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雷电过电压的防护措施
雷电过电压的防护措施
“雷电过电压”是一种由于雷电放电或其他被称为“雷电冲击”的大电压，而发生的电压异常情况。
它会对电气设备造成严重损坏，甚至可能引发火灾。
因此，对其进行有效的防护是非常必要的。
一般来说，雷电过电压的防护分为两个方面：一是采用低电压保护措施，二是采用高电压保护措施。
1、采用低电压保护措施：
(1) 采用隔离变压器：隔离变压器可以有效的降低供电系统的电压，从而减少雷电过电压对电气设备的影响；
(2) 采用恒压电源：恒压电源可以有效的将供电系统内的电压恒定在一个较低的水平，从而有效的防止雷电过电压危害；
(3) 采用抗雷电过电压器件：抗雷电过电压器件可以有效的保护电气设备免受雷电过电压的影响，如避雷针、避雷器等。
2、采用高电压保护措施：
(1) 采用高压低漏技术：这是一种特殊的低电压保护技术，通过把高压的电压降至低电压，从而减少电气设备的损坏；
(2) 采用隔离型抗雷电过电压器件：这种抗雷电过电压器件可以有效的保护电气设备免受雷电过电压的影响，如隔离式避雷器等；
(3) 采用绝缘技术：绝缘技术可以有效的阻断大电压的传播，从而有效的保护电气设备。
总之，雷电过电压的防护措施包括采用低电压保护措施、采用高电压保护措施、采用高压低漏技术、采用隔离型抗雷电过电压器件以及采用绝缘技术。
这些措施不仅可以有效的防止雷电过电压，而且还可以减少雷电过电压对电气设备的损坏，从而节省费用、提高安全性，具有重要的意义。
交流特高压电网的雷电过电压防护范文特高压电网作为电力系统的重要组成部分，承载着大量的电能传输任务。
然而，雷电过电压的存在给特高压电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。
因此，为了有效防护特高压电网免受雷电过电压的损害，我们需要采取一系列措施。
首先，合理设置避雷装置是防护特高压电网的首要任务之一。
避雷装置能够将雷电过电压引到安全的地方，从而减小对特高压电网的冲击。
在特高压电网的设计和建设过程中，需要充分考虑避雷装置的安装位置和数量。
同时，避雷装置的维护和检测也是至关重要的。
定期进行避雷装置的巡检，及时发现故障并予以修复，确保其正常运行和使用。
其次，避雷接地系统也是防护特高压电网雷电过电压的关键措施之一。
避雷接地系统的设计和施工需要遵循规范和标准，确保接地电阻的合理性和稳定性。
特高压电网的大型设备和设施通常采用混凝土接地极或大面积接地网。
在实施中，应对接地系统进行详细测试和检测，确保其符合相关要求。
另外，线路的设计和绝缘配合也是防护特高压电网雷电过电压的重要措施之一。
特高压输电线路的绝缘配置必须满足特定的电气要求，以确保能够有效阻断雷电过电压的穿透。
在选用绝缘子时，应考虑其耐电压能力和防雷能力，并严格按照制造厂商的规定进行正确安装和维护。
此外，定期进行特高压电网的雷电过电压监测也是非常重要的。
监测数据可以及时反映特高压电网系统的运行状态和雷电过电压的情况，为运维人员提供及时的处理建议。
在监测数据异常或超过安全阈值时，应采取相应的技术和措施进行处理，避免雷电过电压对特高压电网带来不可逆转的损害。
总之，特高压电网的雷电过电压防护是确保特高压电网安全稳定运行的重要保障。
通过合理设置避雷装置、完善避雷接地系统、优化线路设计和绝缘配合，以及定期进行监测和处理，可以有效防护特高压电网免受雷电过电压的损害。
特高压电网的防雷工作应持续不断地加强，以确保特高压电网安全可靠地为人们输送清洁、高效的电能。
电力系统过电压及其防护摘要：在电力系统运行中，由于种种原因，系统中某部分的电压可能升高，其数值大大超过设备的正常运行电压，这种现象称为过电压。
其后果是设备绝缘损坏，造成长时间的停电，危及人身及财物安全。
所以要加以对电力系统过电压及防护。
关键词：电力系统；内部过压；雷电过压一.电力系统过电压的概念通常情况下，电力系统处于正常的工作状态，系统的运行也正常，此时电气设备在额定的电压之下处于绝缘的状态，而一旦遭遇雷击或者由于操作不当、仪器发生故障或者参数配置不合理等原因，造成系统中的某区域的的局部电压升高而超出设备正常的运行范围称之为过电压。
这种过电压一般可以分为内部和大气这两种过电压，前者发生的原因主要是拉闸、合闸的操作，接地或者断线的事故以及其他的一些不可预料的细节问题，这些小问题可能引起电力系统的状态突然发生变化从而产生局部过高电压，造成整体系统的危害，内部过电压发生的跟本原因还是由于系统内的电磁能集聚和振荡所引的。
通常将系统内部的过电压划分为：暂态的过电压和操作过电压。
顾名思义发，操作过电压就是由于系统的操作故障或者失误时所引发的，主要的特点就是随机性较大。
后者的大气过电压通常被划分为感应雷击、直接雷以及侵入雷电波这三种过电压，这种过电压的特点就是持续的时间非常短，但是其冲击的能力非常强，对系统的伤害也比较大，破坏程度的强弱跟雷电活动的强度有非常紧密的关系，而与设备的电压等级关系不大，在220KV之下电气系统的整体绝缘水平主要是由防止大气的过电压所决定的。
二、内部电力系统过电压1.操作过电压内部过电压中操作过电压具有很大的随机性，这种情况的过电压在最糟糕的情况下其倍数相对较高，330Kv以及这之上的超高压的系统绝缘水平是由操作过电压决定的，其除了具有随机性的特点之外，还具有较高的幅值和高频的振荡，另外就是衰减较为迅速。
这种操作过电压产生的原因有很多，其中主要的包括了：第一，在将空载电路切除的过程中容易产生过电压，此时产生的原因主要是由于电弧的重燃和在线路上的残留的电压；第二，发生在空载电路合闸上的过电压主要是由于在合闸的过程中，由于瞬间的暂态中发生了回路上的高频振荡；第三，如果电网中的中性点没有接地，而恰巧单相金属接地的情况发生了，那么将会使得正常相的电压达到线电压。
交流特高压电网的雷电过电压防护特高压电网作为电力系统中的重要组成部分，承担着大功率输电的任务，对于雷电过电压防护具有重要意义。
特高压电网在输电过程中容易受到雷电过电压的影响，如不加以防护，可能会对电网设备和系统运行造成损害甚至发生事故。
因此，特高压电网必须采取一系列措施来防止雷电过电压的产生和传播。
首先，特高压电网必须采用合适的导线材料和结构。
特高压电网输电线路通常采用的是悬垂绝缘子，这种绝缘子有良好的绝缘性能和抗风振性能，能够有效地抵御雷电过电压的冲击。
此外，为了提高线路的耐雷电性能，可以在导线上加装避雷针和避雷器，从而将雷电过电压引入地面，保护线路设备。
其次，特高压电网还需要配置雷电过电压保护装置。
雷电过电压保护装置通常采用的是避雷器，可以将雷电过电压引入地面，保护电网设备不受损害。
在特高压电网中，避雷器通常安装在变电站设备的进出线路、变压器和电缆终端等位置。
避雷器能够有效地吸收雷电过电压的能量，保持设备工作在安全电压范围内。
另外，特高压电网还需要加强对接地系统的构建。
良好的接地系统能够将雷电过电压迅速引入地面，减少对设备的影响。
特高压电网接地系统包括接地网、接地极和接地线等，通过有效地配置这些设施，可以提高接地系统的效果。
此外，特高压电网还可以采用接地引雷的方法，将雷电引入地下，减少对电网的影响。
总之，特高压电网的雷电过电压防护是确保电网设备和系统安全运行的关键措施。
通过采用合适的导线材料和结构，配置雷电过电压保护装置，并加强对接地系统的构建，可以有效地防止雷电过电压对电网的影响。
特高压电网必须认真对待雷电过电压防护工作，确保电网的可靠运行。
只有这样，特高压电网才能够更好地为社会提供稳定可靠的电力供应。
高压低压配电柜的防雷与过电压保护措施随着现代工业的不断发展，高压低压配电柜在各个领域中起着关键性的作用。
然而，由于天气变化和其他不可控因素的影响，配电柜往往会面临雷击和过电压的威胁。
雷击和过电压不仅可能造成电力损失，还可能对人身安全构成威胁。
因此，为了保护高压低压配电柜的安全和正常运行，必须采取一系列的防雷与过电压保护措施。
1. 地线的设置地线的设置是最基本和最重要的防雷措施之一。
通过将高压低压配电柜与地面之间建立可靠的导电连接，可以迅速将雷电的电荷引入地下，从而减少雷电对设备产生的影响。
为了确保地线的有效性，需要选择良好的接地点，并保持地线的良好连接状态。
2. 避雷针的应用避雷针也是一种常见的防雷措施。
它通过将一个尖锐的导电物体安装在高压低压配电柜的顶部，将雷电引向地面，以保护设备的安全。
在安装避雷针时，需要注意避雷针与其他设备之间的安全距离，以便避免发生不必要的事故。
3. 防雷装置的安装除了地线和避雷针之外，还可以安装防雷装置来保护高压低压配电柜。
防雷装置可以限制过电压对设备的影响，通过引导雷电流进入地线，分散过电压的冲击力。
在选择和安装防雷装置时，需要根据具体的设备和环境要求进行选择，并确保其正确连接和可靠运行。
4. 过电压保护器的应用过电压保护器是另一种重要的过电压保护措施。
它可以监测电力系统中的电压变化，并在出现过电压情况时迅速采取保护措施，以避免电压超出设备的耐受范围。
过电压保护器可以根据不同的需求进行选择，包括便携式保护器、模块化保护器等。
5. 绝缘检测与维护良好的绝缘状态是高压低压配电柜防雷与过电压保护的前提条件之一。
定期进行绝缘状态的检测和维护，可以有效地防止电力系统的绝缘性能下降。
通过采用绝缘测试仪器和设备，可以对配电柜的绝缘状态进行评估，并及时发现潜在的问题。
总之，为了保证高压低压配电柜的安全和正常运行，防雷与过电压保护措施是至关重要的。
地线的设置、避雷针的应用、防雷装置的安装、过电压保护器的应用以及绝缘检测与维护等都是有效的手段。
雷电过电压研究及防护摘要：雷电过电压对电力系统破坏是非常严重的，雷电放电的危害形式主要有直接雷击、感应雷击、雷电过电压侵入、反击。
对于输电线路的防护我们通过安装避雷器、避雷线、降低接地电阻、架设耦合地线的方法降低雷击概率；对于变电站我们可以通过采取进线段保护和侵入波保护的方法减小雷击对电站带来的危害；目前一般采用电磁仿真软件ATP-EMTP和PSCAD/EMTDC对输电线路和变电站进行防雷性能的分析，并给出合理的建议。
关键词：雷电过电压；雷电保护；电磁仿真软件0引言雷电是大气中集声、光、电、热极为壮观的自然现象，它对人们的生活、生产有着重大影响作用。
但是，在现代生活中，雷电也给人类各行各业带来巨大的危害。
据美国的保守估计，主要由于雷电冲击导致计算机网络系统失效或损坏，平均每年约占全部故障的。
据我国一些省市统计，因雷害作用，电子设备的直接损失约占雷电灾害总损失的80%。
输电线路的电压等级越高，遭受自然雷害的几率也随着增加。
雷云放电一般经过三个过程先导放电阶段、主放电阶段、余光放电阶段。
主放电阶段存在时间极短，电流极大，可达数十乃至数百千安，这个时间造成的危害是巨大的。
雷电的危害一般分为直击雷和雷电感应。
直击雷击中人体、建筑物、设备时，会产生巨大的光和热，强大的雷电流转变为热能。
雷电流在闪击中直接进入金属管道或导线时，它们沿着金属管道或导线可以传送到很远的地方。
除了沿管道或导线产生的电或热效应，破坏其机械和电气连接之外，当它侵入与此相连的金属设施或用电设备时，还会对金属设施或用电设备的机械结构产生破坏作用，并危及有关操作和使用人员的安全。
直击雷或感应雷都可能使导线或金属管道产生过电压。
这种过电压沿着导线或金属管道从远处雷区或防雷保护区域之外传来，侵入建筑物内部或设备内部，而使建筑物结构、设备部件损坏或人员的伤亡。
同时，当雷电击中到建筑物时，雷电流幅值大，波头陡度高，雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升到上百千伏，有可能会将工作接地引入反击电流，造成人身和设备雷击事故。
因此，如何切实有效地制定及改善输电线路和变电站的防雷措施，已经成为确保电力系统安全、可靠、稳定运行的重要工作之一。
本文分别从输电线路防雷和变电站防雷的方法进行了简单的介绍，希望对输电线路和变电站防雷设计提供参考。
1 输电线路的防雷措施目前在防雷工作方面，人们主要是通过架设避雷器、架设避雷线、降低杆塔接地电阻，提高绝缘水平、安装一系列的其他保护装置以及选择适合中线点的接地运行方式等。
1.1 安装避雷器输电线路是通过采用架设避雷器的办法，可以在当雷电击中线路时将一部分雷电电流通过雷电杆塔将其引入大地，从而达到对输电线路保护的效果。
而且如果线路中有较大的雷电电流流过时，通过采用架设避雷器的办法，还可以达到对雷电电流进行分流的效果，大量的雷电电流被引入到地下。
考虑经济因素的影响，在确保一定耐雷水平的前提下，往往没有必要在所有相都安装避雷器，对于文献[1]中根据220KV同塔双回路的建模分析得出，考虑单相、两相、三相和四相的耐雷水平，两相安装时均应选取在中层安装这种形式。
1.2 降低接地电阻对于不同的电压等级，输电线路杆塔的接地电阻大小都有严格规定。
在高电阻率地区，我们还需要通过接地电阻降阻剂、爆破接地技术、多支外引式接地装置、伸长水平接地体的方法来降低接地电阻；通过降低接地电阻可以提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率。
目前的大部分文章都忽略土壤电参数随频率变化的规律，假定土壤电阻率和相对介电常数保持不变。
在文献[2]中计及土壤电导率和相对介电常数的真实变化，会使计算得到的冲击接地电阻值降低到10%到30%。
1.3 架设避雷线架空送电线着雷时，可能打在导线上，也可能打在杆塔上。
雷击导线时，在导线上将产生远高于线路额定电压的所谓“过电压”，有时达几百万伏。
它超过线路绝缘子串的抗电强度时，绝缘子将会出现闪络，这时往往会引起线路的跳闸，甚至造成停电事故，避雷线可以遮住导线，使雷尽置落在避雷线本身上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电电流流入大地。
雷击杆塔或避雷线时，在杆塔和导线间的电压超过绝缘子串的抗电强度时，绝缘子串也将闪络，而造成雷击事故。
1.4 架设耦合地线配电线路防雷主要针对感应雷过电压，而架设耦合地线不仅能适当分流直击线路时的雷电流，还能耦合感应雷电流，明显降低线路上的感应雷过电压，提高配电网的防雷能力。
对于配电线路中常见的单回三角排列线路，架设单耦合地线可降低线路上的感应雷过电压20%～30%，架设双耦合地线时可降低线路上的感应雷过电压30%～40%。
对于220KV同塔双回输电线路耦合地线的最佳架设位置为下层横担与塔身交点处。
1.5 加强线路绝缘输电线路中个别大跨越的高杆塔地段（如跨越大江）落雷机会增多；塔高等值电感大，塔顶电位高；感应过电压高和绕击率高等因素增大了线路雷击跳闸率。
为了降低跳闸率，可采用在特高杆塔上增加绝缘子片数（塔高超过40 m)、增大跨越档导线与地线间的距离和改用大爬距悬式绝缘子等措施加强线路绝缘。
1.6 采用不平衡绝缘方式不平衡绝缘方式主要用于现代高压和超高压线路中日益增多的双回线路，此类线路如果采用通常的防雷措施不能满足要求，则可以采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率。
原则就是使两个回路的绝缘子片数有差异，当有雷击时，绝缘子片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平使之不发生闪络，以保证另一回路继续供电。
但是当雷电流很大时，该方法仍不能完全保证两回路不同时跳闸，不能消除两回路同时跳闸造成停电的故障。
2 变电站防雷变电站遭受的雷击主要有两个方面：一是雷直击在变电站的电气设备上；二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。
变电站按照绝缘方式分为三种：敞开式（AIS）、SF6绝缘式（GIS）和混合绝缘式（HGIS）。
GIS变电站具有占地面积小、运行可靠性高、不收环境干扰等优点，500KV的变电站一般广泛采用GIS绝缘方式，三者的保护方法基本一致。
2.1 变电站的直击雷防护对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。
避雷针（线）比被保护物高，能将雷电从被保护物上方吸引到自身并安全泄入大地，从而保护设备；35KV及以下配电装置的绝缘较弱，所以其构架或房顶上不宜装设避雷针，需要架设独立避雷针，并满足不反击的要求。
及以上配电装置，由于电气设备的绝缘水平较高，在土壤电阻率不高的地区不易发生反击，因此一般允许将避雷针装设在配电装置的构架上；为了防止当雷击避雷针或避雷线时，对被保护设备的反击。
对于110～500 k V变电站，相应构架与导线之间的空气间隙应与构架上悬挂的绝缘子串的长度相当。
2.2 变电站侵入雷电流波的保护变电所中限制雷电侵入波过电压的主要措施是装设避雷器，在避雷器动作后，可意将侵入波的幅值加以限制，使变压器受到保护。
如果三台避雷器分别直接连接在变压器的三个出线套管端部，只要避雷器的冲击放电电压和残压低于变压器的冲击绝缘水平，变压器就得到可靠的保护。
对避雷器的要求有以下两点在一切电压波形下，避雷器的伏秒特性均在被保护绝缘的伏秒特性下它的伏安特性应保证其残压均低于保护绝缘的冲击绝缘强度。
如果被保护设备就挂在与避雷器连接线路一点上，并且避雷器只要满足以上两个要求，就能有效地发挥它的保护作用。
2.3变电站进线段保护变电站的进线段保护是对雷电侵入波保护的一个重要辅助措施，就是在临近变电所一的一段线路上加强防护。
进线段保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和侵入波的陡度。
变电所进线段的耐雷水平值和保护角角度（小于20°，最大不能超过30°），分别用来减少反击和绕击的概率。
变电站进线段保护的作用是将雷击点推到远处，也就是雷击过电压波从进线段以外传过来，流经进线段时，会因冲击电晕发生变形和衰减，使波前陡度和幅值降低，同时流经避雷器的冲击电流幅值也得到了限制。
3.电磁仿真软件EMTP模型搭建3.1 雷电模型雷电流模型主要包括雷电流的极性、雷电流波形、雷电流幅值、雷电通道波阻抗。
雷电流负极性所占的比例一般到75%~90%之间，所以一般模型都是选取负极性进行仿真分析；波形都采用双指数波形进行判断，我国防雷设计标准按照取2.6/50us，波阻抗一般都在300Ω到500Ω之间。
3.2 绝缘子串的闪络模型一般闪络模型.采用的是将绝缘子串间隙50%冲击放电电压（%50U）作为标准，雷击时，通过绝缘子承受的电压与%50U进行比较；这种弊端是绝缘子串间隙50%冲击放电电压一般是固定值，实际的闪络电压是受绝缘子串两端电压以及绝缘子串的U-t特性曲线共同影响的，所以应该采用后者。
3.3 杆塔及线路模型EMTP程序中输电线路的模型主要有π结构模型、Bergeron模型及频率相关的分布参数线路J.Marti模型。
由于输电线路的雷击响应为微秒级别的暂态过程，该过程涉及输电线路在频域内的响应，故在EMTP 中采用J. Marti模型模拟架空输电线路。
杆塔模型采用多波阻抗模型，它能够更为准确地反映行波在杆塔内以及杆塔接地点处的折反射过程，且被现场试验所验证。
3.4 避雷器的计算模型以前都使用碳化硅避雷器，但由于它的放电电压分散性大，安全性能较差，使用寿命短等缺点已经被氧化锌避雷器代替。
氧化锌避雷器实质是一种非线性电阻阀片，对氧化巧避雷器的伏安特性描述效果最好的方法是分段指数化法。
分段指数化法将避雷器的伏安特性分成若干段，每段分别用指数函数来模拟。
每段电压电流关系式如下：qrefuupi⎪⎪⎭⎫⎝⎛=P、q是常数；q一般取20~30；refu为雷器的参考电压，通常取额定电压的两倍或接近于两倍的值。
3.5 变电站内电气设备的计算模型及其雷电冲击绝缘水平在对雷电侵入波的仿真计算和绝缘配合研究中，通常不需要考虑变压器上的过电压传递，只需用入口电容来模拟变压器。
对于隔离开关、断路器、互感器等其它站内电气设备都可用冲击入口电容标准值来代替。
设备的雷电冲击绝缘水平是一个很重要的参数，在确定变电站雷电冲击绝缘水平的时候通常以电力变压器的绝缘水平为标准。
然后，参照变压器再确定其他设备的绝缘水平。
另外，在确定设备绝缘水平时必须留有一定的安全裕度，即所谓配合系数。
4 模型的仿真分析4.1 雷击点对过电压水平的影响变电站的进线段指离变电站2km内的输电线路，对500kV变电站，一般有6基杆塔，雷击点距变电站越远，产生的过电压就越小。
一般认为雷击杆塔#2杆塔塔顶时，设备上的过电压水平最高。
4.2变电站运行方式对过电压水平的影响正常运行的变电站一般有多台变压器，多条母线和多条输出线路。
当运行出现故障或者检修时，变电站的运行方式会发生改变，进而会改变站内的电气特性，电气特性的改变会对站内设备上的过电压产生影响。
