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雷电冲击过电压的理论与试验一．引言电能与人类的生存、发展有密切关系，而高电压与绝缘技术是其中一个很重要的知识体系，它是支撑电能应用的一根有力的支柱。
高电压技术是以试验研究为基础的研究高电压及其相关问题的应用技术。
其内容主要涉及在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统的过电压与绝缘配合、高电压或大电流环境影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。
目前，随着科技的发展、经济的需要，输电电压等级越来越高，输电距离越来越长，电网结构也越来越复杂。
而高电压技术对于进一步发展超高压、特高压输电继续起着重要的推动作用。
一些国家正在沿着传统的“外沿发展模式”，继续开展更高一级电压。
二．雷电冲击过电压理论雷电冲击电压是有雷电放电形成电流通过被击物体流入大地，电流脉冲在被击物体阻抗上的压降形成冲击电压。
雷电放电包括三个阶段：先导放电，主放电，余光放电。
主放电电流幅值较小，但电流波前时间比第一分量小得多，易造成过电压。
各分量中的最大电流和电流增长最大陡度是造成被击物体上过电压、电动力和爆破力的主要因素。
在余光阶段流过较长时间的电流则是造成雷电热效应的重要因素之一。
波形组成气隙的击穿有一个最低静态击穿电压Ｕｏ，但外加电压不小于Ｕｏ仅是气隙击穿的必要条件，欲使气隙击穿，还必须使该电压持续作用一定的时间。
静态击穿电压Ｕ0 是使气隙击穿的最小电压。
雷电冲击电压分为：全波，截波－－雷电冲击波被某处放电而截断的波形.(1) 全波：非周期性冲击电压，很快到峰值再逐渐下降 .如图1作图：取峰值＝1.０，０.９－－Ｂ点，０.３－－Ａ点，０.５－－Q点，连ＡＢ线，交１.０于C点，交横轴O1点。
O1C－－波前Ｔ＝(t1-t2)t f＝FO1－－视在波前时间t f／T＝（１.０－０.０）／（０.９－０.３）t f＝Ｔ／０.６＝１.６７Ｔt t－－视在半峰值时间波形有振荡时，取平均曲线。
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。
过电压指标、标准、措施一、过电压定义及指标1、过电压定义过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
（1）外过电压又称雷电过电压、大气过电压，由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
（2）内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
变频器过压、欠压、过热、过流故障原因及处理方法现代社会，各行业都提倡节能，因变频器和交流电机组成的交流调速系统具有的优良的调速性能，可以大大降低能源的消耗。
因此，变频器的安全运行就成为了很关键的环节，掌握一些变频器故障产生原因以及排除故障方面的知识，能够第一时间察觉到变频器的运行状况，是非常必要的。
1 、引言因变频器和交流电机组成的交流调速系统具有的优良的调速性能，在其应用范围不断扩展的同时，也会使我们在工作中遇到各种原因造成的故障，导致生产停工，直接造成单位损失，因此，我们要不断地通过积累经验来提高处理变频器故障的能力，提高设备利用率，从而提高生产效率[1-2]。
本文就我在公司2800mm 热轧生产线设备调试及运行一年过程中遇到和学习到的几种常见变频器过压欠压过热过流故障进行简单归纳与分析。
2、变频器过电压（OU）故障原因分析及对策2.1 过电压的危害变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压，中间直流回路过电压主要危害在于：(1) 引起电动机磁路饱和。
对于电动机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过高；(2) 损害电动机绝缘。
中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响；(3) 对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。
因而变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在DC800V左右，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护[3]。
2.2 过电压的原因一般能引起中间直流回路过电压的原因主要来自以下两个方面：(1) 来自电源输入侧的过电压正常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%～+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591V，一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。
电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，主要特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。
一、绝缘配合GB/T 16935. 1- 2008/IEC 60664-1 :2007 《低压系统内设备的绝缘配合第1部分:原理、要求和试验》根据设备的性能标准，对设备的电气间隙、爬电距离和固体绝缘的要求作了规定，并符合绝缘配合的电气试验要求。
绝缘配合是指依据设备的使用及其周围的环境来选择设备的电气绝缘特性，只有设备的设计基于其期望寿命中所承受的应力（例如电压）时才能实现绝缘配合。
二、瞬时过电压的绝缘配合瞬时过电压的绝缘配合主要依据受控过电压的条件，主要有下面两种控制：——内在控制：要求电气系统特性能将预期瞬时过电压限制在规定水平的条件，——保护控制：要求电气系统中特定的过电压衰减措施能将预期瞬时过电压限制在规定水平的条件。
通常用概率分析法来评定是否存在内在控制或是否需要保护控制，该分析要求了解电气系统的特性、雷击水平、瞬时过电压水平等。
该方法应用于GB/T 16895.10中，用于与低压电力系统连接的低压电气装置。
从图1可以看出，工频暂时过电压持续时间最长，但幅值最小；雷击瞬时过电压出现的几率最低，但幅值和危害最大。
图1 瞬时过电压的幅值和持续时间的典型范围三、额定冲击电压类别划分额定冲击电压指制造商对设备或其部件规定的冲击耐受电压值，以表征其绝缘规定的耐受瞬时过电压的能力。
直接由低压电网供电的设备应采用过电压类别的概念，瞬时过电压可作为确定额定冲击电压的基础。
3.1 合理化电压选取直接由低压电网供电的设备应将低压电网的标称电压转化为合理化电压.此电压可以作为选定爬电距离的电压最小值，也可用来选定设备的额定绝缘电压。
表1 单相（三线或二线）交流或直流系统表2 三相（四线或三线）交流系统电气设备可以有几个额定电压，以便使用在不同标称电压的低压电网中，这种设备电压应选取其最高额定电压。
3.2 耐冲击电压划分耐冲击电压（过电压类别）适用于直接从电源线上供电的设备。
额定耐冲击电压是由设备或设备部分制造商确定耐冲击电压，规定了设备绝缘耐受过电压的能力。
冲击电压原理
冲击电压原理是指在电路中，突然出现的高电压脉冲。
它可以是由电源突然中断或恢复、电感储能突然释放、或其他原因导致的突发电压变化。
冲击电压具有高幅值、短时间持续的特点。
冲击电压对电路元件和设备会产生一定的影响，其中一些是负面的。
首先，冲击电压的高幅值可能会导致元件受到过电压的损害。
例如，电阻、电容等元件可能会由于承受了超过其额定电压而出现短路、击穿等故障。
其次，冲击电压的快速变化速率可能会引起电磁干扰（EMI），影响到其他电子设备的正常
工作。
为了防止冲击电压带来的问题，可以采取一些措施。
首先，可以使用压缩器保护元件免受过电压的损害。
压缩器能够识别并限制过高电压，从而保护其他电路元件。
其次，可以使用滤波器来降低冲击电压的变化速率，减少对电磁设备的干扰。
滤波器可以通过选择合适的电感和电容值来实现。
此外，对需要高电压抗击穿的电路，也可以采取其他措施，例如使用过电压保护器、电子管等元件来保护电路不受冲击电压的影响。
总之，理解冲击电压原理并采取相应的措施可以保护电路元件和设备免受过电压的损害，并减少对其他设备的干扰。
冲击电压试验由于冲击高电压试验对试验设备和测试仪器的要求高、投资大，测试技术也比较复杂，所以在绝缘预防性试验中通常不列入冲击耐压试验。
但为了研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压作用时的绝缘性能，在许多高压试验室中都装设了冲击电压发生器，用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压被。
许多高压电气设备在出厂试验、型式试验时或大修后都必须进行冲击高压试验。
冲击电压发生器是高压实验室的基本设备之一，冲击试验电压要比设备绝缘正常运行时承受的电压高出很多。
随着输电电压等级的不断提高，冲击电压发生器的最高电压也相应提高才能满足试验要求。
一、冲击电压波形的定义绝缘耐受冲击电压的能力与施加的电压波形有关，而实际的冲击电压波形具有分散性，即每次的波形参数会有不同，为了保证多次冲击试验的重复性和不同试验条件下试验结果的可比较性，必须规定统一的冲击电压波形参数。
我国对标准冲击电压波形的规定和国际电工委员会（IEC ）标准相同。
如图1－26所示。
在经过时间T 1时，电压从零上升到最大值，然后经过时间T 2-T 1，电压下降到最大值的一半。
规定电压从零上升到最大值所用的时间T 1称为波头时间（或波前时间），电压从零开始经过最大值又下降到最大值一半的时间T 2成为半峰值时间（或波长时间、波尾时间）。
Ut图1--26 标准冲击电压波形 图1--27非周期性的冲击电压波形非周期性的冲击电压波形由两个指数电压波形叠加组成，如图1－27所示，即)()(21ττtteeA t u ---= （1--25）式中：1τ－波尾时间常数。
2τ－波头时间常数，通常1τ远大于2τ。
A －单指数波幅值。
对于实际的冲击电压波形，其起始部分通常比较模糊，在最大值附近的波形比较平坦，很难确定起始零点和到达最大值的时间。
所以实际中通常采用视在波头时间和视在半峰值时间来定义冲击电压波形。
按照国际电工委员会（IEC ）标准，实际冲击电压波形参数的定义如图1－28所示。
冲击电压的特点
冲击电压是指在极短的时间内（通常是数微秒到数毫秒），电压突然上升到非常高的值，然后迅速下降的电压。
它具有以下特点：
1. 高幅值：冲击电压的幅值通常非常高，可达数千伏甚至数十万伏，远高于正常的工作电压。
这种高幅值的电压能够在短时间内产生极大的电场强度，对电气设备和绝缘材料造成严重的影响。
2. 快速上升时间：冲击电压的上升时间非常短，通常在数微秒到数毫秒之间。
这种快速上升的特点使得冲击电压能够在短时间内对绝缘材料施加高电场强度，可能导致绝缘击穿或闪络现象。
3. 脉冲特性：冲击电压通常呈现为一个陡峭的脉冲形状，上升和下降时间都非常短。
这种脉冲特性使得冲击电压能够模拟雷电放电等暂态过电压现象，用于测试和评估电气设备的绝缘性能。
4. 能量集中：由于冲击电压的上升时间很短，其能量在短时间内集中释放。
这意味着在冲击电压作用下，绝缘材料可能承受较高的能量密度，容易引发局部放电、电树枝等绝缘故障。
5. 破坏性：高幅值和快速上升时间使得冲击电压对电气设备和绝缘材料具有较强的破坏性。
它可能导致绝缘击穿、设备损坏、电路故障等问题，因此在电力系统和电子设备中需要采取适当的防护措施。
总之，冲击电压的特点包括高幅值、快速上升时间、脉冲特性、能量集中和破坏性。
这些特点使得冲击电压在电力系统、电子设备、绝缘材料等领域具有重要的研究和应用价值。
干式变压器线圈中冲击过电压的分析和改善措施王维江发布时间：2021-08-30T07:14:02.283Z 来源：《中国科技人才》2021年第13期作者：王维江[导读] 我国干式变压器的产量位列世界前茅，并且随着科学技术的进步，干式变压器也开始向着低噪音、节能的方向发展，由我国研发的干式变压器的各项性能质标在世界上已位列前排。
但他自身也有不可避免的不足，雷电冲击波会对电力变压器的绝缘结构产生较大影响。
杭州得诚电力科技股份有限公司摘要：我国干式变压器的产量位列世界前茅，并且随着科学技术的进步，干式变压器也开始向着低噪音、节能的方向发展，由我国研发的干式变压器的各项性能质标在世界上已位列前排。
但他自身也有不可避免的不足，雷电冲击波会对电力变压器的绝缘结构产生较大影响。
本文通过分析干式变压器线圈中冲击雷电波产生的过电压响应，分析并研究了其在干式变压器内部的分布情况，得出了具有科研意义的规律及结论，并且根据实验结论提出了有效的改善措施，从根本上改善了干式变压器的不足，不但使干式变压器的运行变得更加安全可靠，还降低了它们的生产成本，提高了它们的生产效率，延长了它们的使用寿命，可谓一举多得。
关键词：干式变压器；雷电波冲击分析；冲击响应；有限元计算一、概述变压器大致可以分为三种类型：油浸变压器、干式变压器、氟化物变压器。
干式变压器的优点在于：占地面积小、不易燃烧、安全性能很高、耐腐蚀、绝缘性很强、成本低、运行高效稳定、操作简单、维修方便快捷等，因此经常作为飞机场、火车站、汽车站、地铁以及高层建筑物等的变电站。
根据实验结果，变压器的运行的时候，会有各种冲击过电压影响它。
其中对它影响最大的就是雷电冲击波，他可以直接导致变压器绝缘结构损坏，造成严重的后果。
尽管在避雷设备能阻挡一部分的雷电冲击波，但仍有一部分的雷电冲击波会破坏变压器，这是因为干式变压器的绕组的线匝与线匝之间、层与层之间、线段与线段之间的绕组对变压器内部的铁心及外壳之间产生了振荡电压，从根本上破坏了变压器的内部的稳定运行。
过电压的概念与分类
过电压是指在电力系统中，电压超过了正常的工作范围。
这种情况可能会对设备和人员造成危害。
过电压可以分为以下几种类型：
1. 操作过电压：这是由于电路中的电感、电容和电阻相互作用产生的电压升高。
例如，开关操作、电力系统振荡、雷电等都可能产生操作过电压。
2. 暂态过电压：这是由于电力系统的非线性特性产生的电压升高。
例如，电力系统的开断、短路等都可能产生暂态过电压。
3. 操作冲击过电压：这是由于电力系统的开断或短路产生的电压升高。
这种过电压的幅值高，上升速度快，可能对设备和系统造成严重损害。
4. 雷电过电压：这是由于雷击产生的电压升高。
这种过电压的幅值非常高，可能超过设备的工作电压数倍，对设备和人员造成严重危害。
5. 工频过电压：这是由于电力系统的振荡或非正常操作产生的电压升高。
这种过电压的幅值相对较低，但持续时间长，可能对设备和系统造成慢性损害。
过电压的防治是电力系统安全运行的重要环节，需要通过合理的设计、运行和维护以及有效的保护装置来实现。
冲击过电压的理论与试验一．引言目前，随着科技的发展、经济的需要，输电电压等级越来越高，输电距离越来越长，电网结构也越来越复杂。
而高电压技术对于进一步发展超高压、特高压输电继续起着重要的推动作用。
一些国家正在沿着传统的“外沿发展模式”，继续开展更高一级电压。
电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
产生的原因及特点是：大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
因此220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
工频过电压由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起，特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
操作过电压由电网内开关操作引起，特点是具有随机性，但最不利情况过电压倍数较高。
因此300KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。
谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起，特点是过电压倍数高、持续时间长。
二．冲击过电压的理论基础过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果。
电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。
属于电力系统中的一种电磁扰动现象。
电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义，过电压分外过电压和内过电压两大类。
外过电压又称雷电过电压、大气过电压。
由大气中的雷云对地面放电而引起的。
分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
因此，架空输电线路需架设避雷线和接地装置等进行防护。
通常用线路耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路的防雷能力。
内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。
有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a 相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压，常见的有：①空载线路合闸和重合闸过电压。
②切除空载线路过电压。
③切断空载变压器过电压。
④弧光接地过电压。
谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。
一般按起因分为：①线性谐振过电压。
②铁磁谐振过电压。
③参量谐振过电压。
波形组成气隙的击穿有一个最低静态击穿电压Ｕｏ，但外加电压不小于Ｕｏ仅是气隙击穿的必要条件，欲使气隙击穿，还必须使该电压持续作用一定的时间。
静态击穿电压Ｕ0 是使气隙击穿的最小电压。
雷电冲击电压分为：全波，截波－－雷电冲击波被某处放电而截断的波形.(1) 全波：非周期性冲击电压，很快到峰值再逐渐下降 .如图1作图：取峰值＝1.０，０.９－－Ｂ点，０.３－－Ａ点，０.５－－Q点，连ＡＢ线，交１.０于C点，交横轴O1点。
O1C－－波前Ｔ＝(t1-t2)t f＝FO1－－视在波前时间t f／T＝（１.０－０.０）／（０.９－０.３）t f＝Ｔ／０.６＝１.６７Ｔt t－－视在半峰值时间波形有振荡时，取平均曲线。
规定：波形参数为t f＝１.２μｓ±３０％t t＝５０μｓ±２０％峰值允差±３％图1雷电冲击过电压全波波形(2) 截波:截断时间ＴＣ：ＧＨ段截波峰值1.0处：截断前的电压峰值截断时刻电压：截断时实际电压截波电压骤降视在陡度：ＣＤ线斜率电压过零系数规定：ＴＣ＝２～５μｓ电压过零系数０.３（０.２５～０.３５范围内）图2 雷电冲击过电压截波波形对某一定的非持续作用的电压波形，气隙的耐压性能需用外加电压的峰值和击穿时间共同表示，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性．在峰值较低但延续时间较长的冲击电压作用下气隙可能击穿，而在峰值较高但延续时间较短的冲击电压作用下气隙可能不击穿。
伏秒特性：在电压波形一定的情况下，气隙击穿时的外加电压峰值与击穿时间的关系：Ｕｂ＝ｆ（tb ）其作法为保持一定的波形而逐级升高电压，以示波图来求取。
电压低击穿发生在峰值过后时，峰值作纵坐标；击穿发生在波峰时，即为伏秒特性的点；击穿发生在尚未到峰值时，击穿时电压值作纵坐标。
伏秒特性有分散性，为一组曲线，代表不同击穿几率（同一气隙在同一电压作用下，每次击穿时间不完全一样）。
Ψ＝０下包络线，其左方完全不击穿；Ψ＝１上包络线，其右方完全击穿；一般取Ψ＝０.５（５０％曲线）为平均伏秒特性。
在一定波形的冲击电压作用下，外加电压的幅值变化，导致间隙击穿概率为５０％时的电压称为Ｕ50％（不考虑电压作用时间）．Ｕ50％接近伏秒特性带的最下边缘，可用Ｕ50％代替最小冲击放电电压；Ｕ50％放电时间较长，已接近静态放电临界电压值Ｕ0。
波的传播雷击输电线路时，将有大量的电荷沿雷电通道倾注到雷击点，并向线路两侧迅速流动，即电磁波的传播过程称之为行波的传播．在此过程中会产生瞬间的高幅值的过电压。
无损耗单导线线路中的波过程的基本规律及其含义是导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点的前行波与反行波之和，前行波电压与电流之比为十Z ，反行波电压与电流之比为一Z雷电波沿架空线传播的速度与光速（3×108m/s ）相同，而在电缆中传播的速度约为上值的1/2～1/3。
输电线路的长度总是有限的，当雷电波传到其末端时，线路的电感、电容的参数会发生变化。
我们将参数发生变化的点称为节点．波在节点的运动规律将发生变化，即产生了折射和反射现象。
行波的折射和反射规律：电压折射系数α和反射系数β,其大小由与节点相连的导线波阻抗ZI 和Z2决定。
当z2＝2I 时，α＝1，β＝0，这表明电压折射波等于入射波，而电压反射波为零．即不发生任何折、反射现象，实际上这是均匀导线的情况。
当Z2>Z1时α>1,β>0，电压为正反射，折射电压高于入射电压；当Z2<Z1时，α<1,β<0 ，电压为负反射，折射电压低于入射电压。
三．冲击过电压试验冲击电压是一种非周期性快速变化的脉冲电压。
因此测量冲击电压的仪表和测量系统必须具有良好的瞬变响应特性。
冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个方面，目前最常用的测量冲击高电压的装置有：分压器一示波器；分压器一峰值电压表；测量球隙。
冲击分压器一示波器测量系统是测量冲击高电压的主要装置。
它不仅能测出冲击电压的峰值，还能显示及记录其波形。
整个测量系统包括：从试品到分压器高压端的高压引线、分压器、把分压器与示波器连接起来的同轴电缆和示波器。
试验电路按试验设备，试品及测量装置的实际布置，可分为下述三个基本电路(参见图3)： a.主电路：包括冲击电压发生器，附加调波元件及试品；b.测量电路；c.截断波电路(产生截波用)。
d 1d xv t ==传播速度图3 典型的冲击试验电路图C g—发生器电容；C L—负荷电容；C t—试品等值电容；L t—试品等值电感；R si—串联电阻(波前电阻)；R se—外部串联电阻(或波前电阻)；R p—并联电阻(波尾电阻)；Z c—截断电路中的附加阻抗；Z1—分压器高压臂阻抗；Z2—分压器低压臂阻抗示波器记录按GB 1094.3—85中的规定应记录：a.外施电压波形；b.至少一个瞬变现象的波形。
即至少需要两个独立的记录通道。
必须记录外施电压的波形，至于记录其它瞬变现象，可根据所采用的故障探测方法来选择。
为了便于对试验结果进行分析及使全试验电压下和降低电压的波形图便于比较，最好利用示波器上合适的衰减器，使相对应的波形图均具有相同的幅值。
电压波形记录a.波形测定在调节试验电路参数时，需要详细的记录电压波形；全波波形需记录：波前部分，一般示波器扫描时间可选择为10μs之内(中性点试验时可以更长一些)；波尾部分，应能计算出半值时间，有时还需记录出第一个反峰值。
截波波形需记录：从零至第一个反峰值出现后的整个波形，示波器扫描可选择在10μs左右。
b.试验波形记录主要是为了记录波形的峰值，并且尽可能记录较长时间的波形变化情况，通常示波器扫描时间可选择为：对于全波，不小于50μs；对于截波，10～25μs。
在正常试验中，一般采用一个时间来记录波形是足够的，但试验出现疑问时，为了便于判断，则可能需要几种不同扫描时间的记录。
分析波形，做出伏秒特性曲线四．雷击过电压的预防措施雷闪雷鸣是一种自然现象，雷电的电压很高，瞬时电流强度很大，因此，一次雷电的放电时间虽然只有0．01S左右，但其释放出的能量却大得惊人。
雷电放电时，可使电气设备绝缘击穿，建筑物造成破坏，家用电器击毁，人体及牲畜死亡或受伤等。
雷电入射波到达线路末端结点处会发生全反射，线路的开路末端电压将增大至雷电行波电压的2倍，严重威胁线路的绝缘安全，必须设置避雷器等防雷保护措施。
避雷针保护作用的原理能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通过避雷针及接地装置泄入大地而防止避雷针周围的设备受到雷击。
保护范围避雷针是防止直击雷的有效措施。
一定高度的避雷针（线）下面，有一个安全区域，此区域内的物体基本上不受雷击。
我们把这个安全区域叫做避雷针的保护范围。
如图所示。
2h h x ≥P h h r x x )(-= 2h h x < P h h r x x )25.1(-=h:避雷针高度，m x h ：被保护物高度，m P ：高度影响系数1P m,30=≤h h 5.5P m,120m 30=≤<h防雷装置防雷装置由接闪器、引下线和接地体三部分组成，其作用是防止直接雷击或将雷电流引入大地，以保证人身及建（构）筑物安全。
