第八章雷电及防雷装置

《高电压技术》复习纲要第一篇 高电压绝缘及试验第一章 电介质的极化、电导和损毁高压（HV ）：10~220kV 超高压（EHV ）：330~750kV 特高压（UHV ）：1000kV 及以上电介质中的能量损耗：在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗，总称为电介质的损耗。

介质损耗角 δ 为功率因数角 φ 的余角，其正切 tg δ 又可称为介质损耗因数，常用百分数（%）来表示。

定义δ 为介质损失角，是功率因数角ϕ 的余角 介质损失角正切值tg δ ，如同εr 一样，取决于材料的特性，而与材料尺寸无关，可以方便地表示介质的品质1-4电介质电导与金属电导的本质区别？电介质电导主要为离子式电导，即电解式电导；金属电导主要为自由电子电导。

R 3i 3 CI 2 RI 2 3I 1I CRIItg =δ第二章 气体放电的物理过程气体的电离形式：碰撞电离：气体放电中，碰撞电离主要是电子和气体分子碰撞而引起的 在电场作用下，电子被加速而获得动能。

当电子的动能满足如下条件时，将引起碰掩电离光电离：光辐射引起的气体分子的电离过程称为光电离 热电离：因气体热状态引起的电离过程称为热电离 负离子的形成：有时电子和气体分子碰撞非但没有电离出新电子，反而是碰撞电子附着分子，形成了负离子表面电离：气体中的电子也可能是从金属电极的表面电离出来的（逸出功：从金属表面电极表面逸出电子需要一定的能量，通常称为逸出功）汤逊气体放电理论：汤逊理论认为，当pS 较小时，电子的碰撞电离和正离子撞击阴极造成的表面电离起着主要作用，气隙的击穿电压大体上是pS 的函数 流注气体放电理论：认为电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调了空间电荷畸变电场的作用汤逊理论适用于均匀电场，流注理论适用于不均匀电场巴申曲线：假设S 保持不变，当P 增大时，电子的平均自由行程缩短了，相邻两次碰撞之间，电子积聚到足够动能的几率减小了。

第八章雷电放电及防雷保护装置避雷针（线）的保护范围计算避雷器：保护间隙与管型避雷器原理，优缺点，应用范围，阀型避雷器的结构、原理、主要特性、分类及应用场合，氧化锌避雷器*防雷接地：接地分类，雷电流通过接地体向土壤流散时的物理过程，冲击系数。

第一节雷电参数电力系统中的大气过电压主要由雷电放电所造成的。

为了对大气过电压进行计算和采取合理的防护措施，必须掌握雷电的雷电的电气参数。

雷电形成过程如下：雷电先导通道带有与雷云极性相同的电荷（一般雷云多为负极性），自雷云向大地发展。

由于雷云及先导作用，大地被感应出与雷云极性相反的电荷。

当先导发展到离大地一定距离时，先导头部与大地之间的空气间隙会被击穿，雷电通道中的主放电过程开始，主放电自雷击点沿通道向上发展，若大地的土壤电阻率为零，则主放电所到之处的电位即降为零电位。

具体情况如下图所示：从雷电过电压计算和防雷设计的角度来看，值得注意的雷电参数如下：1．雷暴日及雷暴小时：一天或一小时内听见一次雷声计为一个雷暴电日或雷暴电小时以年雷暴电日或年雷暴电小时表征不同地区雷电活动的强度2．地面落雷密度(γ)：一个雷电日中，地面每平方千米面积内落雷次数γ＝0.07（次/km2·雷电日)3．雷电通道波阻抗(Z0)：300Ώ左右4．雷电的极性：90%的雷电流为负极性，因此电气设备防雷保护及进行绝缘配合时都是以负极性的雷电冲击波进行分析研究5．雷电流幅值(I)：雷电流定义：流经被击物阻抗z＝0的电流雷电流幅值是表示雷电强度的指标,也是产生雷电过电压的根源，所以是最重要的雷电参数。

雷电流幅值概率分布公式：6．雷电流的波前时间、陡度及波长：τt=2.6μs τ=50 μs (2.6/50 μs波）7．雷电流的计算波形在防雷计算中，可按不同的要求，采用不同的计算波形。

常用的有以下几种计算波形：（1）双指数波：（2）半余弦波（3）斜角与斜角平顶波8．等值电路：（略）)(tt eeIiφα---=)()(111时时Tt IaTiTtati>==≤=)cos1(2ti Iω-=第二节 避雷针、避雷线的保护范围为了防止设备遭受到直接雷击，通常采用装设高于被保护物的避雷针，其作用是将雷电吸引到避雷针上并安全的将电流引入大地，从而保护了设备。

《高压电技术》课程复习要点课程名称：《高压电技术》适用专业：2016级电力系统自动化（专科业余函授）辅导教材：《高电压技术（第三版）》常美生主编中国电力出版社复习要点：第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。

要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。

第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。

要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。

第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击穿电压的方法；的电气特性。

要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。

第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。

要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。

第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。

要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。

第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。

要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。

第七章输电线路和绕组中的波过程内容：单导线线路中的波过程；行波的折射与反射；行波通过串联电感和并联电容；行波的多次折反射。

要求：掌握波沿均匀无损单导线的传播；掌握行波的折射和反射；掌握波作用于单绕组时引起的振SF6气体荡、三相绕组的波过程及波在变压器绕组间的传播。

第八章雷电及防雷装置内容：雷电参数；避雷针与避雷器；接地装置。

要求：了解雷电参数和雷击过电压的基本分类；掌握各种防雷装置的基本原理和防雷性能；掌握防雷接地。

《中华人民共和国防雷减灾管理办法》第一章总则第一条为了加强雷电灾害防御工作，保护国家利益和人民生命财产安全，促进经济建设和社会发展，依据《中华人民共和国气象法》有关规定，制定本办法。

第二条在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域内从事防雷减灾活动的组织和个人，应当遵守本办法。

本办法所称防雷减灾是指防御和减轻雷电灾害的活动，包括雷电灾害的研究、监测、预警、防御等。

第三条防雷减灾工作，实行预防为主、防治结合的方针。

第四条国务院气象主管机构负责组织管理和指导全国防雷减灾工作。

地方各级气象主管机构在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下，负责组织管理本行政区域内的防雷减灾工作。

国务院其他有关部门和地方各级人民政府其他有关部门所属的防雷减灾机构，应当接受同级气象主管机构的行业管理，密切合作，共同好防雷减灾工作。

第五条国家鼓励和支持防雷减灾的科学技术研究和开发，推广应用防雷科技研究成果，提高防雷技术水平，开展防雷减灾科普宣传，增强全国防雷减灾意识。

第六条外国组织和个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事防雷减灾活动，必须经国务院气象主管机构会同有关部门批准。

第二章监测与预警第七条各级气象主管机构应当会同有关部门组织对防雷减灾技术、防雷产品以及雷电监测、预警系统的研究和开发。

第八条国务院气象主管机构应当组织有关部门按照合理布局、信息共享、有效利用的原则，组建全国雷电监测网，编制雷电灾害防御规划，避免重复建设。

第九条各级气象主管机构应当加强雷电灾害预警系统的建设工作，提高雷电灾害预警和防雷减灾服务能力。

第三章防雷工程专业设计与施工第十条新建、扩建的建筑物、构筑物和其他设施需要安装的雷电灾害防装置（以下简称防雷装置），应当符合国务院气象主管机构规定的使用要求，并由具有相应防雷工程专业设计或者施工资质的单位承担设计或者施工。

本办法所称防雷装置是指接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体等防雷产品和设施的总称。

雷电及防雷保护装置简介1. 引言雷电是一种自然现象，它带来的强烈电流和电压波动可能对电子设备和人身安全造成严重威胁。

为了保护电子设备免受雷击的侵害，人们开发了各种防雷保护装置。

本文将介绍雷电的原理和一些常见的防雷保护装置。

2. 雷电原理雷电是由大气中云与地表之间的电位差引发的放电现象。

当云与地面或建筑物之间的电压达到一定程度时，将发生电流的放电现象，电流沿着路径瞬间流动，产生强大的能量释放。

这种释放可能导致设备损坏、火灾或人员伤亡。

3. 防雷保护装置的分类根据防雷装置的作用方式和工作原理，可以将防雷保护装置分为以下几类：3.1 避雷针避雷针是一种通过尖端释放电荷以减少云与地球之间电势差的装置。

它通常安装在建筑物的高处，当云层形成电荷时，避雷针会将电荷引导到地面，从而避免了雷电放电。

3.2 避雷器避雷器是一种用来吸收剩余电荷并将其分散到地面的装置。

它通常由金属氧化物构成，当电压超过设定值时，避雷器将导电，吸收过剩电流并将其释放到地面。

3.3 防雷网防雷网是一种通过导电网格将雷电压力分散到地面，从而保护设备和建筑物不受雷击的装置。

它可以在建筑物周围或设备附近安装。

3.4 接地系统接地系统是一种将电流引导到地面的装置。

通过使用导体材料和良好的接地电极，接地系统能够将电流引导到地面，从而减少设备和人员受雷击的风险。

4. 防雷保护装置的安装与维护为了确保防雷保护装置的有效性，正确的安装和维护是必不可少的。

以下是一些常见的安装和维护注意事项：•安装防雷装置时，应根据建筑物的结构和特点选择合适的防雷装置类型。

•根据设备和建筑物的需求，合理安排防雷装置的数量和布局。

•定期检查和测试防雷装置，确保其正常工作。

•在雷电活动频繁的地区，应定期进行维护和更新，确保防雷装置的可靠性。

5. 结论雷电是一种具有潜在危险的自然现象，对设备和人员的损害可能造成严重后果。

防雷保护装置的使用可以有效地减少雷电对电子设备和人身安全的威胁。

第八章雷电过电压及防护8-1试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。

8-2试述雷电流幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。

8-3雷电过电压是如何形成的？8-4某变电所配电构架高11m，宽10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架至少5m。

试计算避雷针最低高度。

8-5设某变电所的四支等高避雷针，高度为25m，布置在边长为42m的正方形的四个顶点上，试绘出高度为11m的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度。

8-6什么是避雷线的保护角？保护角对线路绕击有何影响？8-7试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点。

8-8试比较普通阀式避雷器与金属氧化物避雷器的性能，说说金属氧化物避雷器有哪些优点？8-9试述金属氧化物避雷器的特性和各项参数的意义。

8-10限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？8-11平原地区110kV单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由6×X－7组成，长R为7Ω，导线和避雷线的直径分别为1.2m，其正极性U50%为700kV，杆塔冲击接地电阻i为21.5mm和7.8mm，15℃时避雷线弧垂2.8m，下导线弧垂5.3m，其它数据标注在图中，单位为m，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。

习题8-11图8-12某平原地区550kV输电线路档距为400m，导线水平布置，导线悬挂高度为28.15m，相间距离为12.5m，15℃时弧垂12.5m。

导线四分裂，半径为11.75mm，分裂距离0.45m(等值半径为19.8cm)。

两根避雷线半径5.3mm，相距21.4m，其悬挂高度为37m，15℃时弧垂9.5m。

杆塔电杆15.6μH，冲击接地电阻为10Ω。

线路采用28片XP-16绝缘子，串长4.48m，其正极性U50%为2.35MV，负极性U50%为2.74MV，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。

《国家防雷减灾管理办法》第一章第一章总则第一条：为了加强雷电灾害防防御工作，保护国家利益和人民生命财产安全，促进经济建设和社会发展，依据《中华人民共和国气象法》有关规定，制定本办法。

第二条：在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域内从事防雷减灾活动的组织和个人，应当遵守本办法。

本办法所称的防雷减灾是指防御和减轻雷电灾害的活动，包括雷电灾害的研究、监测、预警、防御等。

第三条：防雷减灾工作，实行预防为主，防治结合的方针。

第四条：国务院气象主管机构负责组织管理和指导全国防雷减灾工作。

地方各级气象主管机构在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下，负责组织管理本行政区域内的防雷减灾工作。

国务院其他有关部门和地方各级人民政府其他有关部门所属的防雷减灾机构，应当接受同级气象主管机构的行业管理，密切合作，共同做好防雷减灾工作。

第五条：国家鼓励和支持防雷减灾的科学技术研究和开发，推广应用防雷科技研究成果，提高防雷技术水平，开展防雷减灾科普宣传，增强全民防雷减灾意识。

第六条：外国组织和个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事防雷减灾活动，必须经国务院气象主管机构人同有关部门批准。

第二章监测与预警第七条：各级气象主管机构应当会同有关部门组织对防雷减灾技术、防雷产品以及雷电监测、预警系统的研究和开发。

第八条：国务院气象主管机构应当组织有关部门按照合布局、信息共享、有效利用的原则，组建全国雷电监测网，编制雷电灾害防御规划，避免重复建设。

第九条：各级气象主管机构应当加强雷电灾害预警系统的建设工作，提高雷电灾害预警和防雷减灾服务能力。

第三章防雷工程专业设计与施工第十条：新建、扩建、改建的建筑物、构筑物和其他设施需要安装的雷电灾害防护装置（以下简称防雷装置），应当符合国务院气象主管机构规定的使用要求，并由具有相应防雷工程专业设计或者施工资质的单位承担设计或者施工。

本办法所称防雷装置是指接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体等防雷产品和设施的总称。

防雷装置安全管理制度第一章绪论为了加强对防雷装置的安全管理，保障人身和财产安全，推动相关企事业单位的安全生产工作，制定本制度。

第二章总则1. 本制度适用于所有使用防雷装置的企事业单位，包括但不限于工厂、学校、医院、商场及居民社区等。

2. 防雷装置安全管理应当按照国家相关规定，并结合本单位实际情况制定。

3. 各级领导和责任部门应当亲力亲为，抓好防雷装置安全管理工作。

第三章防雷装置安全管理的主要任务1. 制定详细的防雷装置安全管理制度和流程，确保防雷装置的有效运行。

2. 加强对防雷装置的巡检和维护保养，确保设备的正常运行。

3. 组织人员进行防雷装置安全培训，提高员工的防雷意识和操作技能。

4. 定期开展防雷装置安全检查，及时发现并消除问题隐患。

5. 做好防雷装置安全事故的应急预案和处理工作。

第四章防雷装置安全管理的具体要求1. 制定防雷装置安全管理制度，并组织实施。

2. 确保防雷装置的准确、可靠运行，及时发现并消除设备故障。

3. 做好对防雷装置的巡检工作，建立巡检记录和设备台账。

4. 对防雷装置进行定期维护保养，保证设备的清洁、整齐、无故障。

5. 对防雷装置使用人员进行培训，提高员工的防雷意识和操作技能。

6. 制定防雷装置安全事故应急预案，确保在发生事故时能够迅速、有效的进行应急处理。

7. 定期组织安全生产培训，提高员工的安全生产意识。

第五章防雷装置安全管理的责任制1. 企事业单位的领导要高度重视防雷装置的安全管理工作，对防雷装置安全管理工作负总责，并定期对工作进行检查和评估。

2. 生产、管理、维护人员要切实履行好防雷装置的安全管理职责，严格按照相关规定和工作程序进行操作。

3. 安全管理部门要加强对防雷装置安全管理工作的监督、检查和指导。

4. 各级监管部门要加大对防雷装置安全管理工作的监督力度，及时发现和纠正安全管理中存在的问题。

第六章防雷装置安全管理的检查和评估1. 企事业单位要建立健全防雷装置安全管理检查和评估制度，定期开展防雷装置安全管理的检查和评估。

防雷减灾管理办法中国气象局第20号令来源：创建部门：北京市气象局/法规处发布时间：字体：【大】【中】【小】2011-12-23 09:34:57第一章总则第一条为了加强雷电灾害防御工作，规范雷电灾害管理，提高雷电灾害防御能力和水平，保护国家利益和人民生命财产安全，维护公共安全，促进经济建设和社会发展，依据《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国行政许可法》和《气象灾害防御条例》等法律、法规的有关规定，制定本办法。

第二条在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域内从事雷电灾害防御活动的组织和个人，应当遵守本办法。

本办法所称雷电灾害防御（以下简称防雷减灾），是指防御和减轻雷电灾害的活动，包括雷电和雷电灾害的研究、监测、预警、风险评估、防护以及雷电灾害的调查、鉴定等。

第三条防雷减灾工作，实行安全第一、预防为主、防治结合的原则。

第四条国务院气象主管机构负责组织管理和指导全国防雷减灾工作。

地方各级气象主管机构在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下，负责组织管理本行政区域内的防雷减灾工作。

国务院其他有关部门和地方各级人民政府其他有关部门应当按照职责做好本部门和本单位的防雷减灾工作，并接受同级气象主管机构的监督管理。

第五条国家鼓励和支持防雷减灾的科学技术研究和开发，推广应用防雷科技研究成果，加强防雷标准化工作，提高防雷技术水平，开展防雷减灾科普宣传，增强全民防雷减灾意识。

第六条外国组织和个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事防雷减灾活动，应当经国务院气象主管机构会同有关部门批准，并在当地省级气象主管机构备案，接受当地省级气象主管机构的监督管理。

第二章监测与预警第七条国务院气象主管机构应当组织有关部门按照合理布局、信息共享、有效利用的原则，规划全国雷电监测网，避免重复建设。

地方各级气象主管机构应当组织本行政区域内的雷电监测网建设，以防御雷电灾害。

第八条各级气象主管机构应当加强雷电灾害预警系统的建设工作，提高雷电灾害预警和防雷减灾服务能力。

雷电的危害及防雷装置带电积云是构成雷电的基本条件。

当带不同电荷的积云互相接近到一定程度，或带电积云与大地凸出物接近到一定程度时，发生强烈的放电，发出耀眼的闪光。

由于放电时温度高达20000℃，空气受热急剧膨胀，发出爆炸的轰鸣声。

这就是闪电和雷鸣。

雷电大体可以分为直击雷、雷电感应、球雷、雷电侵人波等。

一、雷电的危害雷电有电性质、热性质、机械性质等多方面的破坏作用，可能带来极为严重的后果。

（1）火灾和爆炸。

（2）触电。

（3）设备和设施毁坏。

（4）大规模停电。

二、防雷装置避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器都是经常采用的防雷装置。

一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。

上述针、线、网、带都只是接闪器;避雷器是一种防止雷电冲击波的防雷装置。

1.接闪器避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都可作为接闪器，建筑物的金属屋面可作为第一类工业建筑物以外其他各类建筑物的接闪器。

这些接闪器都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后，通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以此保护被保护物免受雷击。

接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还应有足够的热稳定性。

接闪器最小尺寸见表5-1。

接闪器装设在烟囱上方时，由于烟气有腐蚀作用，应适当加大尺寸。

避雷线一般采用截面积不小于35mm²的镀锌钢绞线。

用金属屋面作接闪器时，金属板之间的搭接长度不得小于100mm;金属板下方无易燃物品时，其厚度不应小于0.5mm;金属板下方有易燃物品时，为了防止雷击穿孔，所用铁板、铜板、铝板厚度分别不得小于4mm、5mm、7mm;金属板不得有绝缘层。

接闪器焊接处应涂防腐漆。

接闪器截面锈蚀30%以上时应予更换。

2.避雷器避雷器有阀型避雷器、管型避雷器等，是用来保护电力设备，防止高电压冲击波侵入的安全措施。

保护原理是将避雷器装设在被保护物的引入端，其上端接在线路上，下端接地，正常时避雷器的间隙保持绝缘状态，不影响系统运行。

中国气象局令第 8号现发布《防雷减灾管理办法》，自2005年2月1日起施行。

2000年6月26日中国气象局发布的《防雷减灾管理办法》同时废止。

局长：秦大河二○○四年十二月十六日—1 —防雷减灾管理办法第一章总则第一条为了加强雷电灾害防御工作，保护国家利益和人民生命财产安全，维护公共安全，促进经济建设和社会发展，依据《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国行政许可法》等法律、法规的有关规定，制定本办法。

第二条在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域内从事防雷减灾活动的组织和个人，应当遵守本办法。

本办法所称防雷减灾，是指防御和减轻雷电灾害的活动，包括雷电和雷电灾害的研究、监测、预警、防护以及雷电灾害的调查、鉴定和评估等。

第三条防雷减灾工作，实行安全第一、预防为主、防治结合的原则。

第四条国务院气象主管机构负责组织管理和指导全国防雷减灾工作。

地方各级气象主管机构在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下，负责组织管理本行政区域内的防雷减灾工作。

国务院其他有关部门和地方各级人民政府其他有关部门应当按照职责做好本部门和本单位的防雷减灾工作，并接受同级气象主管机构的监督管理。

第五条国家鼓励和支持防雷减灾的科学技术研究和开发，—1 —推广应用防雷科技研究成果，加强防雷标准化工作，提高防雷技术水平，开展防雷减灾科普宣传，增强全民防雷减灾意识。

第六条外国组织和个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事防雷减灾活动，应当经国务院气象主管机构会同有关部门批准，并在当地省级气象主管机构备案，接受当地省级气象主管机构的监督管理。

（判断）第二章监测与预警第七条国务院气象主管机构应当组织有关部门按照合理布局、信息共享、有效利用的原则，规划全国雷电监测网，避免重复建设。

地方各级气象主管机构应当组织本行政区域内的雷电监测网建设，以防御雷电灾害。

第八条各级气象主管机构应当加强雷电灾害预警系统的建设工作，提高雷电灾害预警和防雷减灾服务能力。