第八章雷电过电压及其防护

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我国电力系统的重要组成部分，具有输送距离长、输送能力大、损耗低等特点，在电力传输中起着重要的作用。

然而，特高压电网也面临着雷电过电压的威胁，需要采取一系列的防护措施。

下文将从特高压电网雷电过电压的特点、形成机理和防护措施三个方面展开论述，并提出相关建议。

一、特高压电网雷电过电压的特点特高压电网雷电过电压与低、中压电网雷电过电压相比，有以下特点：1. 放电能量大：特高压电网运行电压高，雷电击中引起的过电压幅值大，能量大，对电力设备的破坏性较强。

2. 频繁放电：特高压电网通常建设在山区、平原和沿海地区等雷电活动频繁的地区，其耐受雷电冲击的能力相比其他电网更差。

3. 雷电过电压特点明显：特高压电网雷电过电压特点明显，其波形大多为快速上升、缓慢衰减的斜坡波形，幅值可达数百千伏。

二、特高压电网雷电过电压的形成机理特高压电网雷电过电压的形成机理主要与雷电的特点以及特高压设备的电气参数有关：1. 雷电的特点：雷电产生的电流波形特点是带有宽谱频率的多峰脉冲电流，其上升时间短，降落时间长。

雷电电流在空间上的分布较广泛，容易引起电气设备的过电压。

2. 特高压设备的电气参数：特高压设备的电气参数与一般低、中压设备相比要求更高，具有更高的绝缘强度和更大的耐雷击能力。

然而，特高压设备的电气参数也会导致更大的雷电过电压幅值和更长的过电压衰减时间。

三、特高压电网雷电过电压的防护措施为了保护特高压电网的安全运行和设备的正常运行，可以采取以下防护措施：1. 完善的接地系统：特高压电网的接地系统是防护雷电过电压的基础。

接地系统应具备低电阻、低感抗和低电容，以较好地分散雷电电流。

2. 避雷器系统：特高压电网中的避雷器系统主要起到抑制雷电过电压的作用。

避雷器系统应根据特高压设备的电气参数设计，具备较高的耐雷电能力。

3. 传输线路的结构设计：特高压电网的传输线路应采用合理的结构设计，降低雷电过电压的产生和传输。

第八章电力系统雷电防护本章分析输电线路、发电厂和变电所以及旋转电机的防雷保护原理及措施。

§8-1 输电线路的防雷保护输电线路分布面积广,易受雷击,所以雷击是引起线路跳闸的主要起因。

同时,雷击以后雷电波将沿输电线侵入变电所,给电力设备带来危害, 因此对线路防雷保护应予以充分重视和研究。

根据过电压的形成过程,一般将线路发生的雷击过电压分为两种,一种是雷击线路附近地面, 由于电磁感应所引起的,称为感应雷过电压。

另一种是雷击于线路引起的称为直击雷过电压。

运行经验表明,直击雷过电压对高压电力系统的危害更为严重。

输电线路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果在工程计算中用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。

耐雷水平是指雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。

线路的耐雷水平较高,就是防雷性能较好。

雷击跳闸率是指折算为统一的条件下,因雷击而引起的线路跳闸的次数, 此统一条件规定为每年40个雷暴日和100km的线路长度。

应该指出,由于雷电放电的复杂性,通过工程分析得到的计算结果可以作为衡量线路防雷性能的相对指标,而运行经验的积累和实施对策的分析则应是十分重视的。

输电线路防雷一般采取下列措施 :1 .防止雷直击导线沿线架设避雷线,有时还要装避雷针与其配合。

在某些情况下可改用电缆线路,使输电线路免受直接雷击。

2 .防止雷击塔顶或避雷线后绝缘闪络输电线路的闪络是指雷击塔顶或避雷线时,使塔顶电位升高。

为此,降低杆塔的接地电阻,增大耦合系数,适当加强线路绝缘,在个别杆塔上采用线路型避雷器等,是提高线路耐雷水平,减少绝缘闪络的有效措施。

3 .防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧当绝缘子串发生闪络后,应尽量使它不转化为稳定的工频电弧,不建立这一电弧,则线路就不会跳闸。

适当增加绝缘子片数,减少绝缘子串上工频电场强度,电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式,防止建立稳定的工频电弧。

4 .防止线路中断供电可采用自动重合闸,或双回路、环网供电等措施,即使线路跳闸,也能不中断供电。

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。

雷电过电压及防护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。

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。

交流特高压电网的雷电过电压防护特高压电网是一种电压等级较高的电力输电系统，其电压等级一般在1000千伏及以上。

特高压电网的建设对于提高电网的输电能力、减少输电损耗、改善电网结构、提高电网安全性等方面都有着重要的意义。

然而，特高压电网的建设也面临着一系列的挑战，其中之一就是雷电过电压对其带来的威胁。

因此，为了保障特高压电网的安全运行，必须对其进行雷电过电压防护。

本文将从特高压电网的雷电过电压特点、防护原则和方法等方面进行探讨。

一、特高压电网的雷电过电压特点特高压电网由于其电压等级较高，具有一定的雷电敏感性。

在雷电天气条件下，电力线路上的闪络、击穿和短路现象会导致大量电能注入特高压电网，引起各种过电压问题。

特高压电网的雷电过电压特点主要包括以下几个方面：1. 高电压等级：特高压电网的电压等级很高，一般在1000千伏及以上，因此雷击对其的影响也会更加严重。

2. 高电能注入：雷电击中电力线路会产生大量能量，其中一部分会通过电力线路注入特高压电网，导致电网系统的电压瞬间升高。

3. 快速变化：雷电过电压的变化速度很快，一般在毫秒级别，导致电网系统的电压瞬间波动。

4. 高频分量：雷电过电压中含有大量的高频分量，这些高频分量对电力设备影响较大。

5. 多次击穿：雷电过电压引起的击穿现象通常不止一次，会引发多次击穿现象，对电力设备带来额外的损害。

二、特高压电网的雷电过电压防护原则特高压电网的雷电过电压防护主要应遵循以下原则：1. 综合防护：特高压电网的雷电过电压防护应综合考虑各种因素，包括电力设备的特性、运行条件、地质环境等，进行全面的防护设计。

2. 多层次防护：特高压电网的雷电过电压防护需要采取多层次的措施，包括设备层面的防护和系统层面的防护，以提高防护效果和可靠性。

3. 合理布置：特高压电网的雷电过电压防护布置应合理，要根据电力线路和设备的特点，以及雷电活动的规律等因素，确定合适的防护措施和设备布置。

4. 强调耐受能力：特高压电网的防护设备应具备良好的耐受能力，能够承受雷电过电压的冲击和大电流的作用，保证设备的安全运行。

山区架空输电线路雷电过电压分析与防护措施前言在山区架空输电线路中，雷电过电压是导致输电线路停电或设备损坏的主要原因之一。

因此，对山区架空输电线路的雷电过电压进行分析及防护措施的研究非常必要。

本文将介绍山区架空输电线路的雷电过电压产生机理、影响因素及防护措施。

雷电过电压产生机理雷电过电压是指在雷电天气中，集中放电或感应放电产生的过电压。

在负载较小时，过电压会导致设备停电；在负载较大时，过电压则会直接对设备造成损坏，一定程度上，甚至会对人身造成伤害。

山区架空输电线路由于天气条件复杂（雨、雪、冰等），风力较大和水汽含量较高等因素，往往容易发生雷击。

在雷击时，空气将被加热并膨胀，形成一条热气道，并且会激发一定规模的电流流过气道，形成雷电。

当雷电经过架空输电线路时，电压巨大，会形成雷电过电压。

这种雷电过电压会侵入输电线路，对线路及附属设备产生直接或间接的危害。

影响因素山区架空输电线路的雷电过电压受到许多因素的影响，主要包括如下几点：1. 线路特性输电线路的长度、角度、高度、导线直径等都会影响雷电过电压的大小。

仅以绝缘子串为例，串长、串距、串型、串宽比等参数都会对雷电过电压产生影响。

2. 地形特征山区地形的不平整和高差较大都会使输电线路在重压的作用下被撑起、偏转，导致绝缘子串的应力分布不均，从而加剧绝缘子串的击穿和防雷性能的下降。

3. 气象特征各种气象参数都会对雷电过电压的产生造成影响，包括高度、速度、方向和含水量。

在冬季，山区受到的雪灾和霜害等物理灾害是导致绝缘子串制冰和导致输电线路事故的一个重要因素。

架空输电线路在润滑的绝缘子串处容易形成灵敏和沉积物，使输电线路的绝缘性能大幅下降。

防护措施对于山区架空输电线路的雷电过电压问题，可以采取如下的防护措施：1. 架设雷电防护器在线路设计时，应在匝间选择雷电防护器并进行合理的接地，避免雷电过电压对设备的破坏。

2. 优化导线参数根据输电线路应力实验结果，为防止弓垂距离过大和弓垂距恰恰过小而引起运行故障，应适当调整导线的参数。