护母线架的关键。

良好的接地系统可以提供低阻抗路径，将雷电和过电压迅速导入地下。

接地电阻应控制在规定范围内，以确保母线架的防雷能力。

通常，采用接地网来实现接地，接地网应具备足够的导电能力，且排列合理，确保均匀接地。

第二，安装雷电感应器和避雷针是常见的防雷措施。

雷电感应器可以通过接地，吸收和放散雷电能量，降低雷击风险。

避雷针则可以分散雷电的集中能量，减少雷击的可能性。

在母线架周围设置足够数量的雷电感应器和避雷针，可以有效地保护母线架免受雷击的影响。

第三，过电压保护器也是必不可少的保护措施之一。

母线架在电力系统中承担了重要的电能传输任务，因此需要保护器来保护其免受过电压的损害。

过电压保护器可以根据电力系统的运行情况，在过电压发生时迅速引导和放散过电压，以保护母线架和其他电力设备。

常见的过电压保护器包括避雷器、过电压限制器和过电压释放器等。

第四，合理的绝缘设计对于防止过电压损害也非常重要。

绝缘设计应考虑到电力系统中可能出现的各种过电压情况，采用适当的绝缘材料和结构，确保母线架和其他设备之间的绝缘性能达到要求。

此外，绝缘检测和维护工作也应定期进行，确保绝缘材料的完好性和可靠性。

第五，监测和维护工作对于保护母线架的防雷和过电压能力也至关重要。

监测系统可以实时监测母线架的运行状态和电气参数，及时发现故障和异常情况。

维护工作包括定期的检查和维护，例如清洁绝缘子、检查接地电阻和更换老化的保护器等，以确保母线架始终处于良好的运行状态。

总之，母线架的防雷和过电压保护措施是确保电力系统安全稳定运行的重要环节。

合理的接地系统、雷电感应器和避雷针的设置、过电压保护器的应用、合理的绝缘设计以及监测和维护工作的进行都是保护母线架的关键措施。

SPD的工作原理SPD全称为Surge Protective Device，即过电压保护器或过电压保护装置。

它是一种具有防雷击和过电压保护功能的电气设备，广泛应用于电力系统、电信系统、计算机设备等领域，用于保护电气设备免受过电压引起的损坏。

首先，SPD的电气特性具有两个重要参数：击穿电压和接口电压。

击穿电压是指SPD开始导通的电压值，也称为闪络电压；接口电压是SPD连接的电压设备允许的最大电压值。

SPD的工作原理涉及到电压感应、电荷转移和能量吸收等过程。

当系统的电压超过了SPD的击穿电压时，SPD开始导通，并形成低阻抗通路，将剩余的过电压引导到地。

这样做的目的是将过电压从设备或系统中引导出来，以保护设备免受过电压的伤害。

具体来说，SPD的工作原理包括以下几个步骤：1.监测电压：SPD通过电极感应系统监测电压。

当电压超过SPD的击穿电压时，SPD的内部电路中的电阻值会发生变化。

2.装置导通：SPD发现电压超过击穿电压后，它的内部电路会迅速变为低阻抗，形成一条通路，将过电压引导到地。

3.释放电荷：SPD开始释放电荷，将过电压引导到地。

SPD内部通常包含一个大电容器，用于吸收和释放电荷。

电荷的释放过程会导致一定的能量损耗。

4.回归正常：当SPD完成了过电压引导后，它的电路会逐渐恢复到正常状态，继续监测系统电压。

需要注意的是，SPD的工作过程非常快速，通常在纳秒级别完成。

它能够迅速感应和响应过电压，并将其转移到地上，避免过电压对设备或系统的损害。

此外，SPD还具有自我检测和自我维护功能，可定期检查自身的工作状态，确保其正常运行。

总之，SPD通过感应、转移和吸收过电压的方式来保护电气设备免受过电压的影响。

它的工作原理基于监测电压、导通通路和释放电荷等关键步骤，以保护设备和系统的安全运行。

SPD的有效工作需要考虑到击穿电压、接口电压、电耐受性和接地等因素，以确保其可靠性和稳定性。

第 13 套试卷答案查看试卷所属书目：供配电专业试卷所属章节：防雷及过电压保护试卷备注：防雷及过电压保护第 1 页/共31 页第 3 页/共31 页您的答案： D13.建造物按防雷要求分为（）类。

A. 一；B. 二；C. 三；D. 四。

准确答案： C 本试题为13.0 章节试题您的答案： B14.自立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷线的各支柱处应至少设（）根引下线。

A. 一根；B. 二根；C. 三根D. 四根。

准确答案： A 本试题为13.0 章节试题您的答案： A15.自立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有自立的接地装置，每一根引下线的冲击接地电阻不宜大于（）。

A. 1.0；B. 4；C. 5；D. 10。

准确答案： D 本试题为13.0 章节试题您的答案： D16.第一类防雷建造物，防雷电感应的接地装置和电气设备接地装置第 5 页/共31 页共用，其工频接地电阻不应大于（）W。

A. 1.0；B. 4；C. 5；D. 10。

准确答案： D 本试题为13.0 章节试题您的答案： D17.进出第一类防雷建造物的架空金属管道，在进出建造物处，应与防雷电感应的接地装置相连。

距离建造物100m内的管道，应每隔25m 左右接地一次，其冲击接地电阻不应大于（）。

A. 5；B. 10；C. 15；D. 20。

准确答案： D 本试题为13.0 章节试题您的答案： B18.第一类防雷建造物应装设均压环，所有引下线、建造物的金属结构和金属设备均应连到环上，环间垂直距离不应大于（）。

A. 10m；B. 12m；C. 14m；D. 16m。

准确答案： B 本试题为13.0 章节试题您的答案： D19.第一类防雷建造物，防直击雷的接地装置应围绕建造物敷设成环形接地体，每根引下线的冲击接地电阻不应大于（）。

B. 10；C. 15；D. 20。

准确答案： B 本试题为13.0 章节试题您的答案： B20.第二类防雷建造物每根引下线的冲击接地电阻不应大于（）。

电力系统过电压的防护措施引言：电力系统过电压是指电力系统中电压超过额定值的现象，可能对电力设备和系统造成严重损坏。

为了保护电力系统的正常运行和设备的安全性，必须采取一系列的过电压防护措施。

本文将介绍几种常见的过电压防护措施，以确保电力系统的稳定运行。

一、过电压的原因过电压通常由以下几个原因引起：1. 外部原因：如雷击、电网故障、电力负荷突变等。

2. 内部原因：如电力设备故障、电力系统操作失误等。

二、过电压防护措施1. 避雷器的应用避雷器是一种常见的过电压防护设备，用于保护电力设备免受雷击和电网故障引起的过电压。

避雷器能够迅速将过电压引入地，保护设备免受损坏。

在电力系统中，避雷器通常安装在变压器、母线、电缆等关键设备的进出线路上。

2. 过电压保护装置的应用过电压保护装置是一种自动保护设备，能够监测电力系统中的电压，并在电压超过设定值时迅速切断电路，以保护设备免受过电压的影响。

过电压保护装置通常安装在电力系统的关键位置，如变压器、发电机、电缆等。

3. 耐压等级的选择在设计电力系统时，应根据系统的工作电压和设备的耐压等级选择合适的设备。

设备的耐压等级应大于系统中可能出现的最高电压，以确保设备在过电压情况下不会损坏。

4. 接地系统的建设良好的接地系统是防止过电压的重要手段之一。

通过合理设计和建设接地系统，可以将过电压迅速引入地，保护设备免受损坏。

接地系统应包括接地网、接地极、接地装置等。

5. 过电压监测与维护定期对电力系统进行过电压监测和维护是防止过电压的有效手段。

通过监测系统中的电压变化，及时发现并处理可能引起过电压的故障，以保护设备的安全运行。

6. 教育与培训加强对电力系统过电压防护的教育与培训，提高工作人员的安全意识和技能水平，是确保过电压防护措施有效实施的重要环节。

工作人员应了解过电压的危害性，掌握正确的操作方法和应急处理措施。

结论：电力系统过电压的防护措施是确保电力系统安全运行的重要保障。

通过合理应用避雷器、过电压保护装置，选择合适的耐压等级，建设良好的接地系统，定期监测和维护电力系统，加强教育与培训，可以有效预防和减少过电压对电力设备和系统的损害。

雷电过电压及防护雷电放电涉及气象、地形地质等许多自然因素，有很大的随机性，因而表征雷电特性的各种参数也就带有统计的性质。

许多国家地区都选择典型地区地点建立雷电观测站，并在输电线路和变电站中附设观测装置，进行长期而系统的雷电观测，将观测的数据进行系统的分析，得到相应的雷电参数，为研究和防雷提供依据，从而进行保护。

一、雷电参数雷暴日：每年中有雷电的天数。

雷暴小时：每年中有雷电的小时数。

年平均雷暴日不超过15 的地区为少雷区；超过40 的为多雷区；超过90 的地区及根据运行经验雷害特别严重的地区为强雷区地面落雷密度γ：每一个雷暴日、每平方公里对地面落雷次数。

电力行业标准DL/T620-1997建议取γ= 0.07次／平方公里. 雷电日。

雷电通道波阻抗：雷电通道如同一个导体，雷电流在导体中流动，对电流波呈现一定的阻抗，该阻抗叫做雷电通道波阻抗（规程建议取300 ~ 400Ω）雷电流的极性：国内外实测结果表明，负极性雷占绝大多数，约占75 ~ 90 %。

雷电流幅值雷电流：雷击具有一定参数的物体时，若被击物阻抗为零，流过被击物的电流规程规定，雷电流是指雷击于的低接地电阻物体时，流过该物体的电流。

雷电流波头：1 ~ 5 μs 范围内变化，多为2.5 ~ 2.6 μs，规程规定取2.6 μs；雷电流波长：20 ~ 100 μs ，多数为50 μs 左右。

为简化计算，视为无限长；雷电流陡度：陡度α与幅值I 有线性的关系，即幅值愈大，陡度也愈大。

一般认为陡度超过50 kA/μs 的雷电流出现的概率已经很小（约为0.04）波形：二、防雷的基本措施1、避雷针和避雷线避雷针（线）的保护原理当雷云的先导向下发展，高出地面的避雷针（线）顶端形成局部电场强度集中的空间，以至有可能影响下行先导的发展方向，使其仅对避雷针（线）放电，从而使得避雷针（线）附近的物体免遭雷击。

对避雷针（线）的要求（1）为了使雷电流顺利地泄入大地，故要求避雷针（线）应有良好的接地装置。

抑制过电压保护的方法是抑制过电压保护的方法是指为了保护电气设备和电路免受突然出现的过电压损害，采取的各种措施和方法。

过电压是指电压在超过设定值的时候发生的短暂性的、大幅度的电压变化。

过电压的产生可能是由于各种原因，如雷击、电力系统负载突然变化、开关操作时的电压暂升、设备故障以及电网电压突变等。

如果不采取适当的保护措施，过电压会对电气设备和电路造成损坏以及带来严重的安全隐患。

抑制过电压保护的方法主要包括以下几个方面：1. 接地保护：通过电气系统的接地装置来接地，从而将额外的电荷引导至地下，以减小过电压带来的影响。

常用的接地方式有TN系统、TT系统和IT系统等。

2. 温度保护：电气设备在工作过程中会产生热量，当过电压发生时可能会导致温度升高，从而造成设备寿命缩短甚至烧毁。

因此，在电气设备设计时应考虑合理的散热系统和过热保护装置，以确保设备不会过度受热。

3. 雷击保护：雷击是导致过电压的主要原因之一。

为了保护电气设备免遭雷击带来的危害，可以在建筑物外部安装接闪器和避雷装置，在关键设备处安装过电压保护器等。

4. 过电压保护器的应用：过电压保护器是一种用来检测和抑制过电压的电气设备。

它能够及时侦测并迅速切断超过设定值的过电压，以防止电气设备受到损害。

常见的过电压保护器包括避雷器、浪涌保护器、降压器等。

5. 负载调节和分布：通过合理安排电气负载，均衡电气设备和电路的工作状态，可以减小电气系统发生过电压的概率。

同时，可以考虑采用分布式电源供电方式，使整个系统更加稳定可靠。

6. 增强绝缘：采用合适的绝缘材料和绝缘结构，来提高设备和电缆的绝缘性能，避免因绝缘破损而导致的过电压问题。

总结起来，抑制过电压的保护方法包括接地保护、温度保护、雷击保护、过电压保护器的应用、负载调节和分布、增强绝缘等。

通过综合运用以上方法，可以有效保护电气设备和电路，减小过电压对其造成的损害和影响。

继电器的防雷击和过电压保护设计继电器在控制电路中具有非常重要的作用，它可以将小电流控制的信号转换为大电流控制的信号，实现电路的开关控制。

然而，在实际使用中，继电器常常面临着雷击和过电压等风险，这些因素可能导致继电器的损坏或功能失效。

因此，适当的防雷击和过电压保护设计对于维护继电器的正常运行至关重要。

针对继电器的防雷击和过电压保护设计，我们可以采取以下几种措施：1. 使用电源滤波器和稳压器电源滤波器可以有效地滤除电源中的噪声和干扰信号，使继电器不受这些外部因素的影响。

稳压器可以防止电源电压的波动对继电器造成损害。

这样可以保证继电器供电的稳定性和可靠性。

2. 使用过电压保护装置过电压保护装置可以监测电路中的电压变化，并在电压超过安全范围时迅速切断电源，以保护继电器和其他设备不受过电压的侵害。

过电压保护装置通常包括避雷器、放电管等元件，可以有效降低雷击和过电压对继电器的损害。

3. 设计合适的接线和接地在继电器连接和接线时，应尽量保持线路简洁，减少线路的长度和面积。

合理布置继电器的线路和接线，可以降低电磁干扰的影响，提高继电器的工作可靠性。

另外，正确的接地设计也是防雷击和过电压保护的重要一环，可以将雷击和过电压流入地下，保持电路的稳定性。

4. 选择合适的继电器类型在继电器的选择上，应根据实际应用需求选择合适的继电器类型。

不同类型的继电器具有不同的特性和耐压能力。

因此，根据具体应用场景的需求，选择具有较高耐压水平的继电器能够增加设备的抗雷击和过电压的能力。

5. 进行定期检测和维护继电器的防雷击和过电压保护设计不仅仅是一次性的任务，定期检测和维护也是保持继电器正常运行的重要环节。

定期检测继电器的性能和连接状态，保持继电器的清洁和良好的通风，可以提高继电器的使用寿命和可靠性。

总结起来，继电器的防雷击和过电压保护设计是确保继电器稳定运行的关键一环。

通过使用电源滤波器和稳压器、过电压保护装置、合适的接线和接地，选择合适的继电器类型，以及定期检测和维护等措施，可以有效降低雷击和过电压对继电器的损害，提高继电器的可靠性和使用寿命。